厌氧折流板反应器处理酱油废水的试验研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理酱油生产废水,通过分析进出水COD、碱度以及容积负荷,研究ABR反应器对酱油生产废水的处理效果.结果表明,在35℃恒温条件下,连续运行阶段ABR反应器对cOD的去除率保持在87%以上,出水COD维持在1 000 mg·L~(-1)以下;色度去除率效果较佳,达到30%;并且具有较强的抗水力冲击负荷能力.ABR反应器对酱油废水具有良好的去除效率和稳定性.     

ASBBR反应器厌氧氨氧化反应稳定性研究

利用已经成功启动的ASBBR反应器,通过不同的进水基质浓度,不同进水亚硝态氮、氨氮质量比和不同冲水比3个因素的交替变化,研究了厌氧氨氧化反应器脱氮效能稳定性的影响.当进水亚硝态氮与氨氮质量比在1～13的范围内变动时,对反应器内厌氧氨氧化反应的脱氮效能几乎没有影响,表明ASBBR反应器具有较高的抗负荷冲击能力.当进水后反应器内亚硝态氮质量浓度大于80mg·L~(-1)时,将导致反应器的总氮去除率下降,并且随着亚硝态氮浓度的增加,脱氯效果会越来越差.同时研究还表明水力冲击不会引起厌氧氨氧化反应器出现微生物流失,但随着水利负荷的增加,厌氧氨氧化细菌时新环境适应时间将会延长,导致相同周期内反应器脱氮效能的下降.     

CABR处理分散式生活污水抗短期水力冲击负荷潜能

为考察填料式厌氧折流板反应器（CABR）处理分散式生活污水的稳定性,从宏观运行性能、中间产物积累以及微观微生物活性三个层次来表征和评价不同温度下CABR处理低浓度生活污水抗水力冲击负荷潜能。从宏观运行性能指标可知：呈现“L”的TCOD沿程曲线可定性表征较佳的反应器抗冲击负荷潜能,冲击力度加大而容积负荷去除率不变则表明反应器已无缓冲性能;从中间产物累积情况可知：可溶性微生物产物（SMP）/可溶性化学需氧量（SCOD）比值沿着CABR水流方向呈上升趋势,挥发性脂肪酸（VFA）/碱度的比值小于0.11时表明CABR抗水力冲击负荷潜能较佳;从微生物活性可知：受到水力负荷冲击时,微生物活性     

冲击负荷对厌氧折流板反应器运行性能的影响

应用厌氧折流板反应器处理玉米杆纤维浆粕废水，研究了冲击负荷对反应器运行性能的影响。在进水COD浓度为4000mg／L，HRT由40h减少至18h，OLR由2.40kgCOD／m~3·d上升为5.35COD／m~3·d水力负荷冲击下，COD去除率仅由81.9％下降到75.7％；在HRT为24h，进水浓度由4002mg／L上升到6560mg／L，OLR由4.00kgCOD／m~3·d的有机负荷冲击下，COD去除率81.1％下降到75.1％。表明反应器对水力冲击负荷和有机冲击负荷均由较强的适应性和稳定性。     

高氮负荷冲击后海洋厌氧氨氧化生物反应器的重启

以3个经过高氨氮负荷冲击后的海洋厌氧氨氧化生物反应器为研究对象,其脱氮性能差、细菌生物活性低,通过对比实验探究其快速重启措施。结果显示,反应器3运行13 d后恢复脱氮性能,NH4+-N和NO2--N的去除率分别为92.5%、85.7%;运行46 d,容积负荷及去除速率分别为0.34 kg/(m3·d)和0.25 kg/(m3·d),NH4+-N、NO2--N、NO3--N的反应速率化学计量比为1.0:1.29:0.19。反应器1在第51天恢复脱氮性能,运行83d,获得容积去除速率0.36kg/(m3·d);反应器2在第20天恢复脱氮性能,运行57 d,获得容积去除速率0.23 kg/(m3·d)。研究表明,相比高基质含量短HRT和低基质含量短HRT,低基质含量长HRT是快速重启反应器的优选措施。     

