固定化蛋白酶对废水中蛋白质的水解效果与机理

采用吸附方法将蛋白酶固定于活性炭、大孔树脂和硅胶载体上,分别研究了3种载体蛋白酶固定化效果,酶活性以及对淀粉加工黄浆废水中蛋白质的水解效果.批次试验结果表明,3种载体蛋白酶固定效果分别为:硅胶20.31%,大孔树脂37.85%,活性炭61.95%;酶活性最高时pH均为5.5;酶活性分别为3.6mg/min、21.48mg/min和18.68mg/min .水解后,大孔树脂和活性炭固定酶的水解产物氨基酸总量分别较水解前增加21.26倍和14.6倍;产物中检出1 6种氨基酸,较水解前增加2种.以大孔树脂为载体构建固定化酶反应器进行连续进水试验,结果表明:进水中蛋白质浓度明显影响反应器的水解效果,当其蛋白质浓度与反应器的酶浓度匹配时(500mg/L) ,反应器能获得80 %蛋白质水解率和36.1%有机物水解酸化率.挥发性水解产物组成以乙醇和乙酸为主,分别占50.3%,33.3%.为乙醇型水解.     

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.     

外循环三相流化床载体挂膜特性研究

对外循环三相流化床的挂膜进行研究,主要探讨污泥投加量和碳氮比(C/N)对挂膜的影响.结果表明,温度t为20～30℃.活性炭载体粒径r为0.125～0.5 mm时,2 g·L-1污泥投加量为比5 g·L-1更有利于挂膜;C/N在8～12之间时流化床挂膜最快,C/N≥14时流化床挂膜困难,易出现污泥膨胀.在挂膜成功的基础上,研究水力停留时间(HRT)对反应器内悬浮生物量和膜生物量的影响,HRT越长悬浮生物量越大,膜生物量在HRT由1～3 h时,随HRT的增长而增加,HRT超过5h时,膜生物量随HRT增长相应减少,HRT在4～5 h时,两者达到平衡.     

改进型EGSB处理配置污水的小试研究

通过对不同上升流速下改进型EGSB和EGSB处理人工配置城市污水效果的比较研究,提出了一种更为有效的处理城市污水的反应器--改进型EGSB反应器,在上升流速为5.41m/h时,其出水的COD值稳定在60mg/L左右,出水SS明显要低于未改进的EGSB。同时还考察了运行期间改进型EGSB反应器内颗粒污泥的胞外多聚物、辅酶变化等,在高的上升流速下,改进型EGSB反应器中颗粒污泥的胞外多聚物含量和辅酶F420含量比未改进EGSB中的要高。     

固液流化床常用填料流化速度的研究

固液流化床载体的选择极为重要.本文讨论了砂、陶粒和柱状活性炭三种常用填料的流化速度与膨胀率的关系,并导出了相关关系式,为载体的选择提供了理论依据.     

基于流态化作用的吸附反应动力学和穿透特征

基于流态化作用的吸附反应动力学和穿透特征研究还鲜见报道.以苯酚为吸附质、活性炭为吸附剂,探讨了不同流态化紊流强度对基于流态化作用的吸附效率、吸附动力学特性、吸附反应穿透曲线和饱和吸附量的影响,并与相同条件的固定床吸附反应器进行了对比研究.结果表明,表观流速为8 mm·s-1和13 mm·s-1时,基于流态化和固定态的活性炭在5 min内的吸附效率均达到93%以上,吸附反应均符合经典二级动力学方程,且其相关系数大于0.999.穿透实验结果表明,表观流速为6 mm·s-1和8 mm·s-1时,基于流态化的活性炭对苯酚的吸附总量分别较固定态高8.77 mg·g-1和24.70 mg·g-1.可见,基于流态化吸附反应器与基于固定态吸附反应器相比,具有吸附反应效率高,吸附总量大的特征.     

UCT工艺进水COD浓度与C/N对除磷效果的影响

在UCT工艺中,进水COD浓度和C/N是影响其运行效果的重要因素.为考察这种影响,试验设计UCT工艺在不同C/N和进水COD浓度联合作用下运行,研究了其中对反硝化除磷和总体除磷效果的影响.结果表明,当C/N15时,较高的COD进水浓度促进异养菌的生长而使厌氧反应器释磷作用降低,C/N20时,由于TN浓度降低抑制了异养菌的增殖,厌氧释磷速率随COD浓度的升高基本保持上升趋势;在进水COD350 mg/L时,缺氧反应器内反硝化吸磷作用明显,COD350mg/L之后反应器内以释磷为主,当进水COD350 mg/L时,进水C/N为10～20对反硝化吸磷的促进较明显,且随着比值的增加促进作用逐渐减小;在进水COD浓度为250～450 mg/L范围内,各初始C/N都能保持80%以上较稳定的TP去除率.     

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.     

