厌氧氨氧化反应器性能的稳定性及其判据

引言 性能稳定性是反应器的基本性能指标,一个不稳定的反应系统,即使反应潜力再大,其应用价值也将大打折扣.在反应器运行过程中,负荷冲击经常出现,抗负荷冲击能力便成了衡量反应器性能优劣的重要指标.尽管对反应器抗负荷冲击能力的研究较多,但大多为定性研究,缺乏定量分析[1-2],更缺乏通用的量化指标.     

UAF反应器启动厌氧氨氧化反应的试验研究

本试验以普通活性污泥为种泥,采用升流式厌氧生物滤床(UAF)反应器,在pH为7.5的室温条件下,以NH4Cl和NaNO2配制人工模拟废水,通过逐步提高NH4+-N与NO2--N的负荷对厌氧氨氧化菌进行培养与驯化,在反应器运行到148 d左右时NH4+-N与NO2--N去除率分别达到56%、62%,且在之后的运行过程中其去除率呈同步变化,NH4+-N与NO2--N同时去除。通过镜检发现在反应器下部形成了具有厌氧氨氧化活性的棕红色颗粒污泥,实现了厌氧氨氧化反应的快速启动。     

厌氧氨氧化反应器研究进展

近几年,厌氧氨氧化(Anammox)工艺成为水处理领域的研究热点,因其具有绿色、高效的特点在高氨氮、低碳氮比污水处理方面极具发展前景。但厌氧氨氧化菌生长增殖缓慢且环境敏感度高,导致厌氧氨氧化工艺存在启动时间长、运行失稳等问题,从而制约了该工艺的工程化应用。反应器的选择对厌氧氨氧化工艺启动运行有重要影响,适合的反应器类型主要包括序批式、颗粒污泥、生物膜、膜生物、复合反应器等五大类。从这五类反应器的结构特点和脱氮效果等方面对已取得的成果进行论述,并指出厌氧氨氧化反应器的应用前景及有待解决的技术难题。     

常温低基质厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动

采用低基质模拟废水〔NH_4~+-N、NO_2~--N分别为(25±0.4)、(33±0.6)mg/L〕,在温度为(23±0.5)℃的条件下,研究了厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动。第Ⅰ阶段HRT为24 h,pH不控制,菌体自溶期出水NH_4~+-N为69 mg/L,活性停滞期出水NH_4~+-N与进水几乎相等;第Ⅱ~Ⅲ阶段,菌体处于活性提高期,HRT分别为12、8 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N降低到1.6 mg/L,NO_2~--N均先升高后降低;第Ⅳ阶段HRT为4 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N和NO_2~--N均低于1 mg/L,TN去除负荷为352.3 mg/(L·d),△m(NH_4~+-N)∶△m(NO_2~--N)∶△m(NO_3~--N)=1∶(1.33±0.02)∶(0.26±0.02),反应器启动成功。     

低基质厌氧氨氧化SBBR反应器启动研究

采用SBBR反应器,接种普通污水厂剩余污泥,以人工配制含NH4+-N和NO2--N的低氨氮废水为进水,NH4+-N、NO2--N分别为24.3~32.0 mg/L、31.9~37.5 mg/L,p H为7.60~7.75,水温为(32±1)℃,考察低基质条件下厌氧氨氧化反应器启动及稳定运行特征。结果表明:经100余天后,SBBR厌氧氨氧化反应器成功启动。进水TN为60.8~68.7 mg/L时,平均去除率为88.3%,NH4+-N和NO2--N的去除率均达到95%以上。稳定运行期间,NH4+-N去除量、NO2--N去除量和NO3--N生成量的质量浓度之比为1∶1.37∶0.27,出水p H略高于进水,稳定在7.95左右。     

厌氧氨氧化反应器的启动方法研究进展

厌氧氨氧化反应器的启动时间过长是制约厌氧氨氧化在工程实践中发展和应用的一个关键性因素,因此实现厌氧氨氧化反应器的快速启动对于该项技术的推广意义十分重大。分析比较了选取不同类型的反应器和接种不同类型的污泥对于厌氧氨氧化反应器启动时间及脱氮效果的影响,并对今后的研究方向提出了建议。     