低pH对高负荷厌氧氨氧化反应器性能的影响

厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺是一种新型生物脱氮工艺,具有良好的应用前景。但ANAMMOX以亚硝酸盐为电子受体,需与短程硝化(SHARON)联合应用。SHARON是一个产酸反应,而ANAMMOX是一个嗜碱反应,后者会受前者的干扰。试验结果表明,低进水pH冲击对高负荷(总氮负荷9.3～27.7kg·(m3·d)-1)ANAMMOX反应器效能具有显著影响。在一定范围内,提高总氮负荷可削弱低进水pH冲击的影响,设置回流也可缓解低进水pH冲击所致的负面效应。低进水pH冲击对厌氧氨氧化反应器效能的影响主要来自低pH与游离亚硝酸毒性的双重抑制,其中低pH的直接作用对反应器效能的影响更大。低进水pH冲击所致的反应器效能恶化可采用停车自然恢复、清水冲洗恢复和外加碱液恢复。     

两相厌氧工艺处理生活污水的试验研究

新型高效厌氧反应器的发展使生活污水的厌氧处理成为可能.采用动力学控制进行相分离,并对其处理生活污水进行了初步研究.结果表明,采用两相ABSBR(恒水位操作厌氧生物膜序批式反应器,Anaerobicbiofilm sequencing batch reactor,ABSBR)工艺能发挥产酸相和产甲烷相各自最大的活性,两相ABSBR系统能提高有机物和悬浮固体的去除,能够使出水直接达标;此外还具备较强的抗冲击负荷和抗低温能力.     

UBF反应器处理TDI有机废水的试验研究

设计和制作了厌氧复合床反应器(UBF)用于TDI废水的处理研究.研究结果表明,在UBF进水水温为(34±1)℃、水力停留时间为20 h,CODCr容积负荷不超过3.07 kg/(m3·d)时,UBF对TDI废水中苯胺、CODCr氨氮、色度的去除率分别为62.10%、63.08%、14.59%、75%.废水的BOD5/COD由进水的0.21提高到处理后出水的0.33,废水的可生化性获得明显提高.另外,试验证明,厌氧复合床反应器具有较强的抗冲击负荷能力.     

ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器启动及有机负荷对其运行性能的影响

控制已稳定运行的UASB-ANAMMOX反应器进水TN容积负荷为026 kg.m^-3.d^-1,通过连续添加有机物(葡萄糖),在进水有机负荷与TN负荷比值为1的情况下,仅用35 d就成功启动了ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器,稳定阶段反应器对氨氮、亚硝氮、TN和COD的去除率分别高达95.3%、99.1%、94.0%和93.2%,三氮比即去除的氨氮∶去除的亚硝氮∶生成的硝氮为1∶1.34∶0.03。研究了有机负荷冲击对ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器运行性能的影响。结果表明,进水有机负荷的突降对反应器的运行性能影响不大;有机负荷的突增会显著影响反应器脱除氨氮的能力,经驯化后仍能实现协同脱氮作用,但会恶化反应器的出水水质,大幅降低进水有机负荷可显著改善出水水质。协同脱氮反应器对有机负荷冲击有较强的抵抗力。     

循环流化床厌氧氨氧化反应器脱氮性能研究

对循环流化床上部附加无纺布作填料的固定床复合式厌氧氨氧化反应器的性能进行了研究,通过控制废水的循环量来调节反应器底部微生物颗粒的流化状态,并对反应器内对富集的厌氧氨氧化菌除氮性能进行了研究。结果表明,反应器稳定运行270 d,总氮去除率及亚硝氮去除率分别维持在80%及90%以上;最大氮负荷达到15.2 kg/m3.d-1,相应的最大氮去除速率达9.9 kg/m3.d-1。通过批实验,得到反应器稳定运行期厌氧氨氧化菌比活性为0.3 kg/k.gd-1。出水悬浮物(SS)浓度检测、微生物颗粒粒径分布测试、微生物颗粒的扫描电镜(SEM)观测结果均表明,循环流化床厌氧氨氧化反应器具有较高的生物滞留能力,形成的微生物颗粒具有较佳性能。采用荧光原位测定(FISH)分析结果显示,厌氧氨氧化菌在反应器微生物群落中含量超过70%。     

