通气量及曝气密度对微孔曝气器充氧性能影响的中试研究

通气量及曝气密度是曝气系统重要的运行参数,在中试条件下,以充氧能力和氧利用率为评价指标,研究了橡胶膜及刚玉微孔曝气器在不同通气量及曝气密度下充氧性能的变化规律。结果表明:橡胶膜微孔曝气器的充氧能力随通气量及曝气密度的增大而增大,氧利用率随通气量及曝气密度的提高先增大后减小。刚玉微孔曝气器充氧能力随曝气密度的增大而增大,氧利用率随通气量的增大而减小,而随曝气密度的增大先增大后减小。橡胶膜微孔曝气器氧利用率最大时,其最佳通气量为3.0 m3/h时,最佳曝气密度为4.5%~5.5%,刚玉微孔曝气器最佳曝气密度为11%~15%。     

介质阻挡气液两相放电灭活大肠杆菌

采用双向窄脉冲介质阻挡气液两相放电技术,对大肠杆菌灭活效果进行了试验.研究了曝气量、初始含菌量、处理时间、电场强度及电导率与大肠杆菌灭活率的关系.结果表明,菌体灭活率随初始含菌量、电场强度、处理时间的增加而增大,但随电导率的增加而减小.较佳的曝气量为0.75m³/h.     

曝气条件对等温层曝气器充氧性能的影响

分析了等温层曝气器曝气室内气泡—水接触界面的氧传质过程,确定了表征氧传质效果的各项参数,在双膜理论基础上建立了等温层曝气充氧动力学模型及其解析方法.应用本模型预测了美国Prince湖等温层曝气器的充氧效果.根据等温层曝气充氧动力学模型的预测结果,随曝气量的增加和气泡直径的减小,氧总传质系数和氧传质速率均增大;随曝气量和气泡直径的增大,曝气效率下降.在等温层曝气器结构固定的情况下,减小气泡直径和增加水深均有利于改善曝气室的充氧效果,尤其是当气泡直径达到μm级别时;当曝气量超过一定临界值0.06m3/s时,曝气室的充氧效果略有削弱.根据曝气量对氧传质速率、曝气效率和单位时间内曝气室的充氧量的影响特性曲线,可确定等温层曝气器的优化运行条件.     

微孔曝气国内外研究进展及趋势分析

分析比较了国内外微孔曝气研究和应用实例,指出了目前微孔曝气技术的研究重点。同时,综合国内外研究人员的研究成果,分别叙述了曝气量、安装水深、安装面积、孔径、水质和气孔堵塞状况对微孔曝气充氧性能的影响,对不同影响因素的作用效果做了总结,并指出目前研究存在的问题。以期对污水处理厂曝气系统的优化提供借鉴,对拟采用微孔曝气法进行生态修复的研究提供参考。     

微纳米曝气氧传质影响因素分析及经验模型建立

考察微纳米曝气装置在不同空气流量、温度条件下氧传质特性的变化,结果表明:空气流量在1~6 L/min范围内,微纳米曝气过程氧总体积传质系数(KLa)随着空气流量增大而增加,标准氧传质效率随着空气流量增加而减小。微纳米曝气的KLa与标准氧传质效率均高于鼓风微孔曝气。在温度20~35℃范围内,微纳米曝气的KLa与标准氧传质效率随着温度升高而增加,鼓风微孔曝气趋势与其相同。相对于温度而言,微纳米曝气KLa对于通气量变化更敏感。同时,文章还考察了水体污染水质条件对微纳米曝气中氧传质特性的影响。曝气组KLa随着pH增加先下降后上升,在pH在7左右达到最小。水中NH4Cl和浊度也会对曝气时的KLa产生影响,KLa分别随着NH4Cl增大而下降,随着浊度的增大而增大。该研究还建立了溶解氧、不同影响因素和时间之间的经验模型,为微纳米曝气对污染水体曝气过程中条件选择提供了定量依据。     

