大型高效厌氧悬浮床反应器流态模型研究

结合大型高效厌氧悬浮床反应器(275 m3)的运行,在容积负荷10～40 kg COD/(m3·d)的较宽范围,有计划进行了系列流态实验.通过示踪数学模型模拟研究表明,采用组合流态模型描述生产性规模厌氧反应器的流态是适合的,结果优于级串和扩散模型.结合反应器的运行探讨了负荷、上升流速和气体负荷等因素对短流率、死区比例和膨胀率等悬浮床反应器的特性参数的影响,获得了确定的结论,可以指导厌氧悬浮床反应器的设计、结构优化和设备开发.     

大有利用前景的水资源:浅层地下水

浅层地下水因普遍受到污染，多年来利用程度很低。这一部分被忽视的浅层地下水在市区广泛存在，而且水位水量稳定。在北京市严重缺水而需水量剧增的情况下，急需采取相应措施进行研究开发和综合利用。     

基于呼吸速率的BOD在线测量的基础研究

首先给出了以活性污泥反应器为载体,基于呼吸速率的BOD在线测量的原理,然后通过呼吸速率方法确定了在线测量过程需要确定的产率系数,给出了饱和常数在线校正的方法,最终通过对葡萄糖人工配水BOD进行了测量.测量结果与理论分析进行了比较,最终证明基于呼吸速率在线测量BOD是基本可行的.     

新型高效生物反应器类型和应用

近年来高效生物反应器得到不断发展，出现了多种新型生物反应器。从厌氧升流式生物反应器发展的经验和反应器的特点出发，提出了升流式反应器的结构、三相分离器的形式和污泥颗粒化现象等3个新概念是高效新型反应器的基础，进而在广义升流式污泥床反应器概念的基础上，提出具有传质效率高、处理能力强、有机负荷高以及抗冲击负荷能力强等优点的第三代高效生物反应器概念。     

厌氧悬浮床反应器的膨胀模型研究

从反应器理论上对高效厌氧反应器流动状态进行研究和分析,提出在化工过程理论中固定床和流化床之间实际上还存在着一个过渡区,生物反应器在过渡区的行为是以往研究的空白。经过对反应器过渡区流动状态细致研究,提出悬浮床反应器的概念。进而对生物颗粒沉降、悬浮床反应器膨胀率等基本特性进行了数学模型的研究,并通过实验予以验证。从实验角度证实厌氧悬浮床反应器的流态状态的优越性。     

投资污泥处理处置前景如何?

近年来,我国城市污水处理厂建设数量大幅增加,截至2010年底已建设污水处理厂2800余座,城镇污水处理量已达到300多亿立方米,处理废水而产生的污泥量(按含水率80%计)达3000万吨左右.     

“热水解-高温厌氧消化”工艺处理高含固率剩余污泥的中试研究

采取热水解(70℃)-高温厌氧消化工艺处理高固含率(8%~9%)的剩余污泥(中试).该工艺利用SRT为3 d的热水解促进细胞溶解以及高温厌氧消化加快污泥消化速率,有机物去除能力较强,并获得了较好的污泥稳定化效果.当厌氧消化的SRT在20 d以上时,总VSS去除率达到42.22%以上,且VSS去除率与厌氧消化的SRT呈线性正相关,相关系数达到0.915 3.在实际应用中,推荐高温厌氧消化的SRT为25 d.当停留时间接近时,本工艺与运行良好的传统污泥厌氧消化工程(含固率3%~5%)以及采用德国技术的高固消化工程的有机物去除率和甲烷产率相当.     

层次分析-灰色关联分析法评价黄姜皂素生产工艺

运用层次分析-灰色关联分析法评价了6种黄姜皂素生产工艺.用层次分析法确定了12项指标〔酸耗系数、水耗系数、能耗系数、单位产品废水COD Cr产生量、废气产生量、固体废物产生量、污染物处理效果、环保成本(年环境代价/产品年产量)、环境系数(年环境代价/年产值)、成本投资、运行费用和资源综合利用收益)〕的权重,其中水耗系数、废水COD Cr产生量、酸耗系数的权重分别为0.216、0.189、0.167,排在前三位,对评价结果影响较大.通过专家打分、构造决策矩阵等步骤计算不同工艺指标列与最优指标集数据列的关联度,得到6种生产工艺的综合排序.微波破壁-甲醇提取法的关联度为0.879,为最优工艺;直接分离法、直接分离-板框压滤法、糖化-膜分离回收-酸水解法的关联度分别为0.874、0.803、0.701,依次位列微波破壁-甲醇提取法之后.直接酸水解法、自然发酵-酸水解法的关联度分别为0.530、0.410,排在最后,建议淘汰.评价结果可望为黄姜皂素行业的健康发展、水污染防治等方面提供一定依据.     

餐厨垃圾与秸秆混合中温和高温厌氧消化对比

餐厨垃圾与秸秆混合厌氧消化可有效改善两者单独厌氧消化易出现的挥发性脂肪酸积累和木质纤维素难以降解等问题,并回收生物质能.在中温(35℃)和高温(55℃)条件下,对餐厨垃圾与秸秆混合厌氧消化进行了序批式试验研究.结果表明,进料的挥发性固体(VS)浓度为3 kg·m~(-3),中温条件下,物料进料比(VS/VS)为9∶1时,单位有机负荷累积甲烷产量达到最高,为272.0 mL·g~(-1);高温条件下,进料比为5∶5时,单位有机负荷累积甲烷产量达到最高,为402.3 mL·g~(-1),分别显著高于两温度条件下餐厨垃圾单独厌氧消化的结果(中温218.6 mL·g~(-1),高温322.0 mL·g~(-1)).高温条件下物料中的碳流向甲烷的比例高于中温,且两物料混合消化促进碳流向甲烷.高温下木质纤维素总降解率为34.7%~45.8%,高于中温的12.6%~42.2%.利用高通量测序技术检测细菌与古菌的16S rRNA基因序列信息和真菌的内转录间隔(ITS)序列信息,结果表明,高温下木质纤维素降解细菌和放线菌数量明显高于中温条件,可解释高温下木质纤维素总降解率更高的原因.     

强化两相污泥高固厌氧消化系统的微生物群落

污泥高固厌氧消化具有反应器体积小、能耗低、沼渣少等优点,但其相关机制尤其是微生物机制研究还非常有限.利用16S rRNA克隆文库技术,本研究考察了一个中试污泥高固厌氧消化系统稳定运行期的微生物群落.该中试系统采用"超高温酸化(70℃)-高温甲烷化(55℃)"的强化两相厌氧消化工艺,处理剩余活性污泥的含固率约为9%.在总的固体停留时间仅15.5 d(酸化3 d+甲烷化12.5 d)时,系统挥发性固体(volatile solid,VS)去除率为35.7%,甲烷产率(以CH4/VS去除计)为0.648 m~3·kg~(-1).两相的细菌组成差异较大:在超高温酸化相存在大量降解蛋白质/氨基酸的细菌;在高温产甲烷相则主要是降解纤维素等多糖和一些简单糖类的细菌以及长链脂肪酸降解细菌;两相中都存在降解简单糖类的细菌.两相的古菌绝大部分都属于Methanothermobacter,特别是高温产甲烷相检出的古菌100%都属于Methanothermobacter,由于仅在产甲烷相检测到沼气,这表明系统中的甲烷化过程主要通过氢营养途径进行.