自控间歇进水双区串联曝气反应器处理生活污水的控制研究

为了运行控制方便、节能高效,研发了自控间歇进水双区串联曝气反应器,进行生活污水处理试验:在室温条件下,pH=6.5~8.0,1次进水量为反应器容积的1/3,对COD容积负荷分别为1.0、1.5、2.0kg/(m~3·d)运行条件下的最佳运行工况进行了比选.结果表明,该反应器除碳脱氮的最优条件为:COD容积负荷1.5kg/(m~3·d),运行周期时间2.0h.其中,进水时间为30min,第一、二间歇曝气区曝气时间分别为70和60min,沉淀时间分别为20和30min,且第一、二间歇曝气区曝气同步进行,HRT=6.9h.在上述条件下,COD、氨氮以及总氮最终出水浓度满足50、5以及15mg/L的排放要求,其中第一间歇曝气区去除率分别为77%、86%和75%,经第二间歇曝气区的进一步去除,出水去除率平均分别为85%、94%以及83%.通过优化,运行过程实现自动化控制,一体化处理出水达标,能够更好地应用到生活污水处理中.     

间歇曝气、连续流生物膜反应器的除磷效能

针对连续流生物膜法除磷效能低的问题,开发了基于间歇曝气、回流富磷污水的连续流生物膜反应器(CIBFR),并考察了溶解氧、负荷、间歇曝气工况对其除磷效能的影响.在温度为20℃、溶解氧为5.5 mg/L、负荷为2.2 kg/( m3·d)、间歇曝气工况为厌氧3h/好氧6h以及进水COD和P043--P平均浓度分别为280和3.10 mg/L的条件下,出水COD和PO34- -P平均浓度分别为76和0.67 mg/L,去除率分别为72.9％和78.5％.     

折流式曝气生物滤池强化脱氮除磷效能的研究

针对传统曝气生物滤池脱氮效率较低的问题,结合重庆市新生镇污水处理示范工程的生产性试验,考察了气水比和间歇曝气方式对折流式曝气生物滤池脱氮除磷效能的影响.试验结果表明在温度为13～18℃、有机负荷为0.86 kg/(m3·d)、HRT为8 h、气水比为51及交替间歇曝气(曝气1.0 h、停曝1.5 h)的条件下,出水COD、NH3-N、TN、TP浓度分别为23.3、10.12、16.30、0.46 mg/L,去除率分别为80.5%、47.4%、43.7%、77.0%,出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级B标准.     

间歇曝气实现厌氧氨氧化快速启动的研究

以普通活性污泥为接种污泥,以鲍尔环为生物膜载体,控制温度为30℃,在连续流模式下运行,经过40 d的运行后培养出高效的硝化生物膜。再通过46 d的间歇曝气成功实现了SNAD(simultaneous partial nitrification,Anammox and denitrification)反应器的启动,总氮去除率稳定在90%以上。第85天,反应器通过厌氧氨氧化对TN的容积去除负荷达到了0.537 kg N/(m~3·d)。批式试验结果表明,通过间歇曝气运行,生物膜的厌氧氨氧化活性得到极大的提升,由0.012kg N/(kg VSS·d)增加至0.221 kg N/(kg VSS·d)。第87天开始以连续流模式启动厌氧氨氧化反应器。启动初期反应器的容积去除负荷远低于第85天的效果。经过约30 d的适应期,去除负荷开始稳步提升,在第123天再次达到了0.5 kg N/(m~3·d),成功实现了Anammox反应器的快速启动。并且在第175天,反应器的总氮去除负荷达到了1.53 kg N/(m~3·d)。     

间歇曝气折流BAF处理小城镇生活污水的效能研究

在间歇曝气运行方式下对折流曝气生物滤池(BBAF)处理小城镇生活污水的效能进行了研究,考察了曝气/停曝时间对处理效果的影响.结果表明,在气水比为8:1、曝气/停曝时间分别为1.5 h/1 h和1.25 h/1.25 h的条件下,当进水COD为53～275 mg/L、TN为16.83～47.68 mg/L、TP为1.58～3.75 mg/L时,出水水质均能满足<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918--2002)的一级B标准.曝气/停曝时间为1.25 h/1.25 h相对节能,可作为今后运行的主要工况.     

