模拟生物反应器加速产甲烷过程研究

渗滤液原液回灌易导致填埋垃圾产甲烷过程的滞后,从而对甲烷收集利用产生不利影响。通过3根实验室模拟生物反应器,研究了原液回灌(C1)、渗滤液好氧预处理后回灌(C2)和原液回灌+垃圾层上部通风曝气(C3)3种填埋方式下的填埋气产气规律。结果表明,C1甲烷浓度经历短暂上升,达到19.5%后开始逐渐降低,产甲烷速率和产甲烷总量均很低;C2甲烷浓度逐渐上升,在第121天时甲烷浓度达到50%,产甲烷最高速率和产甲烷总量分别为0.31 L/(kg·d)和25.2 L/kg。在停止上部垃圾层通风曝气后,C3甲烷浓度迅速上升,在81 d时甲烷浓度便达到50%以上,最大产甲烷速率和产甲烷总量分别为0.22 L/(kg·d)和16.0 L/kg。对各模拟柱填埋气可回收性评价结果表明,C3填埋气可回收利用比例最高,C2略低,C1在实验期间内则无可回收利用气体产生。     

曝气频率对生物反应器渗滤液与填埋气的影响

传统生物反应器填埋场长期以来存在酸化阶段过长和能源回收利用率低等同题.上层垃圾好氧处理可有效实现垃圾快速降解与集中甲烷化.为探究好氧处理阶段不同曝气频率对生物反应器填埋场运行效果的影响,设置厌氧生物反应器A1作为对照,曝气频率不同的上层曝气式生物反应器C1和C2为实验组进行实验.结果表明,上层垃圾好氧处理可有效改善填埋柱内高浓度挥发性脂肪酸(VFA)累积现象,缩短酸化阶段,促进甲烷化环境建立.至曝气结束,C1和C2填埋柱内渗滤液COD低于30 000 mg/L,VFA浓度降也降低到10 000 mg/L以下.好氧处理阶段,增大曝气频率可提高填埋垃圾对渗滤液pH的缓冲作用,扩大甲烷化面积,促进高浓度甲烷化过程的快速发生.与C1相比,曝气频率较高的C2反应器提前15 d达到pH为7的预处理要求,曝气阶段氨氮浓度经历先上后下,填埋柱日产甲烷量700 mL,约为C1产气能力的2倍.但考虑到实际氧气利用率与经济性能问题,曝气频率的选择不宜过大.     

微好氧预处理对市政污泥厌氧消化产甲烷的影响

针对目前市政污泥处理资源化与减量化效率低的问题,利用微好氧预处理技术进行预处理,提高其甲烷产量。利用有机物溶出效率、VSS减量、甲烷产量3项指标对预处理效果进行了评价;研究了不同参数条件下微好氧预处理对市政污泥厌氧消化产甲烷的影响;探讨了微好氧预处理对污泥胞外聚合物的影响。结果表明,微好氧预处理可以促进污泥溶解性有机物释放、提高VSS去除率;在最佳反应条件下(曝气强度0.30m3·(min·m3)-1、预处理时间12 h),相对于未经过预处理的工况,甲烷产量可提高26.77%;微好氧预处理对剩余污泥活性细胞的影响主要发生在胞外聚合物部分,同时也存在对活性微生物的破解作用。市政污泥经过微好氧预处理后,可有效提升后续中温厌氧消化或高温厌氧消化的甲烷产量。     

曝气生物流化床处理高氨氮粪便污水

应用好氧曝气生物流化床反应器处理动车集便器粪便污水,研究反应器同步硝化反硝化脱氮及去除COD效能,以及DO对处理效能的影响,通过镜检观察反应器内微生物特性,探究反应器同步硝化反硝化脱氮机理。结果表明,反应器维持DO在2.5 mg/L左右时,对粪便污水中氨氮、TN和COD的去除率分别达99.8%、84.1%和95.5%,在好氧曝气生物流化床反应器中,实现同步硝化反硝化脱氮并去除有机物。分析认为,反硝化脱氮主要发生在生物膜内的厌氧微环境,反硝化反应主要由厌氧反硝化菌完成,曝气生物流化床反应器同步硝化反硝化脱氮机理主要从微环境理论解释。     

两相厌氧反应器相分离实验研究

在两相上流式厌氧生物反应器(UASB)动力学启动成功的条件下,选用钼酸盐作为产甲烷菌抑制剂,进行进一步的分相实验。实验前3 d在产酸相反应器进水中投加2.0 mmol/L的钼酸钠溶液,出水不进入产甲烷反应器。然后停止投加钼酸钠溶液,再运行3 d,出水依然不进入产甲烷反应器。6 d后,产酸反应器出水开始进入产甲烷反应器。结果表明:在停止投加钼酸盐后产酸菌便迅速恢复,而钼酸盐对产甲烷菌的作用是杀灭性的;产酸相出水去除效果降低,但是其酸化率由50%左右上升并最终稳定在60%左右,同时两相厌氧反应器整体去除效率提高。     

