基于基质浓度的厌氧氨氧化工艺运行策略

考察了不同操作模式对厌氧氨氧化工艺性能的影响。采用高基质浓度运行厌氧氨氧化反应器,设置出水回流（回流比R为1.07）,最大基质氮去除速率为3.78 kg·m^-3·d^-1;采用低基质浓度运行厌氧氨氧化反应器,不设出水回流,最大基质氮去除速率可达25.04 kg·m^-3·d^-1;两者的最大基质氮去除速率相差6.62倍,低基质浓度操作模式明显优于高基质浓度操作模式。亚硝酸盐的毒性强于氨,反应器运行中可控制氨氮适当过量,同时应根据反应器对亚硝酸盐的转化能力来控制亚硝酸盐负荷,以避免亚硝酸盐过载所致的抑制作用。在处理高浓度含氮废水时,可采用出水回流来缓解基质抑制,也可配水稀释,使NO^-₂-N浓度低于临界抑制浓度。     

厌氧氨氧化固定床反应器脱氦性能和过程动力学特性

进行了厌氧氨氧化固定床反应器的运行性能试验,分析了其过程动力学特性.接种反硝化污泥,用模拟废水可成功启动该反应器.当进水总氮浓度为608 mg·L-1,水力停留时间为2 h,总氮负荷为7.34 kg·m-3·d-1,时,反应器获得最大基质去除速率6.11 kg·m-3·d-1.二级动力学模型和改进的Stover-Kineannon模型均适用于非基质抑制状态下的厌氧氨氧化反应器过程模拟.Stover-Kincannon模型动力学分析表明-这种反应器的最大基质去除速率可达12.4 kg·m-3·d-1,具有较大的脱氮潜能.     

单一缺氧/厌氧UASB同步反硝化产甲烷与A/O组合工艺处理实际晚期渗滤液

以实际高氮晚期渗滤液为研究对象,应用缺氧/厌氧UASB-A/O组合工艺重点研究有机物和氮的去除特性,同时考察了A/O系统内短程硝化实现途径及稳定方法。试验结果表明,该生化系统可实现有机物和氮的同步、深度去除。在原液COD平均为6537 mg·L^-1,NH⁺₄-N为2021 mg·L^-1的条件下,系统最终出水分别为300 mg·L^-1和15.6 mg·L^-1,去除率分别为95.4%和99.2%。UASB反应器的平均COD负荷为6.5 kg COD·m^-3·d^-1,去除速率为5.3 kg COD·m^-3·d^-1。在单一UASB反应器内,发生了缺氧反硝化和厌氧产甲烷的双重生化反应,UASB反应器内获得了几乎100%的反硝化率。通过高游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）的协同作用,使A/O反应器实现并维持了稳定的短程硝化,通过99%以上的亚硝化率实现高效的氨氮去除。     

升流式厌氧氨氧化流化床反应器脱氮效能研究

采用升流式厌氧流化床反应器,研究高浓度厌氧氨氧化工艺的脱氮效能。接种普通好氧活性污泥,以低浓度配水(NH_4~+-N 60 mg/L,NO_2~--N 50 mg/L)驯化厌氧氨氧化菌,经150 d富集,填料表面形成红色生物膜,NH_4~+-N和NO_2~--N同步去除率高于80%,反应器成功启动;采用低基质进水(NH_4~+-N 60～300 mg/L,NO_2~--N 100～355 mg/L),随着进水容积负荷的增加,总氮去除负荷从0.39 kg/(m~3·d)提升至1.29 kg/(m~3·d);采用高基质进水(NH_4~+-N 390 mg/L,NO_2~--N 400 mg/L)时,总氮去除负荷降至1.08 kg/(m~3·d),150%回流能有效缓解基质对厌氧氨氧化菌的活性抑制,反应器总氮去除负荷逐渐恢复并升高至1.76 kg/(m~3·d),脱氮效能提高63%。     

