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简

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。     

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。     

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。     

厌氧折流板反应器处理化纤厂棉浆粕综合废水的实验研究

对新型厌氧反应器(ABR)处理化纤厂棉浆粕综合废水进行了研究。试验结果表明:采用ABR厌氧处理该废水,可以有效去除其中的有机物,在HRT为1d、进水COD为3360mg/L、有机负荷(OLR)为3.36kgCOD/(m3·d)的条件下,COD去除率为71.5%,出水COD降至958mg/L;利用浆粕黑液和纺丝废水混合调节pH,可以减少碱的用量,降低运行成本。     

UASB处理硫酸盐有机废水的启动

为了考察上流式厌氧污泥床反应器(UASB)处理含硫酸盐有机废水的特性,采用有效容积为10 L的UASB,研究了启动运行过程中COD和SO2-4降解情况、出水VFA和pH值、产气量及颗粒污泥比产甲烷活性(SMA)变化状况。结果表明,接种厌氧颗粒污泥,保持进水COD为1 500 mg/L,SO2-4浓度为100 mg/L,将HRT由24 h缩短至12 h以提高负荷,经历55 d成功启动了UASB反应器;当HRT为12 h,进水COD和SO2-4负荷为3.0 kg/(m3·d)和0.20 kg/(m3·d),COD和SO2-4的去除率分别达到80%和89%,出水VFA为3 mmol/L,产气量达9.5 L/d,颗粒污泥的SMA为86.4 mL/(g VSS·d)。     

有机负荷冲击对固定床厌氧反应器启动及古菌群落动态影响

为开发高效率、抗冲击能力强的有机废水沼气发酵技术,以人工配制的糖蜜废水为试材,在不同有机负荷(1.7~6.73 kg/(m3·d))的冲击方式下,对4个炭纤维膜为载体固定床厌氧反应器的启动进行了研究。通过COD去除率、p H、产气量、甲烷含量、变性梯度凝胶电泳(DGGE)、16S r DNA克隆文库技术、实时荧光定量PCR(Q-PCR)等指标和方法,分析炭纤维载体在抵御有机负荷冲击过程中的作用及对微生物定殖的贡献。结果表明,在不同有机负荷冲击下,4个炭纤维载体固定床厌氧反应器在第40天时均启动成功,其产气量稳定在21 L左右,出水p H在6.8~7.5之间,COD去除率在80%以上,甲烷含量在75%以上,其中冲击最大的R2反应器(COD每隔5 d增加5 000 mg/L)的有机负荷是固定床厌氧反应器的一个阈值。附着在炭纤维载体上的产甲烷古菌的多样性丰富,并且繁殖缓慢、容易附着的产甲烷微菌(MMB)的16S rRNA基因浓度最高,反应器中占优势的产甲烷菌是甲烷鬃毛菌(MST)和产甲烷微菌(MMB),说明炭纤维载体对微生物的定殖起到非常重要的作用,提高了污泥活性,从而提高了反应器的性能。     

推流式反应器厌氧消化浮萍和猪粪混合物

使用带隔板的推流式反应器(体积约为4 m3),对浮萍与猪粪(干重比1:1,湿重比7:1)的混合物、猪粪进行为期50 d的中温厌氧消化产气性能比较研究,结果表明,在有机负荷为3.5 g(VS)/(L·d)时,浮萍与猪粪(干重比1:1,湿重比7:1)混合物的VS产气率为0.31 L/g,COD转化率为63.2％,反应器容积产气率为1.00 m3/(m3·d)；猪粪的VS产气率为0.28 L/g,COD转化率为57.1％,反应器容积产气率为0.71m3/(m3·d).进料COD和SS的平均浓度分别为19.19 g/L和14.28 g/L,推流式反应器对其平均去除率分别为59.7％和68.7％.由此说明,带隔板的推流式厌氧反应器对浮萍和猪粪的混合物有较好的厌氧消化能力,浮萍与猪粪混合物的厌氧消化性能优于猪粪.     

