硫自养反硝化同步脱氮除硫启动试验

目的 研究单一反应器内硫自养反硝化同步脱氮除硫的启动方法 及过程,同时考察脱氮除硫效果.方法 选择厌氧生物滤池为生物反应器,采用普通厌氧消化污泥为接种污泥,以自配的含S2--S和NO3--N的废水为进水,进水容积负荷分别为0.24 kg/(m3·d)、0.105 kg/(m3·d),经过15 d的间歇运行和15 d的连续运行,对硫自养反硝化的启动过程进行研究.结果 经过30 d的运行启动,S2--S和NO3--N的去除率基本稳定在90%及80%以上,去除负荷分别为0.238 kg/(m3·d),0.093 3 kg/(m3·d),S0及NO2--N的生成率分别为75%与64%左右.结论 反应器在短时间内成功筛选并富集了硫自养反硝化菌,S2--S和NO3--N达到很高的去除负荷,硫自养反硝化反应器成功启动.     

自养反硝化工艺的单质硫积累条件研究

利用3.2 L的厌氧膜生物反应器对产物为S0的自养反硝化工艺控制条件进行研究。实验中S/N比控制为2.5,氮负荷为0.07~0.08 kg·m-3·d-1时,分别研究HRT和pH值对底物去除以及单质硫积累的影响。反应器在进水硫化物浓度和NO3--N浓度分别为110和20 mg·L-1情况下运行,在pH值为7时,HRT分别为7.41和6.83 h时对NO3--N和硫化物的去除率基本无影响,分别为93%和100%,但对单质硫的积累有显著影响。HRT为6.83 h时,单质硫的积累率最大,为61%。pH为7.5、7、6.5和6时,对NO3--N和硫化物的去除率基本无影响,较低的pH（pH=7）有利于单质硫的积累,积累率可达62%左右,但进一步降低pH对单质硫积累率提高的帮助不大,仅能提高至65%。     

城市生活垃圾填埋场渗滤液生化处理试验研究

采用“两级UASB-A/O生化系统”处理含有高质量浓度COD与NH4 -N的生活垃圾渗滤液.在UASB1中实现同时反硝化与产甲烷反应,出水COD在UASB2中进一步去除.在A/O反应器中去除残余COD与NH4 -N的彻底硝化.在UASB1与UASB2中最大COD去除率分别为12.5 kg/(m3.d)与8.5 kg/(m3.d).两级UASB为后续硝化创造了良好的条件.UASB1在30℃的气体产率为0.28 m3/kg COD,气体的组成相对恒定,CH4,N2,CO2所占的比例分别为63%~73%,25%~35%,2%.UASB2在35℃的气体产率为0.40 m3/kg COD,CH4,CO2所占的比例分别为98%,2%.通过几乎100%的短程硝化NH4 -N几乎完全去除,最大NH4 -N去除负荷为0.68 kg/(m3.d).该技术实现了渗滤液经济高效的生物脱氮.     

电子受体质量浓度对反硝化除磷过程的影响

目的为研究一种最佳的节能生物除磷方法.方法在传统SBR反应器中,考察了分别以NO3--N和NO2--N为电子受体的反硝化除磷过程中的脱氮吸磷现象.结果试验表明以NO3--N为电子受体硝酸型反硝化除磷过程在除磷效果上要优于以NO2--N为电子受体的亚硝酸型反硝化除磷体系,TP去除率可高出20%,但脱氮效果相对低9%.结论将电子受体浓度控制在最佳条件下,有利于反硝化脱氮除磷效果.     

