2种不同性能炭纤维载体的固定床厌氧反应器运行效果比较

分别采用炭纤维(CF)和活性炭纤维(ACF)作为固定床厌氧反应器的生物膜载体,以不加任何载体的相同规格的反应器为对照,在中温(35±1)℃、连续进料条件下处理高浓度糖蜜废水,实验历时165 d,比较评价了2种不同性能的炭纤维作为载体的固定床厌氧反应器的运行性能。结果表明,CF和ACF均是较好的微生物附着的载体材料,具有较强的处理高负荷有机废水和抵抗pH冲击的能力,能显著地提高反应器运行系统的稳定性。具有高比表面积的ACF较之CF更易于微生物固着并挂膜。对照在进水COD超过20 000 mg/L,相应OLR为8.35 kg COD/(m3·d)时,系统开始酸化。而以CF和ACF为载体的反应器能在进水COD高达70 000 mg/L,相应的OLR分别为36.85和39.06 kg COD/(m3·d)的高有机负荷下运行,且系统的pH更稳定。对照及以CF和ACF为载体的反应器的最高容积产气率分别为4.33、17.12和16.12 m3/(m3·d);165 d的累积产气量分别为5 665.4、22 675.8和26 112.8 L,后2者的产气量分别是对照产气量的4.0和4.6倍。     

炭纤维载体固定床厌氧发酵启动运行效果实验

以开发高效率、抗冲击性能强的高浓度有机废水沼气发酵技术为目的，用传统的 UASB反应器作为对照，研究了以炭纤维为生物膜载体的固定床厌氧反应器的启动运行效果。反应器进口废水 COD 为 5 000 mg/L, 水力停留时间 (HRT) 由213 h 逐步缩短为35 h，进水有机容积负荷(OLR)由0.56 kg COD/ (m³·d)提到3.45 kg COD/(m³·d)。结果表明，固定床反应器厌氧发酵的效率比对照高，出水 pH 值也比对照稳定；运行到第 50 d 时，固定床厌氧反应器和对照的 COD去除率分别由第 7 d 的36.56%和33.58%上升到87.9%和62.6%；固定床厌氧反应器的容积比产气率最高为1.16 m³/(m³·d)，累计产气量为415.59 L，而对照的容积比产气率最高值仅为0.31 m³ /(m³·d)，累计产气量为 71.66 L，前者最高容积比产气率和累计产气量分别是后者的3.74倍和5.78倍。固定床厌氧反应器的启动速度、COD 去除率和产甲烷效率显著地高于对照反应器。     

中试螺旋式自循环厌氧反应器处理安乃近制药废水的稳定性能简

以制药废水实验了50 m³螺旋式厌氧反应器（SPAC反应器）的稳定性。采用Augmented Dickey-Fuller（ADF）单位根检验表明，螺旋式反应器具有良好的启动和运行稳定性。负荷冲击实验显示，SPAC反应器具有较好的耐浓度冲击能力和耐水力冲击能力，所能耐受的最大浓度冲击强度大于60 000 （mg·h）/L（进水浓度提升2倍），所能耐受的最大水力冲击强度为300（m³·h）/d（进水流量提升50%）。SPAC反应器还具备受扰恢复能力。在反应液pH低于5.74，出水浓度、COD去除率和容积COD去除速率（VRR）分别为3 500 mg/L、22.30%和2.52 kg/（m³·d）的工况下，经过30 d恢复，出水浓度、COD去除率和VRR的恢复程度达到80%~90%。     

EGSB 反应器处理产氢发酵液简

以厌氧颗粒污泥为接种污泥，对厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理产氢发酵液的启动性能进行了研究。结果表明，在温度为（35±1）℃，水力停留时间（HRT）为6 h的条件下，逐渐提高进水COD，经过40 d连续运行，EGSB反应器启动成功。容积负荷达到14 kg COD/（m³·d）时，COD去除率约为80%，产气量为26.84 L/d，甲烷含量为57.9%。     

