生物悬浮填料对微孔曝气氧传质影响的中试研究

生物填料在污水处理中常用来增加生物量以提高污水的净化效率,同时生物填料的加入会影响曝气氧转移效率.考察了典型的SPR-1生物悬浮填料在清水中对微孔曝气氧传质过程的影响.结果表明,在水深为6.00 m时,SPR-1生物悬浮填料有助于促进微孔曝气的氧传质,当填料填充率为40％,单位体积通气量为0.755 m3/h时,氧总转移系数(KL a20)和标准氧转移效率(SOTE)提高程度最大,分别为19.32％和5.78％；当水深为2.33 m时,SPR-1生物悬浮填料对微孔曝气氧传质有阻碍作用.在实际污水处理过程中,可以根据水深,调节填料填充率来使填料最大限度地促进氧传质.     

A/O工艺曝气充氧性能的评估和优化潜力分析

以上海市某污水处理厂A/O工艺好氧池为研究对象,在线监测好氧池沿程的耗氧速率和氧利用率(OTE),结合好氧池的曝气量、DO、进出水污染物指标,对曝气充氧性能进行综合评估。通过核算该污水处理厂实际需氧量和实际供氧量,计算曝气系统的节能潜力。结果表明:(1)该污水处理厂好氧池OTE为22.54%～28.82%,曝气量为4.24～9.63m~3/h。曝气量与OTE的变化呈明显的负相关,说明好氧池中的曝气器可能受到一定程度的污染。(2)距好氧池进水口5～45m,活性污泥比耗氧速率(SOUR)在12～16mg/(g·h)内波动,在实际经验值8～20mg/(g·h)内。60、100、140m处SOUR低于8mg/(g·h),处理负荷偏低,存在曝气过量和池容浪费的情况。(3)好氧池供气量、需气量分别为89 968.99、76 885.15m~3/d,节能潜力较大。     

类Fenton氧化—好氧移动床生物膜法处理抗生素发酵废水

采用类Fenton氧化-好氧移动床生物膜(MBBR)法处理难降解抗生素发酵废水,探讨了H2O2和草酸投加量对类Fenton氧化工艺以及HRT和曝气量对好氧MBBR反应器的影响.实验结果表明,当类Fenton氧化工艺的最佳操作参数为反应溶液H2O2和草酸初始质量浓度分别为150、45 mg/L、30 W/154 nm紫外灯照射1 h、pH为3.0,在曝气搅拌条件下,COD平均去除率为80.9%.当类Fenton氧化工艺出水pH在7.0时,废水中的污染物还可以进一步被混凝去除.好氧MBBR反应器的最佳工艺参数为HRT 12 h、曝气量0.10 m3/h以及填料填充比(体积比)30%,最终废水COD平均去除率为99.1%,达到<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)三级标准要求.     

微孔曝气器孔径与运行气量对微孔曝气氧传质的影响研究

曝气是污水生物处理最重要的单元之一,也是能耗最高的单元,微孔曝气氧传质影响因素的探究一直是污水处理领域的研究热点。微孔曝气器的孔径与其运行气量是影响微孔曝气氧传质的重要因素。在1.5m水深条件下对不同孔径的钟罩型刚玉微孔曝气器在不同运行气量条件下的充氧性能进行了评价。结果表明,随微孔曝气器孔径增大,标准氧总转移系数(KLas)、标准氧转移速率(SOTR)、阻力损失(RL)、标准氧转移效率(SOTE)及理论动力效率(SAE)减小;随运行气量增大,KLas、SOTR、RL显著增大,而SAE、SOTE减小。     

微气泡曝气中氧传质特性研究

气泡曝气过程中氧传质对于好氧生物处理过程具有重要意义。采用水力旋转剪切微气泡发生装置,考察了运行条件和水质特性对微气泡曝气中氧传质特性的影响。结果表明,微气泡曝气可获得较高的气含率和气泡停留时间;表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)可以提高微气泡曝气的气含率和气泡停留时间。微气泡曝气中氧的总体积传质系数明显高于传统气泡曝气。总体积传质系数随着空气流量的增加而增加;氧传质效率随着空气流量的增加而减小,且对空气流量的变化更为敏感。在温度15~35℃范围内,微气泡曝气中氧的总体积传质系数随着温度的增加而增加,变化关系与传统气泡曝气基本相同,但对温度的变化更为敏感。微气泡曝气中,表面活性剂SDS会使氧的总体积传质系数略有降低,其不利影响明显小于传统气泡曝气;氧的总体积传质系数随盐度(NaC l浓度)增加而逐渐增加,并在NaC l浓度5 000 mg/L后趋于稳定。     