填埋场间歇微氧渗滤液回灌技术工程研究

以规模为100 t/d的某生活垃圾填埋场渗滤液处理工程为依托,开发了有效的渗滤液回灌结构,最大水力负荷达0.45 m3/(m2·d).设计了单层间歇曝气、双层间歇曝气、连续曝气3种微氧运行工况,分析了不同水力负荷、曝气负荷对渗滤液中COD、NH3-N去除效果的影响.结果表明:最佳间歇微氧渗滤液回灌运营工况是单层间歇曝气,其中水力负荷为0.45 m3/(m2·d)、曝气负荷为6.75 m3风量/(m3垃圾·d).回灌处理出水水质稳定,受进水浓度影响较小,出水COD＜1 500 mg/L、NH3-N＜900 mg/L,最低出水NH3-N达400 mg/L.该负荷条件下加大曝气量,如双层间歇曝气、连续曝气对COD的去除效果影响不大,对NH3-N的去除效果略有提高.     

中温UASB反应器处理餐厨垃圾废水中试研究

利用一个有效容积为28 m~3的UASB反应器在(35±2)℃条件下进行了餐厨垃圾废水半连续式中温厌氧消化试验。通过增加进料量提高进水容积负荷,使水力停留时间(HRT)由50 d逐步降低至10 d,研究了HRT和进水容积负荷对处理效果的影响。结果表明,在HRT=14 d、进水容积负荷为4.96 kg COD/(m~3·d)时达到最佳运行工况,其容积产气量稳定在2.68 m~3/(m~3·d)左右,产气率达0.66 m~3/kg COD,COD容积去除负荷为4.21 kg COD/(m~3·d)。当HRT为12~35 d时,对COD的去除率稳定在82.59%~87.78%之间,出水VFA/碱度值维持在0.1~0.38之间,表明反应器具有足够的抗酸化缓冲能力,在该HRT范围内均可稳定运行。     

连续流长泥龄生物膜反应器除磷技术研究

针对连续流生物膜反应器生物除磷效能低的情况,采用间歇曝气以及排出厌氧富磷污水的运行方式,以实现连续流长泥龄生物膜反应器的同步脱氮除磷。结果表明,在水温为15℃、DO为5.5mg/L、间歇曝气运行工况为停曝3h/曝气9h、负荷为1.2kgCOD/(m3.d)、泥龄为50d、厌氧段排至化学除磷池的富磷污水量为原水量1/4的条件下,其出水COD、NH4+-N、PO34--P及TN分别为48、4.66、0.8和19.72mg/L,达到了一级B标准,去除率分别为86.85%、93.21%、76.69%和72.96%。采用Al2(SO4)3.18H2O作化学除磷剂,当Al3+与PO43--P的物质的量之比为1时除磷效果最好。     

膜生物反应器去除城市污水中有机物和氮的研究

研究了浸没式膜生物反应器（SMBR）对城市污水中不同分子质量有机物的去除特性,探讨了不同工艺参数对氮去除效果的影响。在连续进水、间歇曝气、间歇出水的运行条件下,SMBR对城市污水中有机物和氨氮的去除效果较好。当HRT为4 h、曝气/停曝时间为90 min/30min时,SMBR对小分子质量有机物（〈4 ku）的去除率为44%,对中等分子质量有机物（4～30 ku）的去除率〉90%,高分子质量有机物（〉30 ku）因可被微滤膜高效截留而在反应器中发生一定程度的积累。影响脱氮效果的因素包括DO、HRT、曝气/停曝时间等。当DO为3.2 mg/L时,总氮可通过同步硝化反硝化作用被去除。当曝气/停曝时间周期为120 min、HRT为4 h时,脱氮较适宜的曝气/停曝时间为90 min/30 min。     

生物接触氧化/垂直流人工湿地处理城市生活污水

采用生物接触氧化和复合垂直流人工湿地的组合工艺处理城市生活污水,考察了对主要污染指标的去除效果.结果表明:与不曝气和连续曝气相比,在间歇曝气条件下,组合工艺对COD和氮的去除率较高.在进水负荷为0.8m3/(m2·d)、水力停留时间为1d、曝气量为4.038m3/(m2·d)、曝气/停曝周期为20 min/60 min的条件下,组合工艺对COD、NH4+-N、TN的去除率分别为80.37％、98.32％、80.22％,出水COD、NH4+-N、TN浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准.     

