废水处理一体化生物反应器的发展

废水处理的一体化生物反应器由于具有投资少、占地小、管理运行方便等特点备受青睐.较早的有一体化氧化沟、SBR反应器、一体式膜生物反应器等.随着一体化反应器的发展,生物膜法被结合起来作为主体工艺,另外好氧工艺也与厌氧/缺氧工艺结合起来,出现了很多系统有机负荷更高、抗冲击能力更强、脱氮除磷效果更好的新式一体化反应器,如AmOn一体化生物反应器、五箱一体化反应池、一体化生物转筒反应器IBDR、A/O一体式曝气生物滤池等.一体化生物反应器的发展适应我国国情,具有广阔的应用和发展前景.参37     

厌氧好氧一体化生物反应器处理发酵废水的研究

采用新型厌氧好氧一体化生物反应器对发酵废水进行了中试处理研究.试验结果表明,系统总有机负荷最高可达到8.88kg(COD)m-3d-1,系统去除率稳定在88.10%~96.88%,说明反应器处理效率高,抗冲击能力强.反应器结构合理,利于保持丰富、高活性的微生物,反应器厌氧区颗粒污泥TS高达83.9gL-1,VS/TS为56.9%~57.4%,比产甲烷活性为280~350mL(CH4)gvss-1d-1;好氧区固定化微生物TS高达64.03gL-1载体,VS/TS为94.02%~94.30%.反应器各功能区对废水的降解过程分析,说明反应器厌氧区和好氧区一体化结构合理,可将废水逐级降解,从而保证整个系统的处理效果.图8表4参11     

异养硝化微生物菌剂及其好氧颗粒污泥的脱氮试验

在3个相同的反应器(No.1、No.2、No.3)中,向活性污泥中投加异养硝化微生物菌剂,以批次试验和SBR试验的方式,研究了异养硝化微牛物菌剂对模拟废水的处理效果.结果表明,该菌剂可以大幅度提高活性污泥对氨氮和COD的去除率.批次运行试验中,反应器No.1运行3 d,氨氮去除率大于98.11%,COD去除率大于99%.该投加菌剂的活性污泥每克干污泥的脱氮能力为15.77 mg d-1.以SBR方式运行16 d的试验中,可能是由于功能菌株的流失导致3个反应器的脱氮效果有逐步降低的趋势.采用该异养硝化脱氮微生物菌剂培育出的异养硝化好氧颗粒污泥对模拟废水进行了脱氮试验.在较低运行温度(11～13℃)下以SBR方式运行10 d,反应器处理效果稳定,氨氮去除率70.75%～76.42%,COD去除率在90%以上.该异养硝化好氧颗粒污泥每克干颗粒的脱氮能力为372.00 mg d-1.以上试验都没有发现硝酸氮和亚硝酸氮的积累.图5表1参19     

厌氧氨氧化反应器研究进展

厌氧氨氧化是废水生物脱氮研究的新领域,厌氧氨氧化反应器影响厌氧氨氧化菌的富集、厌氧氨氧化过程的启动、运行的稳定性和处理效果,是其中十分重要的研究内容.本文根据厌氧氨氧化反应的基本特征,分析了反应过程对反应器的主要要求;通过对固定床反应器、流化床反应器、气提式反应器、上流式厌氧污泥床(UASB)等反应器的运行参数和运行结果的比较,分析了各种类型反应器的主要优缺点,并对反应器今后的发展方向提出了建议.表2参37     

厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理高硫酸盐有机废水的厌氧生物脱硫试验

采用人工配制的高硫酸盐有机废水模拟青霉素废水,研究其经过EGSB反应器厌氧处理后的出水,在厌氧条件下采用生物法将其转化为单质硫的脱硫工艺.当保持S2-/NO3-在1.7—1.8时,S2-保持高去除率且不会进一步生成硫酸盐.脱硫反应器与EGSB反应器联合运行,处理系统运行参数为：进水COD浓度为6000 mg·L-1,硫...     