生物活性炭对不同C/N比废水同步硝化反硝化脱氮效果的影响

以连续运行的生物活性炭(biological actived carbon,BAC)填料反应器为研究对象,与序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor,SBR)对比,考察了BAC的加入对不同C/N比废水同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND)脱氮效果的影响.在室温(15~27℃),初始溶解氧(dissolved oxygen,DO)质量浓度2~3 mg·L-1条件下,以甲醇做外加碳源,分别设置进水C/N比为3、5、8和10运行120个周期,比较两反应器的脱氮效果及稳定性.结果表明,C/N比由3依次升至5和8时BAC填料反应器脱氮效果优于SBR,TN平均去除率分别达44.88%、58.07%和66.64%.继续增大进水C/N至10,SBR发生污泥膨胀,而BAC反应器仍能保持63.65%的TN去除率.实验证明BAC在单一反应器内创造了多样的溶解氧环境,为SND创造了适宜的条件.BAC的加入减小了过量有机碳对硝化系统带来的影响,扩大了反应器的C/N比适用范围,增加了运行的稳定性,提高了有机物的脱氮容量,为高效脱氮提供了可能.     

溶解氧对CANON颗粒污泥自养脱氮性能的影响

采用稳定运行的CANON颗粒污泥,探究不同DO浓度对CANON工艺脱氮性能的影响.结果表明,当DO小于0.46mg/L时,CANON反应器可在连续曝气方式下运行.随着DO从0mg/L升高至0.46mg/L,系统脱氮速率从0提高到50.88mg N/(L·h);当DO大于0.46mg/L时,CANON反应器必须以间歇曝气方式运行;随着DO从0.46mg/L升高至2.8mg/L,系统脱氮速率从50.88mg N/(L·h)降低为41.84mg N/(L·h).CANON反应器在DO为0.46mg/L时脱氮速率最高,达到50.88mg N/(L·h),污泥脱氮负荷为0.45kg N/(kg MLSS·d).CANON颗粒污泥大小及结构对AOB和anammox菌的活性影响较大:由于液相向颗粒污泥的传质阻力,AOB的DO半饱和常数为0.77mg/L;而对于anammox菌,当DO小于0.46mg/L时,随DO浓度上升,其活性下降缓慢;当DO大于0.46mg/L时,随DO浓度上升,其活性迅速下降;当DO超过1.0mg/L时,anammox菌接近失活.     

Sulfide oxidation in fluidized bed bioreactor using nylon support material

A continuous fluidized bed bioreactor (FBBR) with nylon support particles was used to treat synthetic sulfide wastewater at different hydraulic retention time of 25, 50 and 75 min and upflow velocity of 14, 17 and 20 m/hr. The effects of upflow velocity, hydraulic retention time and reactor operation time on sulfide oxidation rate were studied using statistical model. Mixed culture obtained from the activated sludge, taken from tannery effluent treatment plant, was used as a source for microorganisms. The diameter and density of the nylon particles were 2-3 mm and 1140 kg/m³, respectively. Experiments were carried out in the reactor at a temperature of (30 ± 2)℃, at a fixed bed height of 16 cm after the formation of biofilm on the surface of support particles. Biofilm thickness reached (42 ± 3) μupm after 15 days from reactor start-up. The sulfide oxidation, sulfate and sulfur formation is examined at all hydraulic retention times and upflow velocities. The results indicated that almost 90%-92% sulfide oxidation was achieved at all hydraulic retention times. Statistical model could explain 94% of the variability and analysis of variance showed that upflow velocity and hydraulic retention time slightly affected the sulfide oxidation rate. The highest sulfide oxidation of 92% with 70% sulfur was obtained at hydraulic retention time of 75 min and upflow velocity of 14 m/hr.     

水产品加工废水生物处理工艺研究进展

水产品加工行业庞大的耗水量和高浓度废水备受瞩目,同时随着废水排放标准日益严格,其处理势在必行,生物法是处理该类废水的最佳选择。诸如生物滤池(AF)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧流化床(AFB)的厌氧工艺能达到80%~90%的有机物去除率并产生沼气;类似活性污泥、接触氧化、生物转盘、滴滤池以及氧化塘的好氧工艺也适合于有机物的去除,若将各种工艺相结合将提升工艺水平。     

四边形折流式膜生物流化床内填料浓度及液相流场特性研究

针对研究开发的四边形折流式膜生物流化床,构建了气、固、液三相流可视化平台,应用取样法和激光粒子图像测速(PIV)技术剖析了不同进水流量和曝气强度组合对流化床内的填料浓度及液相流场特性的影响.结果表明,折流板上部形成的曝气死区,提高了升流区的填料浓度;折流板和导流锥形成的进水角度使流场冲击反应器底部的填料,提高了在低曝气强度下流化床的填料浓度,在实际运行过程可降低曝气能耗;四边形折流式膜生物流化床的结构特点导致填料与膜组件相互碰撞的概率增大,强化了膜污染的控制.曝气强度和进水流量的变化改变了液相的轴向返混强度和剪切力,进而改变了填料浓度,使气、固、液三相冲刷膜组件的作用增大,最终影响膜面传质系数和浓差极化边界层厚度,降低了膜污染.通过流化床结构的改变提高填料浓度和改善流场特性,为高浓度有机废水好氧生物的处理提供了一个研究方向.     