用循环曝气生物滤池工艺处理炼油碱渣废水

采用新型的两级循环曝气生物滤池工艺,对稀释中和后的炼油碱渣废水进行生物处理工业试验。研究了溶解氧质量浓度、水力停留时间、营养物质、pH值、温度和反冲洗周期等因素对碱渣废水生物处理效果的影响。在适宜的操作条件下,炼油碱渣废水经两级生物处理后,COD、硫化物、挥发酚和石油类平均去除率分别达到89.3 %、99.8 %、93.6 %和85.7 %,其中COD和硫化物的平均去除负荷分别达到8.37 kg·m^-3·d^-1和4.44 kg·m^-3·d^-1。循环曝气生物滤池是一种高负荷、高效率、反冲洗周期长和低成本的炼油碱渣废水处理方法,具有良好的应用前景。     

旋转闪蒸干燥技术在Y型分子筛制备中的应用

介绍了旋转闪蒸干燥分子筛的工艺流程、工艺原理和应用情况。采用旋转闪蒸干燥后,产能从14.5 t·d^-1提高到17.5 t·d^-1,每吨超稳分子筛能耗由0.9 t降低到0.774 t,节约燃料气0.126 t,外排尾气中粉尘含量＜90 mg·m^-3。与传统桨式干燥相比较,旋转闪蒸干燥技术具有实际操作简单、物耗降低、收率提高和质量提高较大的优势,同时对旋转闪蒸技术的应用前景进行了展望。     

包埋菌启动厌氧氨氧化反应器及其动力学性能

以厌氧氨氧化菌包埋颗粒代替颗粒污泥作为流加菌启动厌氧氨氧化反应器,并采用批次试验研究了包埋颗粒的动力学特性。结果表明,以包埋颗粒作为流加菌,在49 d内成功实现了厌氧氨氧化反应器的加速启动,反应器对NH⁺₄-N和NO^-₂-N的去除率分别为80.7%和83.1%,总氮去除负荷为0.505 kg·m^-3·d^-1。动力学研究表明,包埋颗粒对氨氮和亚硝氮的半速率常数分别为1.57 mmol·L^-1和1.505 mmol·L^-1。包埋颗粒对氨和亚硝酸的抑制常数分别为724.2 mmol·L^-1和66.65 mmol·L^-1。厌氧氨氧化菌包埋颗粒具有优良的动力学特性,作为流加菌效果显著,对新型厌氧氨氧化菌种流加技术的发展具有积极的意义。     

生物气射流内循环厌氧流化床中复杂化工有机废水的催化还原过程

针对集约化化工园区排放的高浓度、高色度、高时变性及难降解性复杂化工废水，自行研制了处理能力为24 m³·d^-1、内置Fe⁰作为生物催化剂的生物气射流内循环厌氧流化床，研究了新型反应器及其工艺对该废水预处理的催化还原过程及运行参数。结果表明：以射流的方式使生物气和废水在反应器内主动循环，使催化剂、活性炭、污泥与废水之间保持良好的接触传质，通过产氢、絮凝和提供营养等方式强化厌氧反应过程。在回流比为2、环境温度为23～34℃及水力停留时间（HRT）为12～24 h的条件下，当进水容积负荷为0. 874～2. 996 kg COD·m^-3·d^-1和色度为250～2000倍时，其COD和色度的平均去除率分别达到26. 2%和70. 8%;出水pH稳定在6～8之间，原废水BOD/COD值由0. 26±0. 04提高到0. 43±0. 03。该新型反应器及工艺在实现部分有机负荷去除的同时明显改善了废水的可生化性，可作为复杂化工有机废水的高效预处理技术。     

