电气石对厌氧氨氧化菌驯化与反应器启动的影响

为了研究电气石对厌氧氨氧化菌驯化过程的影响,采用2个平行的连续搅拌式生物反应器,其中一个添加电气石(记为R1),另一个未添加电气石作为空白对照(记为R2).2个反应器均在第23天观察到显著的NH_4~+-N和NO_2~--N同时去除,即表现出厌氧氨氧化活性.添加电气石反应器R2的污泥适应期比对照反应器R1缩短42 d(R2为12 d,R1为54 d),且最高氮负荷达到205.0mg/(L·d),比对照表现出更好的耐负荷冲击能力.此外,电气石可以调控pH和氧化还原电位使其保持在厌氧氨氧化菌适合范围内,为驯化提供稳定环境.厌氧氨氧化活性批式实验显示,添加电气石驯化得到的菌体的SAA最高比对照增加48.8%,微生物胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)检测结果显示,添加电气石反应器R2的多糖、蛋白质和总EPS分别比对照反应器R1增加7.6%、86.7%和43.8%,说明电气石可以促进微生物生长代谢,提高厌氧氨氧化反应活性.粒径与扫描电子显微镜检测说明:电气石并不利于污泥颗粒化,而是大部分污泥与电气石分散生长.谱系分析说明:驯化过程中,微生物组成由接种活性污泥中大量杆菌与丝状菌逐渐演变,筛选出如反硝化菌、亚硝化菌等功能菌种.     

SBR中不同曝气方式下CANON工艺的启动与运行

全程自养脱氮工艺(CANON)是近年来发展起来的一种新型脱氮工艺,在CANON的运行过程中,DO的控制不当很容易引起系统脱氮率下降,甚至崩溃.合理控制反应器内部溶解氧是CANON工艺稳定运行的关键.目前,关于不同曝气方式下CANON启动与运行的研究结果还存在争议,为此,本实验在序批式反应器SBR中分别采用间歇曝气SBR(R1)和连续曝气SBR(R2),研究不同曝气方式下启动CANON及其遭到延时曝气破坏后的恢复.结果表明:R1和R2分别在第21天、27天成功启动CANON.进行延时曝气破坏后,在只改变HRT与增加运行周期的条件下,R1和R2分别经过25 d、33 d成功恢复CANON.最终R1和R2的总氮去除率分别为84.32%、73.62%.在SBR中可以通过同时亚硝化/厌氧氨氧化和交替亚硝化/厌氧氨氧化两种途径提高总氮去除率,R1中两者所占比例分别为24.7%、58.54%(第86天).R1内亚硝化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(An AOB)具有较高的活性,硝化细菌(NOB)被抑制或淘洗得较为彻底.间歇曝气在节省运行时间的同时可以稳定实现较高的总氮去除率.     

不同污泥龄厌氧氨氧化菌的脱氮效能及其动力学特性

为研究不同污泥龄(SRT)条件下厌氧氨氧化菌的脱氮效能和动力学特性,采用一组SBR反应器研究梯度降低污泥龄过程中系统的NO2--N去除负荷(Nr)和NO2--N污泥负荷(Ns),并对各阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.结果表明,污泥龄由21 d梯度降低到12 d,Nr由0.590 kg/(m3·d)降低到0.493 kg/(m3·d),单位MLVSS Ns由0.178 kg/(kg·d)提升到0.297 kg/(kg·d),系统整体的脱氮性能有所下降,但单位质量的厌氧氨氧化菌脱氮效率显著提升;采用莫诺(Monod)模型可以较好地模拟不同污泥龄运行阶段厌氧氨氧化菌的动力学行为,动力学分析表明,随着污泥龄的降低,NO2--N的最大比降解速率vmax由0.406 d-1提高到0.826 d-1,半饱和常数Ks由23.3 mg/L增加到95.3 mg/L,梯度降低污泥龄能够筛选纯化生长速率较快的厌氧氨氧化菌菌种,提升NO2--N的最大比降解速率,但厌氧氨氧化菌对底物的亲和性会逐渐变差,稳定性降低.     

厌氧氨氧化颗粒污泥上浮机理及控制策略进展

为了解决厌氧氨氧化颗粒污泥容易破坏并发生上浮,造成系统出水不稳定甚至崩溃的问题,主要针对厌氧氨氧化颗粒污泥上浮机理及控制策略进行综述.研究结果发现:厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的主要机理是当氮负荷率(nitrogen loading rates,NLRs)过高时,厌氧氨氧化颗粒污泥产生大量氮气(N_2)无法释放,在颗粒污泥内部形成气囊或附着于颗粒污泥表面,致使颗粒污泥密度降低,导致上浮.相应控制策略包括:控制颗粒污泥粒径(1.5~4.0mm);适当控制NLRs(以N计,下同)(4.0~34.5 kg/(m~3·d));适当提高进水磷和钙的质量浓度(ρ(KH_2PO_4)=10mg/L,ρ(CaCl_2·2H_2O)=0.15~5.65 mg/L);选择带有搅拌功能的反应器;调整排水口位置并控制排水时间等.     

