厌氧颗粒污泥流化床降解有机物的动力学分析

在前人研究的基础上,运用反应器理论,建立了厌氧颗粒污泥流化床反应器内有机物降解的动力学模型,在测定动力学模型参数的基础上,以大量实验资料验证了模型及其假设的可靠性,并对反应器效率进行了模拟分析。结果表明,在本试验条件下的最佳颗粒污泥粒径为０．８２ｍｍ,反应器最佳生物浓度为５０ｇ／Ｌ。     

含油污泥臭氧氧化工艺参数与模型优化研究

文章以模拟的含油污泥为研究对象,采用氧化清洗技术,以处理后底泥中的残油率为评价指标,优化影响含油污泥清洗效率的参数。根据单因素实验,确定清洗时间、气体流量、pH值、液固比的取值范围;采用Design-Expert响应曲面法,考察单独变量作用及交互作用对含油污泥残油率的影响。选择二次多项式模型进行模拟可知,仅有气体流量因素和气体流量与液固比的交互项对含油污泥残油率影响不显著;模型优化结果显示,氧化法处理含油污泥的最佳工艺条件为清洗时间为42 min,气体流量为0.92 L/min、pH值为9、液固比为6∶1,模型预测底泥残油率为1.00%,实验验证结果的平均值是1.04%,测定值与预测值之间相对误差为3.54%,证明该模型的可靠性。     

生物法处理胜利油田含油污泥的工业实验

为经济有效的处理胜利油田滨一污水站产生的含油污泥,采用了生物处理技术。在面积为2400m2的预制床中,采取了添加外源石油降解菌剂和生物刺激污泥中土著菌两种手段处理含油污泥。对初始含油量为126g/kg的污泥,经过230d处理,测定了不同处理阶段含油污泥中石油烃总量、不同种类微生物数量和污泥基本理化性质的变化情况,结果表明,添加外源石油降解菌和采取适当措施刺激污泥中土著微生物均能大幅降低污泥中的石油污染物含量、改善污泥的理化性质、降低其生物毒性。     

处理含氮芳烃废水SBR生物反应器细菌多样性研究

为了研究处理含氮芳烃废水牛物反应器细菌多样性及含氮芳烃降解的微生物学机制.并为工艺改进提供依据,采集处理含氮芳烃废水生物反应器从启动到稳定高效运行过程中不同时期污泥样品进行PCR-DGGE分析.同时,从稳定运行期反应器污泥中富集培养了90株细菌,获得36株降解菌并对其中5株降解菌进行了芳烃双加氧酶活测试.结果表明,细菌种群结构自启动至稳定运行期变化明显,Acidobacteria(SBR1,SBR7)、Actinobacteria(SBR4)和a-Proteobacteria(SBR6)等类群细菌对含氮芳烃化合物降解可能起重要作用.小同研究微生物多样性方法存在各自倾向性,仅能反映细菌种群中的不同部分.在分离细菌中,Actinobacteria类群细菌为优势类群.通过对降解菌芳烃开环双加氧酶酶活分析,进一步了解了含氮芳烃在反应器内的降解机制.研究结果为含氮芳烃废水处理研究提供了一些有价值的参考依据,并丰富了含氮芳烃废水降解菌资源.     

两相一体式污泥浓缩消化反应器运行效能及其微生物特性

为考察两相一体式污泥浓缩消化反应器(TISTD)的处理效能和影响因素,试验研究了反应器在不同污泥投配率下的运行效能,并通过显微镜、扫描电镜观察污泥中微生物的形态和种类,同时通过厌氧培养和分离,以或然计数法(MPN)确定优势菌株,用16S rDNA测序分析及系统发育分析研究优势菌株.结果表明,在中温条件35℃±2℃下,TISTD反应器最佳污泥投配率为30%,在此投配率下,排泥含水率达到92.1% ,VS/TS0.2~0.25,产气量为40.35L/d;污泥显微镜观察结果显示,有各种形态的变形虫、豆形虫、鞭毛虫和纤毛虫等原生动物,内反应器污泥电镜扫描照片显示包括各种丝状菌、杆状菌、球状菌以及体积较大的菌胶团,污泥中的微生物种群表现出高度的多样性;16S rDNA序列分析及系统发育树分析结果显示,外反应室的优势菌分属芽孢杆菌属,证明外反应室的反应处于产氢产乙酸阶段,是污泥水解酸化的主要场所;内反应室的优势菌分属于甲烷螺菌属,证明内反应室是适合产甲烷菌生长并产气的主要场所,从而实现了污泥同时浓缩消化的生物相分离.     