高负荷厌氧氨氧化EGSB反应器的运行及其颗粒污泥的ECP特性

高效性是厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)生物脱氮工艺的优势,污泥颗粒化则是生物反应器高效性的重要原因。控制进水亚硝酸盐浓度为360mg·L-1,回流比为0.5,经过230d的连续运行,逐步将厌氧氨氧化膨胀颗粒污泥床(expanded-granular sludgebed,EGSB)反应器(1.1L)的水力停留时间由6.9h缩短至0.30h,获得的容积基质氮去除速率为50.75kg.m-3·d-1,是原有世界最高水平的2倍。在此工况下获得的高负荷厌氧氨氧化颗粒污泥的平均粒径为(2.51±0.91)mm,比污泥厌氧氨氧化活性为1.899kg·(kgVSS)-1·d-1,胞外多聚物(extracellular polymers,ECP)总含量达143.00mg·(gVSS)-1。随着反应器容积基质氮去除速率的提高,反应器内厌氧氨氧化颗粒污泥胞外多聚物含量增加,其中蛋白质含量增加更快,蛋白质的"超量产生"致使颗粒污泥的PN/PS增大,易随水流失。     

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。     

基于膜分离技术的生物聚合铁的制备

开展基于膜分离技术优化反复序批式工艺制备生物聚合铁（BPFS）的技术研究。考察了应用聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜（PVDF）对微生物的分离效果,Fe^2+的生物催化氧化速率,制备周期及膜的污染与处理的情况。研究表明,PVDF膜可有效分离微生物,显著提高原液中的生物量。在优化工艺的基础上,制备了全铁含量分别为60、80、100 kg·m^-3 BPFS,Fe^2+的生物催化氧化速率分别达到1.75、1.85、1.43 g·L^-1·h^-1,制备周期分别为15.5、21、40 h,比工艺优化前分别缩短了38%、42%、18%,反应液中的生物量达到10⁸ 个·ml^-1数量级。实验中发现,随着分离次数和全铁含量的增加,膜污染加剧,膜通量下降;采用0.2 mol·L^-1的草酸钠和0.2 mol·L^-1硫酸的混合溶液对PVDF膜进行清洗,可基本清除膜表面的污染物,满足分离要求。     

螺旋升流式反应器系统较长泥龄时运行效果及其流态释因

结合螺旋升流式反应器（SUFR）的特性，通过对比试验分析SUFR系统在较长泥龄时（主要在32 d左右）营养物去除的工艺特点。试验结果表明，SUFR系统（θ_c=32 d）出水COD和TN分别小于40 mg·L^-1﹑10 mg·L^-1，SUFR系统（θ_c=32 d）除磷率随着泥龄的延长有一定的下降,但出水TP一直稳定在1 mg·L^-1内， SUFR系统（θ_c=32 d）的SOUR值为10～18 mg·g^-1·h^-1。流态模拟结果表明，SUFR系统中单元反应器的推流流态容积利用率为63%。这说明SUFR系统反应器以活塞流为主要特征的流态特性有助于减轻较长泥龄对污水处理的负影响。该系统具有更宽的泥龄适宜范围。     

缺氧胁迫影响硝化污泥活性的机理

硝化过程是废水生物脱氮的关键环节。为了研究缺氧胁迫对硝化活性的影响及其机理，采用分批培养法分别测定了经0、12、24 h缺氧滞留处理的污泥硝化活性、过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性，以及这些硝化污泥抗氧毒（过氧化氢）性能。经过12、24 h缺氧处理后，污泥平均比氨氧化活性分别从0.894 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1降为0.453、0.387 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1，下降了46.8％、49.8％，平均比亚硝酸氧化活性也从0.761 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1降至0.485、0.459 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1，下降了36.3％、39.7％。试验结果证明，缺氧胁迫可降低污泥硝化活性，缺氧胁迫时间越长，硝化活性降幅越大，缺氧胁迫对氨氧化的影响大于亚硝酸氧化。缺氧胁迫可抑制硝化污泥的抗氧化酶活性，POD、CAT活性分别下降了10％、17％（12 h）和24％、21％（24 h），缺氧胁迫时间越长，抗氧化酶活性越低。缺氧胁迫可削弱硝化细菌的抗氧毒能力，引起硝化活性降低。     

