新型活性污泥废水处理供氧方式—中空纤维膜无泡式供氧研究进展

中空纤维膜无泡式供氧是一种新型活性污泥废水处理供氧方式，具有传氧效率高、无泡沫产生和能耗低的特点。本文对无泡式供氧的基本原理、传质过程、工艺设备、在废水生物处理中的应用、发展前景以及存在问题等方面的国内外研究概况，作一扼要的介绍。     

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。     

厌氧-局部循环供氧生物膜技术处理农村污水

通过模拟农村生活污水水质和间歇进水特点,利用“厌氧-局部循环供氧生物膜”技术,研究该工艺对有机物、氮、磷的去除效果.厌氧池和局部循环供氧池有效容积比为1∶1.6,曝气装置位于局部循环供氧池中间底部,环形导流板将局部循环供氧池分隔成中间好氧区和四周缺氧区,斜管沉淀池前置到厌氧池与局部循环供氧池之间,出水端设置循环水池.装置连续稳定运行12个月,平均进水量为140 L/d,生物反应区HRT为1.3d.监测结果表明,出水COD、BOD、NH3-N、TN和TP平均浓度分别在40.31、3.38、2.69、11.98和0.75 mg/L,达到了国家城镇污水处理厂污染物排放指标(GB-18918-2002)中的一级排放标准.研究表明,厌氧-局部循环供氧技术是一种适合农村分散污水处理的新工艺,可有效减轻农业面源污染.     

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。     

不同供氧策略和氨氮浓度下SBR中微生物群落的演变

以供氧策略和进水氨氮浓度为控制因素,应用PCR-DGGE技术并结合系统处理效果研究SBR内活性污泥微生物群落结构的演替情况。结果表明,在一定范围内,进水氨氮浓度越小越有利于COD和氨氮的去除,同时污泥性状主要受供氧时间的影响,运行前40 d,MLSS值均在4 000 mg·L~(-1)以上波动。微生物群落结构受供氧的影响演替剧烈,多样性指数在时间上呈先增后减的变化趋势,曝停比为4 h∶2 h的间歇曝气B方案下菌种最丰富,多样性指数达1.092、1.079。切胶测序结果显示,SBR系统内微生物菌种大部分为未培养菌种,其中酸杆菌属和绿弯菌属占据优势地位,这些菌种在污水生物处理中对污泥性能和系统的运行有重要的影响。     

阴极电生H_2O_2及电-Fenton法降解甲基橙

对石墨-PTFE阴极的主要制作参数和在无隔膜系统中电生H2O2的主要工艺参数进行了研究。结果发现,石墨与PTFE的质量比为4∶1~3∶1之间的石墨-PTFE阴极经350℃1 h煅烧后性能最好。采用磁力搅拌代替通常的氧气扩散和空气鼓泡等供氧方法,可简化系统的供氧设备,降低废水的处理成本,更易于放大和实施,且可充分利用阳极电生的氧气。石墨-PTFE阴极有较好的稳定性,重复使用10次之后,电生H2O2的活性没有下降。在由石墨-PTFE阴极和铁阳极组成的电-Fenton系统中对甲基橙溶液进行了降解,脱色效果显著。     

两级交替回流厌氧局部供氧生物膜技术对分散污水有机物和氮的去除效果

利用两级交替回流/厌氧/局部供氧生物膜技术处理农业园区的分散污水,研究了有机物和氮的去除效果。结果表明,COD、BOD5、氨氮和总氮的平均去除率分别为64.9%、71.6%、64.4%、45.5%,出水平均质量浓度分别为54.7、15.3、9.2、17.2mg/L,基本达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准。该技术在冬季低温期和水质复杂期也能够稳定运行。     

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.     

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.     

城市固体有机废物堆肥实施装置设计

根据城市固体有机废物的特点和性质，设计了一种堆肥的实验装置，该市场包括空间结构设计，通风系统设计和搅拌系统设计，空间结构设计的特点是小型的，用于实验室研究的，仓式动态好氧结构，通风系统的设计是以供氧，散热和去除水分所需通风量为基础，搅拌系统设计包括搅拌器的结构设计和所需动力设计。     

污泥浓度对微孔曝气氧传质过程的影响

污泥浓度是影响微孔曝气氧传质过程的重要因素之一。在小试及中试规模上，研究了不同污泥浓度对微孔曝气氧传质过程的影响，得出曝气性能随污泥浓度的变化规律。结果表明，当污泥浓度低于2000mg／L时，曝气性能随浓度的增大而增强，在2000～3000mg／L时，KLa达到最大值；当污泥浓度大于2000～3000mg／L时，曝气性能随污泥浓度增大而降低，当污泥浓度大于5000mg／L时，曝气性能急剧降低。这一规律对于在设计和运行中合理确定污水处理中的污泥浓度，在达到处理效果的前提下，尽量降低电耗具有重要意义。     

Emissions of OTNE (Iso-E-super) - mass flows in sewage treatment plants

The fate and mass flows of OTNE ([1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-2,3,8,8-tetramethylnaphthalen-2yl]ethan-1-one) which is commercialized as Iso-E-Super were studied in three large scale sewage treatment plants (STPs) in detail. The results are compared to 14 smaller ones located in Germany and Switzerland. OTNE inflow concentrations ranged from 4000 to 13,000 ngl(-1) while the effluent concentrations ranged from 500 to 6,900 ngl(-1). It is eliminated from the waste water with 56-64% during waste water treatment. High OTNE concentrations in sewage sludge showed that the elimination was mainly driven by sorption to sludge. This complies with major elimination in the first settling basins (primary settling tanks) while it was removed to a lesser extent in the aeration basin of the activated sludge treatment or in successive biofilters. The mass flows of OTNE in the influent of the German STPs were between 0.9 and 1.9 g per inhabitant and year. In the annual effluents mass flows of OTNE ranged between 0.2 and 0.8 g per inhabitant which complies with data measured in 13 smaller STPs from Switzerland. The similarity of data suggests that the observed mass flow data might be extrapolated to other European regions.     