上流式厌氧污泥床反应器处理饮料废水

通过监测西安可口可乐饮料有限公司污水处理站的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,探讨饮料废水厌氧处理过程中COD去除率、沼气组分、氢分压、出水挥发性脂肪酸、产甲烷活性以及污泥形态。结果表明,UASB反应器对饮料废水中的COD去除率达到84.55%,产生的沼气中甲烷组分含量高达74.5%。反应器内的氢分压仅2.5 Pa,为水解发酵和产氢产乙酸过程创造了良好的条件。UASB反应器中污泥具有较高的产甲烷活性,以乙酸、丙酸和丁酸为基质时,最大比产甲烷活性分别为407.14、331.74和241.27 m L CH4/(g VSS·d)。UASB反应器中的污泥形态主要为絮状,甲烷菌中的优势菌为甲烷丝菌,同时存在少量甲烷杆菌。针对该厂UASB反应器中污泥的现状,提出了影响颗粒化的因素和控制措施,为后期的运行和管理提供了参考依据。     

机械淋滤-厌氧生物组合工艺处理有机生活垃圾中试研究

采用机械淋滤/厌氧生物组合工艺,充分发挥机械淋滤反应器的水解酸化功能和厌氧生物反应器的产甲烷功能,对有机生活垃圾进行了中试规模处理。厌氧生物反应器经过接种,15 d驯化完成。厌氧反应器出水回流淋洗水量对机械淋滤反应器运行特征有较大影响,当回流淋洗水量为3.0 m3/d时,淋滤液COD、VFA第8天时浓度分别为41 000 kg/L和2 000 kg/L。对机械淋滤反应器/厌氧反应器组合工艺进行了多批次实验,每吨有机生活垃圾平均产生沼气87.2 m3,甲烷含量稳定在75%,平均产沼系数为0.46 m3/kg COD,厌氧生物反应器出水COD平均值为560 mg/L,在对有机生活垃圾处理的同时实现有机生活垃圾资源化利用。     

城市垃圾厌氧干发酵非甲烷菌群分布变化研究

为研究非甲烷菌的菌群分布随时间、空间变化对厌氧干发酵的影响,以城市垃圾为原料进行分析,同时测定pH值。结果表明,启动阶段好氧及兼性厌氧细菌属优势菌,其中产酸菌增殖速率高于氨化细菌,7 d达最大值2.95×109MPN/mL,是启动阶段降解有机质的主要菌群,而氨化菌在15 d达最大值1.93×108MPN/mL。随后厌氧细菌快速增殖并保持稳定,且仍是产酸菌占优势,15 d达最大值1.55×1010MPN/mL。厌氧纤维素降解菌增殖较慢,发酵30 d不足105MPN/mL,说明原料中纤维素降解在厌氧发酵后期。空间方面,好氧及兼性厌氧产酸菌在顶部中心最活跃,最大值是底部中心的1.4倍;厌氧产酸菌集中在底部,最大值是顶部的1.2倍。好氧氨化菌在中部中心增殖最多,厌氧氨化菌在中部边缘达最大值1.95×108MPN/mL。纤维素降解菌在底部开始增殖。研究为提高干发酵反应效率和合理设计干发酵反应器提供有效参考数据。     

DIC厌氧反应器在医药废水处理中的应用

以微电解和催化氧化技术作为预处理，采用双循环厌氧反应器、生物接触氧化以及曝气生物滤池工艺，处理吡啶类医药废水，出水各项指标均达到了国家排放标准《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准。其中双循环厌氧反应器，处理经预处理后的医药废水时，容积负荷可达8.6 kg COD/(m³·d)，COD去除效率可达83.8%。     

用于废水处理的膜曝气生物反应器

膜曝气生物反应器是一种利用透气膜进行曝气的污水生物处理组合新工艺.膜曝气的主要特点在于无泡曝气和特殊结构的生物膜.无泡曝气可提高传氧效率,在高浓度废水或含挥发性有机物废水的处理中具有优势.曝气膜上生长的生物膜具有传质异向性,这一特点使其具有同步除碳脱氮的潜力.介绍了膜曝气生物反应器的工艺特点,总结了国内外对于膜曝气生物反应器在废水处理方面的研究进展,指出当前膜曝气生物反应器应用中存在的问题,并展望了今后的发展前景.     

