UASB反应器处理CMC废水的启动特性研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,以高浓度羧甲基纤维素(CMC)废水为处理对象,研究了中温条件下UASB反应器的启动、颗粒污泥特性和废水处理效果.结果表明,采用接种颗粒污泥与消化污泥的混合泥进行培养,并逐步提高进水CMC废水浓度,运行80 d后,可实现UASB反应器的启动;当进水COD值达到4 000 mg/L,容积负荷6.86 kg/(m3.d),COD去除率在80%以上;反应器内污泥实现颗粒化,且颗粒污泥的比产甲烷活性良好.     

产甲烷改良UASB启动试验及最优水力条件研究

在中温两相厌氧工艺处理玉米酒精废水的基础上,进行产甲烷改良UASB的启动试验和颗粒污泥的培养,考察水力条件对反应器处理效果的影响。试验采用低负荷启动方式,通过增大处理量和提高进水COD浓度逐级提高容积负荷,通过强制内回流控制反应器中水力条件,使产甲烷改良UASB在最佳条件下运行。63 d后反应器中形成的污泥床颗粒化程度高,粒径>0.7 mm的颗粒污泥占82%以上,产气速率和COD去除率分别达到539 L/d和90%,产甲烷改良UASB启动顺利完成;改良UASB作为两相厌氧工艺的产甲烷相可以自行调节其进水pH,启动时pH的人工调节可以在反应器进入颗粒污泥成熟期时停止;反应器的最佳水力条件为:上升流速为0.62 m/h、回流比300%;最优操作条件下产甲烷改良UASB具有良好的抗冲击负荷能力。     

常温条件下UASB+SBR工艺处理甲胺、甲醇废水试验研究

甲胺、甲醇及其产品均具有较强的毒性和危险性,因此含甲胺的废水须经一定处理达标后才能排放.以山东肥城某化工厂含甲胺、甲醇混合(体积比1∶1)废水.在常温条件下,采用厌氧 好氧(UASB SBR)2级串联组合工艺进行处理.该甲胺,甲醇混合废水呈酸性,COD浓度较高.其BOD与COD比值为0.64.可生化性良好.试验中调整、控制UASB和SBR反应器的各运行参数,通过检测处理效果比较得出该工艺在常温条件下处理该化工废水的最佳运行参数值.试验结果表明UASB在常温下运行81d,启动基本完成.UASB最佳水力停留时间为24h整个工艺对COD有机物有一定的去除效果,COD平均去除率为68.14%;系统的TN去除效率较为稳定.平均去除率可达72.3%.出水TN浓度在16.56mg/L以下;系统有一定的抗冲击负荷能力,但不是很强;系统有一定的耐低温性,低温环境下(9.0～14.2'C.平均为12.3℃)系统COD平均去除率为55.80%,UASB反应器未发生酸化现象.     

基于新型载体AMC/UASB-SCMBBR生物工艺处理印染废水的中试研究

针对泉州某印染厂实际废水(COD 800～1800 mg·L~(-1),NH~+_4-N 20～50 mg·L~(-1),pH=8～14),以两种新型载体分别作为厌氧与好氧单元中微生物固定化载体,考察了中试规模上流式厌氧污泥床反应器(UASB)与柔性悬浮载体移动床生物膜反应器(SCMBBR)组合工艺对该废水的处理效果.4个月的连续试验结果表明:①经过30 d前期调试运行该工艺系统成功启动,处理量为1.5～2.2 m~3·d~(-1)时,AMC/UASB和SCMBBR反应器对COD的去除率分别达到22%和50%,AMC/UASB反应器出现明显的产气现象,SCMBBR中载体挂膜状况良好;②启动完成后经过90 d的连续运行,当AMC/UASB和SCMBBR反应器水力停留时间分别为10.7 h和8.8 h,废水处理量为5 m~3·d~(-1)时,稳定运行阶段整个工艺废水COD去除率达到78%,出水氨氮平均浓度为3.4 mg·L~(-1);此外,整体工艺色度去除率达到65%,其中,厌氧段色度去除率达到50%左右;③通过分析计算,整个系统污泥减量达到67.7%～76.6%,该生物组合工艺具有明显的污泥减量效果.     

高温ASBR处理热水解污泥的梯度升温法启动试验研究

采用序批式运行方式、梯度升温方法进行了高温ASBR处理热水解污泥的启动实验.结果表明,梯度升温法能在131 d内较快地启动高温ASBR反应器.在3个梯度升温阶段中（35℃→40℃→47℃→53℃）,反应器的性能都出现了一定的波动,其中在中温→中温（35℃→40℃）、高温→高温（47℃→53℃）阶段出现的波动比较小,而在中温→高温（40℃→47℃）阶段反应器的产气量、甲烷含量、出水COD和反应器内微生物量都出现了较大的变化,反应器的性能波动较大,40℃和47℃分别为中温和高温的上限和下限.在反应器启动过程的稳态期,反应器的平均产气量为2.038 L/d,甲烷含量为72.0％,COD产气率（CH₄/COD_投入）为188.8　mL/g,TCOD和SCOD平均去除率分别为63.8％和83.3％.扫描电镜和DGGE分析结果表明,启动过程中反应器中的微生物形态和种类都发生了变化,启动初期（35℃）和稳定期（53℃）的优势菌种明显不同.     