地下水中Am的形态分布及影响因素

利用日本原子力学研究所于2010年9月提供的最新数据库,以北山的地下水为例,使用地球化学软件PHREEQC进行模拟.结果表明,结晶固体AmCO3OH.0.5H2O的溶解度很低,北山地下水中AmCO3＋占主导优势,其次为AmSiO（OH）23＋;Am在pH=4.5—5.8的条件下以Am3＋和AmSO4＋形态为主,在pH=5.8—8.3的条件下以AmCO3＋和AmSiO（OH）23＋为主,在pH=8.3—9.5的条件下以Am（CO3）2-为主;pH对Am存在形态影响很大,而pE对Am存在形态影响较小.CO2分压越大,水溶液中CO23-的摩尔浓度越低,使得Am（CO3）2-摩尔浓度降低,AmCO3＋与Am（CO3）2-摩尔浓度之和也降低,而Am3＋、AmHCO23＋和AmSO4＋的摩尔浓度升高.     

热力学平衡模拟研究Am(Ⅲ)的人体毒性

模拟研究了Am3 在胃液、汗液、组织液、细胞液和尿液中的形态分布及pH值和[Am]对形态分布的影响.结果表明,在胃液中,当[Am]=1×10-7mol·1-1,pH＜2.9时,Am(Ⅲ)主要以水溶性Am3 ,[AmCl]2 和[AmH2PO4]2 形态存在,随pH值的增高,固相AmPO4含量逐渐占据主导地位,而且随[Am]的增加而升高.汗液中,当[Am]=1×10-7mol.1-1时,在pH 4.2-7.5范围内,Am(Ⅲ)主要以各种可溶的形态存在,在pH 6.5,[Am]＜3×10-10mol.1-1或[Am]＞5×10-3mol·1-1时,Am(Ⅲ)主要以Am3 和[AmOH]2 形态存在.组织液中,当[Am]＞1×10-12mol·1-1时,Am(Ⅲ)主要以AmPO4存在,但在组织液中加入EDTA后,Am(Ⅲ)便以可排出体外的[AmEDTA]-形态存在.细胞液中,当pH为7.0时,即使[Am]为4×10-12mol·1-1,Am(Ⅲ)仍主要以固相AmPO4存在,提示Am(Ⅲ)有高的细胞毒性,另外,随pH值降低,固相含量降低,说明肺巨噬细胞摄取的Am(Ⅲ)气溶胶可逐渐释放到人体组织液中.当[Am]=1×10-10mol·1-1,pH＜4.5时,尿液中的Am(Ⅲ)以可溶于水的形态存在,但当pH＞4.5时,则主要以固相AmPO4形式存在,说明可通过降低尿液pH促进肾脏.Am(Ⅲ)排泄.     

新型生物脱氮技术的工艺研究

以上流式厌氧污泥床反应器（ Ｕ Ａ Ｓ Ｂ） 作为厌氧氨氧化（ａｎａｍ ｍｏｘ） 反应器,用无机盐培养液完成了反应器的启动,并稳态运行ａｎａｍ ｍｏｘ 反应器．采用生物膜反应器作为生物硝化反应器,以无机盐培养液完成反应器的启动．将硝化反应器和ａｎａｍｍｏｘ 反应器组合在一起构成新型生物脱氮系统,以硝化反应器的出水作为ａｎａｍｍｏｘ反应器的进水,同时补充相应数量的 Ｎ Ｈ４ ＋ Ｎ．整个系统的总氮容积去除率可达１ ５７７ ｍｇ Ｌ－ １ ｄ － １ ．该新型生物脱氮系统能同时去除 Ｎ Ｈ４ ＋ Ｎ 和 Ｎ Ｏ Ｘ－ Ｎ,并且对高浓度的 Ｎ Ｈ４ ＋ Ｎ 去除具有较大的潜力．     

利用CO_2为碳源的新型氢基质生物膜技术去除水中硝酸盐

本文研发了利用二氧化碳(CO_2)为碳源的双膜曝气式氢基质生物膜反应器(MBfR),并系统研究了CO_2分压对出水硝酸盐、pH和朗格利尔系数(LSI)的影响,建立了数学模型预测系统最适CO_2分压从而对实际工况运行具有指导意义.对双膜曝气MBfR长期运行的稳定性进行了考察,反应器CO_2分压设置为0.05 MPa时,反应器内的pH值控制良好,出水效果稳定,硝酸盐去除率达99%以上.     