曝气量和曝气时长对好氧颗粒污泥活性恢复的影响

采用啤酒废水,在SBR中对在4℃的冰箱中储存8周的好氧颗粒污泥进行活性恢复。设置曝气时长分别为150 min和270 min,曝气量分别为0.1 m3/h和0.2 m3/h,考察了曝气时长和曝气量对好氧颗粒污泥活性恢复的影响。实验结果表明,好氧颗粒污泥在4℃冰箱中储存8周后,其颜色、粒径无明显变化;设置较长曝气时间(270 min)、较大曝气量(0.2 m3/h)时,颗粒污泥平均沉降速率、MLSS和SVI恢复最快,且对COD处理效果也恢复较快。而短曝气时间(150 min)、小曝气量(0.1 m3/h)有利于好氧颗粒污泥对氨氮去除效果的恢复。     

曝气条件对串联潜流人工湿地净污效果的影响

选取砾石、炉渣和沸石作为级配基质,构建由三级串联的潜流人工湿地模型,研究了针对三级串联的潜流人工湿地,不同曝气位置和曝气量对人工模拟污水净化效果的影响,并对两个影响因素进行二维方差分析,对曝气条件进行了优选。选取表层曝气、中层曝气、底层曝气3种曝气位置和气水体积比3∶1、6∶1、9∶1的3种曝气量。运行结果表明:曝气后,NH3-N和COD去除率上升,NH3-N去除率由7.80%最高提升到23.79%,COD去除率由5.42%最高提升至23.04%,但PO3-4-P去除率下降,由24.32%最低降至9.76%。优选的曝气位置是底层曝气,优选的气水体积比是6∶1,此时NH3-N、COD、PO3-4-P去除率分别是21.21%、23.04%、13.54%。曝气位置和曝气量的交互作用对NH3-N和COD去除率有显著影响,对PO3-4-P去除率影响不显著。     

连续/间歇曝气改良一体化氧化沟处理生活污水对比试验研究

为了提高改良一体化氧化沟(MIOD)的除磷效率和降低运行能耗,分别对连续曝气和间歇曝气(曝气1 h/停曝1 h)2种运行方式下系统处理生活污水的效果进行了对比试验研究.结果表明:(1)连续曝气运行方式下系统对COD、NH3-N、TP的去除率分别为85.28％、91.14％、73.09％；间歇曝气运行方式下系统对COD、...     

曝气-絮凝处理垃圾渗滤液研究

通过现场处理 ,对垃圾渗滤液的曝气 -絮凝处理进行了研究。结果表明该方法对渗滤液的色度、COD、总磷去除率达 80 %以上 ,对氨氮去除率达 60 %以上。在此基础上提出了最优综合控制指标     

堆肥系统的通风设计

对堆肥系统的两种不同风机选型方法及计算结果进行了比较.根据计算结果,方法二所选风机的风量、风压和功率都大于方法一所选的风机.对于堆肥系统,目前常用的风机选型方法为方法二.污泥堆肥中试的结果初步表明:方法二所选风机的风量偏大,而方法一所选风机的风量比较适宜.     

膜生物反应器处理生活污水无泡供氧研究

用疏水性微孔膜制成的供氧器，向水溶液或发酵液供氧时，无气泡产生，这种无泡式供氧方式突破了传统的泡式供氧模式，具有传氧效率高，无泡沫产生和动力消耗低等优点，在膜生物反应器中用无泡式供氧进行生活污水处理试验研究，结果表明，它对生活污水中CODcr、BOD5、NH3－N、SS、大肠杆菌等都具有较好的去除效果。     

固定化微生物技术在无泡供氧膜生物反应器中的应用研究

实验采用中空纤维膜作为无泡供氧及生物膜载体，采用包埋固定化技术进行挂膜及污水处理研究。通过装置改进，较好地解决了无曝气条件下的底物传质问题，提高了传质效率，确定了最佳包埋剂及固定化条件，缩短了挂膜时间和提高了污染物的去除效果。实验结果表明，采用PVA作为包埋剂，且包泥量为1：1的情况下，挂膜时间可缩短为一周左右，COD和氨氮的去除率分别稳定在90％和80％左右。     

CAST工艺曝气时间的实验研究

结合姜堰市城市生活污水处理厂的设计，在CAS工艺中，进行了曝气时间对COD和NH3-N去除率影响的探讨。实验研究表明，延长曝气时间对于COD和NH3-N的去除是有利的，曝气时间控制在3h较为适宜。     

曝气沉砂池除砂机理分析

针对曝气沉砂池小试装置模型，通过配砂实验对沉砂池除砂率进行统计分析，研究曝气强度与HRT对沉砂池除砂率的影响。实验结果表明，不同曝气强度下，随着HRT变化，除砂率逐渐上升，并最终趋于平衡状态；不同HRT下，曝气强度与除砂率近似呈现一定的线性关系，且随着曝气强度的增大，除砂率降低；在HRT小于1min时，砂粒的运行路径和沉降时间缩短，不利于砂粒的去除；在HRT大于1min时，其中1、3和4min，随着气水比的增加除砂率降低幅度相对较小，曝气所引起的横向环流在一定程度上有利于砂粒的沉降，而HRT为2min时，除砂率降幅却很大，这与砂粒在曝气沉砂池池体断面分布有关，即断面处旋转流速和水平流速的大小变化将影响砂粒的运动；相比曝气强度，HRT对除砂率的影响较大。