厌氧氨氧化污泥启动EGSB反应器研究

通过厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器接种低温(4℃左右)下存放18个月的厌氧氨氧化污泥,处理模拟废水,研究如何用长时间低温保存后的厌氧氨氧化污泥启动反应器。在温度(34±1)℃、进水pH为7.40～7.64、DO的质量浓度控制在0.10 mg/L以下成功启动反应器。运行110 d后,进水TN负荷最高可达2.3 kg/(m.3d),NH4+-N、NO2--N去除率分别为90.93%、99.76%,出水pH明显高于进水,平均达到7.99;第135天在反应器中发现有红色厌氧颗粒污泥形成;经扫描电子显微镜观察,第165天厌氧颗粒污泥布满球状菌。     

进水负荷对升流式厌氧污泥床处理疫病动物废水的影响

采用升流式厌氧污泥床(UASB)处理疫病动物废水,研究不同进水负荷条件下反应器的厌氧降解特性,同时考察厌氧过程氨氮含量、挥发性有机酸(VFA)含量、碱度和pH的变化对反应器运行的影响。结果表明,当进水负荷低于4.5 g/(L.d)时,反应器COD去除率达到90%以上,甲烷产率随进水负荷的增加而上升,至最大达到0.32 L/g,VFA积累量小于70mg/L;当进水负荷过高(>4.5g/(L.d))时,反应器内VFA的积累显著上升,并发生VFA的积累类型由乙酸向丙酸的转变;当进水负荷由4.5 g/(L.d)提高至7.5 g/(L.d)时,VFA积累达451 mg/L,且丙酸积累高于232 mg/L,导致厌氧过程甲烷产率降低。反应器甲烷产率(甲烷体积/去除的COD质量)由0.32 L/g下降至0.26 L/g。疫病动物废水厌氧处理过程所产生的高浓度氨氮与厌氧过程可溶性CO2共同作用所形成的碱度可有效缓冲高负荷条件下VFA累积对厌氧降解过程的影响,使反应器维持pH为7.5～8.0的中性环境,可避免有机负荷过高条件下反应器的酸败。     

内循环厌氧反应器处理PTA废水的试验研究

在中温(35±1)℃条件下,以内循环厌氧反应器(IC)处理精对苯二甲酸(PTA)废水。试验结果表明,在不同的水力停留时间下,COD去除率都能保持在50%以上,TA去除率在43%～82%,且二者呈相关性变化。反应器污泥活性较高,未出现明显的TA降解停滞现象。沿反应器高度上,出现了TA首先被吸附未被降解,存在TA累积现象。水力停留时间对出水VFA影响较小,VFA的质量浓度能维持在117～396mg/L,远低于800mg/L。试验结果还显示了TA去除率与出水VFA呈负相关。颗粒污泥指标显示,污泥粒径有所减小,外形更紧密,VSS与SS的质量比变化较小,污泥活性仍然较高。运行结果证实了IC反应器具高效处理PTA废水的可行性。     

厌氧半固定床生物膜反应器抗冲击性能研究

采用自主研发的以生物带作为载体的厌氧半固定床生物膜反应器处理人工模拟废水,探究其抗冲击性能。结果表明,在容积负荷提升30%至5.25 kg CODom~(-3)·d~(-1),同时将温度由35±2℃降至26℃左右的双重冲击条件下,运行一周后,COD去除率、出水pH值和容积产气率分别由88%、8.0、和2.27 m~3·m~(-3)·d~(-1)降低至最低值67%、6.76和1.76 m~3·m~(-3)·d~(-1),出水挥发性脂肪酸(VFA)、VFA/碱度分别由309.11 mg/L、0.26升至最高值638.60 mg/L、0.61,反应器出现轻微酸化趋势;容积负荷维持不变,温度恢复至35±2℃,仅历时11天,COD去除率、容积产气率、出水VFA、VFA/碱度和pH值迅速恢复并分别稳定在88%、2.2 m~3·m~(-3)·d~(-1)、320mg/L、0.26和7.58左右,反应器较快地恢复正常性能,证明该反应器具有较强的抗冲击能力。     

UASB反应器处理城市生活污水的试验研究

利用成功启动的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器形成的颗粒污泥提高对低浓度有机污水的处理效果。结果表明,在COD为300 mg/L的低浓度下,在温度为35℃时,历经90 d成功启动UASB反应器,在UASB内形成黑色颗粒污泥;当HRT为4 h时,其对COD的去除率超过80%。最终UASB反应器中有73.64%的污泥粒径0.25 mm。UASB运行稳定后,当HRT为3 h,温度为16～21.1℃时,污泥能膨胀至整个反应区,此时COD去除率为86.35%～94.60%,平均COD去除率为91.05%,出水COD≤43 mg/L。     

