ABR耦合间歇曝气MBR工艺处理生活污水研究

为降低膜生物反应器(MBR)运行能耗和延缓膜污染,以厌氧折流板反应器(ABR)-MBR工艺处理生活污水为例,采用间歇曝气和添加颗粒填料两种方式对工艺脱氮除磷运行条件和膜污染问题进行研究.结果表明,增大间歇曝气时间有利于提高氮磷的去除效果,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为91%、95%、84%和92%(工况4),而添加颗粒填料对氮磷的去除没有显著影响.双重好氧-缺氧交替环境强化了工艺对磷的去除.添加颗粒填料比间歇曝气更能有效延缓膜污染,同时改变了膜污染的形成过程,膜内部污染物含量显著增多,与泥饼层相比,多糖成为了膜污染的主要因素,不会对膜组件本身构成危害,增强了MBR反应器的实际应用性能.     

厌氧折流板反应器与膜曝气生物膜反应器耦合作用的试验研究

利用膜曝气生物膜外层的厌氧状态与厌氧折流板反应器内部环境相融合的特性,分别启动驯化厌氧折流板反应器和膜曝气生物膜反应器,将驯化好的膜组件置入运行稳定的厌氧隔室内构成耦合反应器.当进水COD和NH+4-N浓度分别为1 600mg/L和80 mg/L时,膜组件置入后反应器出水中的COD和VFA含量分别降低了59.5%和68.1%,对含氮污染物的去除率达到83.5%.当进水有机负荷提高50%时,耦合反应器出水COD浓度仍处于60 mg/L以下,具有良好的抗有机负荷冲击能力.因为流入液体中有机底物的减少和硝态氮的增加,使得3号隔室的沼气产量和甲烷含量均明显减少,但是取而代之的是更为稳定和优良的出水水质.此工艺实现了单一反应器处理中高浓度有机含氮废水的同时去碳脱氮功效.     

水处理新课题——膜生物流化床

膜生物反应器是通过膜技术强化生物反应器的水处理新技术,具有出水水质好、占地面积少和便于自动化控制等优点,但它存在膜污染和能耗高的缺陷;三相生物流化床具有处理效率高、容积负荷大、传质速度快等优点,但它同样也存在出水悬浮物浓度高和载体易流失的缺陷,将膜分离技术和三相生物流化床有机结合是水处理领域的一个新课题.笔者在讨论膜生物反应器和生物流化床优缺点的基础上,探讨了结合后的膜生物流化床在膜污染、能耗、微生物活性等方面的优势及特点.     

一种高效节能的生物三相流化床技术

将竖流式生物三相流化床改为封闭卧式生物三相流化床后 ,不但保留了竖流式生物三相流化床原有的优点 ,消除了竖流式生物三相流化床存在的一些缺陷 ,而且又新增了功能 ,特别是电耗下降近 4 0 %。并着重介绍封闭卧式生物三相流化床在地下车库或其它对高度有限制场所的应用实例。该设备在处理餐饮业废水和一些中、小型工业有机废水中有较高的推广价值。     

膜生物反应器膜污染的水力学控制实验研究

叙述了膜污染是影响膜-生物反应器处理技术推广应用的关键因素，采用水动力学方法是控制膜污染的有效方法。在不同污泥浓度条件下。对不同曝气强度下膜污染的发展速率及其形成机理进行了试验研究，研究结果表明：对应于不同污泥浓度均存在一个经济曝气强度，其大小随污泥浓度升高呈线性增加，膜生物反应器在经济曝气强度条件下运行可控制膜污染的发展；并从理论上推导出一个临界污泥浓度，其值为5．15g／L。对应于临界污泥浓度，并且污泥絮体在膜面可形成比较稳定的动态膜，膜过滤压差上升的速率最慢，膜生物反应器在此临界污泥浓度条件下运行膜污染发展最为缓慢。     

表面活性剂对填料曝气塔充氧性能的影响

针对废水中表面活性剂对曝气充氧能力的影响,研究了4种生物填料在表面活性剂存在的三相流环境中的传氧效果.结果表明,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)显著降低了传氧系数KLa(20),且在7×10-5mol/L浓度附近KLa(20)最低.而十六烷基三甲基溴化铵(CTAB) 在3.5×10-5~8.1×10-4mol/L浓度区间却提高了曝气塔的传质系数KLa(20).对比分析了生物粒状填料存在对充氧性能的影响,发现填料对传氧系数KLa(20)均有提高,海绵填料相比清水环境对体系KLa(20)提高了约1倍.研究认为,离子型表面活性剂分子的双电层结构以及液相表面张力对传质效果有影响,生物填料也是提高曝气过程传氧的方法之一.     

