OCC废水容积负荷波动下不同上升流速IC反应器功能菌群落分析

采用传统型IC反应器(R1)与自行设计的新型厌氧反应器(R2)做处理OCC废水平行实验。从3 kgCOD·(m3·d)-1、6 kgCOD·(m3·d)-1到12 kgCOD·(m3·d)-1提高容积负荷,制造容积负荷波动的状态,并基于FISH技术与其他常规手段对两反应器在OCC废水容积负荷波动状态下的功能菌结构变化与处理效能做对比研究。经过45 d的运行,R1中的食丁酸盐产氢产乙酸菌相对丰度为(15.00±0.18)%,耗氢产乙酸菌相对丰度为(7.65±0.19)%,产甲烷菌相对丰度为(15.71±0.50)%,污泥比产甲烷活性(SMA)为139.99 mLCH4·(d·g)-1,COD去除率为47.70%;R2中的食丁酸盐产氢产乙酸菌相对丰度为(20.76±0.51)%,比R1高38.40%,耗氢产乙酸菌相对丰度为(15.55±0.12)%,比R1高1.03倍,产甲烷菌相对丰度为(60.05±0.53)%,比R1高2.82倍,污泥比产甲烷活性为237.26 mLCH4·(d·g)-1,比R1高69.48%,COD去除率为87.20%,比R1高82.81%。证明新型厌氧反应器(R2)对OCC废水的容积负荷波动有着更高的承受能力,其经改进后的结构更有利于厌氧颗粒污泥的培养。     

酸析黑液厌氧生物处理效果研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器对酸析黑液进行处理,分析了酸析黑液的厌氧可生化性(BD),重点研究了不同COD容积负荷和硫酸盐容积负荷下,反应器对COD和硫酸盐的去除效果,系统p H值、氧化还原电位(ORP)和甲烷产率的变化,反应器内污泥胞外聚合物(EPS)中蛋白质和多糖含量的变化以及污泥表面Zeta电位的变化,并结合扫描电镜观察酸析黑液厌氧处理前后污泥的形态特征。结果表明,该酸析黑液的厌氧可生化性较好,BD为85.07%。反应器随着进水COD容积负荷的增加,COD去除率先上升后下降。随着进水硫酸盐容积负荷的增加,硫酸盐去除率逐渐增大。当CODCr容积负荷为2.00 kg/(m3·d)时,CODCr去除率最大值在49%;当硫酸盐容积负荷提高到12.91 kg/(m3·d)时,硫酸盐去除率上升至42%左右。系统p H值随着COD容积负荷的增加而降低,ORP随着COD容积负荷的增加而降低,最后稳定在-430 m V左右,产甲烷速率随着COD容积负荷的增加先升高后降低,最大值为0.225 L/d。进水COD容积负荷的提高使得EPS中蛋白质和多糖含量升高,污泥表面Zeta电位降低,颗粒污泥表层变得紧密厚实。     

常低温条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理轻工行业废水的影响

在升流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)中启动厌氧消化工艺,考查常低温(<25℃)条件下氨氮质量浓度对厌氧消化处理模拟轻工行业废水性能的影响。结果表明,间歇加泥并控制回流比为7.5的条件有利于厌氧消化工艺的启动,当氨氮质量浓度为400～1400 mg/L时,对厌氧消化性能基本无不利影响,且在400～800 mg/L之间时,会轻微促进厌氧消化性能,但较高的氨氮质量浓度会导致部分微生物死亡,促使胞外聚合物和溶解性微生物产物含量增大。此外,氨氮质量浓度的升高不利于氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium的生长,其相对丰度从75.5%降低至6.3%,但有利于乙酸营养型产甲烷古菌Methanosaeta和兼性营养型产甲烷古菌Methanosarcina的增殖,二者的相对丰度分别从19.8%和1.7%增大至63.8%和29.1%。常低温条件下,厌氧消化工艺可以处理氨氮质量浓度为0～1400 mg/L的高COD的轻工行业废水,但优势产甲烷古菌会发生显著演替。     