富含油脂污泥在土壤浆化反应器中的生物修复

鉴于对含油污泥的各种不同处理方法 ,本文系统地介绍了富含油脂污泥在土壤浆化反应处理器中的生物修复技术。结果表明采用生物反应器中的土壤浆化反应器处理含油污泥是一种生物强化技术 ,并获得了良好的效果。在此基础上还探讨了生物修复技术的影响因素     

序批式反应器内多尺度三相流动的数值模拟

提出1个混合模型来数值模拟序批式反应器内气-液-固三相的多尺度流动.该混合模型采用Level Set方法模拟曝气气泡的运动,应用离散颗粒方法处理活性污泥固体的运动,运用体积平均的Navier-Stokes方程描述液相的流动.模型考虑了颗粒-气泡、颗粒-流体以及气泡-流体之间的相互作用.通过模拟反应器内曝气气泡生成、上升以及污泥沉淀的动态过程,检验了模型的可行性.流动结构的模拟结果显示,在反应器中污泥与污水均有明显的环流特征.气泡与颗粒相互作用引起的气泡破碎行为会导致反应器内大量小气泡的生成以及污泥颗粒的弥散.反应器内这些流体动力学特征使得污泥与污水达到充分混合,有利于生物降解处理.     

苯胺对间歇及连续运行硝化过程的毒性抑制试验

以经过驯化的苯胺降解菌和硝化菌作为菌源,在悬浮污泥间歇反应器中及三相流化床反应器中分别考察了间歇及连续进水2种工艺条件下苯胺对硝化过程的毒性抑制作用.结果表明,苯胺对悬浮污泥间歇反应器中的硝化菌有较强的抑制作用,仅当苯胺浓度低于3 mg/L时,硝化菌的活性才能逐渐恢复,且恢复的时间随着苯胺的初始浓度的增高而延长.实验结果还显示,适宜的水力停留时间(HRT)是保证三相流化床中苯胺成功降解及硝化脱氮的关键工艺条件.当进水苯胺浓度为200 mg/L,HRT为10 h时,反应液中苯胺浓度为6.58 mg/L,硝化率可达84.95%,由此表明膜硝化反应器抵抗苯胺毒性抑制的能力强于悬浮污泥硝化反应器,在工业上采用三相流化床膜硝化反应器对含毒性有机物的废水进行硝化脱氮处理是有实际应用价值的.     

气泡直径对气-液-污泥流态及污泥颗粒化的影响

通过建立三维Eulerian-Eulerian模型,用计算流体动力学模拟了鼓泡好氧活性污泥反应器中,不同气泡直径下气-液-污泥三相流的流态,分析了反应器内的流体动力学特性,并研究了其对污泥颗粒化的影响机理.结果表明：曝气头表面的孔径大小与反应器中气含率负相关,而与污泥所受的水力剪切速率正相关.气相、液相速度与曝气头的孔径和表观气速正相关.反应器中的流态由尺度较大的环流和尺度较小的旋涡构成.随着表观气速和入口气泡直径的增加,液相和颗粒的流态均由尺度较大的环流转变为尺度较小的旋涡.相同曝气孔径时,液相与颗粒的流态之间存在差异,且气泡直径越小,表观气速越大,两者的差异越明显.为满足好氧污泥颗粒化所需的凝聚条件,反应器中曝气头孔径应大于1mm.     

低强度超声波强化污水生物处理中超声辐照污泥比例的优化选择

通过超声波的SBR反应器与对照反应器处理人工配制生活污水的对比试验,研究了利用低强度超声波强化污水生物处理的另一个重要工艺参数———超声处理污泥比例(即超声处理污泥量占反应器内总污泥量的百分比).设置超声波反应器采用频率35kHz、声强0.3W/cm²超声波每隔8h取反应器中一定比例的活性污泥辐照10min后再返回反应器.结果表明,超声处理污泥比例为10%时,其COD和NH₃-N去除率可分别提高5%和0.5%左右,以好氧呼吸速率(Oxygen Uptake Rate,OUR)表示的污泥活性可提高12%以上.通过对污泥增长率的研究表明,当超声污泥比例为10%,超声波反应器内污泥的增长率比对照反应器降低了11%左右,减轻了后续污泥处理工序的负荷.随着超声处理污泥比例的增加,污泥体积指数SVI持续增大,但是超声污泥比例不超过10%对污泥沉降性能影响不大.因此,在超声强化污水生物处理工艺中,可采用强度0.3W/cm²超声波每隔8h取反应器中的10%的活性污泥辐照10min后再返回反应器,来提高反应器的生物处理效率.     

