CSTR和ABR甲烷发酵系统运行特征比较

厌氧发酵技术是解决环境污染及能源需求问题的重要途径。针对常见的连续流搅拌槽式反应器(CSTR)和厌氧折流板反应器(ABR)存在的甲烷发酵技术问题,开展了产甲烷系统的调控技术研究。在特定条件下,比较CSTR和ABR两类反应器的甲烷发酵系统效能。结果表明,在进水COD为4 000 mg/L、HRT为24 h条件下,CSTR系统运行73 d后可形成完整甲烷发酵,对COD的去除率维持在70%左右,但系统运行不够稳定。在接种污泥、进水COD、HRT等相同的情况下,ABR系统运行17 d后,对COD的去除率即可达到74%;保持有机负荷为4 kg/(m3·d)不变,通过调控ABR进水COD浓度、HRT等后,对COD的去除率可达到90%以上。与CSTR相比,ABR通过生物相的分离(产酸发酵菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等沿程分布于各格室并呈现不同的优势度),增强了产氢产乙酸作用,使系统去除效能更高、抗冲击负荷能力更强,运行也更稳定。     

UASB处理高含固污泥热水解滤液启动特性

针对高含固剩余污泥热水解滤液采用UASB处理的启动特性，开展连续运行试验（HRT为26～7.8 d）并分析启动过程中有机物去除率、甲烷产量的变化。结果表明，COD去除率及甲烷产率随着有机负荷的提升而增加，当HRT为7.8 d时COD去除率可达（65.92±2.44）%。相比于COD去除率，系统启动过程中更应关注甲烷产量的变化。当HRT为7.8 d时，出水氨氮浓度及pH分别为（2 532.37±129.93） mg/L、8.02±0.28。负荷提升过程中，应更注重氨抑制风险。由于沼气产量及进水量较低，系统启动初期可采用间歇进水并增设内回流的方式增加UASB内的上升流速。     

两相厌氧工艺处理高盐纤维素醚废水的研究

采用接种特定污泥的两相厌氧反应器处理高盐纤维素醚废水,重点考察了启动过程及其处理效果。试验结果表明,当产酸相的HRT为18 h时,其所能承受的最大容积负荷为8.18kg/(m3.d),此时其对COD的去除率为20%左右;当产甲烷相的HRT为24 h时,其所能承受的最大容积负荷为5.5 kg/(m3.d),此时其对COD的去除率为35%左右;产甲烷相对COD的去除率与产酸相出水的酸化度呈显著正相关。在产酸相进水COD为6 000 mg/L、产甲烷相进水pH值为7的条件下,当产酸相进水pH值为6、HRT为18 h及产甲烷相的HRT为48 h时,系统的处理效果较佳,出水COD为1 800 mg/L,对COD的总去除率可达70%左右。     

ABR处理综合印染废水的中试研究

在中试条件下采用厌氧折流板反应器(ABR)处理综合印染废水,考察了不同水力停留时间(HRT)下ABR对COD、氨氮、色度等的去除效果。结果表明,当HRT分别为48、36、24、20、16、12和8 h时,对COD的平均去除率分别为39.3%、28.3%、32.4%、30.6%、31.0%、26.3%和23.0%;第1隔室对COD的去除率最高,约占总去除率的59%~72%,且随着HRT的缩短,第1隔室对COD的相对去除率呈上升趋势。由于对偶氮类染料的降解,氨氮浓度呈现出沿隔室逐渐升高的趋势。当进水平均色度为550倍时,出水色度≤180倍,平均去除率达到67.3%;其中色度主要在第1隔室被去除,去除率高达55%以上。     