IC厌氧反应器处理造纸废水的颗粒污泥性质的研究

采用IC厌氧生物反应器处理造纸废水,研究了颗粒污泥的特性。结果表明:采用高负荷、高进水浓度的启动控制条件,经历22天的启动运行,IC反应器的容积负荷为10kgCOD/m3·d,COD去除率达到70%的水平。容积负荷在15~20kgCOD/m3·d,进水上流速度为3.5~4.8m/h时,COD的去除率仍可稳定在70%左右。随着运行时间的增加,IC反应器中颗粒污泥粒径变大,比重增加;厌氧颗粒污泥VSS/TSS的比值增至90%;比产甲烷活性增至450.8mLCH4/gVSS·d;沉降速度达到45.6~112.5m/h,平均沉降速度提高44.4%。     

糖蜜酒精废水的两级UASB处理技术研究

研究了两级上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed,UASB)反应器处理糖蜜酒精废水的效果。进水COD负荷为28 kg/(m~3·d)时,污泥中微生物活性受到一定抑制,反应器运行效果变差,但仍能稳定运行。糖蜜酒精废水经稀释后进入一级UASB反应器,一级厌氧出水直接作为二级UASB反应器的进水。试验结果表明,经过两级厌氧消化,废水的COD和硫酸根总去除率分别稳定在65%和88%左右,二级厌氧出水COD浓度为9 000 mg/L左右,硫酸根浓度为300 mg/L。一级厌氧处理对COD和硫酸根的去除贡献较大,去除率分别为45%和70%左右,产气效果也较好,日产气量达到35 L左右,甲烷含量70%左右。出水硫化物浓度随进水硫酸根浓度增加而升高,最终一级厌氧出水达到568.8 mg/L,二级厌氧出水达到720mg/L。MPB电子流所占比重随进水COD负荷提升而增大,最大为85.8%。     

Fe(Ⅱ)、Se(Ⅵ)对厌氧处理APMP废水及微生物群落演化的影响

本研究以碱性过氧化氢机械浆(APMP)生产废水为研究对象,采用2套实验室厌氧反应器装置(对照组R1、实验组R2),研究微量元素铁(Fe(Ⅱ))和硒(Se(Ⅵ))对厌氧反应器运行性能和微生物群落演化的影响。结果表明,当2套厌氧反应器的容积负荷从3.3 kgCODCr/(m3·d)逐渐提高到16.0 kgCODCr/(m3·d)时,R2中CODCr平均去除率达(78±4.5)%,R1中去除率仅为(67±6.4)%;挥发性脂肪酸(VFA)与碱度(ALK)比值显示R2相似文献   

厌氧处理宣纸檀皮蒸煮黑液

采用酸化预处理和厌氧折流工艺对宣纸生产中产生的高浓度檀皮蒸煮黑液进行处理研究.结果表明:预处理主要是进行水解和酸化,改善废水水质;厌氧折流反应器(ABR)是处理的主要单元,当进水COD浓度为7 250～8 500mg/L,ABR的水力停留时间为24h,容积负荷为9.2kg COD/(m3@d)时,ABR反应器对COD的去除率超过80%;两相厌氧处理可作为好氧处理的预处理段.     

EGSB与UASB反应器快速启动及调试对比

研究了膨胀颗粒污泥床(EGSB)的快速启动及其特性,并与上流式厌氧污泥床(UASB)进行了比较。研究结果表明:UASB反应器的启动完成需要45 d,COD最大容积负荷为5 kg/(m3.d),CODCr去除率为80%,EGSB反应器的启动可在25 d内完成,COD容积负荷可达8 kg/(m3.d),CODCr去除率大于90%。在EGSB的启动过程中,颗粒污泥性质变化明显,其平均直径由0.88 mm增加到1.25mm,比产甲烷活性是接种前的4倍。     