扰动对水体富营养化的改善作用

利用人工构建的模拟水体系统,观察搅拌和曝气条件下水体中氮磷含量和形态的变化规律,研究和探讨了扰动对水体富营养化的改善。结果表明：（1）扰动对上覆水体氮的去除效果不明显,但是能够有效促进底泥中氨氮向水体扩散,从而使底泥中氮含量明显降低,运行99 d后,曝气反应器中底泥总氮含量从初始3.46 g.kg-1降至0.68 g.kg-1,仅为对照反应器的1/4;（2）搅拌对上覆水中磷的去除效果最佳,反应器运行期间,总磷的平均去除率为37%左右;（3）扰动能增加底泥中微生物的数量和多样性,为污染物的生物降解提供了良好的基础。合理运用扰动能够提高水中溶解氧含量,改善微生态环境,增加微生物的数量和种类,有利于水体富营养化的改善。     

新型填料床-逐级曝气池一体化反应器水处理技术

为解决低浓度污水处理工艺脱氮除磷过程中存在的微生物碳源不足的问题,本文研制了新型填料床-逐级曝气串联反应器.填料床分别采用珊瑚砂、竹炭颗粒、钢渣为填料,在好氧、厌氧兼顾的环境下,实现化学除磷、生物除氮.试验采用模拟生活污水,COD、TN、TP、氨氮的浓度为170—190 mg.L-1、27—30 mg.L-1、8—10 mg.L-1,23—25 mg.L-1.反应器在第27天启动成功,100 d稳定运行结果显示,当HRT为14 h,曝气池DO为3.5 mg.L-1,反应器处理效果良好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为30.7 mg.L-1、5.59 mg.L-1、1.0 mg.L-1、4.67 mg.L-1,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级B排放标准.经钢渣填料床处理后的污水,TP浓度降到1 mg.L-1左右,在不排泥的情况下,实现TP的高效去除,同时有效避免了除磷与脱氮过程对碳源的竞争,实现了生物法对水体中富余氮、磷的高效去除.     

利用新型可渗透反应格栅技术对垃圾渗滤液污染地下水过程作用研究

以垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,选择沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、粉煤灰、零价铁、石英砂作为填充材料,设计7种地下可渗透反应格栅（PRB）,分别为反应器1、2、3、4、5、6和7。通过连续实验模拟,对PRB技术治理污染地下水的可行性和有效性进行研究,监测反应器处理效果,分别7种反应器内流速、EC、Cl-的变化及对污染物去除效果及其影响进行分析,探索污染物去除机理。结果显示,反应器水渗流速度在80-150 cm.d-1情况下,对COD去除率为82.22%-88.88%,对Cl-去除率为-0.20%-1.68%,对色度去除率为36.38%-71.86%,表明利用新型PRB技术防控渗滤液污染地下水是可行的,但仍有些技术问题有待深入研究。     

基于弥散光纤的二氧化钛光催化反应器

以弥散光纤(SOF)作为基体、负载纳米二氧化钛膜制备光纤式反应器,可有效提高催化剂与降解物的接触面积,提高光的传输、利用效率,克服了传统固定床反应器的不足,应用新型的光纤式反应器催化降解4-氯苯酚,降解率达到95%.     

小试膜生物反应器(MBR)中活性污泥微生物种群结构的演变

以膜生物反应器中的活性污泥为研究对象,考察接种驯化至膜污染时期的微生物群落结构的特征和演变过程.在试验运行中,定期采集样品提取DNA,并应用PCR-DGGE技术探究微生物菌群的变化.结果表明,在反应器运行接种5 d后,微生物群落结构已发生较大改变,与接种污泥相似性指数下降到47.8%;在运行的整个过程中,微生物种群多样性都要低于接种污泥,随着处理工艺运行,种群间进行逐步有序的演替.在运行后期,跨膜压力增速提高,此时占优势地位的菌种是Enterococcus faecalis、Comamonas sp.、不可培养的Fusobacterium sp.,可能是导致膜污染的主要菌种.     

光合细菌生物制氢反应器研究进展

光合细菌生物制氢技术,是将太阳能利用和环境治理结合起来的可再生能源生产技术,具有良好的环境效益、社会效益和经济效益.光合细菌制氢反应器研究是将该技术引向产业化的关键步骤.本文列举了目前光合细菌制氢研究中典型的反应器型式,分析了各自的优缺点;总结了反应器高效产氢所必需保证的运行操作条件,如光照强度、温度、pH值等,指出了目前研究中存在的不足;给出了规模化光合细菌生物制氢时需要用到的反应器性能评价指标.并针对目前反应器的研究现状,提出了后续研究应当遵循的方向.     

