污泥分级分相厌氧反应器水力特性研究

污泥厌氧生物反应器的结构决定了反应器的流态,从而影响着可能达到的污泥处理效率.为了提高石化水厂剩余污泥的厌氧消化效率,对一种新型的污泥分级分相厌氧反应器的结构进行了优化设计.采用停留时间分布RTD(residence time distribution)的方法研究了反应器的降流区、升流区面积之比、溢流板高度和水力停留时间等参数和反应器水力特性之间的关系.结果表明,分级分相反应器的死区较小(7.51%),远低于传统单级厌氧生物反应器(50%~93%);该反应器流态处于平推流和完全混合之间;降流区、升流区面积之比最佳值为1:2,溢流板高度为450 mm时死区最小;在平均污泥浓度为25 gVSS?L?1的条件下,最佳水力停留时间为24 h.     

泥水自循环反应器的水力流态特性及生活污水处理效能

以Na Cl为示踪剂进行示踪脉冲响应试验,研究了同一水力停留时间(HRT)下泥水自循环反应器(AMTR)与AAO反应器水力特性的区别,以及泥水自循环反应器在不同HRT下的停留时间分布曲线和水力特性参数。试验结果表明:当HRT=9. 7 h时,AMTR比起AAO具有较强的水力混合程度以及较低的死区容积率;当HRT在9. 7～13. 75 h变化时,AMTR死区容积率Vd/V为0. 169～0. 124;随着HRT的增大,串联级数N由2. 87减小到2. 27,轴向扩散数D/UL由0. 223增大到0. 317,AMTR推流效果减小,混合程度增大,流态处在完全混合与平推流之间,具有较强的抗冲击负荷能力。此外,通过污泥接种培养,当AMTR稳定运行时,其处理城市生活污水效能较高,COD、TN、TP的去除率分别为85%、70%和85%。     

折流板水车驱动生物转盘水力流态及启动挂膜试验

针对水车驱动生物转盘(wdRBC)存在的短流问题,提出了在接触槽内增设折流板的措施加以改进,运用示踪剂NaCl脉冲响应试验,研究改进前后反应器水力特性,并采用快速排泥法启动折流板水车驱动生物转盘(wdbRBC).结果表明:在同一水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)下,改进后的反应器死区率降低,由35.29％、28.83％下降到3.10％、8.19％,水力流态明显改善,N值由2.03、2.78提高到7.77、5.78,Pe值由2.64、4.27增大到14.47、10.45;在不同HRT下,wdbRBC的停留时间分布(RTD)曲线相似,随着HRT的增大,N值和Pe值略有减小,死区率略有上升;此外,wdbRBC历时10 d即实现了反应器的稳定运行,最终出水CODCr<15 mg/L,氨氮<5 mg/L,COD和氨氮平均去除率均在90％左右,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准.     

异波折板复合厌氧污水处理试验

基于传质理论和双层分阶段厌氧多生物相(TSMPA),设计了厌氧污泥-生物膜异波折板复合式反应器,进行为期12个月的低浓度生活污水处理试验研究.研究结果表明,在温度(25±2)℃条件下,反应器的最佳水力停留时间(HRT)为6h,此时对COD、TP、TN去除率分别为76.95%、36.56%,39.28%.控制HRT为6h,温度从27℃降至7℃时,相应的COD、TP、TN去除率分别从79.34%、37.16%、39.89%降至63.53%,20.28%、22.35%;最大比甲烷生产率从27℃的2.56 mL·gVSS-1·h-1降至1.92 mL·gVSS-1·h-1;最适厌氧污泥区百分比为45%～65%.研究结果还表明,在北方地区低温度条件下应用该技术处理低浓度生活污水可行.在试验结果基础上,阐明了此厌氧生物处理技术处理低浓度污水的高效机理在于异波折板复合厌氧反应器具有高效传质和双层分阶段多生物相的特点.     