水源水生物处理工艺中两种曝气方式的初步比较

比较了穿孔曝气和微孔曝气两种方式的微污染水源水生物接触氧化处理工艺的运行效果。研究表明,微孔曝气方式氧利用率高的特性使其比穿孔曝气方式对水源水中氨氮的去除更为有效。两种曝气方式氨氮去除率均随气水比的增大而升高,气水比大于1.00后,两种曝气方式氨氮去除率趋于一致。由于微孔曝气器易出现堵塞等运行管理问题,大型工程中不宜采用微孔曝气方式。     

填料吸附-等离子体氧化协同处理苯酚废水

采用低温等离子体协同填料吸附净化苯酚废水。实验结果表明:COD去除率随放电时间延长而增大,随电压的增大COD去除率先增加后略有下降;随原水初始p H值和曝气量的增加COD去除率呈现先增加后减小的趋势。多孔陶瓷、陶粒、4A分子筛、陶瓷拉西环4种填料对苯酚废水COD去除率均有促进效果,但4A分子筛吸附净化效果最佳。实验表明在低温等离子体协同4A分子筛条件下,苯酚废水净化效果明显高于单独采用填料或低温等离子体处理。正交实验结果表明影响COD去除率因素的顺序为放电时间>放电电压>废水p H值>4A分子筛装填量。在放电时间为130 min,电压为35 k V,废水初始p H值为5.5,4A分子筛投加量为200 g的最佳条件下,COD去除率达到最大,为90.28%。     

浸没式膜生物反应器中气含率的研究

通过对浸没式膜生物反应器中总平均气相含率、下降区气含率和上升区气含率的测量和研究,实验表明:反应器运行的适宜工况流量为:100~300 m3/h之间,曝气量:2.5~7.5 m3/h;验证了静压差法测量气含率的方法在膜生物反应器中的适用性;根据测量数据分析得出膜生物反应器中总平均气含率随曝气量的增大而增加,整个下降区气含率及计算得到的上升区气含率都稳定增大,但下降区内部每段气含率呈现余弦曲线的变化规律。     

动态水流条件下河流底泥污染物(COD_(Cr))释放研究

为了研究不同水深、流速等水动力条件对底泥中污染物释放强度的影响,以苏州河底泥为例,通过水槽试验,分析了动态水流条件下河流底泥中污染物释放及其对上覆水体水质的影响.结果表明,CODCr释放率随时间的增大而增大,但CODCr释放强度随时间的增大而减小.底泥中污染物释放率与水深和流速有关,在相同水深的条件下,底泥的释放率随着流速的增加而增大;在相同流速的条件下,底泥的释放率随着水深的增大而减小.在水深10cm、流速0.10m.s-1的动态水流条件下,底泥向上覆水体释放CODCr的释放强度与时间的关系为:C=1.06C0e-0.06t.     

填料塔中DBU溶液对CO2脱除率的实验研究

温室效应日益受到各国政府和科学家的关注,如何实现CO2捕集成为温室气体减排的关键.本文通过搭建吸收CO2的填料塔,研究1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳-7-烯(DBU)溶液浓度、DBU溶液流量、气体流量、液气比、入口CO2浓度、气体温度和填料层高度对CO2脱除率的影响.结果发现CO2脱除率随DBU溶液浓度、DBU溶液流量和液气比的增大而增大;随气体流量和入口CO2浓度的增加而下降;气体温度在30~40℃时,CO2脱除率达到最高;填料层高度对CO2脱除率也有一定影响,随着填料层高度的增加,CO2脱除率只有小幅增大,因此实际应用中要综合考虑脱除率和经济性,选择合适的填料高度.     

搅拌散气曝气技术原理及设备

介绍了一种新型的搅拌散气曝气的技术原理,并说明其相对传统主流微孔曝气技术的优良性和节能性特点。搅拌散气曝气技术具有曝气性能好,动力效率高,能耗低,工艺适应性好的技术特点。通过标准活性污泥法的工程实例,实际处理量为2.88×104~5.3×104m3/d的污水处理厂,BOD去除率达90%,处理单位水量的消耗电量为0.0732 kW.h/m3,与同类曝气设备的应用进展情况对比表明,搅拌散气曝气技术因其控制的灵活性和节能潜力而具有广阔的应用及推广的可能性。     

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.     