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.     

厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

厌氧氨氧化菌厌氧氧化自养生物脱氮技术在降低污水处理能耗,实现污水能量回收利用方面应用前景极大。良好的污泥停留时间和稳定的亚硝酸盐供应制约厌氧氨氧化技术在污水处理中的应用,两者都与厌氧氨氧化菌参与硝化亚硝化反应的菌群活性影响因素有关。文章综述了温度、p H值、有机物等影响厌氧氨氧化菌活性因素的最新研究进展,从微生物角度研究了厌氧氨氧化颗粒污泥和生物膜形成的影响因素和获得良好污泥停留时间的方式,阐明了亚硝化和部分反硝化两个稳定可行的亚硝酸盐供给方式,通过研究厌氧氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌生长因素,阐释了部分反硝化机理,对主流生活污水处理系统中应用厌氧氨氧化工艺的可能和挑战进行了展望。     

有机碳源对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响

为探究有机碳源对厌氧氨氧化(Anammox)污泥颗粒形成的影响,采用两组平行的SBR,通过改变进水中有机碳源的质量浓度进行研究.结果表明:适量的有机碳源(130 mg/L)可通过提高反应器中的胞外聚合物(EPS)含量从而加速颗粒污泥的形成,提高污泥的沉降性能.添加与不添加有机碳源的两组反应器分别于28和35 d颗粒化成功,平均颗粒粒径分别达450和409μm.过量有机碳源( 230 mg/L)会使污泥出现解体,粒径减小,污泥的沉降性能明显变差.当有机碳源小于110 mg/L时,可通过反硝化作用促进厌氧氨氧化反应从而提高脱氮效率;但是当有机碳源质量浓度大于110 mg/L时,会抑制厌氧氨氧化反应,并降低脱氮效率.在厌氧氨氧化工艺实际运行中,应避免有机物质量浓度超过110 mg/L.     

无纺滤布生物膜反应器对厌氧氨氧化脱氮负荷提高的实现

采用无纺滤布生物膜反应器,研究了厌氧氨氧化工艺脱氮负荷提高的可行性.研究结果表明,封存污泥经过15 d培养,可成功实现厌氧氨氧化活性恢复,氨氮去除率可以指示活性恢复程度.厌氧氨氧化无纺滤布ASBR反应器具有较高的脱氮潜能,试验阶段氮容积去除负荷最高可以达到2.06 kg/(m3·d).     

厌氧氨氧化污泥包埋固定化及其脱氮效能

为维持水中厌氧氨氧化菌生物量,采用水性聚氨酯(WPU)对厌氧氨氧化污泥进行包埋固定化,同时对比聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)以及PVA-SA包埋后颗粒的机械稳定性和厌氧氨氧化性能.结果显示:4种包埋颗粒均表现出良好的厌氧氨氧化性能,WPU颗粒生物活性最好,机械稳定性最高,相比其他几种材料具有明显的优势,适合作为厌氧氨氧化包埋材料.在WPU包埋颗粒的连续流实验中,通过不断降低水力停留时间(HRT)的方式增加容积负荷,当容积负荷为1.697 kg/(m3·d)时,WPU包埋颗粒仍能达到80%总氮(TN)去除率,并且在100 d内没有观察到出水SS增加和颗粒碎裂的现象,表明WPU包埋颗粒具有很强的抗负荷冲击能力和厌氧氨氧化性能,并且在长期运行中能保持良好的污泥截留能力和稳定性.通过16S r DNA-Cloning分析发现:WPU包埋颗粒内厌氧氨氧化菌主要是Candidatus Brocadia fulgida(JX243641.1),包埋材料作为载体,起到保护厌氧氨氧化菌和提高生物量的作用,但对菌体本身和菌群结构没有影响.     

UAF反应器实现厌氧氨氧化反应的试验

目的研究UAF（升流式厌氧生物滤床）反应器实现厌氧氨氧化反应快速去除水中总氮问题．方法试验用水为人工配制,采用城市污水处理厂厌氧消化污泥作为接种污泥,在温度为35℃、pH为7．0～8．0的条件下,通过逐渐提高NH4^＋N与NO2^-N的负荷培养厌氧氨氧化细菌．结果反应器连续运行约156d后,NH4^＋-N和NO2^--N的去除率分别达到50％、55％,获得的具有厌氧氨氧化活性的污泥为棕红色,并在反应器的下部形成了颗粒污泥;试验末期通过向进水中投加消氧剂抗坏血酸,NH4^＋-N与NO2^--N的去除率分别提高到71％和73％．结论利用UAF反应器成功实现了厌氧氨氧化工艺的快速启动．     

搅拌捏合机搅拌轴螺杆外形曲线形成过程

用数学方法对搅拌捏合机搅拌轴螺杆外形曲线的形成过程进行了详细的推导,得出了主搅拌轴截面曲线形状公式。通过公式计算结果得出:①当清洁轴与主搅拌轴转速比为4时,搅拌捏合机具有良好的搅拌混合性能与制造工艺性;②搅拌轴螺棱间不发生干涉,优化了搅拌轴螺杆参数。     