一体化两相厌氧反应器处理生活污水的快速启动

采用自行设计的一体化两相厌氧反应器处理生活污水,对启动过程进行研究。控制水温为35℃左右,在进水水质维持基本不变的情况下,通过逐步缩短水力停留时间(HRT)来提高系统的COD容积负荷(VLR),仅36 d就完成了启动。进水pH值在7.39～7.67范围内,采用动力学控制方法很好地实现了产酸相和产甲烷相的分离。启动完成后反应器运行状况良好,系统的HRT约为7 h,VLR约为1.31 kg/(m3.d),对COD的去除率约为80%,对SS的去除率达到近90%,产气量约为0.31 L/h。     

A/O工艺处理高海水盐度废水的试验研究

针对沿海城市对海水的直接利用所产生的高海水盐度废水,试验采用A/O工艺,在进水COD为800～900 mg/L,NH3-N为80～90 mg/L,海水比例为50%(Cl-含量为17 500 mg/L)的试验条件下,分别研究了进水pH、HRT、污泥回流比对COD及NH3-N去除率的影响,以及内循环回流比对系统反硝化作用的影响.结果表明,在高海水盐度环境下,控制进水pH 8.0,HRT为15 h,污泥回流比R为1.0时,A/O工艺对COD和氨氮去除率可分别达到88.23%和88.67%.控制内循环回流比r为3.5～4时,系统可较彻底的反硝化.     

ABR/MBBR组合工艺处理草浆中段废水的中试研究

通过现场中试考察了ABR/MBBR组合工艺处理草浆中段废水的效果.结果表明,当ABR进水COD为1 339～2 948 mg/L、HRT为24～48 h时,其对COD的去除率约为50%;ABR出水流入MBBR.当MBBR的HRT为6～12 h时,其对COD的去除率约为60%,MBBR出水COD稳定在350 mg/L左右.在Fe2（SO4）3投量为1 250～1 750 mg/L的情况下,经混凝、沉淀处理后出水COD＜100 mg/.     

EGSB反应器内颗粒污泥的快速培养及特性研究

对接种市政消化污泥的膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器内颗粒污泥的快速培养及其特性进行了试验研究。结果表明,颗粒污泥的培养仅需46 d,进水COD负荷和去除率可分别达到7.12 kgCOD/(m3.d)和91%。经历49 d的提高负荷期后,EGSB反应器获得了良好的运行效果:当进水COD浓度为3 700 mg/L、HRT为3.4 h时,进水COD负荷可达42.51 kgCOD/(m3.d),对COD的去除率达到95.7%,出水COD浓度<160 mg/L。成熟颗粒污泥的沉速为30.64~84.73m/h,污泥密度为62.06 g/L,MLSS为45.29 g/L。随着有机负荷的快速提高,颗粒污泥的粒径明显增大,平均粒径由形成初期的0.9 mm增大到成熟期的1.2 mm,且颗粒更加均匀,中间粒径(0.45~0.9 mm)的质量分数达到了69.6%。与消化污泥相比,颗粒污泥的比产甲烷活性得到了明显的提高;且反应器不同高度处的颗粒污泥的产甲烷活性是不同的,底部的活性最高。成熟期的颗粒污泥更加规则、密实,强度也更高。颗粒污泥的微生物菌群丰富,细胞间排列紧密,物质传递迅速,颗粒表面凹凸不平,比表面积很大,泥水接触和传质效果良好。     

MIC反应器处理抗生素发酵废液的研究

采用逐步提高抗生素浓度和有机负荷(OLR)的方法,考察改进型内循环厌氧反应器(MIC反应器)对含万古霉素(VA)发酵废液的处理效果,并对微生物群落进行分析。结果表明,污泥经过驯化后,MIC反应器对VA发酵废液有较好的处理能力,当进水VA浓度为70 mg/L左右、水力停留时间(HRT)为4 d时,对MIC反应器运行没有抑制效应,此时COD去除率约为90%,VA去除率达到90%以上;当HRT为2 d、进水OLR为25 kgCOD/(m³·d)时,MIC反应器对VA发酵废液的COD去除负荷最大,为19. 5 kg/(m³·d)。通过微生物多样性检测结果发现,细菌群落在门水平上的优势菌为Bacteroidetes和Firmicutes。     