碳素纤维泛氧化塘治理高寒地河水的试验研究

采用碳素纤维生态草填料和间歇曝气强化的泛氧化塘对长春新凯河河水展开了异位式治理的试验研究,考察了单一的填料强化和"间歇曝气+填料强化泛氧化塘"对污染物的年度去除效果。试验过程中发现COD、NH4+-N、TP的去除效果受温度的影响比较明显,四季平均去除率分别为16.85%~34.19%、13.6%~53.14%、9.22%~26.08%;NH4+-N去除率同时受DO的影响也很明显,夏季间歇曝气可提高NH4+-N去除率27%左右。全年监测结果表明:曝气强化作用在夏季最为明显,在停留时间为36 h、曝气时间为18 h/d、曝气量为0.4 m3/min时,碳素纤维曝气泛氧化塘对COD、NH4+-N、TP的平均去除率分别为34.19%、53.14%、26.08%,这表明采用碳素纤维曝气泛氧化塘对受污染河水的治理是可行的。     

混合气液两相放电对水中有机物降解的机理研究

采用混合气液两相放电的方法来处理水中的有机物.结果表明,这种新型的水处理方法对于苯酚具有较好地去除效果．随着电压的增加和空气的通入,苯酚的去除率都有所增加. 对放电区域内产生的活性物种——过氧化氢和臭氧进行了定量的测定,并发现随着电压和空气的通入量的增加,这2种物质的量都有所增加．对于反应过程中的能耗进行分析得到随着电压的增加,能耗增加的幅度要大于苯酚降解率增加的幅度,能量效率增加较小. 空气的通入增加了能耗, 输入总能量中一部分能量使反应溶液温度升高,导致了能量的损耗.     

膜生物反应器处理生活污水无泡供氧的研究

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，COD，BOD5、NH3－N、浊度去除率分别达95％、94％和99％，对SS和大肠杆菌去除率达100％。     

不同水动力条件下间歇微孔曝气对河道底质微生物群落的影响

微孔曝气技术被广泛运用于城市河道治理中,在间歇曝气过程中和曝气停止后微生物群落结构和功能的变化仍不明晰。采用室内模拟试验探究了曝气5 d再静置10 d后,不同水动力条件下水体污染物浓度变化过程以及底质微生物群落结构和功能的响应规律。结果表明:不同水动力条件下间歇曝气过程中和曝气停止后DO均能维持较高水平,但水体污染物浓度在曝气停止后短期内均出现显著性增加,但低流速(v=0.24 m/s)条件下污染物浓度上升最为缓慢。从微生物群落组成方面来看,该现象是由于曝气停止静置10 d后,与有机物代谢相关的氢噬菌属等菌属仅在低流速条件下可成为优势菌属,使得该流速水体中有机物更易降解,污染物浓度上升更为缓慢。从微生物群落功能方面来看,在曝气停止静置10 d后,富营养化水体中的能量代谢、辅酶和维生素代谢等代谢通路更多存在于静止和高流速(v=0.93 m/s)条件下的水体中,解释了这2种流速条件下污染物浓度更高的现象。该研究结果可为通过曝气手段持久性改善河道水质提供理论依据。     

曝气条件对等温层曝气器水力性能的影响

等温层曝气器内表观水流速度直接影响等温层曝气的充氧效果,针对表观水流速度难以准确计算的普遍问题,系统分析了曝气室内气水两相流运动所受的驱动能量与损失能量,提出了尾涡和顶部能量损失的无量纲表达式,建立了曝气室内水流的一维水动力学模型,以及基于MATLAB真域算法的模型求解方法.采用美国Prince湖等温层曝气器的实际运行数据,对该模型进行了验证,表观水流速度的预测误差在±8％以内,明显低于现有预测误差±20%.当曝气孔直径为2.6mm、曝气量从0.018m3/h增加到0.063m3/h时,曝气室内表观水流速度随曝气量的增加而增加;当曝气量固定,曝气孔直径从2.6mm减小至0.26mm时,表观水流速度随曝气孔直径的减小而增加,而当曝气孔直径进一步减小至0.026mm时,表观水流速度基本不受影响.计算了不同条件下的驱动能量和各项损失能量,揭示了引起表观水流速度变化的内因.建立的水动力学模型可用于指导等温层曝气器的设计和优化.     