UASB-SBR组合工艺处理小麦酒精废水

采用升流式厌氧污泥床(UASB)-序批式反应器(SBR)组合工艺研究对小麦酒精废水的处理效果。研究结果表明:在中温(37±2)℃条件下,采用UASB反应器处理小麦酒精废水,容积负荷可达到13.0 kg/(m3·d),COD去除率稳定在85%左右,厌氧出水COD保持在1650mg/L以下,出水挥发性脂肪酸(VFA)稳定在3.5mmol/L以下,反应器的沼气产量维持在17L/d左右,反应器运行稳定;采用SBR反应器处理小麦酒精废水厌氧出水,容积负荷为1.6kg/(m3·d),COD去除率基本保持在80%以上。经过两级生物处理,出水COD在300 mg/L以下,达到接入市政污水管网的标准。     

预酸化度对柠檬酸废水厌氧处理的影响

以柠檬酸废水为研究对象,研究了预酸化度对上旋流厌氧反应器处理性能的影响。研究结果表明,预酸化度对上旋流厌氧反应器系统的COD去除率、出水VFA、污泥增长量、产气量有明显的影响。随着预酸化度的提高,可以提高厌氧系统的COD去除率,降低出水VFA,增加沼气产量,但降低了颗粒污泥增长的速度。在实际工程应用中,控制预酸化度在20%~30%可以保持厌氧系统稳定高效的COD去除效果,同时保证颗粒污泥的快速增长。     

颗粒污泥快速启动ABR反应器试验研究

在有效容积为20 L的ABR厌氧反应器中接种厌氧颗粒污泥,以葡萄糖为基质合成污水,在温度35±1℃,HRT在20 h条件下,启动ABR反应器。42 d后,进水容积负荷达到48 kg COD/(m3·d),出水VFA低于100 mg/L,p H在7左右,启动稳定期COD去除率在90%~96%之间,碱度在1800~2300 mg/L之间,各项指标均正常且保持稳定。整个启动过程为42 d,比常规方式启动缩短近一个月。     

UASB处理黄竹制浆造纸废水的研究

针对制浆造纸废水厌氧处理启动时间长,运行效果较差的问题,采用处理酿酒废水厌氧颗粒污泥接种UASB,开展了为期90 d处理黄竹制浆造纸废水的工艺研究。结果表明,历时24 d UASB启动成功,此时,CODCr去除率、出水VFA的质量浓度、产气量分别为58%、178.0 mg/L、4 L/d。UASB处理该废水的最佳条件为:进水CODCr的质量浓度为3 700 mg/L,pH值为7.5,HRT为8 h,有机负荷小于12 kg[CODCr]/(m3·d),反应器运行温度为35℃。在该条件下运行7 d,出水CODCr的平均质量浓度为1 328 mg/L,CODCr平均去除率为64%,出水VFA的平均质量浓度约为187.1 mg/L,出水pH值约为8.2,平均产气量约为14 L/d。UASB具有良好的耐冲击负荷能力和恢复能力,在承受22 kg[CODCr]/(m3·d)的有机负荷冲击5 d后反应器仍可在4 d内恢复正常运行。     

改进厌氧反应器处理淀粉废水

通过改进上流式厌氧污泥床反应器处理淀粉生产有机废水,采用先间歇后连续的模式研究反应器启动影响因素及颗粒污泥形成过程。结果表明,在间歇模式下启动厌氧系统表现出良好的稳定性和较强抗冲击负荷能力,COD去除率在78%以上,平均VFA量是590 mg/L;而连续进水,COD去除率在82%以上,出水中SS质量浓度平均为266 mg/L,说明填料层的截留效果佳,由间歇向连续流过渡稳定,没有发生酸败;在第35天可以观察到有颗粒污泥的形成。     

内循环厌氧反应器处理餐厨废水的酸化及恢复

采用内循环厌氧反应器(IC)处理去油脂含高挥发性脂肪酸(VFA)含量的餐厨废水,分析了启动阶段发生酸化的原因,酸化后采取措施重启反应器,考察了恢复期IC的运行情况。结果表明,温度骤降、负荷提升过快及餐厨废水特殊的水质导致出水COD从0.548 g/L快速上升到2.546 g/L,出水pH从6.52下降到4.82,出水VFA的浓度从2.5 mmol/L陡升到11.2 mmol/L。通过清水冲洗,补充碱度和微量金属以及降低进水负荷的方式重启酸化的反应器,经过35 d的恢复期,COD去除率逐渐回升到90%左右,但仍低于酸化前的水平。所以厌氧反应器启动时,应密切监测反应器的出水COD、pH及VFA含量,以免发生酸化。     