两种造纸废水的厌氧内循环反应器内颗粒污泥菌群及结构特性的对照分析

废纸制浆废水厌氧处理时会发生严重厌氧颗粒污泥钙化问题,而造纸厂蔗渣喷淋废水厌氧处理时则极少出现颗粒污泥钙化现象,值得我们进行深入研究。取正常运行条件下蔗渣喷淋废水厌氧处理颗粒污泥AS1和废纸废水厌氧处理的颗粒污泥AS2进行表面结构、元素组成及微生物结构分析,为揭示颗粒污泥钙化原因提供理论和数据支持。通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析污泥的重金属成分、利用红外光谱(FITR)分析污泥表面官能团种类、采用能谱仪(EDS)分析污泥表面的元素组成、并使用Illumina Hi Seq 2500对细菌V3和V4区进行高通量测序,分析了污泥微生物的多样性及菌群的相对丰度。结果表明,两个样品的重金属含量、表面元素分布、表面官能团分布均存在较大差别。AS1中的微生物主要由Bactericides(25.37%)、Proteobacteria(20.19%)、Hyd24-12(14.43%)、Chloroflexi(10.58%)和Firmicutes(8.91%)五个菌门组成,AS2中的微生物主要由Bacteroidetes(20.44%)、Chloroflexi(19.47%)、Proteobacteria(19.32%)、Firmicutes(6.15%)、Spirochaetae(4.81%)、Actinobacteria(4.39%)和Lentisphaerae(4.32%)七个菌门组成,而且细菌种类比较丰富,且细菌数量分布与其处理底物相适应。另外,在AS1和AS2中都检测到Methanobacterium和Methanosaeta两类产甲烷古菌,单独在AS2中检测到了第七产甲烷古菌目代表菌Methanomassiliicoccus。AS2中产甲烷菌的相对丰度较高,约占50%;而AS1仅占10%。     

新型(IC)厌氧反应器处理酒厂废水的试验研究

采用新型的内循环(IC)厌氧反应器处理酒厂废水,研究了水力条件、进水方式和温度对IC厌氧反应器形成内循环和运行性能以及COD去除率的影响,进而确定IC厌氧反应器最适宜的容积负荷率。研究结果表明:最佳的进水方式是以切线方向从底部进入,这时,在一定的进水速度下,可形成缓慢的上升旋流和保持良好的内循环,从而能达到较好的污泥膨胀率和较高的COD去除率;最佳的水力停留时间为6h;最适宜的进水温度为35℃,这时的污泥膨胀率为68%,COD去除率为80%;IC厌氧反应器最适宜容积负荷率为20kg(/m3.d),此时COD去除率为80%左右。     

UASB工艺处理高浓度制革废水的研究

采用UASB工艺处理高浓度制革废水,研究了试验性UASB反应器的启动过程和制革废水中有机物的厌氧降解过程,并用多媒体显微镜观察厌氧颗粒污泥的形态和气相色谱分析仪测定废水中有机酸的分布情况.研究结果表明,采用厌氧污泥作为接种污泥,在中温35～38℃的条件下,试验性UASB反应器能在50 d内成功地启动;随着进水COD的提高,COD的去除率逐渐提高,并在5575 mg/L左右时达到91.6%;之后随着进水COD的提高,COD的去除率逐渐降低,在进水COD为10000 mg/L左右时,COD的去除率为85%;废水中的大分子有机物在UASB反应器底部被产酸微生物降解为小分子有机酸,其中最多的是乙酸,其次是丙酸、异丁酸和异戊酸,小分子的有机酸通过整个污泥床被产甲烷菌利用,主要生成甲烷气和二氧化碳.     

有机负荷对CSTR-UASB两相厌氧系统的影响

采用连续流CSTR-UASB两相厌氧反应装置,CSTR以人工配制的红糖水作为发酵底物,其液相末端产物作为UASB的反应底物,污水处理厂剩余污泥作为反应器的启动污泥,反应器实现稳定运行（CSTR为乙醇型发酵）后,在其它参数不变的情况下,通过改变有机负荷,研究其对CSTR-UASB两相厌氧系统的影响.有机负荷从12 kg/（m^3·d）提升至32 kg/（m^3·d）的过程分为六个阶段,结果表明厌氧活性污泥产氢能力持续升高,在有机负荷为32 kg/（m^3·d）时,最大产氢量为12.8L/d,较初始有机负荷12 kg/（m^3·d）时提高了71.9％;产甲烷量随有机负荷的升高先增大后减小,在有机负荷为24 kg/（m^3·d）时,最大产甲烷量为18.5L/d;当有机负荷提高至28 kg/（m^3·d）时,总COD去除率达最大值72％.因此,CSTR-UASB两相厌氧系统对红糖废水具有较好的降解效果,同时能源回收效率较高.     