对氯酚经Fenton体系预降解后的生物流化床处理

采用Fenton-生物流化床联用工艺处理对氯酚(4-CP)模拟废水,考察了不同Fenton处理程度时4-CP的降解产物和出水的可生化性,从而确定合适的Fenton体系预处理程度.同时,采用快速排泥法进行活性炭的挂膜以实现流化床的启动,并考察了流化床连续运行阶段停留时间(RT)、pH对降解效果的影响及反应器的抗冲击能力.最后研究了4-CP在Fenton-生物流化床联用工艺中的降解过程.结果表明,当4-CP初始浓度在1～2mmol·L-1时,通过Fenton体系可使83%左右的苯环破裂,转化成小分子有机酸;利用微生物作用可使剩余的苯环类物质和大部分的有机酸被降解,出水CODCr100mg·L-1.Fenton-生物流化床工艺具有高效处理难降解废水的优点,是一项具有应用前景的废水处理技术.     

包埋固定化硝化菌在不同DO下的硝化规律研究

在流化床反应器中使用包埋固定化硝化菌进行高氨氮废水的降解实验,在不同DO下考察和比较氨氮,亚硝酸氮和硝酸氮浓度随时间的变化规律和反应速率大小,以及亚硝酸氮和硝酸氮的反应速率随底物浓度的变化,认为DO=4.0mg/L时,亚硝酸氮的生成速率和积累率最大,平均速率为26.3mg/L.h。     

Effects of the support material addition on the hydrodynamic behavior of an anaerobic expanded granular sludge bed reactor

As a support material, zeolite can be used to promote the granulation process due to its high settable property and the ability to retain biomass on its surface. The present paper reports on the influence of zeolite addition on the hydrodynamic behavior of an expanded granular sludge bed reactor (EGSB). Different models were applied to fit the flow pattern and to compare EGSB hydrodynamic performance with and without the addition of zeolite. The experimental data fit the tanks in a series model for zeolite bed height of 5 cm and upflow velocity of 6 m/hr. Higher axial dispersion degree (D/uL) was obtained at lower heights of zeolite. The real hydraulic retention time (HRTr) was increased with both increased zeolite bed height and increased upflow velocity. The short-circuit results for 5 cm of zeolite bed and 6, 8 and 10 m/hr upflow velocity were 0.3, 0.24 and 0.19 respectively, demonstrating the feasibility of using zeolite for a proper hydrodynamic environment to operate the EGSB reactor. The presence of zeolite resulted in the higher percentage values of dead zones, ranging from 12% to 24%. Zeolite addition exerted a positive effect on the hydrodynamics pattern for this technology being advantageous for the anaerobic process because of its possible contribution to better biofilm agglomeration, granule formation and substrate-microorganism contact.     

生物流化床工艺处理生活污水实验的灰色关联分析

采用灰色关联分析理论，阐述了生物流化床工艺处理生活污水实验的灰色关联分析方法，给出了其算法并编制了相关的程序，对实验中的主要条件：填料填充量、水力停留时间及污泥回流比对污水COD、NH3－N去除率的影响程度进行了研究，结果表明各因素的影响强弱顺序依次为：水力停留时间＞污泥回流比＞填料填充量。分析结果对生物流化床反应器的实际运行具有指导意义。     

固定化微生物流化床反应器的研究进展

综述了固定化微生物流化床反应器的发展及应用等,包括生物流化床处理废水的特点及发展过程;固定化微生物反应器的几种类型及特点;在工业生产和废水处理方面的应用;影响固定化微生物流化床反应器设计和操作的因素,固定提出了固定化微生物流化床反应器今后的研究方向。     

好氧-缺氧一体化高效分离生物流化复合反应器

鉴于污水处理中对氮、磷去除率的要求和内循环三相生物流化床反应器存在的一些不足,为此,设计开发了一种好氧-缺氧一体化高效分离生物流化复合反应器。该反应器对好氧循环流化区采用了独特的分格结构,当反应器处理规模增大时,在不增加反应器总体高度的基础上,保证了循环流化区的高径比。循环流化反应器与高效气浮分离反应器的耦合,克服了循环流化床以沉淀原理为基础的固液分离效果不佳的状况,既可以保证出水水质,又可以实现反应器的一体化。通过气体提升方式实现了好氧出水回流,使该种反应器能够实现脱氮和部分除磷的目的。该反应器处理生活污水的初步试验结果表明它具有很好的抗冲击负荷和去除有机物的性能。