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.     

旋转流厌氧附着膜膨胀床运行及水力流态研究

试验以树脂为载体,用自行设计的旋转流厌氧附着膜嘭胀床处理高浓度有机废水.经过启动、中等负荷稳定运行及高负荷稳定运行等阶段,成功地培养出高效生物膜颗粒,最高有机负荷达46.4 kg/(m3·d).相应的COD去除率大于80%.在反应器运行过程中采用脉冲示踪法,以LiCl作示踪剂,对反应器的水力流态规律进行了系统的试验研究.研究表明,水力上升流速及气体负荷是影响反应器容积利用率及反应器内固液两相混合程度的重要因素.     

降流式厌氧悬浮填料床工艺特性分析

厌氧生物技术能在无氧条件下,通过厌氧微生物的新陈代谢将废水中的有机物转化为无机物,同时产生具有能源回收价值的甲烷,并减少温室气体(CO2)的排放,符合节能环保的原则和发展趋势.在回顾厌氧技术以及厌氧反应器发展的基础上,从现代厌氧反应器的发展理念角度分析了新型厌氧反应器-降流式厌氧悬浮填料床(DASB)的工艺特性.降流式厌氧悬浮填料床在生物量的保持、微生物的多级多相和推流流态等方面较好地符合了新型现代厌氧反应器的发展要求,结构、运行简单,具有较好的处理效果,是中国农村污水处理或预处理的较佳选择.     

膨胀颗粒污泥床反应器启动过程中颗粒污泥性质变化研究

采用小试规模的膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器,考察其启动规律及运行特点.在60 d内EGSB反应器的COD容积负荷达到12 kg/(m3·d),COD去除率保持在95%以上.试验中对不同水力负荷下污泥床状态进行了分析.结果表明,将水力负荷控制在1.0 m3/(m2·h)以上,可以确保污泥颗粒化的进行及EGSB反应器的稳定,否则易发生沟流、活塞式漂浮等污泥床异常现象.同时,对颗粒污泥性质及微生物相变化进行了跟踪分析.随着运行条件的改变,由上流式厌氧污泥床(UASB)反应器接种的污泥结构、性能和微生物群落都在不断发生变化.最终得到的颗粒污泥结构密实,沉降速率为38.8～64.6 m/h,比产甲烷活性达到314.25 mL/(g·d),内部微生物相丰富,各菌种呈混杂分布.     

厌氧附着膜膨胀床反应器预处理有机氯农药废水的研究

针对有机氯农药废水可生化性差的特点,研究了采用厌氧膨胀床颗粒活性炭反应器对其预处理以提高可生化性的效果.未经处理的有机氯农药废水及经混凝、Fenton氧化处理后的有机氯农药废水分别进入厌氧反应器,在进水pH为6.8～7.2,水力停留时间为48 h,有机物容积负荷为1.41～3.19 kg COD/m3.d时,3种废水的出水B/C值分别为0.35、0.41和0.42;出水COD分别为1280、1050和659 mg/L;出水色度分别为50倍(灰白)、20倍(灰白)和20倍(灰白).从运行稳定、经济的角度,选择混凝-厌氧组合作为该农药废水的预处理工艺.研究提出采用单位表面面积生物膜底物降解速率LW作为厌氧膨胀床反应器的设计指标,并根据试验数据得出厌氧膨胀床颗粒活性炭反应器的动力学模型,为工程设计及运行管理提供依据.     

有机负荷及水力条件对EGSB运行效果影响的研究

在以葡萄糖为基质长期运行的EGSB反应器中 ,研究了以循环为特征EGSB基质降解特性。结果表明 ,在厌氧膨胀颗粒污泥床反应器 (EGSB)启动初期 ,由上流式厌氧污泥床反应器 (UASB)接种的颗粒污泥存在一个转型过渡期 ,此时污泥对基质代谢有较大的恢复潜力。有机负荷为 4～ 2 9kgCOD /m3 ·d时 ,处理效果较为稳定 ,2 9～ 4 0kgCOD /m3 ·d时 ,处理效率有所下降。当负荷 >4 0kgCOD /m3 ·d后 ,反应器处理效果急剧下降。上升流速和回流比对EGSB反应器运行效果影响较大 ,高上升流速和回流比运行条件下有利于发挥反应器的运行潜能     

填料对厌氧移动床生物膜反应器运行效果的影响

通过对装有不同填料的2个厌氧移动床生物膜反应器(R1和R2)的有机负荷、COD去除率、沼气产量及其组成、出水挥发性有机酸(VFA)和出水pH值的对比,得出在填料充填率相同、进水COD和进水pH相似的情况下,填料比表面积是影响厌氧移动床生物膜反应器运行效果的主要因素.R1中填料的比表面积为528 m2/m3,R2中填料比表面积为211m2/m3.在整个运行阶段,填料比表面较大的R1反应器的运行结果较好.试验结束时,R1与R2的有机负荷比为1.61,而R1与R2填料上的污泥量之比为4.42.     

厌氧复合床处理抗生素废水技术

本文对厌氧复合床处理抗生素废水技术进行了小试研究 (反应器体积 6 2L)和中试研究 (反应器体积 2 2m3 )以及生产性应用 (反应器体积 6 0 0m3 ) ,试验研究与生产性应用表明 ,厌氧复合床具有反应液传质和分离效果好、生物量大和生物种类多、处理效率高和运行稳定性强的特征 ,是实用高效的厌氧生物反应器。     

ANAMMOX与反硝化协同作用及氮素负荷研究

向成功启动并稳定运行630 d后的UASB生物膜反应器系统连续添加有机物,分析其对厌氧氨氧化反应脱氮效果的影响,并进行氮素浓度负荷试验.在厌氧氨氧化反应器系统中连续投加有机COD(葡萄糖),系统运行稳定,有机COD(葡萄糖)存在对系统去除氮素能力影响不大,有机COD去除率达到92.0%,仅用23 d,在同一反应器系统中成功实现了厌氧氨氧化与反硝化协同作用脱氮.氮素浓度负荷试验阶段,进水氨氮(NH 4-N)、亚硝氮(NO-2-N)以及总氮(TN)浓度负荷分别从0.063 kg/(m3·d)和0.063 kg/(m3·d)和0.126 kg/(m3·d)提升到了0.239 kg/(m3·d)、0.315 kg/(m3·d)和0.554 kg/(m3·d),相应去除率分别为84.0%、93.0%和85.0%,厌氧氨氧化工艺的UASB生物膜反应器对氮素浓度负荷仍有很大提升空间.     

EGSB反应器运行中的床层流态行为及其控制

生物量流失是EGSB反应器在高负荷状态下稳定运行面临的主要问题。利用实验室EGSB反应器在中温条件下处理高浓度葡萄糖废水,研究EGSB反应器在高负荷状态下的床层流态行为及其受影响因素。结果表明,在该反应器结构形式下,当有机负荷达到23-26 kg COD/（m3·d）,水力上升流速在约3.0 m/h,气体上升流速在约1.3 m/h状态下运行时,床层易发生剧烈流化现象,并导致颗粒污泥的解体和流失。降低反应器回流比、减小反应器内水力上升流速,控制床层在悬浮状态时可以有效降低高负荷状态下生物量的流失,并取得了有机负荷46 kg COD/（m3·d）,COD去除率97%以上的处理效果。