纳米零价铁对糖蜜酒精废水两级厌氧处理的影响

采用两级厌氧方式处理糖蜜酒精废水,向一级上流式厌氧污泥床反应器(up-flow anaerobic sludge bed,UASB)中添加纳米零价铁(nano zero valent iron,NZVI),以降低硫化物对厌氧消化过程的抑制,提高糖蜜酒精废水两级处理的效果。添加NZVI后,不同负荷下化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)一级去除率比未添加NZVI时高,最终保持在55%左右;硫酸根一级去除率为73%左右; COD二级去除率和总去除率最终分别稳定在33%和70%左右,硫酸根二级去除率和总去除率最终分别稳定在73%和93%左右;一级和二级厌氧出水中硫化物质量浓度最大分别为363.9和452.4 mg/L。反应器COD负荷达到28 kg/(m3·d)时,产甲烷菌(methane producing bacteria,MPB)和硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria,SRB)电子流比重分别稳定在86%和14%左右。     

CLR厌氧反应器在庆大霉素发酵废水处理中的运行效能

对CLR沼气提升式厌氧反应器处理硫酸庆大霉素发酵废水的工程运行效能进行了研究。结果表明,CLR反应器对硫酸庆大霉素废水具有较好的处理能力,容积COD负荷可达到5 kg/(m~3·d),出水COD稳定在2 700~3 200 mg/L,COD和SS去除率可分别维持在70%和62%左右。在CLR稳定运行过程中,系统p H为7.8~8.3,且VFA质量浓度低于900 mg/L,显示出较好的稳定性。虽然系统的氨氮质量浓度可以达到600~900 mg/L,但是其并未对CLR的处理效能产生显著影响。CLR出水Ca~(2+)质量浓度可稳定在200~300 mg/L,Ca~(2+)的平均截留率为74%。但是较高的进水Ca~(2+)质量浓度会导致污泥钙化,VSS/TSS逐渐下降,且这种趋势在反应器底部表现得更为显著。     

AnMBR处理高脂肪废水的运行特性和污泥性质研究

高脂肪废水是一类性质较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮和流失问题。采用厌氧膜生物反应器(AnMBR)对高脂肪废水进行处理,考察了其在厌氧消化过程中的运行特性和污泥性质变化。结果表明,采用AnMBR处理高脂肪废水可获得良好的污染物去除效果和强健的稳定性,COD去除效率可达99%,挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度低于200 mg/L,然而在后期运行过程中发现消化效率下降。此外,原水中较高浓度的脂肪导致其水解产物-长链脂肪酸(LCFAs)在体系内发生累积,可能对消化效率及污泥性质产生不利影响。进一步监测其污泥性质发现污泥粒径从26.5μm下降至6.5μm,而溶解性胞外聚合物(SMP)质量分数则由47.7mg/g累积至98 mg/g,污泥的相对疏水性从28.2%上升至68.1%,表明污泥性质发生恶化,从而导致了膜过滤性能下降,膜通量从32 L·(m2·h)-1衰减至10 L·(m2·h)-1。皮尔逊相关性测试表明,膜过滤性能与污泥粒径存在显著正相关关系,而与SMP和污泥相对疏水性呈较强的负相关关系。     