上下流室宽度比对厌氧折流板反应器水力特性的影响

借助计算流体力学技术(CFD)获取四组厌氧折流板反应器(ABR,上下流室宽度比分别为2:1、3:1、4:1及5:1)的停留时间分布(RTD),并计算串联数(N)、扩散数(D/μL)及水力死区容积占比(V_d/V)等参数,以分析反应器流动、混合等水力特性;在此基础上选择最佳上下流室宽度比值,优化ABR反应器的设计。结果表明:当容积和理论水力停留时间(HRT)相同时,提高上下流室宽度比,N随之降低,最低值为4.80,而D/μL呈上升趋势,最大值为0.118;V_d/V随上下流室宽度比的增大,呈先下降后升高的趋势,比值为4:1时V_d/V最小,仅为3.13%。选取水力效率(λ)作为反应器的水力评价指标,在2:1~4:1的流室宽度比范围内,λ相差不大,属于理想范围。综合考虑反应器流动混合特性、死区占比及水力效率,确定反应器的最佳上下流室宽度比为4:1。     

AMBR结构及水力负荷优化研究

为了对厌氧迁移式污泥床反应器(AMBR)的运行条件进行优化,采用自制AMBR,在进水CODCr的质量浓度为3 000 mg/L的条件下,考察了导流板与挡板间距、HRT对反应器运行效果的影响。结果表明:导流板与挡板间距对CODCr去除效果的影响不大,但较小间距时废水的流速快,有利于与污泥混合。当HRT从31 h缩短为12 h时,CODCr去除率仍然能稳定维持在80%以上,最佳HRT为21 h,此时CODCr的去除率为90%。由于反应器各格室的污泥浓度接近、产酸菌及产甲烷菌的均衡分布及缓冲进水的影响,使得反应器的CODCr去除率高,抗冲击负荷能力强,运行过程中没有发生堵塞现象。     

厌氧折流板反应器分区进水的实验研究

采用6格室厌氧折流板反应器(ABR),在COD为3 000～3 500 mg/L,HRT为24 h条件下,分别按体积比6∶3∶1和5∶3∶2对第1、3、5格室进水,考察每个格室中的厌氧污泥、pH、COD、挥发性脂肪酸(VFA)、碱度等指标,并与同等负荷的单侧进水ABR处理结果作比较.结果表明在相同负荷下,分区进水处理效...     

分区进水ABR对含硝基苯废水冲击的适应性

在低温条件下采用厌氧折流板反应器（ABR）对含硝基苯污水进行酸化预处理。试验结果表明：在水温为5~10℃,水力停留时间（HRT）为3 h条件下,连续3天同时向单侧和分区进水ABR中投加含硝基苯0.48 mg/L的生活污水,表现为反应器出水COD、TOC浓度同步下降,历经3周后,两反应器性能基本恢复正常,表明低温条件下ABR反应器具有一定的抗短期硝基苯冲击能力,其中分区进水ABR的性能更优。     

改良SBR脱氮工艺参数优化研究

畜禽污水是一种典型的高氨氮、高有机浓度废水,会导致水体富营养化、地下水污染等污染问题,以及氨气、硫化物、沼气等带来的恶臭,国内外基本都遵循厌、好氧组合工艺的处理模式。基于厌氧折流板反应器(ABR)与改良序批式反应器(MSBR)联合工艺,针对改良SBR处理模拟养殖废水脱氮效果进行了单因素研究,获得沉淀时间、停留时间、回流比、进水COD等各因素的影响规律。通过正交实验获得影响因素的排序:回流比、进水COD、水力停留时间(HRT)、沉淀时间,并得到最佳工艺条件:回流比为200%,循环周期组成为曝气175 min,沉淀时间为60 min,排水时间为5 min,HRT=8 h,进水COD为800 mg/L。在最佳条件下处理稀释后的厌氧折流板反应器的出水,NH3-N去除率为74.02%,出水NH3-N为24.86 mg/L,达到GB 8978—1996中的二级排放标准要求。     

列管式固定床反应器管束间单相流动与传热的CFD研究

为研究列管式固定床反应器壳程内换热介质的流动与传热特性,采用数值模拟的方法求解得到壳程流体速度与温度分布场.模拟结果受湍流模型影响,将壳程传热膜系数和压降的CFD模拟结果与经验方法结果进行比较后选择偏差最小的realizable k-ε湍流模型.模拟结果显示换热介质在反应器壳程内的流动与传热分布不均匀,折流板前背部存在漩涡和传热死区,错流区和折流板缺口区的传热效果较好.为验证CFD模拟结果的可靠性,将不同传热量和进口流量条件下的模拟结果与经验方法结果进行比较,偏差在可接受范围内.     