非丝状菌污泥膨胀对无排泥MBR的影响

在无排泥条件下,通过对MBR系统中发生的非丝状菌污泥膨胀现象的研究发现:污泥膨胀导致污泥沉降性变差,系统污泥量上升,对TN的去除率较低且不稳定,但对COD和氨氮的去除效果影响不大,去除率分别能达到80%和90%以上;在初期对TP的去除率较高,随着污泥停留时间的延长,对TP的去除率逐渐下降。通过减少曝气量、降低进水COD和TN浓度、增加进水TP浓度,能有效解决MBR中发生的非丝状菌污泥膨胀现象,同时能降低污泥产率。     

Competition between planktonic and fixed microorganisms during the start-up of methanogenic biofilm reactors

The influence of the hydraulic retention time (HRT) on the start-up phase of a methanogenic inverse turbulent bed bioreactor was investigated. Two identical reactors were monitored, the only differing parameter being the HRT: one of the reactors was fed with a diluted wastewater at a constant HRT of 1 day, the organic loading rate (OLR) being increased by decreasing the substrate dilution; the second reactor was fed at a constant influent concentration of 20 g COD L(-1), the OLR being increased by decreasing the HRT from 40 days to 1 day. After 45 days of start-up, both reactors were operated at an OLR of 20 g COD L(-1)d(-1) and a HRT of 1 day. However, strong differences were observed on biofilm growth. In the reactor operated at a constant short HRT, biofilm concentration was 4.5 as high as in the reactor operated at an increasing HRT. This difference was attributed to the competition between planktonic and biofilm microorganisms in the latter reactor, whereas suspended biomass was quickly washed out in the former reactor because of the low HRT.     

渗流式生物床处理污染河水的启动研究

渗流式生物床的成功启动是稳定发挥其净化污染河水功能的重要前提。研究表明，渗流式生物床的自然启动约需40d，而减少进水负荷同时投加营养物则能够有效加快渗流式生物床的启动，启动时间仅约12d。当启动完成并稳定运行时，在HRT为8h的条件下系统对NH4^＋-N的平均去除率为94．4％，对COD的平均去除率为51．3％；当HRT为24h时系统对NH4^＋-N的平均去除率为98．3％，对COD的平均去除率为53．5％。可见，当水力停留时间达到8h后，增加水力停留时间对提高NH4^＋-N和COD去除率的效果不明显。     

负荷变化对ABR运行效果的影响研究

利用厌氧折流板反应器(ABR) 处理屠宰废水,研究了负荷变化对厌氧折流板反应器（ABR）运行效果的影响。研究结果表明：厌氧折流板反应器对负荷变化的适应能力较强,ABR反应器的特殊结构为其提供了良好的抗负荷变化的能力。当维持进水COD浓度在2 500~3 000 mg/L范围之内,改变水力负荷,使HRT由27.5 h下降到15 h,COD去除率下降不超过5％;当维持反应器HRT为20 h时,改变有机负荷,使进水COD浓度由2 500 mg/L提高到4 800 mg/L,在负荷改变后的第二天,COD去除率仅降     

Continuous biotransformation and removal of nitrophenols under denitrifying conditions