曝气技术对黑臭水体治理效果影响的研究进展

城市水体黑臭已成为全球重要的水污染问题,对黑臭水体的治理已经刻不容缓.曝气技术在提高黑臭水体自净能力方面发挥着重要作用,为了深刻理解曝气技术对黑臭水体水质的提升效果及其对污染物去除效果的影响,综述了曝气对黑臭水体复氧效率以及对黑臭水体中污染物去除率的影响.结果表明:①不同曝气技术的复氧效率不同,纯氧曝气复氧效率最高,达70%.②单独曝气能有效地去除黑臭水体中的污染物,NH₄+-N、COD_Cr和BOD₅的去除率范围分别为3.2%~45.6%、19.5%~84.8%和56.4%~88.2%,同等条件下,曝气与其他技术结合使得污染物去除率显著增加,综合治理后水中污染物去除率在46.8%~98.7%之间,底泥曝气下污染物的去除率比水曝气下污染物的去除率高20%以上.③曝气深度、曝气时间和曝气强度都影响水中污染物的去除率,但对其影响程度不同,且都存在各自的边界条件;另外,曝气强度影响细菌的优势类群,曝气增加了氨氧化菌和反硝化菌的数量及组成.目前仍存在不同曝气技术的复氧效率、曝气边界条件优化、曝气对污染物迁移转化规律、曝气对微生物群落影响等方面研究不足的问题,建议未来我国曝气技术在以下几方面加强研究:①加强不同曝气技术复氧效率的研究;②加强曝气对污染物去除机理研究;③加强曝气边界条件的优化研究;④加强曝气对功能微生物的影响机理研究.      

优化生物组合技术提高黑臭水体净化效能

目前组合生物技术治理黑臭水体存在效率低、周期长、易复发等问题,进一步提高组合生物技术对黑臭水体净化效率成为亟待解决的问题。通过单因素及正交实验分析比较了不同促生剂、曝气方式、填料、植物对黑臭水体的净化效率,并通过高通量测序从微生物角度理解不同条件净化效率产生差异的原因。结果表明:不同条件对黑臭水体净化效率存在差异,其中净化效果较佳的为生物促生剂（BE）、持续曝气、弹性立体填料及水花生,且各实验组优势菌门、优势菌属及其相对丰度不同。说明微生物群落结构组成的差异是不同条件对黑臭水体净化效率产生差异的原因。持续曝气,刺激了好氧菌与兼性菌的大量生长;弹性立体填料表面生长的生物膜,为好氧菌、厌氧菌、兼性菌尤其是后两者的生长提供了必需条件,刺激了厌氧菌、兼性菌的大量生长繁殖;水花生也有其独特的有利于污染物净化的根际微生物群落结构。研究结果可为组合生物技术选取高效的条件参数提供参考,为强化组合生物技术高效净化黑臭水体提供理论依据。     

纤维填料SBBR处理制药废水深度脱氮的启动与实现

针对制药废水总氮去除难的问题,采用纤维填料SBBR工艺处理实际制药废水。启动和驯化实验共进行了99 d,在制药废水NH₃-N浓度（200±20） mg/L的条件下,最终系统的TN去除率稳定在97%以上,且未添加任何碳源。废水C/N是影响深度脱氮的关键条件,在进水C/N为3的条件下,系统无法实现废水的深度脱氮。通过提高废水的C/N,可以提高废水的脱氮效率。当废水C/N为5时,系统实现了深度脱氮。得益于纤维填料上大量的生物膜,SBBR在曝气结束后即实现了深度脱氮,脱氮的途径由同步硝化反硝化+内源反硝化逐渐转变成同步硝化反硝化。操作模式也最终确定为进水-搅拌-曝气-沉淀-排水。