消化液回流比与有机负荷率对餐厨垃圾厌氧消化的影响

在试验的基础上研究了消化液回流比与有机负荷率(OLR)对餐厨垃圾厌氧消化的影响.试验通过改变OLR、消化液回流比等参数来控制其运行.研究发现,当回流比从零提高到180%时,OLR分别为9.933、14.900 g/(L·d)的厌氧消化系统COD去除率分别从79.45%、80.13%上升到81.98%、83.33%;当OLR为19.866 g/(L·d)时,提高回流比会造成COD去除率的下降.系统在较低负荷运行时,回流比的提高使系统的产气率有明显的增加.研究认为,180%的回流比仅适用于低OLR(9.933、14.900 g/(L·d)),当系统处于高OLR(19.866 g/(L·d))时,高回流比会造成挥发性脂肪酸(VFA)和钠离子的积累,进而影响消化系统的性能.     

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.     

UASB处理甲醇废水的实验研究

利用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器在中温条件下处理高COD浓度的甲醇废水。当反应器稳定运行,进水COD=36 000 mg/L时,容积负荷可达到70~74 kg COD/(m3.d),COD去除率可以达到95%以上,出水COD2 000 mg/L。通过实验取得的良好实验效果,为利用厌氧技术处理甲醇废水提供了设计依据。     

强化循环厌氧反应器处理印染废水的中试启动研究

应用自主研制的强化循环厌氧反应器(SCAR)中试规模处理实际印染废水,研究反应器的启动特性。反应器接种厌氧颗粒污泥后启动运行83 d,形成连续内循环并实现了对印染废水处理的高效稳定运行。在进水COD浓度1 000~3 650 mg/L、系统容积负荷0.7~6.4 kg/(m3·d)条件下,废水COD和色度平均去除率分别达到55%和73%。反应器内较高浓度的NH+4-N保证了系统pH的稳定性,350~600 mg/L的NH+4-N浓度没有对强化循环厌氧反应器产生抑制作用,系统内也没有出现VFA(以乙酸计)积累。启动过程中,厌氧颗粒污泥的粒径增大、沉降性能变好。启动实验完成时,反应器内微生物的脱氢酶活性(以TF计)和辅酶F420浓度分别为3.4973 mg/(g·h)和0.1872μmol/g。     

颗粒污泥接种UASB反应器处理木糖醇废水试验研究

采用颗粒污泥接种UASB厌氧反应器处理木糖醇生产废水,对废水进行预调配后,由电控柜控制间歇进水.试验结果表明在进水COD为3～5g/L,COD容积负荷在2.70～4.64 kg/(m3·d)的范围时,有机污染物的去除率可稳定地保持在76%～88%,对厌氧出水再进行普通活性污泥法好氧后处理,出水COD可达到100 ms/L以下,稳定地达到国家要求的废水一级排放标准.     

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。     

常温条件下2种厌氧折流板反应器处理淀粉废水的启动实验

为了研究厌氧折流板反应器在常温下的启动情况,在22.5～30.2℃条件下,对不加填料的5隔室厌氧折流板反应器和加填料的4隔室复合式厌氧折流板反应器同步进行了启动实验。实验用水为高浓度淀粉废水,两反应器采用相同的启动策略,即梯度增加进水COD浓度与降低水力停留时间相结合的方式。两反应器有效容积均为47.8 L,启动初始负荷为0.6 kg COD/(m3.d),逐渐增加到10 kg COD/(m3.d)。实验表明,经过6个阶段87 d的运行,反应器启动完成,并成功培养出颗粒污泥,两反应器对COD的去除率都能达到85%以上。在启动过程中两反应器对COD的去除效率相近。     

对乙酰氨基苯磺酰氯生产废水的UASB处理及硫酸盐的影响

采用UASB处理以甲醇为有机溶剂的对乙酰氨基苯璜酰氯(p-ASC)生产废水。通过逐步减少HRT,考察有机负荷(OLR)从2.0 g COD/(L·d)逐步提高到24.0 g COD/(L·d)过程中反应器处理效果的变化。结果表明,在最优的OLR 7.0 g COD/(L·d)的条件下,p-ASC和COD的去除率分别能达到76%和100%。虽然进水没有硫酸盐,但是出水却有硫化物和硫酸盐的产生。进一步保持最优的OLR条件下的HRT(0.45 d)不变,逐步增加进水p-ASC浓度到1 100 mg/L,产甲烷菌没有发现受到抑制。持续增加进水硫酸盐浓度到3 000 mg/L,发现硫酸盐还原菌没有受到抑制,但是产甲烷菌却受到抑制,最后减少硫酸盐浓度到1 000 mg/L,厌氧系统在1周后几乎完全恢复。     

