两级两相厌氧工艺处理高浓度化工废水的技术研究

（1）原创理论：针对高浓度化工废水的水质特点,依据两相厌氧工艺、分级厌氧工艺原理,及厌氧微生物的生理生态学特征,以外循环（EC）厌氧反应器作为两级产甲烷段的处理单体,提出高浓度化工废水的两级两相厌氧处理技术;构建高浓度化工废水两级两相厌氧处理理论,并对其中有机物转化、降解机理进行探讨;     

两级两相厌氧工艺处理高浓度化工废水的技术研究

一、主要内容（1）原创理论：针对高浓度化工废水的水质特点,依据两相厌氧工艺、分级厌氧工艺原理,及厌氧微生物的生理生态学特征,以外循环（EC）厌氧反应器作为两级产甲烷段的处理单体,提出高浓度化工废水的两级两相厌氧处理技术;构建高浓度化工废水两级两相厌氧处理理论,并对其中有机物转化、降解机理进行探讨;对两级厌氧工艺各单体中的高效微生物的种群结构、生态位、生长限制因子等进行探讨,揭示其生理生态规律,并通过控制主要生态因子来实现反应器运行的优化;     

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。     

两相厌氧工艺处理合成制药废水的启动试验研究

设计了两相厌氧系统,以生活污水厂好氧污泥为种泥,对合成制药废水进行启动试验研究。控制水温在(35±1)℃,产酸反应器进水pH在5.5~6.5、产甲烷相进水pH在7.0±0.3,通过交替提高进水COD与增大进水流量提高系统容积负荷(VLR)。经过51 d的启动运行,系统的VLR达到4.7 kg/(m3·d),HRT为36 h,COD去除率达到89.5%。产酸和产甲烷反应器均培养出足量的适于处理该废水的厌氧污泥,表明两相厌氧反应启动成功。     

物化预处理+厌氧+两级A/O工艺处理农药废水

采用物化(电催化氧化、铁炭微电解)预处理高、中浓度混合废水后,利用厌氧+两级A/O工艺处理综合废水,处理量为300 m3/d。运行实践表明:物化预处理对COD的去除率为32%,整个工艺处理后出水COD低于500 mg/L,氨氮低于35 mg/L,盐分低于0.6%,出水水质达到接管要求,工艺处理效果明显。     

两相厌氧工艺处理硫酸盐有机废水研究进展

两相厌氧工艺通过相分离,把硫酸盐还原过程与产甲烷过程分开,避免了硫酸盐还原菌(SRB)对产甲烷菌(MPB)的干扰,因此两相厌氧工艺在处理高浓度硫酸盐有机废水方面具有一定的优势。指出了厌氧法处理高浓度硫酸盐有机废水中存在的问题,提出了采用两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水,综述了两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水的研究进展,分析了两相厌氧工艺的实现方式、处理效果,以及与硫化物生物氧化相结合从而实现污染物的无害化、资源化的方法。     

两相厌氧工艺处理合成制药废水的分相研究

采用CSTR+UASB两相厌氧系统处理合成制药废水,在动力学控制成功启动的条件下,以钼酸钠(Na2MoO4)为抑制剂进行分相试验研究。试验连续三天向产酸反应器投加浓度为2.0mmol/L的钼酸钠,在此期间以及随后三天的产酸相出水都直接排放而不进入产甲烷反应器,停止投加三天后,两相厌氧系统恢复正常运行。结果表明:经过分相后,产酸相COD去除率降低,但出水VFA和酸化率增加,两相厌氧反应器整体去除效率由80.54%提高到84.20%。     

UF耦合两相厌氧工艺处理茶多酚废水

为提高高浓度有机废水厌氧处理的效能,采用膜孔径为50 nm的超滤膜组件在两相厌氧反应器前端对废水进行预处理,然后对废水进行两相厌氧水解.实验结果表明,当过膜压力为0.2 MPa时,COD去除率为37.3%,SS去除率可达87.8%.与未经过超滤膜预处理的水样进行对比,经过超滤膜处理后的水样在厌氧处理时COD去除率可提高5%～7%,沼气产率增加约为0.1 m3/kg(COD).同时投加比、P含量和HRT2/ HRT1比值对COD去除率和沼气产率也存在一定的影响,当投加比15.0%、PO43-投加量为71.5 mg/L、HRT2/ HRT1比值为3～4时,两相厌氧处理茶多酚废水达到最佳效果,COD最高去除率可达83.5%,沼气产率达0.46 m3/kg(COD).     