多级厌氧法处理螺旋霉素工业发酵菌渣效果的研究简

通过自主设计的多级厌氧反应器系统来考察半连续处理螺旋霉素工业发酵菌渣的效果。该系统总反应体积为44 L，由4个11 L的升流式厌氧反应罐组成，罐体间采用串联方式连接。121 d的连续运行周期分为3个阶段，各阶段的有机负荷率分别为1.27、1.82和2.73 kg COD/（m³·d）。全过程中主要监测了各级罐体的产气量和螺旋霉素的降解。结果表明，多级厌氧反应器系统启动初期会出现产气不稳定现象，经过2个月的运行之后系统达到稳定状态。在有机负荷达到2.73 kg COD/（m³·d）时，各级罐体仍能稳定运行，总产气的45%集中在1号罐。在系统启动初期，螺旋霉素不能被明显降解。运行约80 d后，整个体系达到了快速降解螺旋霉素的状态，在2.73 kg COD/（m³·d）的有机负荷率下，螺旋霉素降解率达到97%，同时可溶性COD降解率也达到了90%。     

改进型升流式固体反应器处理猪粪污新工艺研究

对传统升流式固体反应器（USR）进行改进，反应器内设置专用搅拌器，搅拌器间歇开启，在保留USR各项优势的前提下，使料液与厌氧微生物接触更充分，反应温度更均匀，提高产气率，同时还解决了传统USR的“结壳”问题，提高了反应器的传质效率、甲烷产气率和COD去除效果。进料含固量在12.1%时，水利停留时间为17 d，反应器最高容积负荷达到4.9 kg COD/(m³·d)，产气速率为2.55 m³/(m³·d)，产气率达到0.359 m³/kg干猪粪。     

耐酸厌氧消化污泥处理餐厨垃圾简

采用耐酸驯化的厌氧消化污泥处理餐厨垃圾，在酸性条件下（pH=4.5），对实验装置容积负荷从1.0 kg VS/（m³·d）分9次逐级增加到5.0 kg VS/（m³·d）的过程进行了跟踪监测，并较深入地研究了驯化污泥代谢活性和处理效果。实验结果表明，pH 4.5的耐酸厌氧消化污泥，最佳投加负荷约为4.5 kg VS/（m³·d），此负荷下容积产气率，CH₄含量平均值均达最大，分别为1.68 m³/（m³·d），75.0%。耐酸厌氧消化装置持续增料运行46 d，产甲烷菌仍能保持较高的活性，其COD去除率范围为40.4%~75.0%，仍能保持pH 7.2时处理效果的65.0%~91.8%，表明在低pH、低碱度下实现稳定的产甲烷过程是可行的。     

ASBBR处理超高盐榨菜腌制废水

研究以超高盐榨菜腌制废水为对象，考察填料种类、负荷和温度对ASBBR启动及处理效能的影响。研究结果表明，在温度为30℃，盐度为7%（NaCl计），负荷为1 kg COD/（m³·d）的条件下，采用聚氨酯泡沫填料的反应器经67 d可成功构建超高盐榨菜腌制废水厌氧生物处理系统，较未设置填料、投加半软性组合填料、球形组合填料和聚苯乙烯泡沫填料的反应器分别缩短了26、6、24和18 d，且运行至第79天，可使出水COD降至375 mg/L，COD去除率为92.86%；通过对负荷的阶段逐步提高，可提升反应器有机负荷至15 kg COD/（m³·d），使进水COD为（27 000±2 000）mg/L的超高盐废水，出水COD均值降至2 200 mg/L ，平均去除率达到92.03%；温度对反应器处理效能影响显著，温度分别为30、25、20、15和10℃时，反应器COD去除率分别为92.63%、84.07%、67.13%、54.61%和44.19%。     

