超高效螺旋式厌氧生物反应器流态研究

在冷态模拟条件下,采用脉冲刺激响应技术,运用轴向扩散模型和多釜全混流反应器串联模型研究了超高效螺旋式厌氧反应器的流态.结果表明:低负荷下超高效螺旋式厌氧反应器的流态趋于平推流(分散数D/uL0.2,串联级数N→∞);超高负荷下流态趋于全混流(D/uL≥0.2,N→1).反应器内总死区平均值为27.99%,其中,生物死区平均值为6.98%,水力死区平均值为21.01%.水力死区(Vh)与容积水力负荷(L)和容积产气速率(G)之间满足关系式:Vh=0.7603L+0.1627G-4.0620,容积产气速率对水力死区的影响大于容积水力负荷.超高效螺旋式厌氧反应器流态的适宜范围相当于等容多釜串联级数N≤3.01.最后提出了兼顾反应器传质效果和容积效能的控制措施.     

基于两相流模型污泥消化反应器内流场分析

污泥作为一种不透明的非牛顿流体,研究厌氧消化反应器内的流场分布对于解决污泥堆积、混合不均问题具有指导作用,并且能为实际工程中反应器优化设计提供依据。基于固液两相流混合模型,借助CFD模拟软件Fluent 15.0对污泥厌氧消化反应器内的流场进行数值模拟。研究得出,反应器内的速度分布与高度和径向距离有关。在某一特定的径向距离r/R内,速度逐渐增大,向壁面扩散速度又逐渐降为0。死区体积随着时间的延长而逐渐降低,但降低的幅度逐渐减小。t=1 s时,Y=0.15 m高度处污泥在r/R为0.3~0.5范围内,其浓度明显大于其他高度的污泥浓度。搅拌至t=20 s时,在r/R为0.5~0.9范围内,污泥体积分数达到10.5%左右。反应器的底部、上端和壁面是混合效果较差的区域。研究桨叶表面的压力分布,结果显示,桨叶末端所受的压力最大。     

高效自流式家庭生活污水净化槽的研究

介绍一种高效自流式家庭生活污水处理净化槽,使用平推流二段厌氧和全混流好氧一体化技术,减少厌氧区的返混,提高抗冲击性能,同时还使用具有固液分离作用和生物膜吸附作用、生物降解作用的滤床技术,进一步提高过程的抗冲击能力和生物降解能力,使出水水质提高。净化槽各区之间液体依靠静压差形成自流,能耗低。实验表明,滤床填料挂膜后的启动十分便利,冲厕污水在各区中具有较好的去除效果,出水CODCr<60mg/L,去除率>86.9%;BOD5<20mg/L,去除率>97.4%;浊度去除率>97.7%。     

新型一体化A~2/O-MBR的流速与溶解氧分布及脱氮除磷研究

新型一体化A~2/O-MBR反应器是通过在普通曝气池内加装气水混合流聚集器,将反应池分隔成不同反应区(厌氧/缺氧/好氧)而成。利用计算流体力学(CFD)技术,对2种构型的一体化A~2/O-MBR反应器内流体流速分布进行模拟。通过构建实验系统,实测系统内实际流体流速与不同污泥浓度下DO的分布特征,并考察脱氮除磷效果。结果表明:CFD模拟结果与实测反应器的流体流速分布基本一致;上升区与下降区宽度比为1∶5的反应器流速CFD模拟值较1∶2更优;加装气水混合流聚集器可使曝气能耗降低50%以上;通过变量曝气与控制上升区和下降区的污泥回流量,反应器上升区与下降区可分别形成好氧区与缺氧/厌氧区;系统脱氮除磷效率分别达到40%~60%和75%~90%,出水ρ(TN)、ρ(TP)分别低于12,0.2 mg/L。新型一体化A~2/O-MBR反应器具有能耗低、脱氮除磷能力强、构型设计新颖和实用性强等优点。     