低pH对高负荷厌氧氨氧化反应器性能的影响

厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺是一种新型生物脱氮工艺,具有良好的应用前景。但ANAMMOX以亚硝酸盐为电子受体,需与短程硝化(SHARON)联合应用。SHARON是一个产酸反应,而ANAMMOX是一个嗜碱反应,后者会受前者的干扰。试验结果表明,低进水pH冲击对高负荷(总氮负荷9.3～27.7kg·(m3·d)-1)ANAMMOX反应器效能具有显著影响。在一定范围内,提高总氮负荷可削弱低进水pH冲击的影响,设置回流也可缓解低进水pH冲击所致的负面效应。低进水pH冲击对厌氧氨氧化反应器效能的影响主要来自低pH与游离亚硝酸毒性的双重抑制,其中低pH的直接作用对反应器效能的影响更大。低进水pH冲击所致的反应器效能恶化可采用停车自然恢复、清水冲洗恢复和外加碱液恢复。     

膜生物反应器中厌氧氨氧化的启动研究

为探究膜生物反应器(MBR)进行厌氧氨氧化的可行性及性能,通过逐渐提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的含量和降低HRT,成功启动了自流出水式MBR厌氧氨氧化过程,分析了反应器脱氮效果和厌氧氨氧化污泥特性,并采用扫描电镜和X射线光电子能谱中空纤维膜表面进行分析。结果表明,经过60 d的启动,NH_4~+-N、NO_2~--N和TN的去除率分别达到96.22%、99.91%和81.66%,TN去除负荷最大可达到330 g/(m~3·d)。在启动过程中,污泥颜色逐渐变为红褐色;中空纤维膜表面厌氧氨氧化菌呈不规则的椭球状,结构紧凑;MBR运行稳定阶段末期中空纤维膜表面C、N和Ca特征峰增多,是膜污染化学组分的主要构成元素。     

循环流化床厌氧氨氧化反应器脱氮性能研究

对循环流化床上部附加无纺布作填料的固定床复合式厌氧氨氧化反应器的性能进行了研究,通过控制废水的循环量来调节反应器底部微生物颗粒的流化状态,并对反应器内对富集的厌氧氨氧化菌除氮性能进行了研究。结果表明,反应器稳定运行270 d,总氮去除率及亚硝氮去除率分别维持在80%及90%以上;最大氮负荷达到15.2 kg/m3.d-1,相应的最大氮去除速率达9.9 kg/m3.d-1。通过批实验,得到反应器稳定运行期厌氧氨氧化菌比活性为0.3 kg/k.gd-1。出水悬浮物(SS)浓度检测、微生物颗粒粒径分布测试、微生物颗粒的扫描电镜(SEM)观测结果均表明,循环流化床厌氧氨氧化反应器具有较高的生物滞留能力,形成的微生物颗粒具有较佳性能。采用荧光原位测定(FISH)分析结果显示,厌氧氨氧化菌在反应器微生物群落中含量超过70%。     

厌氧氨氧化反应研究进展

从厌氧氨氧化发现的历史开始,依次阐述厌氧氨氧化反应途径,厌氧氨氧化反应的分子生物学研究,厌氧氨氧化在全球氮循环中所起的作用,并介绍厌氧氨氧化反应的工程化应用,最终对厌氧氨氧化反应研究与应用中所存在的问题进行探讨。展望了厌氧氨氧化技术未来的发展,认为在微观方面,应尽快完成厌氧氨氧化细菌的基因组测序与建立模式菌株,深化分子生物学与生理生化研究;在宏观方面,探索自身最佳运行工艺,并与其他工艺结合,开发厌氧氨氧化集成工艺,克服本身缺点,尽快实现厌氧氨氧化反应的工业化推广应用。     

厌氧氨氧化前置亚硝化反应器启动及稳定研究

采用序批式活性污泥法反应器(SBR),接种好氧硝化污泥,通过FA含量、DO含量和碱度3个控制因素研究了半亚硝化反应器启动及控制条件简化后亚硝化稳定性的变化。结果表明,在3个控制因素下,半亚硝化反应器能够在16 d后成功启动,出水NO2--N与NH4+-N的质量比维持在1左右。当取消碱度控制时,出水水质出现一些波动,但基本稳定。当仅通过质量浓度为0.6 mg/L的DO控制时,出水NO2--N与NH4+-N的质量比仍维持在1左右。说明在半亚硝化厌氧氨氧化联合工艺中仅通过DO含量控制可以实现亚硝化稳定的运行,能够满足厌氧氨氧化工艺进水基质的要求。     