基于竹浆制浆废水的EGSB反应器启动及颗粒污泥特性研究

分析了厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器处理竹浆制浆废水有机物的降解过程和启动规律,并对启动过程中厌氧颗粒污泥的基础性质、形态特征和微生物相进行了探讨和表征。结果表明,在废水水质逐渐变化和废水浓度逐渐提升的过程中,EGSB反应器对竹浆制浆废水COD有良好的去除效果,启动完成后期,CODCr去除率保持在68.5%以上,出水p H值为7.8~8.0,稍高于进水,反应器容积负荷为13.50 kg CODCr/(m~3·d),且处理后竹浆制浆废水获得了更佳的可生物降解性,其BOD/COD值较原水提高了46.9%;较接种污泥,启动后期颗粒污泥总量呈减少趋势,且沿反应器高度自下而上逐渐减少,而VS/TS值,中部污泥82.4%,顶部污泥73.5%,底部污泥56.7%,接种污泥44.6%,颗粒污泥活性较大程度改善;同时,启动后期颗粒污泥Ca含量的大幅度减少,Mg、Fe、Zn等含量的增加,也对改善反应器内污泥外观、尺寸、沉降性、强度及微生物群落的构建起到一定作用。     

MBR中厌氧氨氧化运行特性及微生态结构

研究了膜生物反应器(MBR)中厌氧氨氧化(Anammox)的运行特性与微生态结构变化.采用含氮模拟废水进行试验,最终获得粒径集中在0.2~1 mm的红褐色厌氧氨氧化颗粒污泥.运行结果显示,厌氧氨氧化菌能够承受的容积负荷达0.245 kgTN/(m3·d);总氮、NH4+-N和NO-2-N去除率分别达到80 %、81 %、91 %.水力负荷冲击试验表明,当HRT从14 h下降到7.9 h时,NH4+-N、NO-2-N去除率相对稳定,分别保持在75 %和85 %左右,厌氧氨氧化仍然能够稳定进行.通过末端限制性酶切片断长度多态性(T-RFLP)试验发现,反应器运行完成后微生物呈多态性分布,优势菌突出,其中起Anammox作用的菌属主要为planctomyce、pirellula、gemmata、pseudomonas,这为厌氧氨氧化运行过程中微生物群落结构变化提供理论依据.     

氨同步回收促进高浓度蛋白废水厌氧消化性能研究

该研究在高浓度蛋白废水厌氧消化中采用脱氨膜对氨氮进行回收,缓解厌氧消化过程中氨抑制的同时回收氨资源。研究结果表明,与对照组相比,经脱氨膜处理后,实验组反应器中氨氮浓度维持在较低水平(2 000 mg/L以下),累计产甲烷量较对照组反应器提高了54%,化学需氧量去除率提高了88%。该废水厌氧消化过程中氢营养型产甲烷菌为优势菌群,经膜脱氨处理后,实验组反应器可以富集蛋白质和酸降解细菌,将有机物转化为乙酸、H₂和CO₂,促进了嗜氢产甲烷和直接种间电子传递过程。同时,脱氨过程可以缓解氨氮抑制,并促进了厌氧消化过程中各种关键酶的活性,从而提高了高浓度蛋白废水厌氧消化性能。该研究可以为促进高浓度蛋白废水厌氧消化性能提供一种可行的技术方案。     

IC反应器处理OCC造纸废水调试运行

介绍IC厌氧反应器基本构造与工作原理。在废纸造纸废水工程实践中,通过接种高浓度厌氧颗粒污泥,严格控制温度、pH值、营养盐、进出水量以及密切监测COD浓度、VFA等水质指标,成功完成IC反应器调试运行。IC反应器独特的内循环系统和两级三相分离结构处理废纸造纸废水效果良好,系统运行稳定;COD去除率稳定在69.54%～75.65%。     

内循环厌氧反应器处理草浆黑液过程中基质降解的动力学研究

利用自行设计的内循环厌氧反应器对草浆黑液进行处理试验研究,确定了处理草浆黑液时的产气动力学模型和基质降解动力学模型。在35±2℃、pH7.3～7.8、C∶N∶P=350∶50∶1和黑液COD浓度为1000～5000mg/L条件下,产气系数为0.091h-1,污泥床区与精处理区基质降解动力学常数分别为101.3h-1和0.021h-1。COD去除率可达70.08%。