污泥浓度对微孔曝气氧传质过程的影响

污泥浓度是影响微孔曝气氧传质过程的重要因素之一。在小试及中试规模上，研究了不同污泥浓度对微孔曝气氧传质过程的影响，得出曝气性能随污泥浓度的变化规律。结果表明，当污泥浓度低于2000mg／L时，曝气性能随浓度的增大而增强，在2000～3000mg／L时，KLa达到最大值；当污泥浓度大于2000～3000mg／L时，曝气性能随污泥浓度增大而降低，当污泥浓度大于5000mg／L时，曝气性能急剧降低。这一规律对于在设计和运行中合理确定污水处理中的污泥浓度，在达到处理效果的前提下，尽量降低电耗具有重要意义。     

膜孔参数及表面活性剂对微孔曝气器充氧性能的影响研究

污水处理厂曝气设备的性能及水质条件是影响曝气充氧性能的重要因素,比较了清水及不同表面活性剂浓度下橡胶膜曝气器的曝气充氧性能,以标准氧传质效率(SOTE)为评价指标,得出了不同工况及膜孔参数下曝气充氧性能的变化规律。结果表明:在清水条件下,SOTE随着通气量、膜孔间距、膜孔孔径的增大而降低;表面活性剂条件下的SOTE(αSOTE)随着表面活性剂浓度的增大而降低;修正系数(α,αSOTE与SOTE的比值)随着膜孔孔径的增大而增大,膜孔孔径越小,表面活性剂对橡胶膜曝气器充氧性能的抑制作用越大。     

膜法富氧曝气提高生物反应器效能的研究

强化O2,在废水处理中的溶解度及总传质系数是提高好氧生物处理技术效能的重要课题之一.采用富氧膜法制备O2体积浓度为28.8%的富氧气作为曝气源,研究了富氧气在水中的传质特性,考察了富氧气曝气对有机物降解的效果,研究了污水浓度、曝气量等因素对生物反应器效能的影响.结果表明,富氧曝气的生物降解效能显著高于空气曝气,并且存在最佳的反应时间及气体用量.本研究范嗣内,富氧曝气O2总传质系数是空气曝气的1.3倍;40～60 min为效能最大化的反应时间;污水浓度越高,富氧曝气的优势越明显.通过与外置式膜生物反应器组合后连续10 d运行,水力停留时间比空气曝气缩短近1/3,进水COD 450～700 mg/L,出水COD小于20 mg/L,去除率大于95%;出水NH3-N小于2 mg/L,去除率大于90%.出水无色无味,SS未检出,浊度小于0.1 NTU.表明富氧气曝气能显著提高生物反应器的效能.     

进水流量和曝气强度对管式曝气池液相流态及氧传质特性的影响

利用粒子图像测速技术(PIV)和溶解氧在线测试仪对管式曝气池在不同进水流量和不同曝气强度工况下的液相流态和氧传质特性进行了测定。结果表明,管式曝气池在相同曝气强度下,氧转移系数和氧转移效率均随着进水流量的增加而逐渐增加;而在相同进水流量时,氧转移系数和氧转移效率均随曝气强度的增大呈先下降后逐渐上升的趋势。综合考虑理论和实际情况,PIV测量时曝气强度选择0.750m3/h。当进水流量为0.234m~3/h时,管式曝气池上中下3个区域的涡量面积分布最均匀,液相死区最少,说明此时气液两相混合程度最好。因此,管式曝气池的最佳进水流量确定为0.234m~3/h。     