啤酒生产废水处理设计及运行研究

分析了年产15万t啤酒的生产废水情况,介绍了采用IC厌氧反应器-一体化氧化沟处理该生产废水(7 200 m3/d)的工艺路线和主要设计参数,讨论了废水处理系统的运行情况.其中IC厌氧反应器的HRT为8 h,运行温度为35～37 ℃;一体化氧化沟包括氧化沟段和沉淀池段,总尺寸为40 m×24 m×6 m.IC厌氧反应器COD容积负荷在7.78 kg/(m3·d)时,COD去除率为84%左右.整套废水处理系统的COD总去除率为98%左右,出水COD小于80 mg/L.厌氧所产生的沼气可用于废水的升温.     

厌氧接触式反应器预处理高浓度丙烯酸废水

采用厌氧接触式反应器,对自配丙烯酸(AA)废水进行预处理.反应器经污泥驯化稳定运行后,在HRT为12h,进水丙烯酸浓度为1000～3 000 mg/L,丙烯酸容积负荷为2～6 kg AA/(m3·d),污泥负荷为0.67～2.00kg AA/(kg VSS·d)的条件下,丙烯酸去除率达95%以上,出水丙烯酸浓度低于16...     

BLR厌氧反应器处理垃圾焚烧厂渗滤液工程运行效能

采用1 100 m3BLR(biogas-lift reactor)厌氧反应器对垃圾焚烧厂渗滤液进行工程化处置,接种污泥为消化污泥,正常运行温度控制在(33±2)℃,启动负荷为1 kg COD/(m3·d),120 d后容积负荷达到10 kg/(m3·d)并稳定运行,出水COD浓度为4 500~6 500 mg/L,COD去除率为88%~92%,出水VFA含量为200~600 mg/L,p H值稳定在7.4~7.7,出水SS含量为1 000 mg/L左右,并可观察到沉降性较好的颗粒化污泥。反应器运行初期将VFA/ALK控制在1.6以内,系统并未因VFA积累而酸化崩溃,运行后期VFA/ALK值小于0.3,系统稳定运行。运行过程中进水氨氮浓度从400 mg/L升高到2 200 mg/L,未发现氨氮对厌氧生物处理的明显抑制现象。垃圾渗滤液中平均每去除1 kg COD产生沼气量为0.32 m3。     

厌氧膜生物反应器处理酒厂废水运行特性研究

在一体式平板厌氧膜生物反应器处理酒厂废水的试验中,研究了污染物的去除效果和平板膜组件的运行、污染情况.试验结果表明,COD容积负荷为3～7 kg/(m3·d)、水力停留时间(HRT)为16 h时,平均COD去除率达94.2%;在膜通量为4.6 L/(m2·h)、上升流速为2.5 m/h的条件下,平板膜组件能够连续运行18～20 d;在该试验中临界通量和临界上升流速分别为10～15 L/(m2·h)和5.0m/h,平板膜组件应该在这两个临界值之下运行.膜过滤阻力分析测试结果表明,泥饼层阻力是总阻力的最大组成部分.     

金属离子对有机垃圾两相厌氧系统中UASB处理效果的促进作用

在"水解溶出 UASB反应器"处理城镇有机垃圾的两相厌氧系统中,向UASB反应器进水中添加K、Mg、Fe、Co、Ni 5种金属离子的组合促进剂,通过对UASB反应器容积负荷、产气量、产甲烷量在添加组合促进剂前后的比较,研究了组合促进剂(K、Mg、Fe、Co、Ni)对有机垃圾浸出液厌氧消化过程的促进作用.试验结果表明,添加组合促进剂后,反应器的平均容积负荷从12.89 kg COD/m3·d提高到17.79 kg COD/m3·d;平均污泥负荷从0.82 kg COD/kg VSS·d提高到1.07 kg COD/kg VSS·d.此外,平均每千克COD产气量为392.5 L,比添加组合促进剂之前增大了6.4%;而平均每千克COD产甲烷量为297.5 L,比添加组合促进剂之前增大了10.5%.对于氨氮、挥发性脂肪酸(VFA)、pH及碱度来说,在添加组合促进剂之后则无大的变化.