一体流化床反应器处理啤酒废水的研究

采用一体内循环生物流化床反应器处理青岛啤酒厂的生产废水。在温度为(20±2.5)℃、进水p H值为5~6.2的条件下,反应器稳定运行26 d,运行期间监测了进出水COD、氨氮、浊度等参数。结果表明,反应器对COD的去除率为88%~98.46%;对氨氮的去除率保持在80%以上,最高可达91.41%;对浊度的去除率为84%~99%;容积负荷最佳值为0.63 kg COD/(m3·d);污泥负荷最高可达1.37 kg COD/(kg MLSS·d),最佳值为0.47 kg COD/(kg MLSS·d);曝气量以0.3~0.4 m3/h为最佳。反应器运行阶段,在沉淀区可形成8~10 cm厚的污泥层,污水进入此区域与很高体积浓度的粗粒絮体接触,形成一个微型澄清池系统,该系统可使出水浊度稳定在100 NTU以内,最低可达2.1 NTU,反应器运行稳定后对浊度的去除率高达99%。整个运行期间,反应器出水水质达到城镇二级污水处理厂一级标准。     

两相厌氧工艺处理高盐纤维素醚废水的研究

采用接种特定污泥的两相厌氧反应器处理高盐纤维素醚废水,重点考察了启动过程及其处理效果。试验结果表明,当产酸相的HRT为18 h时,其所能承受的最大容积负荷为8.18kg/(m3.d),此时其对COD的去除率为20%左右;当产甲烷相的HRT为24 h时,其所能承受的最大容积负荷为5.5 kg/(m3.d),此时其对COD的去除率为35%左右;产甲烷相对COD的去除率与产酸相出水的酸化度呈显著正相关。在产酸相进水COD为6 000 mg/L、产甲烷相进水pH值为7的条件下,当产酸相进水pH值为6、HRT为18 h及产甲烷相的HRT为48 h时,系统的处理效果较佳,出水COD为1 800 mg/L,对COD的总去除率可达70%左右。     

SBBR的原位生物解偶联污泥减量系统的构建

通过对SBBR反应器充氧方式的调控来构建原位生物解偶联污泥减量系统,考察了充氧方式对SBBR反应器污泥产量和处理效能的影响.结果表明,在水温为25℃、挂膜密度为45%、负荷为1 kgCOD/(m<'3>·d)、DO为5 mg/L的条件下,采用曝气30 min/停曝30 min的充氧方式能强化生物膜中的生物解偶联作用,构建出原位生物解偶联系统,污泥产率小,并且出水水质达标.当反应器分别采用曝气30 min/停曝30 min、曝气15 min/停曝15 min和连续曝气时,其平均污泥产率依次为0.03、0.07和0.08 kgMLSS/(kgCOD·d),与传统活性污泥法相比,其污泥产率分别减少了90%、77%和73%.     

内循环厌氧反应器的运行特性

以实验室规模的内循环厌氧反应器(IC)为研究对象,考察了其运行状况和影响运行的特征参数。试验结果表明:当进水容积负荷为24.9～37.52kgCOD/(m3·d)时对COD的去除率达83.2%～92.8%,其中Ⅰ室的去除率为60%～70%,Ⅱ室的去除率为20%～30%;进水的上升流速高(2.65～4.35m/h)有利于反应器的稳定运行;在较高的容积负荷[35.0kgCOD/(m3·d)]、进水pH值为8.5时反应器具有最大的COD去除率。     