好氧颗粒污泥动态膜生物反应器工艺参数及运行性能

以一体式尼龙筛网动态膜生物反应器(DMBR)为研究体系,与好氧颗粒污泥相结合,形成新的好氧颗粒污泥动态膜生物反应器(AGDMBR),探讨了在新工艺条件下对COD、氨氮的去除,以及出水浊度的变化,与活性污泥动态膜生物反应器(DMBR)做比较,研究了进水流量、曝气量等工艺运行参数与膜污染之间的关系,并对系统中污泥的EPS进行分析。结论表明,AGDMBR系统对COD和NH4+-N的平均去除率分别为91%和95%,出水浊度为6 NTU,处理效果均优于DMBR系统;AGDMBR系统在运行过程中膜污染速度随进水流量的增大而加快;曝气量为125～150 L/h时,膜通量持续时间最长;AGDMBR系统比DMBR系统在膜污染的延缓上具有明显的优势。     

人工湿地植物泌氧与污染物降解耗氧关系研究

实验采用静态水培方法研究了香蒲(Typha orientalis)、芦苇(Phragmites australis)和水葱(Scirpus validus)3种常见湿地水生植物潜在泌氧能力、去污效果,并对水生植物泌氧量与污染物降解耗氧量进行了计算分析,从而阐明湿地植物泌氧与污染物降解耗氧之间的关系。结果表明,3种植物泌氧能力由大到小依次为:芦苇香蒲水葱,其中,芦苇比放氧速率、面积泌氧率均最高,分别为3.36 mg O2/(g.d)和4.35 g O2/(m2.d)。植物对湿地系统中污染物的去除有重要影响,各植物系统COD去除速率在3.46~3.77 g/(m2.d)之间;NH4+-N去除速率在0.07~0.13 g/(m2.d);TN去除速率在0.25~0.27 g/(m2.d);TP去除速率均为0.09 g/(m2.d);均好于无植物空白系统。计算表明,各植物体系泌氧量在0.48~0.55 g O2/d之间;各植物体系COD、NH4+-N耗氧量在0.41~0.46 g O2/d之间;植物净泌氧量在0.02~0.12 g O2/d之间。植物泌氧量与COD、NH4+-N耗氧量呈显著正相关关系。若应用人工湿地处理城镇生活污水,各植物体系COD最大去除负荷在3.81~4.35 g/(m2.d)之间,NH4+-N最大去除负荷在0.83~0.95 g/(m2.d)之间,最大水力负荷在1.65~1.89 cm/d之间。     

CPC/CaO2氧缓释复合材料的制备及其释氧性能探讨

利用过氧化钙（CaO2）遇水释放氧气的特性,采用混合法将CaO2载入到磷酸钙骨水泥（CPC）中,并通过挤出-滚圆造粒方法制备出CPC/CaO2氧缓释复合材料,旨在为污染地下水的好氧生物修复技术提供一种长期、高效的供氧源。由X射线衍射（XRD）分析可知,通过固相反应制取的CPC主要成分为Ca5（PO4）3（OH）和Ca10（PO4）6（OH）2,具有较快的固化时间和固化效果;CPC/CaO2氧缓释复合材料分3个阶段进行释氧,其中2、3阶段分别符合一级和零级释氧动力学特征,且其释氧速率和释氧周期得到明显改善。本研究成果可用于实际地下水修复工程,解决污染地下水原位生物修复过程中溶解氧（DO）的输送问题。     

有机碳源和溶解氧对亚硝酸盐生物硝化的影响研究

从城市污水处理厂的活性污泥中纯化分离到高活性硝化菌株N-20（Nitrobacter sp．）,在一种新型材料Carbon Foam的表面挂膜;通过对菌株N-20进行摇瓶试验,选择添加有机碳源的种类,将其在pH7．5～8．0、温度28℃的条件下,分别以NaNO2和K2HPO4为氮源和磷源,通过生物滤塔中的液相连续试验,考察在不同DO的条件下有机碳源对硝化作用的影响规律。结果表明,以葡萄糖作为有机碳源,DO≥2mg／L,葡萄糖低于20mg／L时,生物滤塔内可进行正常硝化,NO2^--N的硝化去除率维持在90％左右,随着葡萄糖浓度的增加,硝化去除率下降到70％;DO≤2mg／L,葡萄糖对硝化作用的抑制增强,当葡萄糖为200mg／L时,生物滤塔中NO^2-—N的硝化去除率仅为32％。     

