外循环厌氧反应器的快速启动

工程运行试验研究EC厌氧反应器处理啤酒废水启动过程中的运行效能、稳定性以及内部的污泥分布情况,分析颗粒污泥形成的关键因素.运行第95d,进水有机负荷达到8.5kg/(m3·d),COD去除率达80%,出水COD低于400mg/L;在系统1.2m和4m处污泥中均出现粒径为0.5～1.0mm左右的颗粒污泥.结果表明,EC厌氧反应器处理低质量浓度、大流量的啤酒废水采用间歇-连续快速启动方式是可行的,并且上升流速在2.5～5.0m/h有利于颗粒污泥的快速形成.研究证实EC厌氧反应器处理啤酒废水能够实现稳定、高效地启动运行.     

UASB反应器处理青霉素废水启动特性的研究

采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器,以高浓度青霉素废水为处理对象,研究了中温条件下UASB反应器的启动、厌氧颗粒污泥特性和废水处理效果。结果表明：接种消化污泥,水温33～35℃的条件下,采用逐步提高青霉素废水进水浓度的方式,运行80d后,可实现UASB反应器的启动。进水ρ（COD）达到4 000mg/L左右,COD去除率稳定在84%以上,容积负荷为3.36kg/（m3.d）（以COD计）,产气量为5.9L/d;反应器内污泥实现颗粒化,粒径约为2mm。     

产酸相反应器乙醇型发酵的快速启动

针对废水两相厌氧处理系统中产酸相反应器的乙醇型发酵启动速度较慢,污泥易流失的不足,本文采用在产酸相反应器中接种厌氧颗粒污泥,同时控制启动容积负荷、负荷提高幅度、碱度等运行参数,对反应器乙醇型发酵的形成情况进行考察.通过监测液相末端产物、pH、ORP、酸化度等指标来考察反应器的运行情况,结果表明:反应器在34 d内完成由混合酸发酵-丁酸型发酵-乙醇型发酵的演替过程.启动结束时,乙醇+乙酸质量质量浓度之和占液相末端产物总量的75.9%以上;pH值稳定在4.1～4.3;ORP值稳定在-230～-250 mV;接种的厌氧颗粒污泥性质发生明显变化,其表观颜色逐渐由黑色和灰黑色变为土黄色和黄褐色,粒径明显减小,多在0.50～1.25 mm.     

UASB反应器处理垃圾渗滤液的启动研究

垃圾渗滤液为难处理的高浓度有机废水，上流式厌氧污泥床（UASB）工艺被证明是处理该类废水的有效手段。为此，以一系列不同渗滤液浓度的模拟废水作为进水，对逐步启动UASB反应器进行了动态小试，得出了UASB工艺处理垃圾渗滤液的较快速启动方法。结果显示：接种普通厌氧污泥，逐步增加反应器负荷，经过95d的运行，完成启动。此时进水COD质量浓度为5250mg／L，COD去除率为85％，容积COD负荷达8．4kg／（m^3·d），容积产气率为5．0m^3／（m^3·d），反应器底部形成少量颗粒污泥。     

微氧条件下培养AOB-Anammox颗粒污泥

采用絮状硝化污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥,利用膨胀颗粒污泥床反应器,在微氧曝气条件下,培养自养脱氮(氨氧化AOB-厌氧氨氧化Anammox)颗粒污泥.在无机高氨氮进水条件下,维持反应器运行58 d,成功培养出AOB-Anammox颗粒污泥.在模拟生活污水条件下,颗粒污泥脱氮效果稳定,氨氮和总氮去除率最高可达92.3%、71.2%,平均总氮去除负荷达1.237 kg·N/(m~3·d).SEM及FISH结果表明:AOB-Anammox颗粒污泥微生物组成以2种菌群为主,AOB细菌密集排布于颗粒污泥表面,Anammox细菌均匀分布在颗粒污泥内部.     