两级MBfR工艺处理高强度生活废水能力研究

针对受控生态生保系统(CELSS)中生活废水(含卫生废水和尿液废水)的水质特点,采用厌氧、好氧两级MBfR工艺,完成CELSS特征性生活废水的微生物转化处理,以达到循环回用作植物营养液的水质要求。本文研究了水力停留时间(HRT)、尿液强度对该工艺有机物去除及氮素转换效率的影响。试验结果表明,当HRT≥1 d时,HRT对该系统TOC的去除效率无明显影响,其去除效率大于90%,出水TOC的浓度低于15 mg/L;HRT=1 d时,好氧反应器全程硝化能力达到最高,其容积负荷为0.418 kg N/(m³·d);而HRT≥2 d时,能获得相对更为稳定的氮素转换效率。工艺系统最高能处理1/5尿液强度的生活废水,该条件下,系统TOC的去除率达94.3%,出水TOC浓度低于20 mg/L;系统氮素的全程硝化效率为90.6%,且反应器容积负荷较高为0.409 kg N/(m³·d)。本文构建的两级MBfR工艺能较好地实现CELSS中特征性生活废水的有机物去除和氮素的有效转换,研究结果可为CELSS中生活废水微生物处理系统的设计和运行提供参考。     

两级沉淀法处理电镀含镍废水

采用碱–磷酸盐两级沉淀法处理某电镀厂反渗透工序产生的高浓度含镍浓水,其主要流程为化学氧化破络、初次沉淀和二次沉淀。研究了初次和二次沉淀p H对废水中镍去除效果的影响,以及二次沉淀时Na2HPO4投加量和二次沉淀后聚合硫酸铁(PFS)投加量对出水总镍和总磷浓度的影响。当初次沉淀p H为9.5、二次沉淀p H为10.0和Na2HPO4投加量为50 mg/L时,出水的总镍浓度可稳定低于0.2 mg/L,与其他废水混合后则可低于0.1 mg/L,符合GB 21900–2008中表3要求。二次沉淀后PFS的投加需根据总排放口出水总磷情况而定。采用该法处理该电镀厂含镍废水的药剂成本约为3.69元/m3。     

厌氧酸化-SBR法处理甲醛废水

采用厌氧酸化-SBR法处理甲醛废水.在反应期厌氧段,采用中高温生物催化酸化,对季戊四醇、甲醛废水进行初级降解(将复杂分子转化为简单分子);在反应好氧段,进一步降解上一阶段的水解产物,运行结果表明,BOD5负荷0.04～0.08kg/(kgMLSS*d),甲醛负荷0.011～0.022kg/(kgMLSS*d),当反应期厌氧段为20h,好氧段为11h时,甲醛去除率可以达到98%,CODCr去除率90%以上.     

两段厌氧工艺处理含硫酸盐、氨氮废水的研究

将两段UASB反应器用于处理含高浓度硫酸盐、氨氮的有机废水,结果表明CODCr的去除率>95%,总磷的去除率>55%。第1段反应器进水的CODCr、硫酸盐、氨氮分别在11000、2800、1000mg/L时,硫酸盐、CODCr去除率分别为>96%、>87%;厌氧生物处理过程中,废水中的游离NH3与产生的H2S、VFA、CO2相互作用,有利于厌氧生物处理的顺利进行。第2段反应器进水pH7.7～7.8,出水pH>8.0,CODCr去除率为65%～75%。扫描电镜照片显示,两段反应器中占优势的微生物种群不同。     

次毫米过滤组件耦合厌氧反应器处理高浓度有机废水研究

采用次毫米过滤组件与厌氧反应器相耦合的方法处理模拟高质量浓度有机废水,研究了次毫米过滤组件孔径、反冲洗时间和容积负荷对出水水质的影响。3个月的试验运行结果表明,次毫米过滤组件孔径对出水水质影响最大,容积负荷次之,次毫米过滤组件的反冲洗时间最小。     

化工废水两相厌氧—二级好氧处理技术研究及应用

针对苏南某化工企业油漆、涂料、树脂和高沸点溶剂等产品生产过程中排放的高浓度化工废水处理,中试结果表明:当两相厌氧COD负荷为5.6 kg/(m3·d),一级好氧COD负荷1.47 kg/(m3.d),二级好氧负荷COD 0.035kg/(m3·d),且废水温度高于20℃时,两相厌氧—二级好氧生化系统的COD平均去除率高于95％;工程化应用表明:该工艺具有处理效果好、耐冲击、运行稳定、处理成本低的优点,当废水温度维持在20℃以上时,两相厌氧—二级好氧生化系统COD平均去除率达98％以上.     

兼氧水解-加压接触氧化塔处理含盐吡虫啉废水

对兼氧水解-加压接触生物氧化塔处理高含盐吡虫啉废水进行了试验研究。主要考察了兼氧水力停留时间、氧化塔压力、氧化塔容积负荷、农药废水含盐质量分数对系统运行效果的影响。结果表明:吡虫啉废水经水解预处理后,其COD从5 000 mg/L降至3 500 mg/L左右,可生化性明显提高,BOD5/COD由0.20升高到0.351;加压接触氧化塔在压力p为0.2—0.3 MPa,体积负荷Nv<18.2 kg/(m3.d)时,其COD去除率可达70%以上,其极限含盐质量分数可达2.8%;该组合工艺具有处理效果好、处理时间短、占地少、适用性强、耐盐性能好的特点,适用于处理高盐工业废水。     

“厌氧＋兼氧＋好氧＋物化”工艺处理印染废水

介绍了采用“厌氧＋兼氧＋好氧＋物化”工艺处理印染废水,设计处理规模为40000rn3／d。实践证明,通过该工艺处理后,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GBl8918--2002）二级标准。