螺旋对称流厌氧膜生物反应器的运行及优化

通过对螺旋对称流厌氧反应器(SSSAB)外置平板膜组件形成了螺旋对称流厌氧膜生物反应器(SSS-AnMBR).研究了SSS-AnMBR的启动阶段和有无沼气曝气时的运行性能,并建立了其设计与操作优化模型.在启动过程中,反应器内挥发性脂肪酸与碱度的比值为0.001~0.016,未发生酸化现象,后期反应器对化学需氧量(COD)的去除率稳定在90.27%~95.35%.有沼气曝气状态下SSS-An MBR的有机负荷和COD去除率分别为2.28 kg·m~(-3)·d~(-1)和98.24%,均高于无沼气曝气状态下的2.13 kg·m~(-3)·d~(-1)和97.58%,表明系统的污染物去除效能较好.有沼气曝气状态下膜组件的平均负荷、平均COD去除率和SSS-An MBR平均总COD去除率的CV值分别为21.98%、14.15%和0.78%,均低于无沼气曝气状态下的25.27%、21.98%和0.89%,表明该状态下系统稳定性较好.最后建立了厌氧反应器体积(V)、进水流量(Q)和进水COD(X)三者之间的数学模型:V/Q=HRT0/C_(inf)×η_(sss)(X-Cinf)+HRT_0,以及膜面积A与Q之间的数学模型:A=Q×C_(sss)×η_m/MLR,可指导同类型的厌氧膜生物反应器的设计和操作优化.     

乙酰螺旋霉素废水生物处理的试验研究

采用相同体积 (6 2L)的升流厌氧污泥床和厌氧复合床处理乙酰螺旋霉素废水 ,当容积负荷为 6 0kg(COD) (m3 ·d)时 ,升流厌氧污泥床和厌氧复合床反应器对SS、COD、BOD5的去除率分别为 6 7 4 %、85 1%、91 2 %和 75 6 %、91 7%、96 1%,结果表明厌氧复合床是高效实用的厌氧生物反应器 ;厌氧出水采用相同体积 (6 4L)的生物接触氧化工艺和周期循环活性污泥系统进行处理 ,当容积负荷为 1 6kg(COD) (m3 ·d)时 ,生物接触氧化反应器和周期循环活性污泥系统对SS、COD、BOD5的去除率分别为 87 9%、85 1%、92 8%和 91 6 %、88 7%、95 4 %,结果表明周期循环活性污泥系统是高效实用的好氧生物反应器 .     

化学工业废物处理与综合利用

X780.33 200403438 IC反应器基质降解动力学特性研究/杨世关…(河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室)//中国沼气/农业部沼气科学研究所.-2004, 22(2).-18-21 环图TK-14 依据对IC反应器有机物降解特性的分析, 以及对其精细处理区和膨胀污泥床区水力流态分别作推流和全混流处理,基质降解速率与微生物浓度之间按一级反应处理的基础上,建立了IC反应器基质降解动力学理论模型。并根据80L IC 反应器处理葡萄糖配水的试验结果,确定出了反应器在平均温度为33.3℃条件下污泥膨胀床区和精细处理区内基质降解动力学参数分别为K1 =6.47×10-6L·mgVSS-1h-1,K2=0.341L·h-1。图3表1参7     

废气中C2HCl3臭氧氧化降解及其反应器性能的探讨

研究了废气中的C2HCl,在101.3kPa和298K下气相臭氧氧化降解过程.实验结果表明,总的反应级数是2.5级,相对于臭氧和三氯乙烯浓度为1级和1.5级,平均反应速率常数为57.30mol-1.5@L1.5@s-1.探讨了C2HCl3在全混流与活塞流反应器中臭氧氧化过程的性能.     