不同因素对平板膜污泥浓缩工艺膜污染演变的影响研究

以临界通量表征膜污染趋势,利用响应面模型考察污泥浓度、膜间距和曝气量对上下层膜组件的膜污染影响,发现响应面模型具有较好的显著性和拟合性,且污泥浓度、膜间距和曝气量均对上下层膜组件膜污染有显著影响。同时发现,随着污泥浓度的增加上下层膜组件临界通量大幅下降;而在不同污泥浓度下,曝气量和膜间距的变化对上下层膜组件膜污染的变化有不同的影响。利用模型模拟获得了不同污泥浓度下的最优化参数,在四段式平板膜污泥浓缩中试运行中获得了较好的效果。     

一体式膜生物反应器运行参数间运动力学分析

运用气、液、固三相流运动力学原理对一体式膜生物反应器运行过程分析,得出:①反应器内错流流速与曝气量、反应器设计高度、主副腔的过流面积的关系.曝气量越大、反应器主腔高度越高、主腔的过流面积越小、副腔过流面积越大,反应器内错流流速越大;②膜抽吸压力与反应器内膜污染错流临界流速及主腔宽度的关系.减小管膜的抽吸压力,减小主腔的宽度,可减小膜面不淤临界流速;③膜管内污染的临界速度与膜管径、污染物与膜壁吸引力关系,消除膜污染的运行控制条件.     

废水处理生物流化床中O_2传递特性的研究

本文分析了废水生物处理三相流化床中氧气传递的过程及规律。指出氧气在三相流化床中的传递由气液传质与液固传质两部分组成，以完全混合流为特征的流化床内氧气在液相中可迅速实现平衡，控制步骤决定于氧气在生物相中的传质。保持一定的生物膜厚度及稳定进水基质浓度有利于氧气在生物相中的传质与吸收同时提高水处理效率。     

序批式曝气生物滤池处理生活污水的中试研究

报道了沸石为填料的序批式曝气生物滤池处理生活污水的中试实验,研究了曝气时间、曝气量和生活污水浓度对处理效果的影响。结果表明,沸石作曝气生物滤池的填料效果较好。曝气2h后,即可达到很好的去除效果,污水进水COD和BOD5浓度分别为300～800mg/L和170～400mg/L时,去除率分别达到90%～70%和90%～88%。进水COD浓度分别为312.6mg/L和530.6mg/L,曝气量0.6m3/h,处理2h后出水COD浓度分别为30.63mg/L和103.92mg/L,去除率>90%,出水达到污水处理二级排放标准。因此,以沸石为填料的序批式曝气生物滤池是一种高效、低耗、具有较好应用前景的单体生活污水处理设备。     

生物流化床法处理污泥回流液的影响因素研究

将生物流化床工艺与活性污泥工艺相结合,以市政污水处理厂污泥回流液为研究对像。以0.3～0.45mm活性炭颗粒为载体对生物流化床中微生物进行培养、驯化,挂膜成功后,分别对生物流化床厌氧段和好氧段进行了单因素试验,得出进水的最佳pH值介于7.0～7.5,生物流化床厌氧段的最佳水力停留时间4.4h、最佳碳源为蔗糖,;缺氧段及好氧段的最佳水力停留时间2.69h、8.06h,曝气量0.5mL/min。在最佳工艺参数条件下进行污泥回流液脱氮除磷试验得出,此工艺可使总氮浓度为150.0mg/L,总磷浓度为59.0mg/L的污泥回流液的总氮浓度降低至65.19mg/L,此时的总氮去除率为56.54%;总磷的去除率较低。试验结果表明,该工艺对处理污泥回流液中氮磷具有一定的效果。     

内循环流化床光催化反应器的数值模拟与结构优化

设计了一种新型三相内循环流化床光催化反应器并采用气、液两相模拟方法对其进行了结构优化.依据模拟结果,明确了挡板的位置、长度、底部曝气面积等因素对反应器流体行为的影响.结果表明,最优反应器升、降流区横截面积比为1:1,挡板距反应器底部的距离为0.175m,挡板顶部与沉降区底部持平,底部曝气面积为升流区面积的1.2倍.将该反应器进行三相数值模拟,模拟结果表明,固相催化剂在反应器内能够很好地流化,反应器内无明显的死区,其固液分界面低于气液分界面,沉降区能够发挥很好的固液分离效果.     

HSL好氧生物流化床中水力学特性的研究

实验研究了HSL好氧生物流化床在不同曝气方式（填料、填装率、曝气水深、微孔曝气与单孔曝气等）下的流化曝气量,结果表明：流化曝气量随填料填装率增加而增大,当填料填装率超过90％,增大曝气量已不可能使填料完全流化;填料流化曝气量先随曝气水深增大而减小,后又随之增加;采用单孔曝气较微孔曝气易实现填料流化,但此时充氧效率会受到一定影响。     

膜生物反应器中进水组成对膜污染的影响

研究了膜生物反应器中进水组成对膜污染的影响. 结果表明, 相对于正常组成来说进水中限氮或限磷引起的膜污染程度更重, 尤以进水中限氮时更为严重. 系统缺氮或缺磷时, 污泥絮体的相对憎水性和膜的憎水性增加, 使得膜和污泥之间的憎水相互作用增强, 加速了污染物在膜表面的沉积和/或吸附. 另外, 进水中限氮或限磷时, 污泥中丝状菌的数量增加, 把颗粒污泥捆扎、束缚在其立体网状结构中, 滤层结构更加致密, 孔隙度减小, 增加了膜污染阻力; 丝状菌的作用还在于它们能够将污染物牢牢地缠绕、固定在膜表面, 加强了膜表面污染物抵御曝气的水力冲刷作用的能力, 从而也加速了膜污染.     