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%。     

自养亚硝化生物膜启动研究

采用纤维载体接种2种不同污泥研究亚硝化生物膜的启动及其关键性影响因子,在32℃和水力停留时间为10h和12h的条件下,分别经过130d和70d的运行,均成功实现了50%的亚硝化,其中进水负荷分别为248mg[NH3-N]/(L.d)和430mg[NH3-N]/(L.d)。研究表明:限氧(DO的质量浓度为0.5～1.0mg/L)和pH值为7.4～7.7是实现50%亚硝化的最佳条件;高温和较短的水力停留时间对生物膜中亚硝酸氧化菌没有明显的选择作用。     

新型反应器-USSB处理生活污水的研究

对上流式分段污泥床(UpflowStagedSludgeBed)反应器在中温(35±2℃)下厌氧处理生活污水进行了试验研究。反应器内污泥经过40d的培养驯化后,用于处理生活污水。重点探讨了不同停留时间(HRT)对COD和SS去除率等的影响,并考察了反应器各段间微生物相的变化情况。结果表明,当水力停留时间为4.7h时,其出水pH=6.5,COD和SS的去除率分别在52%和70%以上,有较好的运行效果。     

水解酸化SBR工艺处理污泥的研究

为了提高污泥水解酸化产酸率,采用SBR工艺处理污水厂污泥,研究了不同水力停留时间时间隔排泥天数(决定生物固体停留时间)对污泥水解酸化过程的影响。结果表明,在HRT 6.6d和HRT 3d时,污泥产酸率随着排泥间隔天数的增加而增加。排泥间隔天数2d时达最大,分别为135.62mg/g、125.61mg/g;排泥间隔天数3d时,污泥产酸率稍有下降。HRT 4.4d,污泥产酸率随着排泥间隔天数的增加而增加。排泥间隔天数3d时,污泥产酸率达57.88mg/g。所以,最优工况为HRT6.6d、排泥间隔天数2d的运行方式。     

污泥负荷对UBF处理农村污水的影响

研究了在常温条件下不同污泥负荷对UBF反应器污水处理性能的影响。结果表明在进水浓度为1200 mg/L、水力停留时间（HRT）为10 h、污泥负荷为0．59 kg COD/kg MLSS·d时,UBF对COD的去除效果最佳,达80．14％;在污泥负荷达到1．01 kg COD/kg MLSS·d之前,污泥中生物量比例随着污泥负荷的增加而增加,MLVSS/MLSS值可达0．89;UBF反应器对污水可生化性有较好的改善效果,BOD5/CODCr比值增幅可达28．52％,且低污泥负荷更有利于污水可生化性的改善。     

生物膜法处理2,3-二甲基苯胺废水试验研究

采用缺氧折流板生物膜和循环移动载体生物膜反应器处理2，3－二甲基苯胺废水，结果表明，缺氧折流板反应器具有厌氧滤池和厌氧折流板反应器的优点，当水力停留时间为10．5h(缺氧5．5h，好氧5h)时，系统去除率可达89．7％。     

A~2/O工艺反应器水力流态研究

为了研究中试A2/O工艺反应器在不同流量条件下的实际HRT、死水区比例及反应器推流及混合效果,采用脉冲示踪法,以NaCl作示踪剂,测试了对反应器的水力流态分布。结果表明,进水流量分别为610、780、1 150 L/h时,厌氧池、缺氧池死水区比例在40%以上,整个生物反应器的死水区比例为20%,反应器在运行过程中,串联级数最高可达8,该反应器有较好的推流作用。     

缺氧/好氧膜-生物反应器处理高浓度含碳和氮工业废水

采用缺氧 /好氧膜 生物反应器 (MBR)处理高浓度含碳和氮工业废水 ,在缺氧反应器的水力停留时间 (HRT)为 5h ,好氧MBR的HRT分别为 1 5、1 0、6h时 ,考察了系统的同时除碳脱氮性能。结果表明 ,好氧MBR的HRT在试验范围内对系统的处理效果没有明显影响 ,即使MBR的HRT降低到 6h,系统对化学需氧量 (COD)、氨氮和总氮的去除率仍可达到 94%、90 %和 73 %以上 ,出水水质达到国家一级排放标准 ;系统中的生物反应对有机物和氮的去除起主要作用 ,但膜对混合液上清液COD有一定去除 ,主要对相对分子质量大于 1 0万的有机物有截留 ;由于膜的高效截留作用 ,MBR中可保持高浓度的污泥量和高硝化活性 ,确保了硝化反应的高效进行