Treatment of methanol wastewater with two-stage and two-phase anaerobic process

The two-stage and two-phase anaerobic process (TSTP) composed of hydrolytic acidification reactor,first-order and second-order external circulation anaerobic reactors (EC) was taken to treat methanol wastewater. Test results show that TSTP process is quick start-up in 51 d, and the maximum VFA of hydrolytic acidification reactor effluent reaches 876 mg/L. Under the condition of volume loading of 6.56 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the first-order EC reactor is about 85%, and under the condition of volume loading of 1.02 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the second-order EC reactor is about 50%. When the inflow COD of TSTP process is between 7000-11000 mg/L, its effluent COD is lower than 600 mg/L. In the biological conversion process of methanol into methane,the production of acetic acids as an intermediate product can be ignored and the direct production of methane from methanol is predominant.     

IC-ALR工艺处理去油脂泔水实验

采用IC-ALR的新型工艺处理含有大量蛋白质、碳水化合物的去油脂泔水。结果表明,在适应期采用快速提升负荷的方式有利于提高污泥的活性,加速污泥颗粒化;稳定运行期,当进水有机浓度达到22.4 g/L时,COD去除率高达91.7%,出水中9.2~10.1 mmol/L的VFA含量不会影响IC的稳定运行。利用ALR处理IC厌氧消化液,当进水COD和NH3-N浓度分别达到1 850和420 mg/L时,ALR反应器能够去除进水中75%的COD和91%的氨氮,出水COD和NH3-N浓度分别为420和40 mg/L。     

Treatment of methanol wastewater in external circulation anaerobic reactor with different inoculums

In order to guide the inoculums selection for the anaerobic treatment of methanol wastewater in the engineering application,two 7 L bench-scale external circulation (EC) anaerobic reactors were operated to investigate the inoculums of anaerobic granular sludge and anaerobic digested sludge,focusing on the efficiency and process stability.The effect of impact concentration and temperature on the performance was studied.The results demonstrated that anaerobic granular sludge as the inoculums could complete the start-up more rapidly than the anaerobic digested sludge,and above 90% COD removal were achieved at the organic loading rate of 10 to 15 kgCOD/(m3·d).The effect of impact COD on the methanogenic activity of sludge was weak and the removal efficiencies recovered gradually in the two reactors.The COD removal efficiencies reduced swiftly to 50%-60% due to the impact temperature.The results indicated that the complex bacterial groups in anaerobic digested sludge benefited to enhance the reactor’s capacity for withstanding the temperature shock at some extent.     

ASBR处理生活污水的启动研究

采用厌氧序批式反应器（ASBR）处理生活污水,通过接种不同体积的好氧污泥,探讨了3个反应器的启动可行性,并对接种不同污泥量反应器的启动情况进行了比较。结果表明,接种好氧污泥能够顺利启动ASBR,启动耗时45 d左右;ASBR启动时,接种污泥量以VSS浓度1.5 g/L较为适宜,当容积负荷（CODCr）在0.3～0.4（kg.m-3.d-1）时,反应器对CODCr的去除率可达55%以上;由于反应器中缺少适于生物脱氮除磷的底物及环境,反应器对TN、TP的去除效果较差。     

厌氧颗粒污泥的快速培养和特征分析

培养厌氧颗粒污泥的自制反应器进水为养猪废水,进行不同惰性载体对厌氧颗粒污泥形成影响的对比实验。结果表明,添加大孔型阳离子交换树脂的反应器培养时间为39d,COD去除率达到80%,并出现粒径为2.50~3.00mm的大颗粒污泥,产甲烷量为9.75mL CH4·（gVSS·d）-1,与添加聚合铝和粉煤灰的反应器相比,产甲烷菌活性显著强;添加惰性载体与未添加载体反应器相比,培养时间缩短20%~45%,厌氧颗粒污泥活性相差14.00%±0.10%;参考Richards模型进行产甲烷量和反应器培养过程中出水COD建模,发现实验数据和模型数据对比偏差在0.50%±0.01%。     