Evaluation of factors influencing soluble microbial product in submerged MBR through hybrid ASM model

In this study, a mathematical model was established to predict the formation of the soluble microbial product (SMP) in a submerged membrane bioreactor. The developed model was calibrated under the reference condition. Simulation results were in good agreement with the measured results under the reference condition. The calibrated model was then used in the scenario studies to evaluate the effect of three chosen operating parameters: hydraulic retention time (HRT), dissolved oxygen concentration, and sludge retention time (SRT). Simulation results revealed that the SMP dominated the soluble organic substances in the supernatant. The scenario studies also revealed that the HRT can be decreased to 1 h without deteriorating the effluent quality; dissolved oxygen concentration in the reactor can be kept at 2–3 mg/L to maintain the effluent quality, reduce the content of SMP, and minimize operating costs; the optimal SRT can be controlled to 10–15 d to achieve complete nitrification process, less membrane fouling potential, and acceptable organic removal efficiency.     

全耦合活性污泥模型(FCASM3)在A+A2/O工艺污水处理厂中的数值模拟应用

基于FCASM3建立了杭州市某污水厂A+A~2/O工艺模型.首先测定该污水处理厂的进水水质组分,以及不同阶段污染物浓度的变化和活性污泥中微生物动力学参数;然后,利用该厂2017年上半年的运行数据对模型进行校核.校核结果显示,该模型能够很好地模拟出系统中各物质的转化情况.最后,利用校核完成的工艺模型对该污水厂的主要工艺参数,包括溶解氧、污泥回流比和混合液回流比,进行多因素正交模拟试验.试验结果表明,该污水处理厂的最佳运行工况为:当A+A~2/O系统的好氧池氧传输速率(Oxygen Transfer Coefficient,KLa)、污泥回流比和混合液回流比分别控制在2 h-1、75%及250%时,好氧池TN出水浓度下降1.28 mg·L~(-1),脱氮效率提高了15.91%,同时该厂污水处理能耗降低.     

含油污泥三相离心分离处理技术研究

针对原油生产过程中产生的大量含油污泥,油泥成分复杂、严重污染周边环境且造成资源浪费的情况,采用三相离心分离工艺对含油污泥进行处理。通过室内试验研究,确定了含油污泥处理的最佳条件。添加分离剂能够改善油泥分离性能,提高油泥温度能够改善油泥流动效果,摸索出油泥离心分离的最佳时间和离心速率,并对分离后的三相物质进行物性检测。该工艺处理含油污泥可以有效的回收原油,处理后固相减量75%,实现含油污泥减量化、资源化处理的目的。     

含油污泥减量化及影响因素研究

对某炼油厂含油污泥进行了减量化处理,并研究了影响污泥减量化的影响因素。研究表明,以三氯化铁、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)和生石灰复合调质处理含油污泥后,经过55 kPa(绝)抽滤,可使含水率由98.6%下降到70.3%,体积减少为原来污泥脱水后体积的71.43%,大大降低了含油污泥的体积,实现了含油污泥的减量化。以PR-A复合药剂为调质剂,在温度为70℃～80℃,pH值为4.0～5.0,搅拌时间为30 min条件下,经55 kPa(绝压)抽滤后,含油污泥的处理效果最好,滤饼含水率可达到70.3%,进一步方便含油污泥的后续处理,有利于污泥的资源化利用和无害化处理。     

膜生物反应器中EPS的提取方法

以一体式膜生物反应器(MBR)中的活性污泥为对象,以蛋白质、多糖和核酸的提取量作为污泥中附着性胞外聚合物(B-EPS)提取总量的衡量指标,研究了加热法、超声法、NaOH+甲醛法、高速离心法、蒸汽法、硫酸法等6种不同方法对B-EPS提取的最优条件;并在最优提取条件下对B-EPS提取总量进行比较分析,确定最佳B-EPS提取方法。结果表明:超声提取法、高速离心提取法、蒸汽提取法、硫酸提取法对B-EPS的提取总量较低;NaOH+甲醛法对B-EPS的提取总量虽然较高,但易导致测定出现误差,且抽滤时有结晶,影响操作;加热法对B-EPS提取效果较好,对细胞破坏程度小,且操作过程简单。因此,确定加热法为B-EPS的最佳提取方法。     