基于CFD的内构件强化内循环流化床流场结构分析

针对流化床内部流体结构的复杂性和缺乏有效放大设计理论的问题,以漏斗型导流内构件强化的内循环流化床的气液运动为研究对象,利用欧拉-欧拉双流体模型构建了能描述其复杂流动的CFD数学模型,通过宏观流场、气含率分布、液体速度分布解析内构件对气液混合传质的作用原理.数值模拟结果表明:双流体模型能较好地揭示流化床内气液流场结构,流...     

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器运行性能影响因素研究

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.本研究采用SPG膜微气泡曝气生物膜反应器处理模拟生活废水,探讨运行条件、SPG膜污染及膜孔结构变化等因素对系统运行性能的影响.结果表明,空气通量、进水有机负荷、填料类型及床层孔隙率对COD去除性能影响较小,各运行条件下COD平均去除率保持在80%～90%.随着空气通量降低或进水有机负荷提高,溶解氧(DO)浓度显著下降,造成氨氮去除性能恶化,其平均去除率可由80%～90%降至20%～30%;同步硝化反硝化过程受此影响,总氮(TN)平均去除率也由30%～40%降至20%左右.此外,采用环形填料并提高床层孔隙率,有助于改善污染物去除性能.低空气通量或高进水负荷条件下,微气泡曝气的氧利用率接近100%.长期运行中,SPG膜表面生物膜生长及有机物累积会造成SPG膜污染,而在线清洗中碱性NaClO溶液侵蚀SPG膜孔结构,使SPG膜的平均孔径及孔隙率显著增大,从而影响SPG膜空气通透性.     

内循环生物流化床反应器流体力学特性的数值模拟

首先采用气、液两相模型对7组结构参数的反应器进行模拟计算,然后根据计算结果选择了一组较优的结构参数进行气、液、固3相的数值模拟计算.结果表明,通过数值模拟方法对内循环生物流化床反应器流体力学特性进行计算可获得优化的反应器结构参数;明确了循环挡板的长度及位置对反应器内液相流场分布的影响较为显著的事实;同时指出固相颗粒的加入对反应器内液相流速的分布几乎没有影响,固相含率较高的区域在反应器升流区.     

生物滤池净化含铁锰高氨氮地下水试验研究

以中试有机玻璃滤柱反应器进行伴生高浓度氨氮含铁锰地下水生物同步净化试验研究,结果表明,进水氨氮浓度高于2.0mg/L时,溶解氧浓度是限制锰与氨氮去除的主要原因.下向流底部曝气过滤运行(气水逆向)可解决溶解氧不足的问题,但滤柱滤水能力有限;上向流底部曝气过滤(气水同向)同样可以满足铁锰氨氮氧化需氧量,然而曝气扰动作用削弱了滤池过滤截留能力造成铁锰氧化物穿透滤层,致使滤层出水铁锰浓度无法满足标准要求,曝气量越大,其滤池截留能力越弱.     

北方某再生水厂MBR工艺设计

MBR因其显著的优势成为市政污水深度处理领域最有效的技术之一,但高昂的运行成本限制了MBR的推广应用。以北方某再生水厂大型MBR污水处理工程为例,探究所采用的新型膜装置以及合理的工艺设计对膜污染及运行能耗的控制效果。实际运行数据分析得出以下结论:1）进水污染物浓度虽然有较大波动,但其出水水质稳定,各项指标优于排放标准（DB 11/890—2012《城镇污水处理厂水污染物排放标准》）中B标准的要求。2）MBR系统采用PVDF材质,TIPS工艺制造的膜产品,膜丝强度大,组器填充密度高达895 m2/m3。3）MBR工艺采用先进的预处理系统和高强度脉冲曝气系统有效缓解膜污染,节省曝气量约25%。     

内循环活性炭生物流化床处理农药生产废水的试验研究

采用内循环活性炭生物流化床反应器处理某农药厂生产废水,通过试验研究了该反应器在室温条件下处理农药生产废水的性能.结果表明:当进水pH值控制在7.0～7.5、水力停留时间为6h、曝气量控制在使活性炭处于流化状态时,CODcr的去除率为50％,总氮的去除率为32.33％,同时可生化性明显提高,生物毒性有所降低.