利用水厂生产废水促进UASB工艺处理低温城市污水启动

为缩短UASB工艺处理低温城市污水的启动周期,开展在原水中添加水厂生产废水强化UASB系统污泥颗粒化可行性研究,并以常规启动方式做为比较,对启动过程中系统运行特性和形成的颗粒污泥特性进行探讨。试验结果表明,在水温为15℃,初始有机负荷为0.25kgCOD/（m3.d）的条件下,采用逐步提高负荷的传统启动方式和添加生产废水的强化启动方式都能实现UASB工艺的低温启动,相应的启动周期分别为120d和95d左右。在整个启动过程中,添加生产废水启动方式对有机负荷提高适应性较强,达到4kgCOD/（m3.d）时较常规方式缩短30d,而且具有较高的COD去除效率和微生物增长速率（分别为0.029g VSS/d和0.043g VSS/d）。与常规启动方式相比,强化启动方式颗粒粒径较大,在第95d内可形成2mm粒径颗粒污泥。采用添加生产废水的启动方式能够缩短UASB工艺的启动周期并强化污泥颗粒化,提高低温城市污水的处理效率和运行稳定性。     

外循环对IC反应器处理酒精废水酸化恢复的影响

对安徽阜阳金种子酒厂实际酒精废水处理工程中的生产性两级中试IC反应器产生酸化的原因及恢复措施进行了分析。结果表明,反应器受负荷冲击是导致IC反应器酸化的主要原因。采用外循环方法,经过15天的恢复到正常运行状态。相应的,一级IC反应器出水COD达到4500~5000mg/L,二级IC反应器出水COD达到1000mg/L左右,出水VFA小于5mmol/L,pH值达到7.0以上。与无外循环相比较,附加外循环可有效缩短反应器恢复稳定运行的时间。     

SBAR中好氧颗粒污泥的培养与应用研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,通过逐步缩短沉降时间的方法,在SBAR中成功地培养出了成熟的好氧颗粒污泥。颗粒污泥的SVI为19．97mL／g,粒径在0．45～2．0mm之间,平均沉降速率为45．62m／h,SOUR为47．68g／kg·h,均优于普通絮状污泥。通过扫描电镜观察,颗粒污泥表面粗糙,轮廓清晰,分布着一些沟壑和微小孔道,微生物以杆菌和球菌为主。研究表明,该好氧颗粒污泥反应器具有良好的去除COD和NH4^＋-N的能力,去除率分别达到93％和98％以上,对TP的去除率也达到了60％左右。     

接种污泥对产氢颗粒污泥形成的影响

采用两个平行的颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB),控制温度为(35±0.5)℃,逐步提高进水容积负荷,分别研究接种污泥对产氢速率、颗粒粒径分布变化、液相末端产物和启动末期系统参数的影响.结果表明,采用缺氧污泥混合厌氧污泥进行接种的反应器比直接采用产甲烷颗粒污泥粉碎后接种的反应器更易形成颗粒污泥.在启动末期,前者的平均颗粒粒径为后者的1.25倍,产氢速率是后者的1.23倍.两个反应器都形成了乙醇型发酵,说明发酵类型的形成不受接种污泥影响.启动末期系统的pH值分别为3.9～4.3和4.0～4.4,混合污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为27.2g/L,厌氧污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为24.1g/L.相比厌氧污泥接种的反应器,混合污泥接种能更快速培养颗粒污泥,并且反应系统产氢速率高,耐酸性更好,生物持有量大,有利于生物制氢系统高效产氢和稳定运行.     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

UASB处理生活污水二次启动试验研究

通过对停止运行8个月的UASB反应器进行二次启动试验,重点分析了用于低浓度生活污水处理的UASB反应器的二次启动的影响因素.研究结果表明,可直接利用反应器内原有颗粒污泥进行二次启动;二次启动期间,水力负荷是重要的运行控制参数,并应避免活性厌氧污泥流失.反应器稳定运行后,CODCr、CODf的去除率均能达到50%,SS去除率可以达到80%以上.     