一种新型搅拌器的研制

本文设计了一种空心搅拌器，并研究了液、固分散特性，证实具有独特的搅拌规律。     

搅拌混合机理与设计研究

根据流体动力学理论和试验分析,研究湍流条件下的搅拌混合动力学问题。混合是在强制对流作用下经过主体对流、湍流扩散和分子扩散,最终达到分子级均匀混合。湍流条件下,湍流扩散主导宏观混合,分子扩散主导微观混合,而混合时间由宏观混合主导,G和knT可作为搅拌混合效果的综合设计参数,并通过试验分析进一步证实了该参数的可行性。     

苯乙烯—丙烯腈连续共聚合多目标最佳化分析

利用动力学分析法建立了苯乙烯(S)-丙烯腈(AN)共聚产物的多种性能指标与连续搅拌反应器(CSTR)操作条件关系的模型。把结合逻辑分析的无干扰集合这种分析多目标最优化问题的手段应用于预示上述关系的最优化条件,取得了苯乙烯-丙烯腈共聚过程最优化计算的初步成功。     

搅拌混合机理与设计研究

根据流体动力学理论和试验分析，研究湍流条件下的搅拌混合动力学问题。混合是在强制对流作用下经过主体对流、湍流扩散和分子扩散，最终达到分子级均匀混合。湍流条件下，湍流扩散主导宏观混合，分子扩散主导微观混合，而混合时间由宏观混合主导，G和knT可作为搅拌混合效果的综合设计参数，并通过试验分析进一步证实了该参数的可行性。     

一次盐水精制工艺操作条件的研究

对石灰-碳酸铵法精制一次盐水的工艺操作条件、特别是对搅拌因素的影响作了研究,得出最好的操作条件为:加灰一级搅拌,速度梯度值1400S~(-1),搅拌时间15S,二、三级搅拌共10min,速度梯度值.750S~(-1),絮凝剂加入搅拌,速度梯度550S~(-1),搅拌时间6S,在此条件下,500ml 量筒试验,5min 时澄清液,其浊度为5PPM 左右。     

常用低浓度食品胶溶液粘度的影响因素研究（4）

以食品工业中常用的4种食种胶－黄原胶、海藻酸钠、瓜尔胶和琼脂为研究对象,考察了在低浓度水相体系中搅拌作用对这种胶体溶液粘度的影响,研究结果表明0．30％、0．60％的海藻酸钠和0．25％的瓜尔胶溶液粘度不受搅拌作用的影响;0．10％、0．30％黄原胶溶液的粘度受搅拌作用而增高;低浓度琼脂溶液的粘度受搅拌作用而降低。     

跨结晶器电磁搅拌对大方坯质量改善效果的评析

以跨结晶器电磁搅拌大方坯的试验数据为依据,分析了采用和不采用电磁搅拌对铸坯偏析以及铸坯低倍组织的影响,并与其它搅拌形式进行了对比分析,实践证明,跨结晶器电磁搅拌这种特殊形式对改善铸坯的中心偏析,扩大等轴晶比例效果显著.     

Semi-solid Processing of Al-7Graghite Composite

Al-7graphite composite was processed using Al-7graphite mushy prepared by electromagnetic-mechanical stirring method, and the influence of solid fraction on the distributing of graphite particles in ingot was studied. The results shows that the relationship between solid fraction and stirring temperature of mushy is:fs=591.5-0.897 t(wherefs is the solid fraction, t is the stirring temperature). For Al-7graphite composite, with the increasing of solid fraction, the aggregation extent of graphite particles reduced gradually, and when solid fraction was larger than 30%, graphite particles could distribute evenly in ingot.     

穿流型搅拌器开孔位置的数值模拟

为进一步降低能耗,确定开孔位置对穿流型搅拌器的搅拌效果的影响,在相同的开孔尺寸及开孔率条件下,对八种不同开孔位置的穿流型搅拌器的搅拌流场和功率特性在液一液相条件下对相应搅拌进行了数值模拟．模拟过程中,开孔位置分为近端、中间和远端三种类型,均匀分布在对应的位置;整个搅拌釜分为动静区域,将搅拌轴、搅拌器及其周边区域都设为动区域,剩余区域为静区域进行模型简化处理,基于四面体网格对模型进行网格划分,选用标准k—e湍流模型,采用多重参考系模型求解稳态下的搅拌流场．根据模拟结果及相关数据得出,穿流型搅拌器与普通搅拌器比较,可在更低的功耗下获得更大的速度梯度和更明显的涡流效应,有效强化搅拌;开孔位置在远端的穿流型搅拌器在相同转速下扭矩最小,功耗最低;开孔位置离搅拌轴越远,功耗下降越明显,且在一定转速范围内,搅拌转速越高,效果越明显．