气氛含氧量对DDT热处理特性的影响

滴滴涕属于有机氯农药,其所含成分DDTs在环境中难以降解,并具有生物毒性。利用高温管式炉研究气氛中含氧量对滴滴涕热处理特性的影响,为研发废弃滴滴涕高温热处理技术提供理论依据。实验结果表明,在600℃时,滴滴涕去除率最高为含氧量21%时的70.48%;在900℃条件下,当含氧量为21%时DDT去除率≥99%;在1 200℃条件下,当含氧量≥12%时DDT去除率≥99.9%。在滴滴涕热处理残渣中,o,p’-DDT占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量的增加而增长,DDT则都随含氧量增加而减少,且上述变化随温度升高而幅度加大。在尾气中,p,p’-DDE占DDTs总量的比例在3个温度段中都随含氧量增加而递增,在1 200℃条件下尤为明显。     

CPC/CaO_2氧缓释复合材料的制备及其释氧性能探讨

利用过氧化钙(CaO2)遇水释放氧气的特性,采用混合法将CaO2载入到磷酸钙骨水泥(CPC)中,并通过挤出-滚圆造粒方法制备出CPC/CaO2氧缓释复合材料,旨在为污染地下水的好氧生物修复技术提供一种长期、高效的供氧源。由X射线衍射(XRD)分析可知,通过固相反应制取的CPC主要成分为Ca5(PO4)3(OH)和Ca10(PO4)6(OH)2,具有较快的固化时间和固化效果;CPC/CaO2氧缓释复合材料分3个阶段进行释氧,其中2、3阶段分别符合一级和零级释氧动力学特征,且其释氧速率和释氧周期得到明显改善。本研究成果可用于实际地下水修复工程,解决污染地下水原位生物修复过程中溶解氧(DO)的输送问题。     

低氧条件下同时硝化和反硝化机理初探

采用人工配水 ,对低氧条件下完全混合系统中氮的去除进行了研究。实验结果表明 ,在低氧条件下 (DO为 0 .3～0 .8mg/L )完全混合系统的同时硝化和反硝化具有一定的可行性。在泥龄为 45 d,C/N比为 10∶ 1,F/M为 0 .1g CODCr/(g ML SS·d)条件下 ,总氮的去除率达 66.7%。经分析 ,本实验发生的硝化反应仍然是自养硝化菌的好氧硝化 ,同时硝化和反硝化现象应归因于微环境理论     

溶解氧对底泥扰动状态下水体中磷去除和固定的影响

以太湖梅梁湾底泥和上覆水为研究对象，通过实验室实验研究了底泥扰动状态下溶解氧水平（2～4mg／L、5～6mg／L、7～8mg／L）对上覆水中磷去除和固定的影响。结果表明，底泥扰动和溶解氧水平对上覆水中磷迁移有明显影响。扰动时间延长，溶解性磷酸盐（DIP）和溶解性总磷（DTP）均呈降低的趋势；但溶解氧水平提高，上覆水中DIP和DTP浓度有所增加。底泥扰动和溶解氧水平改变了悬浮物上不同形态磷的数量分布。随着溶解氧水平提高，NH4Cl-P（1～5d平均值）和Fe／Al—P（1～5d平均值）含量及其占总磷（Tot—P）的百分比均呈逐渐降低的趋势。另外，闭蓄态铁铝结合态磷（Fe／Al—P）占Fe／Al—P的比值从51．2％（2～4mg／L）增加至54．1％（7～8mg／L）。     

控氧生物膜系统对微污染水体的脱氮性能

通过控制生物膜系统溶解氧(DO)浓度分别为0.5~1 mg/L(Ⅰ)、1~2 mg/L(Ⅱ)、2~3 mg/L(Ⅲ),研究在微污染城市河道水体中实现短程硝化反硝化的可行性。研究表明,在3个系统中,化学需氧量(COD)、氨氮(NH+4-N)和总氮(TN)的平均去除率分别稳定在62.3%、38.6%和38.2%(工况Ⅰ),65.5%、59.4%和28.2%(工况Ⅱ),66.1%、77.3%和22.8%(工况Ⅲ)。系统中各形态氮素含量及其变化情况分析表明,在具有一定NH+4-N去除率前提下,控制体系处于低DO浓度(1 mg/L),亚硝酸盐氧化菌(NOB)生长及活性受到抑制,NO-2-N明显累积,经反硝化作用直接转化为氮气(N2),实现了微污染城市河道水体中的短程硝化反硝化。