絮状污泥接种启动UASB污泥性能的研究

采用自制的UASB反应器组装厌氧反应处理系统,以絮状污泥进行接种后启动后,研究了UASB反应器的启动运行过程及其内部污泥的性质,通过污泥产甲烷活性和反应器最大容积负荷的计算,可以看出以絮状污泥接种UASB启动后,可以有效形成成熟的颗粒污泥,并且通过对比实验表明,在反应器启动初期添加颗粒活性炭物质,有助于UASB的快速启动,反应器内形成的颗粒污泥性能优于未加添加剂条件下成熟的颗粒污泥,且系统处理效率稳定.     

产甲烷反硝化工艺处理畜禽粪液可行性试验研究

接种颗粒污泥于厌氧反应器,以含有葡萄糖和亚硝氮的模拟废水为进水,进行同一反应器产甲烷反硝化的研究。结果表明,在50d的启动运行中,当反应器中COD和NO2--N负荷分别从1.5kg·m^-3·d^-1和0.15kg·m^-3·d^-1逐渐增加至10.5kg·m^-3·d^-1和1.05kg·m^-3·d^-1后,COD去除率大于80%,NO2--N去除率大于98%;反应器稳定运行后对畜禽粪液进行处理,当COD和NO2--N负荷分别从2kg·m^-3·d^-1和0.2kg·m^-3·d^-1逐渐提高至7kg·m^-3·d^-1和0.7kg·m^-3·d^-1后,COD去除率从50%逐渐提高至80%,亚硝态氮去除率大于98%。因此,同一反应器产甲烷反硝化去除畜禽粪液有机质和氮是可行的。     

蜂巢石强化 UASB 反应器处理垃圾渗滤液研究

向厌氧系统中投加载体材料是提升反应器稳定性及厌氧效率的有效手段.本试验将蜂巢石投加到上流式污泥床反应器(UASB)中,研究其对垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧消化效率的影响及厌氧污泥中产甲烷菌群落结构的变化.试验结果显示,投加蜂巢石缩短了UASB污泥驯化时间,与未投加蜂巢石的反应器相比,CODCr去除率提前12天稳定达到85％以上;污泥形貌观察及粒径分布测试表明,蜂巢石作为固定微生物的载体能够有效加速污泥颗粒化进程,运行至第15天,投加蜂巢石的反应器中粒径大于0.2 mm的污泥占比53.17％,高于未投加蜂巢石反应器的31.92％,形成了更加密实、更大的颗粒污泥.当有机负荷逐步提升至28.77 kgCODCr/(m3·d)时,投加蜂巢石的反应器CODCr去除率仍稳定达到97％,所能承受的最大有机负荷是未投加蜂巢石反应器的2倍以上.高通量测序表明,有机负荷提升后,投加蜂巢石反应器中产甲烷丝菌(Methanosaeta)代替产甲烷杆菌(Methanobacterium)成为优势种属.     

岩石粗糙裂隙大范围雷诺数条件下渗流特性

通过试验和理论分析,研究不同几何参数的岩石粗糙裂隙渗流的非达西系数β、临界雷诺数Re_c、非达西效应因子E等变化特性。研制裂隙渗流试验仪器,制作9个不同开度和裂隙粗糙度(joint roughness coefficient, JRC)的单裂隙模型,开展大范围雷诺数Re条件下粗糙裂隙渗流试验。根据渗流试验结果,得到了不同粗糙度(JRC=2~20)单裂隙的渗流特性,显示出粗糙度对裂隙的非线性渗流特性产生显著的影响。结合Forchheimer方程,从理论参数方面,对粗糙度的影响进行量化。研究显示:裂隙粗糙度越大,则越容易引起裂隙渗流的非线性,临界雷诺数越小,非线性作用越强。