晚期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺短程深度脱氮

采用"两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)工艺"对城市生活晚期垃圾渗滤液进行了深度处理.运行模式如下:首先在一级UASB(UASB1)中反硝化,UASBI出水中的亚硝态氮和硝态氮利用残余COD在二级UASB(UASB2)中被进一步去除,在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及将NH4+-N硝化,在SBR中去除硝化产生的亚硝态氮、硝态氮.试验中首先采用原渗滤液进入处理系统(20d),然后采用原渗滤液与生活污水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d),最后采用原渗滤液与A/O反应器出水1:1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d).140d的试验结果表明:原渗滤液的总氮浓度为2 300 mg·L-1,氨氮浓度在2 000mg·L-1左右时,通过将原渗滤液与生活污水或A/O反应器出水1:1混合,可以在A/O反应器中实现稳定的短程硝化,其中亚硝态氮积累率为70%～88%.后续的SBR工艺,可彻底去除产生的亚硝态氮和硝态氮.最终出水的氨氮浓度不到2 mg·L-1,总氮浓度为18～20mg·L-1,系统氨氮和总氮去除率分别为99.7%和98%.     

进水碳氮比对缺氧/好氧SBR亚硝化系统的影响

为研究不同进水碳氮比对缺氧/好氧SBR亚硝化系统的影响,在室温下(18～20℃),调节进水的碳氮比为0,2/3,1,4/3,2,3,6,对反应器的运行情况进行研究.结果表明:在进水COD和氨氮负荷分别为0. 2,0. 3 kg/(m~3·d)时,仅历经24 d就成功获得了亚硝化絮状污泥,比进水无COD的污泥系统能较快启动亚硝化工艺.在碳氮比小于6时,污泥系统均能保持良好的亚硝化性能,亚硝化率大于90%;碳氮比为6时,亚硝化率下降至70%.进水碳氮比为4/3时,异养菌充分利用进水COD进行脱氮,总氮的去除率达到49. 8%,且COD的去除率保持在80%以上;进水碳氮比小于4/3时,污泥系统缺乏碳源,总氮去除率随着碳氮比的增加而增加;当碳氮比为4/3～2时,COD和总氮去除率几乎没有变化;当碳氮比为2～6时,由于进水氨氮负荷的降低,COD和总氮的去除率呈下降趋势,运行末期(154 d),COD和总氮的去除率分别为64. 8%,18%.由COD的增加而引起碳氮比的增加时,蛋白质(PN)呈逐渐增加的趋势,多糖(PS)几乎不变,而由氨氮的减少引起碳氮比的增加,PN和PS均下降,但PN与PS比呈上升趋势.     

垃圾渗滤液在厌氧复合床反应器中反硝化/产甲烷的研究

在厌氧复合床反应器中进行了垃圾渗滤液的反硝化/产甲烷的试验.试验结果表明,处理有机物浓度较高的垃圾渗滤液时,反硝化/产甲烷能够在厌氧复合床反应器中实现同步进行.下部的污泥床承担了主要的反硝化任务,当进水COD/NO3-N＞9时,下部污泥床对NO3-N的去除率可达到99％以上.随着进水COD浓度的提高,达到4 000 m...     

甘蔗糖蜜酒精废液的二相厌氧-好氧处理

硫酸盐还原和产甲烷分别在两相UASB反应器中进行:硫酸盐还原主要在一相UASB中完成,SO42-去除率在85%以上;产甲烷主要在二相UASB中完成,沼气产率为0.11~0.13 L/g COD.当二相UASB中COD负荷提高到30 kg/(m3.d)时,COD去除率达到65%~77%,出水COD浓度也会明显提高.碱度不足会影响SBR的硝化效果,当补充碱度后,出水氨氮多在10 mg/L以下.     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

污水反硝化脱氮的固态有机碳源选择实验研究

选择7种研究较少的纤维素类物质花生壳、核桃壳、竹子、莲蓬壳、丝瓜络、原棉和稻壳作为反硝化菌的固态有机碳源,以活性污泥为接种物在锥形瓶中进行对比反硝化实验,研究了实验过程中NO3--N、NO2--N、COD、pH值的变化情况。研究结果表明,丝瓜络和原棉相对其他选择的固态有机碳源上有较高的NO3--N去除率。中间产物NO2--N的积累与NO3--N去除率相关,当NO3--N去除率>95%,无NO2--N的积累;当NO3--N去除率在40%~95%之间,容易产生NO2--N的积累;当NO3--N去除率更低时,也无NO2--N的积累。     