容积负荷对ANAMMOX生物滤池脱氮效能的影响及其基质动力学

采用2套启动成功的上向流厌氧氨氧化（ANAMMOX）生物滤柱，通过调节进水NaNO₂和（NH₄）₂SO₄ 的浓度负荷及水力负荷，改变进水容积负荷，探讨容积负荷对ANAMMOX生物滤柱脱氮效能的影响及其动力学模型。结果表明，滤速恒定条件下，通过提高进水基质浓度来提高进水TN容积负荷，其容积负荷去除动力学过程符合Monod-Haldane基质抑制模型。进水NH₄⁺-N与NO₂^--N浓度分别低于100 mg/L和133 mg/L时，反应器脱氮效果不受明显影响，TN容积去除负荷可达4.21 kg/（m³·d），TN去除率可达80%以上。进水基质浓度恒定条件下，通过提高滤速来提高进水TN容积负荷，其容积负荷去除动力学过程符合零级动力学方程。不受基质浓度抑制的条件下，滤速为3.0 m/h、进水容积负荷为8.82 kg/（m³·d）时，反应器总氮容积负荷去除量可达7.15 kg/（m³·d），总氮去除率可达81.1%。     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

天氧污泥对问二氯苯的吸附性能

为了研究灭活厌氧污泥和活性厌氧污泥对问二氯苯（m-DCB）的吸附，考察了吸附平衡时间、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、污泥投加量和pH对吸附m-DCB的影响。结果表明，2种污泥对m-DCB的吸附在1h内达到平衡。应用伪一级、伪二级反应动力学对实验数据进行验证，表明厌氧污泥吸附m-DCB更符合伪二级反应动力学模型。2种污泥对m-DCB的吸附都可以用Langmuir和Freundlich吸附模型拟合，但Langrnuir吸附模型的拟合结果要好于Freundlich模型，且活性厌氧污泥的吸附性能显著高于灭活厌氧污泥。从吸附热力学上看，该吸附为放热反应，低温有利于吸附反应的进行。pH值对2种污泥吸附m-DCB的影响很小。     

采油废水厌氧处理系统的微生物群落特征

为了深入认识石油烃的厌氧降解过程,利用分子生物学技术分析了大庆油田采油废水处理系统厌氧池和进水中的微生物群落特征。基于DGGE和克隆文库的分析结果均表明,厌氧生物膜中存在的古菌源自于采油废水。厌氧生物膜和采油废水中的古菌主要是产甲烷菌,包括嗜甲基的Methanomethylovorans thermophila和利用氢和甲酸的Methanolinea tarda。值得注意的是,氢营养型的M.tarda在厌氧生物膜中得到了富集。进水和厌氧生物膜中的细菌群落结构明显不同。进水中的主要细菌类群为Epsilonproteobacteria,而生物膜中的主要类群为Nitrospira和Deltaproteobacteria。在厌氧生物膜中发现许多与产甲烷古菌(尤其是氢营养型产甲烷菌)协同降解石油烃类物质的细菌相关克隆:其中一个克隆与Syntrophus具有较高的同源性,该类菌是产甲烷菌介导的厌氧烃降解微生物区系中的关键细菌;许多Deltaproteobacteria克隆属于group TA类群,该类群细菌主要参与芳香族化合物产甲烷菌介导的厌氧降解过程。这些结果表明,在大庆油田采油废水厌氧处理系统中已经建立起由产甲烷菌所介导的厌氧石油烃降解的微生物区系。     

生产实践中厌氧颗粒污泥品质评价参数的研究及其实际应用

通过对多组源自实验室和工业反应器厌氧颗粒污泥样品主要特征参数的实验室研究和全面的理论分析,对于众多反映颗粒污泥性质的主要参数进行了筛选,在此基础上建立了一组与工业反应器运行状况关系密切且测定方法简便易行、适宜在生产实践中应用的颗粒污泥品质评价参数。所建参数体系能够较好地反映生产操作条件下厌氧反应器的运行状况,并能为高效厌氧反应器的运行控制提供理论依据。     

