微氧环境两级膨胀颗粒污泥床反应器处理焦化废水

研究了微氧条件下两级膨胀颗粒污泥床反应器对焦化废水的处理。实验结果表明:一、二级反应器的氧化还原电位在0~+15mV和+60~+80mV时系统对COD和NH3-N的去除率均为90%,系统出水COD和NH3-N质量浓度分别为100~150m g/L和20m g/L;在运行过程中未添加碱和碳源的条件下,两级反应器出水硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的平均质量浓度分别为5m g/L和144m g/L,说明出水亚硝酸盐积累明显。颗粒污泥微氧条件下的累计产甲烷量比厌氧条件下增加了一倍多。     

常温处理生活污水微氧高效颗粒污泥反应器内颗粒污泥性能研究

为了分析微氧高效颗粒污泥反应器(EGSB反应器)在环境温度下处理实际生活污水时高效稳定运行的可行性,对15~26℃常温处理实际生活污水微氧EGSB反应器内颗粒污泥活性、沉淀性能、粒径分配、形态等进行研究.结果表明,15~26℃常温处理实际生活污水微氧EGSB反应器稳定运行时颗粒污泥沉速在11~79m·h-1之间,低沉速污泥有少量上浮至三相分离器底部甚至三相分离器上部,但没有出现污泥的流失,污泥浓度达到28g·L-1（以MLSS计）,可获得93.4%、83.8%、74.7%和44.0%的高COD、NH+4-N、TN和TP去除率;污泥产甲烷活性并没有降低,甚至比单纯厌氧时还有所偏高;颗粒污泥的平均粒径增大,主要集中0.63~2.00mm之间,质量分数达到了89%,既能保证反应器内的高污泥浓度,又能保证污染物质向颗粒表面和颗粒内部的高效传质,提高污染物质的转化率.颗粒污泥不同层面上微生物菌群发生了很大变化,外层丝状菌占优势,内层杆菌、丝状菌、球菌混生.微生物菌群排列紧密,细胞间紧密结合,集群协同作用使代谢物质能够以最短距离高效传递,保证了微氧EGSB反应器在常温、低浓度下的高效稳定运行.     

EGSB反应器的低温运行性能研究

对膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在低温(10～15℃)条件下的运行状况和污泥特性进行研究.结果表明,EGSB反应器在10～15℃的低温条件下能够稳定高效运行.当进水COD质量浓度低至114mg/L或高达3600mg/L(有机负荷高达23kg COD·m-3·d-1)时,COD去除率均能维持在70%左右.与中温(32～35℃)相比,低温时颗粒污泥的沉速相对较低,但不低于15m/h,不会被冲出反应器而造成污泥流失.低温时,颗粒污泥的产甲烷活性明显降低,COD去除率也明显降低,但液体上升流速的提高能改善泥水的传质效果,提高COD去除率.在HRT=0.9h、液体上升流速Vup=3.0m/h左右的运行条件下,反应器内温度由35℃降到15℃时,K由0.391 × 103降到0.107×103,COD去除率由84.32%降到68.9%.但当Vup由3.0m/h提高到4.2m/h时,K由0.107×103提高到0.254×103,COD去除率也由68.9%提高至76.7%.低温时,EGSB反应器的抗温度冲击能力很强.低浓度时,EGSB反应器的抗pH冲击能力不强,但随着进水COD浓度的提高,其抗DH冲击能力逐渐增强.EGSB反应器在低温低浓度条件下运行时需添加碱度以维持反应器内适宜的pH值.     

接种厌氧消化污泥EGSB反应器的快速启动

对接种市政消化污泥的EGSB反应器的启动进行实验研究以寻求快速启动EGSB反应器的有效方法.接种厌氧消化污泥EGSB反应器的成功启动仅需要46 d.在整个启动期保持适当的液体上升流速是非常重要的.启动初期,高液体上升流速能够将悬浮污泥冲出反应器,使适合聚集的微生物留在反应器内.接下来需要降低进水流量和液体上升流速以利于构建稳定的微生态系统,使高活性颗粒污泥尽快形成.然后适当提高液体上升流速能保持污水与微生物的良好接触,促进颗粒污泥内外高效传质,形成更加稳定高效的微生物群落结构.为尽快形成高活性颗粒污泥,保证产甲烷菌的最佳营养需求是关键,可通过考虑进水基质、微量营养元素和硫化物来提高其活性.     