凹土/PVA多孔载体生物流化床的挂膜启动研究

通过聚乙烯醇(PVA)缩甲醛交联反应制备的凹土/PVA多孔载体,具有比表面积大、孔隙丰富、挂膜启动速度快、附着生物量大等特点,应用于生物流化床处理有机废水可取得较好的处理效果。20d挂膜启动试验表明,在凹土/PVA多孔载体投加量(堆积体积)为曝气区容积20%的条件下,模拟废水进水COD1000~3000 mg/l,进水COD负荷不超过8.7kg·m-3·d-1时,COD去除率可保持90%以上。对氨氮也有较高的去除能力,进水氨氮浓度100 mg/l以内,停留时间为12 h时,稳定运行时氨氮去除率可保持在90%以上。     

Treatment of methanol wastewater with two-stage and two-phase anaerobic process

The two-stage and two-phase anaerobic process (TSTP) composed of hydrolytic acidification reactor,first-order and second-order external circulation anaerobic reactors (EC) was taken to treat methanol wastewater. Test results show that TSTP process is quick start-up in 51 d, and the maximum VFA of hydrolytic acidification reactor effluent reaches 876 mg/L. Under the condition of volume loading of 6.56 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the first-order EC reactor is about 85%, and under the condition of volume loading of 1.02 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the second-order EC reactor is about 50%. When the inflow COD of TSTP process is between 7000-11000 mg/L, its effluent COD is lower than 600 mg/L. In the biological conversion process of methanol into methane,the production of acetic acids as an intermediate product can be ignored and the direct production of methane from methanol is predominant.     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

UASB反应器处理垃圾渗滤液的启动研究

垃圾渗滤液为难处理的高浓度有机废水，上流式厌氧污泥床（UASB）工艺被证明是处理该类废水的有效手段。为此，以一系列不同渗滤液浓度的模拟废水作为进水，对逐步启动UASB反应器进行了动态小试，得出了UASB工艺处理垃圾渗滤液的较快速启动方法。结果显示：接种普通厌氧污泥，逐步增加反应器负荷，经过95d的运行，完成启动。此时进水COD质量浓度为5250mg／L，COD去除率为85％，容积COD负荷达8．4kg／（m^3·d），容积产气率为5．0m^3／（m^3·d），反应器底部形成少量颗粒污泥。     

好氧反硝化菌的物理诱变法育种研究

以实验室SBR反应器分离出的好氧反硝化菌（WXZ-9）为原始菌株，分别用微波和紫外线诱变．通过反硝化性能测定筛选得到的正突变体WXZ-9—8号，96h后的TIN去除率达到67．20％，比出发菌株WXZ-9号菌提高了7．07％，NO3ˉ - N去除率在24h达到100％；WXZ-9—8号突变体的最大亚硝基氮还原速率达到52．89mgNO2ˉ-N·L^1·d^-1，比WXZ-9号菌株高6．90mgNO2ˉ—N·L^-1·d^-1．结果表明：WXZ-9—8号突变体具有更好的亚硝基氮还原酶的活性，并且比出发菌株有更好的生长适应性．     

有机负荷对ABR同步脱除SO2-4和NO3-的影响

为研究有机负荷变化对同步去除SO2-4和NO3-的影响及确定合适ρ(COD)/ρ(SO2-4)的范围,采用四格室厌氧折板式反应器处理人工配水.反应器在tHR=48 h、pH值≥6、温度为(34±1)℃的条件下运行.实验采用逐步提升进水COD质量浓度的方式提高有机负荷,3个阶段的进水COD质量浓度分别为5、6、7 g/L.实验结果表明:提高进水有机负荷,并不影响SO2-4和NO3-的去除率,SO2-4和NO3-的去除率可达96.5％和97.8％.当ρ(COD)/ρ(SO2-4)>14时,SO2-4去除率可达90％以上.厌氧折板式反应器(ABR)可根据进水污染物浓度调整各格室的微生物种群分布,具有较强的抗冲击负荷能力,但是恢复期较长,超过30 d.随着有机负荷的提高,甲烷体积分数由40％提升到90％,反应器中以利用乙酸为主的产甲烷菌占优势转变为同时利用乙酸和H2/CO2的2个生理类群.     