ANAMMOX强化A^2／O系统耐受低C／N冲击的效能研究

采用人工配制的低C/N废水对常规AVO系统和强化ANAMMOX系统进行冲击试验,确定其冲击耐受极限,并比较采用ANAMMOX技术的优劣.结果表明,低C/N废水对A2/O系统的脱氮功能有明显的抑制作用,C/N=3.5可有效降低系统的硝化功能,C/N=1.2可使反硝化功能完全停止;而采用ANAMMOX反应的A2/O系统对低C/N废水冲击下的脱氮能力有一定的提高,同比条件下,NH4+-N去除率提高约9%,TN去除率提高约5%;但ANAMMOX对系统反硝化功能、COD和TP去除功能的作用不明显,同比条件下,两套系统的去除率差异不显著.     

FDP水溶液的稳定性研究

研究了ｐＨ、电解质、氧化剂和温度对ＦＤＰ水溶液稳定性的影响，并用加速试验预测了有效期。结果指出，在ｐＨ３．５～４．５及低温下ＦＤＰ水溶液较稳定；氧化剂会使色泽改变。从实验数据中导出了降解速度方程表观速度常数。有效期为１８个月。     

荷电微孔滤膜稳定性研究

本文对荷电微孔滤膜的稳定性进行了研究。试验结果表明，预计在一般条件下贮存２年，对膜的透水率，泡点等基本性能以及流动电位、达旦黄吸附容量、细菌内毒素的去除能力没有明显影响，而且该膜还具有较好的水中稳定性能和耐化学稳定性能。     

海泡石陶瓷料浆稳定性的研究

通过Zeta电位、沉降实验、粘度等测试表征不同分散剂对海泡石陶瓷料浆稳定性的影响。研究表明:阴离子活性剂十六烷基苯磺酸钠对固相浓度增大、粒径小的海泡石料浆的分散稳定性效果较好,且在pH=11,浓度为0.8wt%时达到最佳,其分散稳定作用的实质是增强了微粒间的静电排斥作用和空间位阻排斥作用,并减弱了范德华吸引作用。海泡石对SDBS的吸附曲线是Langmuir单分子层吸附模型。     

关于蜂窝夹层结构雷达罩稳定性问题研究

本文讨论球壳雷达罩的稳定性,特别指出强台风下的球壳局部稳定性的重要性。文中提出了蜂窝夹层结构一些特有的稳定性估算公式,可供产品设计时使用。     

水性环氧乳液稳定性研究及分析

介绍了使用相反转法制备双酚A型环氧树脂水基乳液,研究表面活性剂类别及其用量、乳化温度、树脂分子量、溶剂的种类等各种因素对环氧树脂乳液颗粒度大小和稳定性的影响。得出结论:乳化剂类别及其用量对乳液的粒度及其分布影响明显;溶剂对乳液稳定性影响很大,合适的溶剂能提高其稳定性而不合适的溶剂反而使稳定性变差;乳化工艺尤其乳化温度是影响乳液稳定性的重要因素;双酚A环氧树脂的分子量越大,采用相反转法制备稳定的环氧乳液越困难。     

聚酯高温稳定性的热重-红外光谱联用分析

用热重 -红外光谱联用分析技术 ,研究了高温条件下聚酯 (PET)的热稳定性和热氧稳定性 ,表明由于氧的存在 ,PET的起始失重温度大大地降低 ,以至低于 PET树脂的最低熔融加工温度 ,说明PET的热氧稳定性是直接关系到它的加工和制品质量的重要因素     

ZrO2/SiO2复合溶胶稳定性的实验研究

以硅酸乙酯和氧氯化锆为先驱体，制备了ZrO2／SiO2复合溶胶，重点考察了ZrO2的摩尔含量、添加剂DMF和TEABr、陈化温度对ZrO2／SiO2复合溶胶稳定性的影响。结果表明：氧氯化锆的存在不利于ZrO2／SiO2复合溶胶的稳定，且随着氧氯化锆摩尔百分含量的增加，溶胶易于凝胶；随着陈化温度的升高，凝胶时间变短；DMF能明显延长ZrO2／SiO2复合溶胶的凝胶时间；当0．4〈n（TEABr）／n（TEOS）〈1时，TEABr能提高溶胶的稳定性。