水力停留时间对双循环厌氧反应器处理中药废水污泥特性的影响

研究了不同水力停留时间(HRT,24 h、18 h、15 h、12 h)对双循环(DC)厌氧反应器处理中药废水效能的影响,并对颗粒污泥的粒径分布(PSD)、胞外聚合物(EPS)、微生物群落等变化情况进行了分析。结果表明,HRT由24 h缩短为12 h后,DC厌氧反应器对COD的去除率仍在90%以上。虽然出水中乙酸含量升高到339.69 mg·L^-1,但未造成VFA的过度累积;出水中辅酶的荧光吸收峰有所降低,而类腐殖酸与类富里酸的吸收峰增强,不适宜再继续降低HRT。随着HRT的缩短,颗粒污泥的EPS总量、蛋白含量、多糖含量均降低,其中酪氨酸对于保持污泥的稳定性发挥着重要作用。而磷脂脂肪酸分析(PLFA)表明,HRT缩短对于DC厌氧反应器第2反应区内微生物群落分布影响显著,革兰阳性菌由原来占总脂肪酸生物量的44.24%下降到32.69%,而革兰阴性菌由32.69%增大到38.66%。     

好氧-SNAD-MBBR工艺处理煤气化废水

研究了同步亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化(SNAD)-生物移动床(MBBR)工艺对煤气化废水脱氮的处理效果。结果表明,通过控制低DO含量和低污泥停留时间(SRT)的方法防止了好氧反应器中硝化菌的积累,为后续SNAD反应器提供了合适的进水。煤气化废水经好氧反应器去除COD后进入SNAD MBBR进行脱氮,控制SNAD反应器温度为30～33℃,DO的质量浓度为0.5～0.8 mg/L,p H为7.5～7.7,HRT为24 h。TN去除率达到90.7%,出水TN、NH_4~+-N的质量浓度分别低于20、5 mg/L,COD去除率达到89.6%,出水COD低于60 mg/L。运行25 d后,SNAD反应器中厌氧氨氧化菌的种类由接种时的Candidatus Brocadia变为Candidatus Kuenenia。     

温度对厌氧流化床旋转膜生物反应器处理城市污水的影响研究

采用厌氧流化床旋转膜生物反应器(AFRMBR)中试装置,考察温度对其处理城市污水过程中反应器运行及微生物群落的影响。结果表明,膜出水COD保持在50 mg/L左右,COD去除率可达90%以上,温度变化对整体COD去除率无明显影响。温度在30℃以上时,产气量达到0.2 L/g,温度降低,产气量随之减少至0.04 L/g。膜污染过程表现出显著的三阶段污染模式。温度对污泥混合液中溶解性微生物代谢产物(SMP)的影响较大,温度降低,SMP含量升高。主要产甲烷微生物,如甲烷鬃毛菌属和甲烷杆菌属在温度30℃以上时相对丰度较高,产气效果较好。     

复合型UASB厌氧氨氧化反应器的脱氮性能及污泥形态变化研究

采用提高进水基质的方式启动复合型UASB厌氧氨氧化反应器,研究启动过程中反应器的脱氮效果和运行状况,并通过污泥形态变化了解厌氧氨氧化菌富集情况。结果表明经过286 d的运行,NH_4~+-N、NO_2~--N和总氮(TN)去除率维持在90%以上,总氮去除负荷由0.129 kg/(m~3·d)提升至0.520 kg/(m~3·d),反应器启动成功。化学计量关系和pH变化均可作为判断反应器运行状况的指标,反应器启动成功时的ΔNH_4~+-N:ΔNO_2--N:ΔNO_3--N为1:1.24:0.14,出水pH在8.3～8.5之间,ΔpH维持在0.9左右。当反应器中TN质量浓度为186 mg/L时,游离氨对厌氧氨氧化的抑制浓度为3.1～20.4 mg/L。启动过程中,黑色颗粒污泥先解体,第256天污泥颜色转变为红褐色,再运行30天后反应器中出现大量颗粒污泥。复合型UASB厌氧氨氧化反应器能加速污泥颗粒化,同时有效减轻污泥上浮问题。     