Effect of bubble-induced surface turbulence on gas-liquid mass transfer in diffused aeration systems.

Models that predict volatilization of organic compounds from wastewater treatment basins may underestimate emission rates if the surfaces are considered as quiescent. In reality, the water surface may be agitated by subsurface aeration, increasing mass transfer across the tank surface air-water interface. This study investigated the effect of turbulence, induced by diffused bubble aeration, on mass transfer at the water surface of a pilot aeration basin. The mass transfer of ammonia from an enclosed headspace over the basin to acidified water was measured when different diffuser types and airflow rates were applied. Oxygen-transfer tests were conducted immediately following each ammonia-transfer test. Increasing airflow rates through fine- and coarse-bubble diffusers had a significant effect on the ammonia mass-transfer rate. Experimental mass-transfer parameters (K(L)a's) for surface volatilization derived with aeration present were up to 48% higher than the K(L)a values for quiescent conditions over the range of conditions tested. No effect of diffuser type on ammonia transfer could be determined. The study results infer an effect on oxygen transfer into the water at the surface and potential transfer of volatile organic compounds, if present, from the water. The results of the ammonia mass-transfer experiments suggest that adjustments to the existing mass transfer correlations for surface volatilization from aeration basins may be in order. Such adjustments will have the greatest effect on predictions for the less volatile compounds, under conditions of low airflow rates.     

低压供气式射流器工业化性能研究

简要介绍了低压供气式射流器的工作原理和作用,对其在氧化沟污水处理工艺中的氧利用率和动力效率等因素做了测试和分析,比较了不同水深对充氧性能的影响。结果表明,低压供气式射流曝气器氧利用率达23.17%,动力效率达2.43 kg O2/(kW.h),优于其他形式的曝气设备,可以有效降低能耗。     

Simultaneous nitrification and denitrification in an aerobic reactor with granular sludge originating from an upflow anaerobic sludge bed reactor.

Anaerobic granular sludge, obtained from an upflow anaerobic sludge bed reactor at a brewery waste treatment station, was cultured for 3 months under aeration conditions until the diameter of sludge was in the range 1.8 to 2.6 mm. The aerobic granular sludge gathered acquired the ability of catalyzing simultaneous nitrification and denitrification (SND) and was applied in the study of the process of nitrogen removal in a bioreactor. The ratio between chemical oxygen demand (COD) and ammonium-nitrogen (NH4(+)-N) concentration in the influent was found to be an important factor influencing the process of SND. The final percentage removal of NH4(+)-N reached 100% under the optimal condition of 500 mg/L COD and 0.39 NH4(+)-N/COD. Intermediate products, such as nitrite-nitrogen and nitrate-nitrogen, were also analyzed to clarify the SND process with the aerobic granular sludge.     

有机废水有效微生物处理实验研究

应用有效微生物对高浓度有机工业废水进行处理实验,初步探讨了影响有效微生物废水处理的几个重要主其特点。首先对有效微生物进行驯化,然后进行工业废水处理实验。结果表明,采取间歇式曝气,采取间歇式曝气,接种量为１／５０００,酸度控制在偏酸性范围,与常规废水处理相比,具有节约能源、废泥产生量少、除臭等特点。     

膜生物反应器内流场动力学特性的PIV实验研究

浸没式膜生物反应器系统内膜面附近的气液两相流动力学特性对控制浓差极化和膜污染具有重要影响。应用粒子图像测速(PIV)技术对浸没式膜生物反应器内近膜面的液相流场动力学特性进行了研究。采用相分离技术灰度分辨法将通过PIV技术得到的气液两相流场图像中的液相速度场进行辨别,得到膜面附近的液相流场数据,并应用Tecplot软件计算得出液相流的涡量特性。在3 mm曝气孔径,2.5、3.0、3.5、4.5、5.5和6.5 m3/h 6种曝气强度下分析了膜面附近的液相速度场和涡量场。结果表明,曝气强度对液相流场和涡量场的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得液相速度和涡量增加,同时,分析了3 mm孔径下圆帽状气泡的动力学特性。研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。     

微气泡曝气中氧传质特性研究

气泡曝气过程中氧传质对于好氧生物处理过程具有重要意义。采用水力旋转剪切微气泡发生装置,考察了运行条件和水质特性对微气泡曝气中氧传质特性的影响。结果表明,微气泡曝气可获得较高的气含率和气泡停留时间;表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)可以提高微气泡曝气的气含率和气泡停留时间。微气泡曝气中氧的总体积传质系数明显高于传统气泡曝气。总体积传质系数随着空气流量的增加而增加;氧传质效率随着空气流量的增加而减小,且对空气流量的变化更为敏感。在温度15~35℃范围内,微气泡曝气中氧的总体积传质系数随着温度的增加而增加,变化关系与传统气泡曝气基本相同,但对温度的变化更为敏感。微气泡曝气中,表面活性剂SDS会使氧的总体积传质系数略有降低,其不利影响明显小于传统气泡曝气;氧的总体积传质系数随盐度(NaC l浓度)增加而逐渐增加,并在NaC l浓度5 000 mg/L后趋于稳定。