UAFB-缺氧-好氧MBR组合工艺处理生活污水效能研究

为了同时达到从生活污水中回收能源性气体和深度处理生活污水的目的,试验采用升流式厌氧污泥固定床(up-flowanaerobic fixed bed,UAFB)-缺氧-好氧膜生物反应(membrane bioreactor,MBR)组合工艺处理生活污水.试验重点研究了组合工艺对生活污水的处理效能,包括能源性气体的产生效能、对污染物质的处理效能以及对污泥浓度的控制.UAFB-缺氧-好氧MBR组合工艺在温度20℃、厌氧HRT为3 h、缺氧HRT为3 h、好氧HRT为3.5 h的条件下运行,甲烷气体的产生量为1.55L/d,COD去除率为93.28%,NH 4+-N去除率为90.60%,UAFB出水VFAs总量54.74 mg/L,TN去除率为45.51%.试验发现,组合工艺可以长期维持反应器内较低的污泥浓度,大大减小了剩余污泥的处理量,在一定程度上实现了污泥减量化,同时较低的污泥浓度有利于缓解膜污染.     

PACT工艺系统中的吸附和生物降解性能研究

通过对比研究生物活性炭法(PACT)中各作用相对实际废水和模拟废水中污染物的吸附和生物降解性能,以及活性炭用量和污泥量对PACT降解污染物动力学的影响,探讨了PACT系统对废水处理的特征和作用机理. 结果表明:PACT工艺对污染物的去除效果要优于纯活性炭吸附和活性污泥法,且对污染物具有更好的持续去除效果. 活性炭用量越大,PACT工艺的处理效果越好,最佳污泥量〔以ρ(MLSS)计〕在1 500 mg/L以上. 动力学曲线拟合结果表明,伪二级动力学方程可以精确拟合PACT工艺降解有机物的过程,表明PACT工艺中吸附过程并非系统的控制步骤,生物降解性能至关重要. PACT系统污泥中活性炭的扫描电镜照片证明了活性炭作为微生物载体进行生物作用的事实,固定化载体作用是PACT系统主要的强化作用机理.      

焦化法处理含油污泥工艺流程研究

针对含油污泥的组成特点,利用矿物油的焦化反应机理,依据试验结果,确定焦化法处理含油污泥的工艺流程,并对该流程的工业化可 行性进行了简要分析。      

草炭强化对油田陈化油泥生物修复工程效果的影响

以草炭为生物基质,与陈化油泥按质量比1:1混合,采用现场土耕法研究草炭对陈化油泥强化生物降解的影响。经过26个月的现场试验,结果表明,草炭能显著提高陈化油泥的生物修复效果。陈化油泥中总石油烃(TPH)的降解率为38.9%;其理化性质得到显著改善,盐碱浓度显著降低(pH由8.7降至6.9,全盐量由20.3g/kg降至7.3g/kg),有机质浓度增加17.3%,有效态氮、有效态磷、有效态钾营养元素浓度显著增加;与陈化油泥自然衰减结果相比,草炭强化生物修复能提高微生物数量和生物的多样性。     

Martelella sp. AD-3强化活性污泥耐盐降解菲效能

基于嗜盐菌Martelella sp. AD-3优配市政活性污泥搭建耐盐高效降解菲的生物反应器,在3.0 %盐度,进水菲浓度20mg/L的运行条件下,菲去除率高达97 %.批次实验证明,盐度为3.0 %,pH值为7.5~8.5,底物浓度为20~200mg/L是菲降解的最佳环境条件,此时污泥比活性高于1.0mg/(gVSS×h).各共存底物的受试浓度下,酵母提取物和苯酚促进菲降解,镉和氰化物则抑制该过程,乙酸钠、铜、铬对该过程没有明显影响.16S rRNA基因高通量测序结果表明AD-3菌在反应器内具有长期稳定性,其相对丰度维持在1.5 %.Shinella、Microbacterium和Brevundimonas是反应器中的优势菌,其相对丰度分别为20.7 %,15.1 %和11.9 %.RT-qPCR结果显示接种AD-3菌后,编码PAHs双加氧酶RHDa的功能基因差异倍数从2.1提升至11.7.