高负荷厌氧氨氧化反应器的研究进展

剖析了常见的高负荷厌氧氨氧化反应器的构型特点,归纳了颗粒污泥反应器（上流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床和气提式反应器）、生物膜反应器和复合式反应器的优缺点。系统总结了高负荷厌氧氨氧化反应器的调控要点,包括操作条件（负荷、回流等）调控、环境条件（pH值、温度、溶解氧等）调控、营养物质（基质比、钙离子浓度、无机碳源等）调控、抑制剂调控和微生物（接种源、优势种、聚集体、生物量和活性等）调控。最后指出,实现高负荷厌氧氨氧化反应器全面应用的关键是突破复杂水质障碍和在低温条件下进行有效调控。     

厌氧膨胀颗粒污泥床反应器的国内研究与应用现状

厌氧膨胀颗粒污泥床(expanded granular sludge bed,EGSB)反应器作为第三代厌氧反应器的典型代表,相比于上流式厌氧污泥床(UASB)反应器具有更高的容积负荷和抗冲击性能,且其还有占地小以及可产生沼气能源等优点,因而被广泛应用于多种高浓度有机废水处理。本文介绍了EGSB反应器的结构原理与运行流程;统计分析了近些年国内EGSB反应器的相关文献及其由小试到工程化的发展历程;概述了EGSB反应器在甲烷化、厌氧氨氧化(ANAMMOX)、生物制氢、同步脱氮除硫方面的研究进展;综述了产甲烷EGSB反应器与生物膜法、序批式活性污泥法和传统活性污泥法等工艺联用的工程应用现状,指出这些工艺均表现出良好的单体去除效果和较理想的整体去除效果,且EGSB反应器在与新兴技术的耦合上也表现出较好的前景。     

两种UASB-厌氧氨氧化反应器启动和运行特征对比

采用两套有效容积为3.2 L的UASB 反应器,以含NH⁺⁴-N 和NO^-2-N的模拟废水为进水,对ANAMMOX反应过程的启动及运行期间的特征进行对比研究。试验结果表明：1号反应器的NH⁺⁴-N和NO^-2-N的去除率分别达到99.7%和99.9%需要220 d;而2号反应器的NH⁺⁴-N和NO^-2-N的去除率分别达到99.8%和99.9%只需要150 d;1号反应器的出水在第220～300 d 的平均三氮比即去除的NH⁺⁴-N︰去除的NO^-2-N∶生成的NO^-3-N=1︰1.16︰0.15,2号反应器的出水在第150～300 d 的平均三氮比为1︰1.28︰0.15;两台反应器的pH值先后都存在特征性变化,在稳定阶段反应器内活性污泥都由接种时的黑褐色转化为黄棕色颗粒污泥,随试验时间的延长同样的负荷变化都对反应器的冲击越来越小;具有生物膜的2号反应器在提高ANAMMOX细菌的固定化、减少菌种的流失等方面具有较大优势。     

厌氧氨氧化反应器的启动及其脱氮性能研究

采用添加多层多孔板的升流式厌氧污泥床接种混合污泥,于78 d内成功启动厌氧氨氧化反应器。第75天,反应器对NH4+-N和NO2--N的去除率达95%以上,容积氮去除负荷达0.525 kg/(m3·d)。启动后,快速提高进水基质浓度,反应器出现抑制现象,且抑制前后三氮之比具有显著变化。运行后期,底部出现红棕色污泥。与普通的升流式厌氧污泥床相比,其具有喷动床效应及水利筛分作用,有利于颗粒污泥的形成。     