厌氧颗粒污泥的快速培养和特征分析

培养厌氧颗粒污泥的自制反应器进水为养猪废水,进行不同惰性载体对厌氧颗粒污泥形成影响的对比实验。结果表明,添加大孔型阳离子交换树脂的反应器培养时间为39d,COD去除率达到80%,并出现粒径为2.50~3.00mm的大颗粒污泥,产甲烷量为9.75mL CH4·（gVSS·d）-1,与添加聚合铝和粉煤灰的反应器相比,产甲烷菌活性显著强;添加惰性载体与未添加载体反应器相比,培养时间缩短20%~45%,厌氧颗粒污泥活性相差14.00%±0.10%;参考Richards模型进行产甲烷量和反应器培养过程中出水COD建模,发现实验数据和模型数据对比偏差在0.50%±0.01%。     

双轴旋转膜组件应用于浸没式厌氧膜生物反应器的研究

针对浸没式厌氧膜生物反应器的膜污染控制问题,将双轴旋转膜组件应用于浸没式厌氧生物反应器,构建了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器(SDRAnMBR),并研究了SDRAnMBR处理啤酒废水的性能。研究结果表明,该反应器对啤酒废水有着好的处理效果,有机物去除率高。在正常运行期间,进水COD在2 900~5 200mg.L-1,容积负荷为4.97~12.48 kg.m-3.d-1(以COD计)时,COD的平均去除率为95.15%。而且运行非常稳定,并有良好的抗膜污染性能等。     

岩石粗糙裂隙大范围雷诺数条件下渗流特性

通过试验和理论分析,研究不同几何参数的岩石粗糙裂隙渗流的非达西系数β、临界雷诺数Re_c、非达西效应因子E等变化特性。研制裂隙渗流试验仪器,制作9个不同开度和裂隙粗糙度(joint roughness coefficient, JRC)的单裂隙模型,开展大范围雷诺数Re条件下粗糙裂隙渗流试验。根据渗流试验结果,得到了不同粗糙度(JRC=2~20)单裂隙的渗流特性,显示出粗糙度对裂隙的非线性渗流特性产生显著的影响。结合Forchheimer方程,从理论参数方面,对粗糙度的影响进行量化。研究显示:裂隙粗糙度越大,则越容易引起裂隙渗流的非线性,临界雷诺数越小,非线性作用越强。     

基质质量浓度对不同载体UAF B-Anammox反应器脱氮性能的影响

为了研究厌氧氨氧化膜生物反应器运行的稳定性,利用3个分别以组合填料、聚氨酯泡绵和立体弹性纤维作为填料的上流式固定床(up-flow anaerobic fixed bed,UAFB)生物膜反应器,以人工配水为研究对象,考察了进水基质(NH_4~+-N、NO_2~--N)质量浓度对不同生物载体反应器脱氮效能及挂膜效果的影响.结果表明:与聚氨酯泡绵和立体弹性纤维相比,添加组合填料的反应器耐基质质量浓度冲击能力最强.随着基质质量浓度的增加,其对NH_4~+-N及NO_2~--N的去除率呈先降低后上升的趋势.当基质质量浓度均达226 mg/L时,两者的去除率分别为76.37%和77.53%,氮去除负荷为1.32kg·N/(m~3·d).含聚氨酯泡绵填料的反应器在最大基质质量浓度下NH_4~+-N和NO_2~--N去除率仅为44.90%和41.41%.添加立体弹性纤维填料的反应器的脱氮稳定性介于前两者之间.组合填料具有较高的比表面积和较好的亲水性,易于微生物附着生长且不易脱落;而聚氨酯泡绵填料比表面积及表面粗糙度均低于组合填料,且微生物截留能力较低,导致其受到冲击后生物膜易脱落,故其耐基质质量浓度冲击能力最差;立体弹性纤维表面粗糙度高利于微生物附着,但亲水性差且对微生物亲和性低,易发生膜损失.