AMC厌氧颗粒污泥快速培养及对印染废水处理性能研究

以AMC(Anaerobic microorganism carrier)颗粒为厌氧微生物固定化载体填充UASB反应器,以模拟废水运行15 d形成AMC颗粒污泥初成体,运行55 d得到平均沉降速率213 m/h的成熟AMC厌氧颗粒污泥。AMC厌氧颗粒污泥对印染废水有着较好的处理效果,运行印染废水阶段,反应器HRT为14.5 h,平均容积负荷4.7 kg COD/(m³·d),废水B/C由0.18～0.27提高至0.58～0.64,色度去除率达到65%以上。在不同回流比条件下,反应器出水pH与NH_3-N浓度均高于进水,系统内未出现VFA的累积现象;在回流比为2的条件下,反应器对废水COD去除效果最佳,平均去除率达到58.6%。     

生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响

部分短程硝化和厌氧氨氧化技术的研究主要集中在高氨氮废水方面,对低氨氮浓度生活污水的研究相对较少。使经过除碳和部分短程硝化后的实际生活污水进入厌氧氨氧化UASB反应器,探究生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响。结果表明,当厌氧氨氧化UASB反应器的进水由配水变为生活污水后,反应器出水中氨氮浓度可降到5 mg·L~(-1)以下,亚硝态氮浓度可降到1 mg·L~(-1)以下,但是硝态氮的生成量高于理论值,可能是溶解氧被带入UASB反应器使硝化作用增强。UASB反应器内厌氧氨氧化污泥颜色由红色变为红黑色,T-EPS含量减少,PN/PS由1.13增大到3.66,沉降性变好,反应器内污泥中厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia所占比例由17.7%减少为14.4%,系统内AOB和NOB菌的含量增加,如果能够降低进入UASB反应器的溶解氧,有可能会减少出水硝氮,达到较好总氮去除效果。     

厌氧颗粒污泥对水中孔雀石绿的吸附行为

研究吸附时间、pH、污泥投加量和温度等对厌氧颗粒污泥吸附水中孔雀石绿(MG)的影响。结果表明,在MG初始浓度为50 mg/L和60 mg/L时,平衡时间为30 min,在MG初始浓度为70 mg/L和80 mg/L时,平衡时间为50 min;在MG初始浓度为100 mg/L时,厌氧颗粒污泥吸附水中MG的最佳pH为6～8,最佳投加量为2.4 g/L(干重);厌氧颗粒污泥对MG的吸附能力随温度增加而增加,在40℃时最大吸附容量为137.696 mg/g。厌氧颗粒污泥对水中MG的吸附可以采用Redlich-Peterson模型进行描述,表明厌氧颗粒污泥对MG的吸附并非理想的单层吸附,而是物理吸附和生物化学吸附共同作用的结果;MG与厌氧颗粒污泥作用的速率取决于化学吸附,其中液膜内扩散速率是限制厌氧颗粒污泥对MG吸附的主要因素。     

厌氧折流板反应器处理退浆废水的启动研究

对采用厌氧折流板反应器(ABR)处理难降解退浆废水的启动过程进行了研究.实验结果表明:经过90 d的运行,反应器在32～34℃、上流速度8 m/h、水力停留时间6 d、COD容积负荷1.80 kg/(m3·d)的条件下,COD去除率达到55%以上,启动成功.出水COD稳定在4 500 mg/L左右,碱度约为700～850 mg/L.运行情况表明,启动初期反应器各隔室的pH变化较大,有效控制pH是系统启动成功的关键.启动后期,各隔室pH稳定在6.8～7.3之间,挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度为300～500mg/L.随着隔室的横向推移,污泥的SS、VSS和SS/VSS不断增大,推测反应器中厌氧微生物相分离现象显著.     

改进型UASB处理白酒废水启动及运行效能研究

采用改进型中温上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理白酒废水,研究UASB反应器启动、提高负荷、稳定运行阶段及污泥颗粒化过程。结果表明,当COD容积负荷控制在0.5~2.0 kg/(m3·d)内,经过25 d优化运行,UASB可以成功启动,COD去除率稳定在80%以上。在稳定阶段,UASB反应器最大COD容积负荷为12 kg/(m3·d),COD平均去除率可达为82.1%,出水p H稳定在7.0~7.1,挥发性脂肪酸(VFA)的质量浓度降低至240 mg/L,产气量为6.8L/d左右,达到最佳运行效果。可为白酒废水处理提供科学依据。