固定床厌氧反应器处理高浓度禽畜粪尿

为开展高效厌氧生物技术处理家禽粪便的应用研究,试验依据固定床厌氧反应器(anaerobic pecked bed reac-tor)的特点,设计了一个有效容积为20 L的高效厌氧反应器,以猪粪尿为发酵原料,进水COD浓度范围在4 820~54 000mg/L,实验过程为55 d。按进料的水力停留时间可将实验划分为2个阶段:前期(44 d)和后期(11 d),前期通过提高进料浓度直接提高反应器处理浓度,水力停留时间保持为2 d,每7~8 d为一个周期;后期通过缩短水力停留时间间接提高反应器处理浓度,进料浓度保持不变,每2~3 d为一个周期。通过对厌氧处理系统运行过程中COD、pH、挥发性成分、TN、TP和NH3-N含量的测定,分析了该系统运行特点。结果表明:在发酵的第1~55 d,整个厌氧处理系统能够稳定运行,COD去除率稳定在67%~88%之间;对TN、TP、NH3-N都有很好的去除能力。     

鸡粪卫生无害化处理技术研究

利用2级厌氧处理实验,为中小型养鸡场的鸡粪处理提供了一种处理工艺和新的一体化装置,特别研究了鸡粪卫生无害化处理方法.实验在HRT为3.01 d,有机负荷7.85kg COD/m3·d的条件下,COD去除率达到了75.77%,COD产气率0.381 m3/kg COD·d,出水卫生指标符合国标要求.     

啤酒废水常温厌氧消化启动及运行实验

采用自行设计的复合式厌氧反应器在常温下对啤酒废水进行了厌氧发酵产沼气的实验研究,将进水COD控制在5 000 mg/L左右,采取逐步缩短HRT的方法来提高进水有机负荷,结果表明,启动运行41 d之后,产气量上升速度加快,反应器成功启动运行;在稳定运行过程中,随着负荷的升高,产气量呈阶梯式渐次上升,COD去除率保持在90%以上,出水pH值维持在7.0左右,TSS去除率达到60%以上,出水水质较好,说明该反应器具有较好的厌氧消化处理有机废水的能力。     

不同污泥源厌氧氨氧化污泥的比较

采用厌氧序批式反应器,以好氧硝化污泥和厌氧颗粒污泥为污泥源,通过对氨氮、亚硝酸盐氮、pH等指标的监测和数据分析、污泥颜色变化和菌落电镜照片的观察,研究2种不同污泥源厌氧氨氧化污泥的差异.结果表明,不同污泥源厌氧氨氧化污泥的颜色不同,污泥中具有厌氧氨氧化作用的优势菌不同;由厌氧颗粒污泥为污泥源培养出的厌氧氨氧化污泥具有较高的厌氧氨氧化活性.     

废水中2,6-二硝基酚厌氧毒性和降解动力学研究

在中温(35℃±1℃)厌氧条件下,以葡萄糖为共基质,采用间歇实验方法,研究了2,6-二硝基酚(2,6-DNP)的厌氧产甲烷毒性和厌氧降解动力学.厌氧毒性试验(ATA)以累计产甲烷量和相对活性(RA)为指标,评价了不同浓度2,6-DNP对产甲烷菌的抑制程度;结果表明,2,6-DNP浓度＜20 mg/L时,对产甲烷菌没有抑制作用,浓度为40 mg/L时产生轻度抑制,浓度为80～120 mg/L时产生重度抑制;24 h 2,6-DNP的75%、50%、25%相对抑制浓度分别为30、70和＞120 mg/L.2,6-DNP降解动力学可用Haldane方程来描述,利用非线性拟合求得动力学参数Ks、Rm、Ki分别为179.7 mg/L、4.84 mg/g VSS·h、206.5 mg/L,方差R2=0.94,拟合效果很好.