射流循环厌氧流化床两相厌氧处理高浓度硫酸盐有机废水

设计了射流循环新型厌氧生物流化床反应器(JLAFB),以该反应器为酸化相(或称硫酸盐还原相),厌氧颗粒污泥流化床(AGSFB)为产甲烷相组成两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水。在培养出耐酸性硫酸盐还原厌氧颗粒污泥基础上,成功实现了硫酸盐还原菌（SRB）和产甲烷菌（MPB）的相分离,消除了SRB对MPB的基质竞争性抑制。在进水SO2-4负荷达12.0 kg·m-3·d-1条件下,JLAFB和AGSFB反应器内硫化物浓度分别为78.3 mg·L-1和92.4 mg·L-1,远小于200 mg·L-1的抑制浓度,消除了硫化物在反应器内的积累和对微生物的毒性作用。在稳态运行条件下,当进水COD和SO2-4负荷分别为26.0和8.5 kg·m-3·d-1时,工艺总的COD和SO2-4去除率分别达到86.9％和97.6％。试验确定工艺的最优运行条件为：进水COD/SO2-4>3.0;碱度为400～500 mg·L-1;JLAFB反应器吹脱气体流量为0.04 L·min-1,水力回流比为5∶1。     

厌氧序批式反应器的厌氧氨氧化工艺启动运行

在厌氧序批式反应器中接种好氧硝化污泥,进行了培养厌氧氨氧化污泥的研究。在进水pH值为7.2～7.8,温度为30±1℃的条件下运行142d,成功培养出厌氧氨氧化污泥。反应器内的污泥量(以VSS计)由原来的9.90g/L增加到18.99g/L,水力停留时间为1.20d,总氮容积负荷为0.4318kg/(m·3d)时,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%,氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高分别达到93.9%和99.8%,平均去除率分别为81.2%和85.7%,氨氮和亚硝酸盐氮去除的比例为1∶1.387±0.024。对该工艺优化实验研究表明,适宜pH值为7.2～7.8,最适宜温度为35℃;且适度强化反硝化作用有利于提高反应器的脱氮性能。     

厌氧序批式反应器快速形成颗粒污泥技术研究

厌氧序批式反应器(ASBR)初次启动用厌氧消化污泥接种,比较了投加聚季铵盐(A柱)与空白对照(B柱)2个反应器的颗粒污泥形成过程。启动后以每隔2 d投加1次的投加方式向反应器中不断补充聚季铵盐,聚季铵盐投加质量与污泥质量之比取1.6 mg/g。结果表明,A柱颗粒污泥平均粒径达到0.72 mm仅需73 d,比B柱提前了25 d。A柱在启动56 d后COD负荷达到10 g/(L.d),形成的颗粒污泥平均粒径大于B柱(0.55 mm),产甲烷活性也较高。所以投加聚季铵盐能有效促进污泥颗粒化进程。     

厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)的工艺特征与运行性能

分析了颗粒污泥膨胀床（ＥＧＳＢ） 的工艺特征以及特殊条件下的处理性能。ＥＧＳＢ采用处理水回流技术与较高的上升速度,使颗粒污泥床处于膨胀状态,强化了传质速率,减少了水力停留时间,提高了处理效率。适用于超高浓度和含有毒物质的工业废水,也特别适用于低温和低浓度的有机废水的处理。     

新型外循环厌氧反应器污泥沉降的数值模拟

结合EGSB及其它厌氧高效反应器的结构特征而开发的新型外循环厌氧反应器,在高上升流速下能有效控制污泥的流失,处理城市污水时获得了良好的效果。为了对新型外循环反应器的污泥沉降性能进行准确模拟和有效控制,利用质量平衡方程与颗粒污泥自由沉降理论,考虑沉降速率与浓度的关系,确定污泥沉降速率,从而建立了该反应器污泥沉降的弥散模型。对不同上升流速下的污泥浓度分布情况进行了模拟,其模拟结果与实测值吻合良好。然后纳入三相分离器分离效率（SE）的概念,实现了对出水SS的模拟,模拟数据的标准偏差小于6%。在确定污泥相对浓度的前提下,利用二次插值预测污泥层高度,结果表明不同上升流速的污泥层高度基本一致,但是同一高度不同上升流速的污泥浓度各不相同。     

厌氧流化床生物膜形成及稳定性的研究

在自行设计的厌氧流化床反应器上地厌氧流化床生物膜的形成及其稳定性进行了研究，考察了影响反应器内生物滞留量的因素（接种污泥，温度，ｐＨ，基质特性，有机质负荷）和影响生物膜构成的因素（微生物的品种及性质，生物化学反应，载体，水力特性）简述了生物膜的形成机理。