UASB反应器处理高浓度食品发酵废水启动特性研究

使用UASB反应器处理高浓度食品发酵废水,研究了中温条件下反应器的启动、污泥颗粒化及废水处理效果。研究表明:采用接种颗粒污泥与消化污泥的混合泥,以增加进水浓度的方式提高负荷,运行92 d后,反应器启动成功。当进水COD约为8500 mg/L,COD容积负荷为2.8 kg/(m3·d)时,COD去除率接近80%;启动结束时,反应器内VSS达到26.33 g/L,VSS/TSS为0.78;粒径>0.5 mm的颗粒污泥的比例增加到83.3%,粒径>0.5 mm污泥的平均沉降速率为56.17~86.45m/h;污泥产气量达到157 mL。     

UASB处理高浓度畜禽养殖废水启动及产气性能研究

利用外循环上流式厌氧污泥床反应器在中温条件下处理高浓度畜禽养殖废水,研究反应器的启动影响因素和产气性能,分析反应器运行特征。在容积负荷为8.1 kg COD/(m3·d)时反应器取得最佳的运行效果,此时COD平均去除率86.9%,出水VFA为204.0 mg/L。该负荷下单位容积平均产气率2.2 L/(L·d),消耗单位有机物平均产气率316.9 m L/g COD,甲烷平均含量70.5%。该研究可为UASB处理高浓度养殖废水的启动提供依据。     

高温下好氧污泥接种启动UASB的试验研究

采用高温UASB处理柠檬酸废水,研究利用好氧脱水污泥接种启动高温UASB的可行性。试验结果表明,在温度55℃,HRT为6天的条件下,UASB反应器能降解的柠檬酸废水浓度为10000mg/L,容积负荷为1.67gCOD/(L.d),柠檬酸废水的去除率达到90%以上。     

温度对ABR反应器处理效果和微生物群落结构的影响

采用厌氧折流板反应器(Anaerobic baffled reactor, ABR)工艺处理模拟养猪场废水,考察低温(15±1)℃、中温(35±1)℃、高温(50±1)℃等3个温度条件对ABR处理效果和微生物群落结构的影响.同时,在水力停留时间HRT为24 h,进水COD为2000 mg·L^-1的条件下,考察了不同温度条件对ABR系统出水COD、pH、挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid, VFA)的影响.最后,采用扫描电镜和荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ hybridization, FISH)分别考察了不同温度条件对污泥微生物形态、种群结构和相对丰度的影响.结果显示,中温条件下系统的COD去除率最高,保持在96%以上,而低温和高温条件下系统的COD去除率均在70%左右;温度变化对反应器内pH值的影响不大;VFA含量在中温条件下最低,表示反应器运行最稳定;FISH结果显示,中温条件下系统真细菌和古细菌的总相对丰度最高,比低温和高温条件下分别高出12%和27%.     

中温消化法处理1,3-丙二醇发酵废液的试验研究

根据1,3丙二醇混合发酵废液的水质特点,采用中温厌氧消化法对其进行了试验研究。厌氧反应器处理混合发酵废液的启动和运行结果表明:反应器最佳运行条件为投配比7%,厌氧反应器处理效率较高,启动周期相对较短,出水水质稳定,COD去除率达到90.3%,BOD5去除率达到87.5%。     

鸡粪中高温厌氧甲烷发酵产气潜能与动力学特性

采用富含氮素的鸡粪为原料,包括原料鸡粪、鸡粪固相部分和鸡粪液相部分,选取以鸡粪为原料连续稳定运行超过90d的中高温厌氧反应器新鲜出料为接种污泥,在中温（35℃）和高温（55℃）条件下开展动力学和产甲烷潜能试验.采用Gompertz模型、一级动力学模型和两阶段模型对鸡粪中高温累积产甲烷量进行拟合.结果表明,鸡粪中高温甲烷发酵均呈现明显的快速产气期和慢速产气期两阶段特征,快速产气期的动力学常数K₁分别为0.4174和0.2104d^-1,快速产气分别在4.5和6.5d结束,快速产气量占到总产气量的69%和58%.原料鸡粪和液相部分的中温发酵动力学常数（K₁）分别为0.4177和0.2330d^-1,均高于高温的0.1721,0.2214d^-1,发酵产气速率较快.鸡粪固相部分中温发酵的动力学常数为0.1960d^-1,低于液相中温发酵的0.2330d^-1和固相高温的0.2310d^-1,中温条件下,水解过程是限制鸡粪甲烷发酵速率的主要因素之一.鸡粪固体和鸡粪液体高温发酵的动力学常数K分别为0.2310,0.22214d^-1,鸡粪固体发酵产甲烷的速率快于液相部分,水解过程不是限制鸡粪高温发酵产甲烷速率的最主要因素.产甲烷潜能试验表明鸡粪在中温和高温下产甲烷潜能分别为212,177mL/gTS.因此,仅从发酵效率的角度考虑,鸡粪中温发酵比高温发酵的产甲烷潜能更高,产甲烷速率更快.     