HABR反应器处理啤酒废水的实验研究

采用复合式折流板厌氧反应器(HABR)处理啤酒废水,并进行了实验研究。试验内容包括厌氧污泥的接种驯化、反应系统的启动运行、在不同影响因素下的运行研究以及和普通折流板厌氧反应器的对比实验等。结果表明:在实验启动开始、启动中期、启动成熟期,ABR反应器内的COD平均去除率分别为40.72%、57.1%、63.64%,HABR反应器内的COD平均去除率为分别43.8%、69.9%、71.78%。HABR反应器处理啤酒废水的最佳水力停留时间为18～24h,温度为25℃,当进水COD为1500mg/L左右时,COD去除率最高达到75%。通过与普通ABR反应器作对比实验,得出带有填料的HABR反应器无论在启动过程还是稳定运行阶段都表现出比ABR更好的效果,具有更高的稳定性。     

污水土地处理系统中管网铺设率对流态的影响与CFD模拟

污水土地净化系统的水力特性直接影响污染物的处理效果,研究不同管网铺设率对水流流态的影响,可为设计参数的选择及反应器结构优化提供依据.因此,运用示踪-应答技术,以停留时间分布(RTD)理论为基础,对反应器中水流的状态进行分析.同时,借助计算流体力学(CFD)软件Fluent进行数值模拟.RTD分析和CFD模拟结果互补分析发现,底部的碎石层具有布水功能,而表面的水层具有集水的作用:水流在承托层中水平流动,竖直流经填料层,最后在水层中水平流入集水管网.在有承托层和水层的情况下,系统采用不同管网铺设程度的布水和集水方式对填料中水流的流态影响不大,然而管网孔口布水效果不均.各管网铺设率反应器的体积效率均在90％以上,但都有一定的无效体积或滞留区.半网布水、集水的反应器体积效率最高,流态接近推流形式.无因次平均停留时间为1.09,轴向扩散系数为0.037.     

土地处理系统的流态研究

选用NaCl作为示踪剂,对土地处理系统上向流和下向流两种流动方式下的水力特性进行研究,结果发现上向流的水力死区较小为8.77%,且流型更接近推流式。进而对系统实际流态进行数学模拟,研究发现对分散模型进行修正,自行建立的双参数模型能够较好的拟合土地处理系统的流动形态。     

ABR反应器的结构参数对流动及混合特性的影响

为了改善ABR反应器的设计和运行,在实验室条件下,通过CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)技术和RTD(停留时间分布)曲线测试技术,分析不同结构参数下ABR反应器的流动和混合特性. 在此基础上,结合理论分析,确定ABR的最佳隔室数量. 结果表明:在反应器有效容积不变的情况下,随着ABR反应器内隔室数量由3个增至6个,ABR反应器内死区容积所占比例由15.51%降至1.87%,Pez(Peclet准数)由8.47升至16.67,N(串联数)由4.80升至8.88;隔室数量由3个增至4个、4个增至5个、5个增至6个时,死区容积所占比例的降幅分别为44.00%、74.50%、15.40%,Pez的增幅分别为36.88%、42.17%、32.57%,而N的增幅则分别为36.07%、1.95%、1.67%. 与5个隔室的ABR反应器相比,6个隔室的ABR反应器在死区容积所占比例、Pez和N等指标上尽管有所改善,但改善幅度已显著降低. 通过理论分析与混合参数模拟结果相结合,共同确定ABR反应器的最佳隔室数量为4个或5个.      

污水土地处理系统构造对水力特性影响研究

在污水土地处理系统的模型反应器中进行流态试验,使用停留时间分布(RTD)分析理论,探索反应器不同构造的水流流态。试验表明,升流式和降流式的反应器流态均接近推流;无因次平均停留时间分别为0.974和0.845。由于在整个水平过水断面上承托层的布水作用及集水层的集水作用,系统采用不同管网布设程度的布水和集水方式对流态的影响不大,体积效率均在90%以上。填料层高度对流态有一定影响,当高度为40 cm时流态最接近推流,水流的轴向扩散系数最小,其值为0.027,属于低扩散程度。     

厌氧迁移式污泥床反应器的水力特性研究

采用脉冲示踪法以NH4Cl作示踪剂,通过其在反应器中的停留时间分布来研究厌氧迁移式污泥床反应器(AMBR)的水力特性。反应器的结构决定了反应器的流态,从而控制着可能达到的处理效率。为优化设计反应器结构研究了反应器的构型、导流板与器壁间距对水力特性的影响。研究发现,反应器的流态介于推流式和完全混合式之间,带有导流板的反应器推流程度更大一些,而底部有孔的反应器推流程度弱,反应器的水力死区较小,均小于20%;导流板与器壁间距为8 mm时最佳。     