折流式厌氧反应器（ABR）的研究进展

随着对厌氧消化机理研究的不断深入和各种高效厌氧反应器的飞速发展 ,废水的厌氧生物处理技术已经成为资源和环境保护的核心技术之一[1] .ＵＡＳＢ是荷兰Ｗａｇｅｎｉｎｇｅｎ农业大学的Ｌｅｔｔｉｎｇａ等人于 70年代开发的一种高效厌氧反应器 ,目前已经广泛的应用于生产实践 .ＵＡＳＢ的成功极大的促进了其它高效厌氧反应器的发展 ,折流式厌氧反应器 (ＡｎａｅｒｏｂｉｃＢａｆｆｌｅｄＲｅａｃｔｏｒ,简称ＡＢＲ)正是在ＵＡＳＢ基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器[2 ,3] .下面将介绍ＡＢＲ反应器废水处理工艺的原理、特点以及国内外研…     

好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化

采用人工配制的模拟生活污水，通过对运行条件的调控，在序批式反应器(SBR)中培养出了高活性的好氧颗粒污泥，颗粒污泥浓度达到4．55g/L以上，SVI值在32.5左右，反应器对于COD、NH3—N的去除率分别在83.6％—92.8％和82.3％—98.5％之间。实验结果表明：由于好氧颗粒污泥的存在，SBR反应器内发生了同步硝化反硝化(SND)反应，而不是通常所认为的顺序式硝化反硝化(SQND)反应。     

Performance of bamboo fxed-bed-polyurethane fluidized bed integrated reactor treating domestic sewage

为解决剩余污泥问题,研制了产泥率少的片状竹炭固定床-聚氨酯切块流化床一体化反应器,在保证流化床高浓度微生物的同时,维持竹炭固定床的好氧,兼性厌氧,以实现污泥的原位分解.试验采用南京林业大学紫湖溪生活污水,COD为140—170 mg·L-1,TP为1—2 mg·L-1,TN为35—45 mg·L-1,氨氮25—30 mg·L-1,SS为35—40 mg·L-1.反应器在第30 d启动成功.稳定的运行结果显示,水力停留时间为10 h时,反应器对有机物的去除效果较好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为19 mg·L-1、7 mg·L-1、0.47 mg·L-1、4.5 mg·L-1,去除率达到87%、76%、72%、84%,出水中各指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B排放标准.经竹炭固定床处理的出水SS浓度很低,长期维持在14 mg·L-1左右,二沉池出水中的SS平均浓度为12.7 mg·L-1,整个反应器对二沉池依赖性较小.     

竹炭固定床-聚氨酯流化床一体化反应器处理生活污水

为解决剩余污泥问题,研制了产泥率少的片状竹炭固定床-聚氨酯切块流化床一体化反应器,在保证流化床高浓度微生物的同时,维持竹炭固定床的好氧,兼性厌氧,以实现污泥的原位分解.试验采用南京林业大学紫湖溪生活污水,COD为140—170 mg·L-1,TP为1—2 mg·L-1,TN为35—45 mg·L-1,氨氮25—30 mg·L-1,SS为35—40 mg·L-1.反应器在第30 d启动成功.稳定的运行结果显示,水力停留时间为10 h时,反应器对有机物的去除效果较好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为19 mg·L-1、7 mg·L-1、0.47 mg·L-1、4.5 mg·L-1,去除率达到87%、76%、72%、84%,出水中各指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级B排放标准.经竹炭固定床处理的出水SS浓度很低,长期维持在14 mg·L-1左右,二沉池出水中的SS平均浓度为12.7 mg·L-1,整个反应器对二沉池依赖性较小.     

膜-生物反应器(MBR)和序批式生物反应器(SBR)去除城市污水中典型药品和个人护理品的对比

采用模拟生活污水,在相同的运行条件下,对比研究了膜-生物反应器(MBR)与序批式活性污泥法(SBR)对10种典型药品和个人护理品(PPCPs)的去除效果.研究结果表明,两种反应器对不同目标物PPCPs的去除效果存在一定的差异:MBR和SBR对甲氧苄氨嘧啶(TRM)和红霉素(ERY)的去除无明显差别;苏必利(SLP)和卡马西平(CBZ)在两反应器中均不能得到有效去除;但对于其他目标物,尤其是咖啡因(CAF)、酮洛芬(KTP)、避蚊胺(DEET),MBR的去除率明显高于SBR.总体上,MBR在出水的安全性和稳定性上存在着一定的优势.