废水回用工艺中曝气生物滤池的特性研究

以页岩陶粒为滤料,对曝气生物滤池的运行性能进行了研究。通过考察水力负荷对COD、氨氮去除效果的影响试验,容积负荷对COD去除效果试验,BAF对浊度的去除效果、抗冲击能力试验;结果显示：COD最佳水力负荷为7.0 m3/h,NH4+-N最佳水力负荷为5.0 m3/h,COD最佳容积负荷为5.89 kg/(m3·d);进水浊度平均为12.7 NTU,出水浊度平均为3.5 NTU时,平均去除率为72.4％。水力冲击负荷对硝化菌的影响较小,而对异养菌影响较大。     

一体化间歇曝气多级生物膜反应器处理低温、低浓污水

采用新型一体化间歇曝气多级生物膜反应器处理低浓度小城镇污水,重点考察了冬季低温(5～8℃)对反应器处理效能的影响,以及采用分级间歇曝气方式能否解决连续流生物膜反应器除磷效能低的问题。试验结果表明:在水温为5～8℃、有机负荷为0.5 kgCOD/(m3.d)、氮负荷为0.12 kgN/(m3.d)、DO为6.0 mg/L、HRT为6.0 h、挂膜密度为30%,以及第一、二级生物膜反应区的停曝与曝气时间比均为1.0 h/2.0 h的条件下,处理平均COD为120 mg/L、TN为30mg/L、NH4+-N为27 mg/L、PO43--P为1.9 mg/L的低浓度城镇污水,可使出水COD≤35 mg/L,NH4+-N≤3.3 mg/L,TN≤19 mg/L,PO43--P≤0.8 mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准。     

UASB-压力曝气生物反应器处理化学合成制药废水

采用UASB-加压曝气生物反应器处理湖南某药业公司的制药废水。UASB容积负荷为5~8 kg COD/(m3·d)、压力曝气生物反应器容积负荷为2~2.5 kg COD/(m3·d),去除1 kg COD运行费用约为0.5元,处理出水水质达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904—2008)。     

EGSB工艺在VC生产废水处理中的应用

采用中温EGSB工艺处理VC生产废水,考察了碱度、抑制物浓度、有机负荷、上升流速等因素对反应器处理效果的影响.结果表明:当进水碱度>800 mgCaCO3/L、上升流速为2.5m/h时,COD容积负荷最终稳定在16.3 kg/(m3·d),对COD的去除率>75%,水质得到极大改善;试验结束时,颗粒污泥的沉降速率为50.9 m/h、比产甲烷活性为244.11 mL/(gVSS·d)、污泥负荷为2.34 gCOD/(gVSS·d).     

浸没式膜生物反应器的同步硝化反硝化效应

在浸没式膜生物反应器(SMBR)中,以人工配制的含氮废水作为原水,考察了在HRT为6h、SRT为50d、不同碳氮比(C/N)和DO条件下系统的同步硝化反硝化效应。结果表明:①在原水TN容积负荷为0.17kg/(m3·d)、C/N值为15、DO为1.0mg/L条件下,可获得81.2%的NH+4-N去除率和83.6%的TN去除率;②在原水TN容积负荷为0.36kg/(m3·d)、C/N值为10、DO为1.5mg/L条件下,可获得76.5%的NH+4-N去除率和52.8%的TN去除率。     

曝气生物滤池的短程硝化反硝化机理研究

通过小试研究了曝气生物滤池实现短程硝化反硝化的效能和机理。试验结果表明,曝气生物滤池在滤速为1～2m/h、气水比为3∶1、水温为21～26.5℃、进水COD负荷为1.18～5.57kg/(m3·d)、NH3-N负荷为0.26～0.62kg/(m3·d)、TN负荷为0.28～0.63kg/(m3·d)的条件下可以取得良好的去除有机物和脱氮效果。试验中还发现,反应器中出现了明显的NO-2积累现象,并表现出显著的短程硝化反硝化特征,进行机理分析后认为曝气生物滤池的结构特征和运行方式是其能够进行短程硝化反硝化的主要原因。