新型厌氧多级喷动床及其厌氧氨氧化脱氮性能分析

为改善厌氧反应器内的流态,加快污泥的颗粒化和形成具有生态梯度的微生物生态系统,设计并制作了新型厌氧多级喷动床,实验测试了反应器的水力喷动、气体喷涌和污泥分层分级现象。在常温下,利用新型厌氧多级喷动床接种混合污泥,经过42 d的培养,成功启动厌氧氨氧化反应器,稳定运行18 d后,NH₄+-N、NO₂--N去除率均达到90%以上。启动60 d后,反应器底部出现大量粒径2 mm左右的颗粒污泥,且污泥具有良好的稳定性和沉降性能,沉降速度达到70 m/h。结果表明:厌氧多级喷动床因其特殊的水力结构,可有效加快污泥的颗粒化。     

地球化学动力学反应器原理和速率方程测定

主要介绍了地球化学动力学实验研究中的三种反应器类型，即间歇反应器、活塞流反应器和混合流反应器，概述了它们的工作原理和速率方程测定方法，最后对比了三类反应器的性能，指出混合流反应器最适合于测定矿物－水反应速率。     

磷酸铵镁结晶-沉淀反应器构建与流态模拟

构建了套筒式机械搅拌磷酸铵镁结晶-斜板强化沉淀反应器用于处理高浓度氮磷废水,并回收磷酸铵镁晶体.考察了搅拌转速、水力停留时间以及颗粒碰撞总次数（GT值）对运行效果的影响,并利用计算流体动力学软件（Fluent18.1）对反应器流态进行了数值模拟,分析了反应器结构设计的合理性,为磷酸铵镁结晶-沉淀反应器设计及运行提供技术参考.结果表明,反应器在转速为250r/min、水力停留时间为0.375h、平均GT值范围在14000~20000之间时,氨氮的平均回收率为76.00%以上,磷的平均回收率为97.00%以上,晶体的平均粒径达到20.515μm,出水浊度一直稳定在2NTU以下.扫描电镜以及X射线衍射分析表明,沉淀物为纯净的磷酸铵镁.反应器内不同区域的水力分级明显：混合反应结晶区流态为湍流区,缓冲区和磷酸铵镁收集区流态为过渡区,固液分离区流态为层流区.反应器的流态特征表明,在适宜的运行参数下该反应器的结构设计满足晶体形成、生长与固液分离的水力需求.     

厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器稳态运行的过程动力学

从AAFEB反应器运行工况特点和全混合活性污泥动力学的理论出发,建立了AAFEB反应器稳态运行的过程动力学模型。并作了动力学模型参数估值、灵敏度分析,模型检验,以及运行参数影响的动力学模拟.     

接种不同普通活性污泥培养厌氧氨氧化污泥的研究

采用厌氧氨氧化反应器（ASBR）,分别以普通厌氧活性污泥、混合污泥、好氧活性污泥为种泥,通过对氨氮,NO2^--N等指标监测、分析及污泥颜色的观察,研究采用不同普通活性污泥为种泥启动ASBR的可行性及差异。结果表明．ASBR反应器A和B成功启动,C因反应器故障．启动失败。采用厌氧活性污泥为接种污泥（反应器A）,当进水N的容积负荷为kg／（m^3·d）时,氨氮平均去除率为14.4％。P（NO2^--N）：p（NH4^＋-N）变化量为1．24。采用混合污泥为接种污泥（反应器B）．N的容积负荷于前者相同时,氨氮去除率平均29．7％,p（NO2^--N）：p（NH4^＋-N）变化量为1．27。采用混合普通活性污泥作为种泥培养厌氧氨氧化污泥优于单一厌氧普通活性污泥。