The effect of COD/NO(3)(-)-N ratio on the biotransformation and removal of 2-nitrophenol (2-NP), 4-nitrophenol (4-NP), and 2,4-dinitrophenol (2,4-DNP) was studied in bench scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors. Sodium acetate and sodium nitrate were used as electron donor (substrate) and electron acceptor, respectively. Nitrate nitrogen loading was increased from 0.098 to 0.6 kg/m(3)d in order to keep COD/NO(3)(-)-N ratio as 20.8, 14.3, 9.8, 5.0, 4.0 and 3.33. Throughout the study, input nitrophenolic concentration and hydraulic retention time (HRT) were kept constant as 30 mg/l and 24h, respectively. 2-Aminophenol (2-AP), 4-aminophenol (4-AP) and 2-amino,4-nitrophenol (2-A,4-NP) were found as the major intermediate metabolite of 2-NP, 4-NP and 2,4-DNP, respectively. Removal of all the three nitrophenols increased with lowering of COD/NO(3)(-)-N ratio. However, nitrophenols removal got adversely affected when COD/NO(3)(-)-N ratio was reduced below 5. Maximum removal achieved were 91.63%, 90.17% and 86.10% for 2-NP, 4-NP and 2,4-DNP, respectively at a COD/NO(3)(-)-N ratio of 5. Simultaneous denitrification and methanogenesis was observed in all the reactors throughout the study.     

Anaerobic treatment of real textile wastewater with a fluidized bed reactor

Anaerobic treatability of a real cotton textile wastewater was investigated in a fluidized bed reactor (FBR) with pumice as the support material. The immobilized biomass or attached volatile solids level on the support material was 0.073 g VSS/g support material at the end of the 128-d start-up period. During the operation period, real cotton textile wastewater was fed to the anaerobic FBR both unsupplemented (in Stages 1 and 2) and supplemented (with synthetic municipal wastewater in Stage 3 and glucose in Stages 4-6). The effect of operational conditions such as organic loading rate (OLR), hydraulic retention time (HRT), influent glucose concentration as the co-substrate, etc. was investigated to achieve the maximum color removal efficiency in the reactor. Results indicated that anaerobic treatment of textile wastewater studied was possible with the supplementation of an external carbon source in the form of glucose (about 2g/l). The corresponding maximum COD, BOD(5) and color removals were found to be around 82%, 94% and 59%, respectively, for HRT of around 24h and OLR of 3 kg COD/m(3)/d. Further increase in external carbon source added to real textile wastewater did not improve the color removal efficiency of the anaerobic FBR reactor.     

一体化A/O生物膜反应器处理生活污水

根据缺氧 好氧 (Anoxic Oxic ,A O)工艺原理设计了升流式一体化A O生物膜反应器 ,并就反应器对生活污水的处理效果和运行参数进行了试验。结果表明 ,当缺氧区HRT为 5h、好氧区HRT为 3h时对COD的去除率 >80 % (大部分接近 90 % ) ,对SS去除率 >95 % ;维持反应器内适宜的碱度可获得良好而稳定的脱氮效果 ;剩余污泥少 ,无需频繁排泥。     

UASB/MBR组合工艺处理抗生素废水的研究

采用UASB/MBR组合工艺处理抗生素废水,考察了其处理效果及影响因素.结果表明,当UASB的水力停留时间(HRT)为13 h、MBR的HRT为7.5 h时,系统对COD的去除效果最好,在进水COD为1 000～9 000 mg/L的条件下,出水COD可降至199 mg/L,对COD的总去除率可达80%以上.     

一体化反应器处理生活污水的中试研究

鉴于污水处理中对氮、磷去除率的要求和内循环三相生物流化床反应器存在的不足,开发了一种一体化高效分离生物流化复合反应器(HSBCR)。HSBCR反应器好氧循环流化区采用了独特的分格结构,并且在同一个反应器中实现了好氧、缺氧分区运行。HSBCR中试设备处理生活污水的结果表明,当反应器好氧区HRT为1h时,出水COD质量浓度可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的二级标准;当HRT为2h,出水COD质量浓度可以达到一级(B)排放标准。随着HRT从1h延长到2.5h,反应器对NH3-N的去除效果上升;对TN的去除效果表明,反应器具有较好的反硝化效果;反应器生物除磷效果对TP有约50%的去除率。利用HSBCR进行同步化学除磷可以使反应器出水TP低于1.0mg/L;气浮分离使反应器出水SS有效控制在20mg/L以内。