氨氮浓度对鸡粪中高温甲烷发酵的影响

为探究氨氮浓度对鸡粪中高温甲烷发酵的影响，采用固定水力停留时间（HRT，20d），提高进料总固体浓度（TS，5%、7.5%和10%）的方式增加氨氮浓度，通过265d的长期甲烷发酵试验，比较了不同氨氮浓度条件下鸡粪中高温甲烷发酵效果和污泥的比产甲烷活性.结果显示，TS由5%增至10%，中高温反应器中氨氮浓度由2.1~2.5g/L增至6.1~6.5g/L，对应的比产甲烷活性分别降低了44%和100%，中温反应器中挥发性脂肪酸由0.4g/L增至7.6g/L，甲烷产率由253mL/gTS降至203mL/gTS；高温反应器中挥发性脂肪酸由0.4g/L增至26.1g/L，甲烷产率由181mL/gTS降至18mL/gTS.氨氮浓度对高温甲烷发酵系统的抑制作用更加明显.     

中温和高温厌氧生物产氢反应器连续运行的研究

采用2个厌氧生物产氢反应器分别在中温(37℃)和高温(55℃)下连续运行.以河底沉积物接种,葡萄糖为基质,在CSTR中成功实现了连续中温厌氧产氢,最高产氢量达8.6L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/葡萄糖)为1.98.以厌氧产甲烷颗粒污泥接种,蔗糖为基质,在UASB反应器中成功实现了连续高温厌氧产氢过程,最高产氢量达6.8L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/蔗糖)为3.6.在高温UASB反应器中培养获得了灰白色的产氢颗粒污泥,平均粒径为0.8～1.2mm,沉速为30～40m/h,电镜观察发现其表层生长大量杆状细菌.对2种产氢污泥的总DNA进行提取和纯化,通过PCR扩增和DGGE分析,发现高温和中温厌氧产氢污泥中的大部分真细菌种类相同,但各自的优势菌种明显不同.     

Sludge granulation and e ciency of phase separator in UASB reactor treating combined industrial e uent

Sludge granulation and the effect of gas-liquid-solid separator （GLSS） design on the efficiency of upflow anaerobic sludge blanket （UASB） and upflow anaerobic sludge filter （UASF） reactors, operating at HRTs ranging from 3 to 12 h was investigated. VSS/TS ratio gradually increased in both the reactors with increasing sludge age （from 0.5 to more than 0.7 for UASB reactor and 0.012 to 0.043 for UASF reactor）. X-Ray diffraction analysis of the UASF sludge showed the presence of expanding clays revealing its additional absorption capability. Fuoraphyllite and albite precipitation related to excellular polymers of the microbial shell structure, showed the extended growth of microorganisms during sludge granulation. A gradual decrease （82%-69%） in COD removal with decreasing HRT was apparent in UASF reactor. In case of UASB reactor, this decrease was marginal because addition of GLSS device significantly improved （14%-20%） the overall efficiency of the UASB reactor. GLSS enhanced the efficiency of the UASB reactor by increasing the settleability of suspended particles and accelerating the coagulation of colloidal particles due to the velocity gradient.     

A comparative study on the alternating mesophilic and thermophilic two-stage anaerobic digestion of food waste

An alternating mesophilic and thermophilic two stage anaerobic digestion(AD) process was conducted. The temperature of the acidogenic(A) and methanogenic(M) reactors was controlled as follows: System 1(S1) mesophilic A-mesophilic M;(S2) mesophilic A-thermophilic M; and(S3)thermophilic A-mesophilic M. Initially, the AD reactor was acclimatized and inoculated with digester sludge. Food waste was added with the soluble chemical oxygen demand(SCOD) concentrations of41.4–47.0 g/L and volatile fatty acids of 2.0–3.2 g/L. Based on the results, the highest total chemical oxygen demand removal(86.6%) was recorded in S2 while S3 exhibited the highest SCOD removal(96.6%). Comparing S1 with S2, total solids removal increased by 0.5%; S3 on the other hand decreased by 0.1 % as compared to S1. However, volatile solids(VS) removal in S1, S2, and S3was 78.5%, 81.7%, and 79.2%, respectively. S2 also exhibited the highest CH4 content, yield, and production rate of 70.7%, 0.44 L CH4/g VSadded, and 1.23 L CH4/(L·day), respectively. Bacterial community structure revealed that the richness, diversity, evenness, and dominance of S2 were high except for the archaeal community. The terminal restriction fragments dendrogram also revealed that the microbial community of the acidogenic and methanogenic reactors in S2 was distinct. Therefore,S2 was the best among the systems for the operation of two-stage AD of food waste in terms of CH4production, nutrient removal, and microbial community structure.     