基于PTV法对油气水三相流流场的测定

以35^#润滑油、空气和自来水为实验介质,对垂直上升管内的油气水三相流的流场与流速进行了实验研究。在水流量为3.18 m ³·h ^-1、空气流量为0.25 m³·h ^-1、油流量为0.4 m³·h ^-1的工况下应用高速摄像机对水包油流型进行了拍摄,并跟踪气泡及油滴,对流速与流场进行了测定,同时与DPIV中的互相关法求出的流速进行了对比,实验结果表明,应用跟踪气泡及油滴的方法同DPIV的互相关法求出的流速与流场存在较小的误差,可以应用于油气水三相流中的流速与流场的测定。     

pH和碱度对同步厌氧生物脱氮除硫工艺性能的影响

采用UASB反应器研究了pH和碱度对同步厌氧生物脱氮除硫工艺性能的影响。控制进水pH在7.5～8.0之间,反应器的最大容积硫化物和硝酸盐去除速率分别为2.96 kg·(m³·d)^-1和0.47 kg·(m³·d)^-1（分别以硫元素、氮元素计）,反应过程产碱及残留硫化物,均会导致反应液pH值过高（9.11±0.38）,引发高负荷时工艺失稳。控制反应液pH在7.0±0.1范围,容积硫化物和硝酸盐去除速率分别可达4.78 kg·(m³·d)^-1和0.99 kg·(m³·d)^-1,容积效能高于控制进水pH时的相应值。要维持反应所需的中性条件,碱度宜控制在（454.1±40.5）mg ·L^-1（以CaCO₃计）。反应过程中的碱度变化（增量）可以指示反应器内主导反应的类型及其反应进度。单质硫型生物脱氮除硫反应（硫氮比为5∶2）和硫酸盐型生物脱氮除硫反应（硫氮比为5∶8）的硫化物去除量与碱度减少量之比分别为2.27和2.00,混合型生物脱氮除硫反应（硫氮比为5∶5）的硫化物去除量与碱度减少量之比为5.00。     

PS-PVA-CH塑料空心微球充D2

研究了激光惯性约束聚变靶用PS-PVA-CH三层塑料空心微球采用热扩散法高温高压充氘气技术。实验研究表明，对于直径300 μm、PS壁厚5～7 μm、PVA壁厚3～5 μm、CH层厚4～6 μm的塑料微球，50℃充气的平衡时间为20～40 h，70℃的平衡时间为7～12 h，90℃的平衡时间为2～4 h。在室温25℃时，微球的气体渗透系数为（3.0～4.2）×10^-19 mol·m^-1·s^-1·Pa^-1，对应的保气半寿命为28～37 h。对于参数接近的微球，如果充气时间相同，充气外压与微球内压基本呈正比。当外压达到6.0 MPa时微球开始出现破损。     

利用荧光素异硫氰酸酯检测季铵盐阳离子表面活性剂的方法

使用荧光素异硫氰酸酯（FITC）实现了对季铵盐阳离子表面活性剂（QAS）在水溶液中临界胶束浓度（CMC）的准确测量及其在CMC以下的浓度定量。用该法测得十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）在水中的CMC分别为12～13 mmol·L^-1和0.70～096 mmol·L^-1,与电导率法、表面张力法和芘荧光法的检测值相近。对DTAB和CTAB的检测下限分别是011 mmol·L^-1和1.7 μmol·L^-1,定量范围分别为0.11～9.73 mmol·L^-1（0.034～3.0 g·L^-1）和1.7 μmol·L^-1～0.27 mmol·L^-1（6.2×10^-4～0.1 g·L^-1）。结果表明,使用FITC荧光探针检测QAS具有安全、简便、灵敏度和准确度高的优点。