厌氧颗粒污泥的性能研究

对接种市政消化污泥EGSB反应器内所形成的颗粒污泥在低浓度(100～500 mg/L)、低温(8～15℃)、微氧(氧化还原电位为380～400 mV)等条件下的沉速、粒径、活性、形态等性能进行研究.结果表明:厌氧中温(35℃左右)稳定运行时,颗粒污泥的沉速较大,在低温或微氧时,颗粒污泥的沉速相对较低,但都能维持在15 m/h以上,不会被冲出反应器而造成污泥的流失.低温时大颗粒污泥所占重量百分比在逐渐增加,微氧使得颗粒污泥粒径分配更加均匀.低温时,颗粒污泥的产甲烷活性明显降低,降幅为55.5%;但微量氧的加入并没有使EGSB反应器内颗粒污泥的产甲烷活性降低,反而提高了10%.中温稳定运行时,颗粒污泥规则、密实,微生物菌群中甲烷八叠球菌明显增多.低温时,颗粒污泥的表面和内部微生物排列都比较松散,而且出现大量微生物胞外分泌物;低温中高浓度时,甲烷八叠球菌没有出现,鬃毛甲烷菌属占优势.微氧时颗粒污泥同样是规则、密实的,菌种更加丰富,颗粒表面和内部的优势菌群不同,但在中高浓度时没有出现甲烷八叠球菌的明显优势.     

EGSB反应器处理焦化废水的颗粒污泥反应动力学研究

为了对处理实际焦化废水微氧EGSB反应器污染物去除机理进行研究,建立了处理实际焦化废水微氧EGSB反应器内污染物质降解动力学模型,考察EGSB反应器启动和稳定运行阶段不同运行条件时COD去除效果,并分析动力学参数的变化。研究确定了处理实际焦化废水(进水COD 2 000 mg/L左右)微氧EGSB反应器在启动和稳定运行阶段所适用的基质降解模型,动力学常数vmax、KI、KS、vmax/KS、KS/KI分别为7.34×10-3h-1、197.76 mg/L、19.53 mg/L、3.7×10-4L/(h·mg)、0.10和2.4×10-2h-1、66.64 mg/L、44.07 mg/L、5.4×10-4L/(h·mg)、0.66;微氧EGSB反应器内颗粒污泥能够逐渐适应并高效降解焦化废水中污染物质,焦化废水中毒性污染物质对颗粒污泥的抑制程度是由KS/KI决定的,KS/KI越大,抑制程度越弱,处理实际焦化废水EGSB反应器启动和稳定运行阶段的KS/KI分别为0.04~0.1和0.66~0.74;液体上升流速Vup的提高能够明显提高最大比基质降解速率vmax,降低半饱和常数KS和抑制常数KI,最终强化微氧EGSB反应器的运行效果,稳定运行阶段COD去除率高达92.7%。     

EGSB反应器在微氧条件下的运行特性

对EGSB反应器在微氧和厌氧条件下的运行特性进行了对比实验研究,分析了EGSB反应器在微氧条件下高效稳定运行的可行性.研究结果表明,适量氧的加入提高了EGSB反应器的COD去除率,明显降低了出水VFA浓度对于427 mg·L-1、869 mg·L-1、1796 mg·L-1、3123mg·L-1的进水COD浓度,与厌氧时相比,微氧时COD去除率的增幅和出水VFA浓度的降幅分别为4.0%、4 2%、3.9%、1.1%和43%、40%、46%、18%;适量氧的加入并没有对甲烷菌产生毒害作用;氧化还原电位是微氧EGSB反应器更为理想的运行控制参数,一般在-380～-400 mV之间;微氧EGSB反应器具有很强的抗pH冲击、负荷冲击和温度冲击能力.     

厌氧消化过程中Fe,Co,Ni对NH4^＋—N的拮抗作用

论文以血清瓶为间歇反应器，以醋酸钙为基质，研究了厌氧消化过程中甲烷菌所需要的微量金属营养元素Ｆｅ、Ｃｏ、ＮＩ（１．０ｍｇ／（Ｌ．ｄ），０．１ｍｇ／（Ｌ．ｄ），０．２ｍｇ／（Ｌ．ｄ）对毒性物质ＮＨ４＾＋－Ｎ的拮抗作用，研究结果表明，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ对毒性物质ＮＨ４＾＋－Ｎ有明显的拮抗作用，而且ＮＨ４＾＋－Ｎ浓度越高，Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ对其毒性的拮抗作用越明显。     

降低废水厌氧处理所需碱度的有效途径

通过分析厌氧处理系统VFA碱度和H2 CO3 碱度的变化特点 ,指出厌氧处理系统所需VFA碱度与运行方式、运行控制、水质、温度等因素有关 ,良好运行的厌氧系统所需碱度主要是H2 CO3 碱度 ;高效吹脱的厌氧系统所需H2 CO3 碱度很小 ,尤其是低浓度废水可通过选择投加碱度的种类以吸收CO2 或通过CO2 气相控制等手段将H2 CO3 碱度降至最小。     

激活甲烷菌的微量元素及其补充量的确定

以血清瓶为间歇反应器 ,以醋酸钙、乙醇为基质 ,研究了厌氧消化过程中甲烷菌所需要的微量金属营养元素的种类和优化组合及它们的最佳补充投加量。研究结果表明 ,厌氧消化过程中微量元素对甲烷菌有激活作用 ,最佳微量元素组合为 Fe,Co,Ni,它们的最佳补充投加分别为 1.0 mg/ L· d,0 .1mg/ L· d,0 .2 mg/ L· d