Advanced landfill leachate treatment using a two-stage UASB-SBR system at low temperature

A two-stage upflow anaerobic sludge blanket(UASB) and sequencing batch reactor(SBR) system was introduced to treat landfill leachate for advanced removal of COD and nitrogen at low temperature.In order to improve the total nitrogen(TN) removal efficiency and to reduce the COD requirement for denitrification,the raw leachate with recycled SBR nitrification supernatant was pumped into the first-stage UASB(UASB1) to achieve simultaneous denitrification and methanogenesis.The results showed that UASB1 played an important role in COD removal and UASB2 and SBR further enhanced the nutrient removal efficiency.When the organic loading rates of UASB1,UASB2 and SBR were 11.95,1.63 and 1.29 kg COD/(m3·day),respectively,the total COD removal efficiency of the whole system reached 96.7%.The SBR acted as the real undertaker for NH4+-N removal due to aerobic nitrification.The system obtained about 99.7% of NH4+-N removal efficiency at relatively low temperature(14.9-10.9°C).More than 98.3% TN was removed through complete denitrification in UASB1 and SBR.In addition,temperature had a significant effiect on the rates of nitrification and denitrification rather than the removal of TN and NH4+-N once the complete nitrification and denitrification were achieved.     

生物活性炭厌氧氨氧化反应器启动过程研究

采用生物活性炭反应器进行厌氧氨氧化启动实验,以考察生物活性炭对该启动过程的加速作用.在3个相同的UASB反应器中接种由厌氧颗粒污泥和厌氧絮状污泥组成的混合污泥,以含NH4+-N和NO2--N的人工配水为进水,连续运行,并分别在反应器运行的第0、33、56 d添加颗粒状活性炭载体.结果表明,第0 d添加载体的反应器在运行90 d后脱氮性能无显著提高,暂停运行1个月后,经过33 d(累计123 d)二次启动成功.而第33 d、56 d添加载体的反应器分别历经49 d、85 d成功启动,实现了厌氧氨氧化反应器的快速启动.3个反应器启动后总氮的平均去除率分别为89.8%、86.7%、86.7%.反应器启动运行过程可分为菌体自溶期、停滞期、活性提高期和稳定脱氮期,最适宜加入GAC载体的时间为停滞期开始之后.     

山东某淀粉厂污水处理改造工程

介绍了采用UASB SBR工艺处理淀粉废水的工程实例 ,UASB反应器采用中温消化 ,水力停留时间 32h ,有机负荷 7～ 8kg m3 ·d ,CODCr去除率大于 90 %。SBR池周期为 12h ,滗水率 5 0 %。在进水平均CODCr=10 0 0 0mg L时 ,处理后出水CODCr<15 0mg L ,可达标排放     

高温和中温ASBR处理热水解污泥的对比

进行了高温、中温厌氧序批式反应器(ASBR)处理热水解污泥的对比试验研究.在HRT＝10d,总COD(TCOD)容积负荷为5.42 kg/(m³·d) 的条件下,高温、中温ASBR的TCOD去除率分别为56.20%、61.66%,污泥COD的产气率(CH₄)分别为199、219 mL/g.ASBR能有效积累污泥悬浮固体从而保持较高的固体停留时间(SRT),高温、中温ASBR的平均SRT分别为30、37d.同中温ASBR比较,高温ASBR的微生物形态单一、种类少和产甲烷活性较低,因此高温ASBR的处理效率和产气率较中温低.     

UBF与UASB两相厌氧系统处理Zn5-ASA医药废水的研究

采用以铁屑为填料的UBF反应器作酸化相、以UASB反应器作甲烷相的两相厌氧系统处理Zn5-ASA医药废水。实验结果表明:此系统在UBF与USAB的HRT分别控制在5.95h和11.43h时,UBF与UASB的OLR(以COD计)分别高达58.44和17.01kg/(m3.d),对SCOD和BOD₅的总去除率分别达90%和95%左右,具有系统运行稳定、处理效率高等优点。系统中UBF反应器所选用的铁屑填料,通过微电解作用,能够有效提高废水的可生化性,且可省去通常的调碱工序,为难降解有机废水的处理开辟了新途径。