可持续发展的新型高效废水处理技术

我国对污水处理新技术开发有巨大的需求和动力,据估算"十五"期间城市污水的投资超过2000亿.最近一个时期内我国城市污水厂的建设主要以延时曝气的氧化沟和SBR等20世纪西方发达国家所采用的工艺为主.我国的国民生产总值远远低于西方发达国家,那么采用以上技术是否符合国情?     

生物沥浸法去除猪粪中重金属的研究

探讨以猪粪为培养介质，驯化和加富培养获得硫细菌混合菌液，并研究其对猪粪中重金属的生物沥浸效果。结果表明：猪粪可以在18 d内完成驯化，经3轮富集培养的猪粪粪液可作为硫细菌接种菌液。采用此菌液对猪粪粪液接种并投加硫粉，经过9 d的生物沥浸，Cu、Zn和Cd的沥出率分别达到93.0%、90.1%和67.8%。     

结晶工艺在废水处理领域的应用与发展

结晶水处理工艺具有占地面积小、不产生污泥、可回收资源等优势,近年在国内外备受关注,随着理论和工艺技术的不断完善,其应用范围逐渐扩大。到目前为止,国外已将结晶水处理工艺成功应用于众多实际工程,但国内对其的研究仍局限于实验室阶段。基于上述原因,本文较全面地综述了结晶工艺在废水处理领域的发展现状,并重点对结晶工艺在磷酸盐、重金属的去除与回收以及工业防垢领域的理论研究和工程应用进展进行讨论,同时探讨了目前结晶工艺存在的几个问题以及下一步的发展方向。     

以呼吸速率为基础活性污泥抑制动力学常数的测定研究

通过对活性污泥不同抑制情况下呼吸速率变化的分析,对不同的抑制类型提出了利用呼吸速率确定抑制动力学模型中动力学常数的不同方法.产物抑制通过已知起始浓度和呼吸速率曲线,来构建以1/K'P为斜率,KS为截距的直线方程来求解KS和抑制常数.底物抑制先通过呼吸速率求解最值点的底物浓度,然后根据呼吸速率变化最大值点的关系公式求解抑制常数的方法.竞争性抑制和非竞争性抑制通过求解等速点底物浓度的方法求解抑制常数.对于非竞争性抑制还可以通过简单的最大呼吸速率比值法来求解抑制常数.同时选择非竞争性抑制进行了试验验证和常数求解.最终通过2种方法得到葡萄糖降解时NaCl的抑制常数为20.2 g/L,或者0.02倍的KS.     

旋转流厌氧附着膜膨胀床运行及水力流态研究

试验以树脂为载体,用自行设计的旋转流厌氧附着膜嘭胀床处理高浓度有机废水.经过启动、中等负荷稳定运行及高负荷稳定运行等阶段,成功地培养出高效生物膜颗粒,最高有机负荷达46.4 kg/(m3·d).相应的COD去除率大于80%.在反应器运行过程中采用脉冲示踪法,以LiCl作示踪剂,对反应器的水力流态规律进行了系统的试验研究.研究表明,水力上升流速及气体负荷是影响反应器容积利用率及反应器内固液两相混合程度的重要因素.     

新型高效生物反应器类型和应用

近年来高效生物反应器得到不断发展,出现了多种新型生物反应器.从厌氧升流式生物反应器发展的经验和反应器的特点出发,提出了升流式反应器的结构、三相分离器的形式和污泥颗粒化现象等3个新概念是高效新型反应器的基础,进而在广义升流式污泥床反应器概念的基础上,提出具有传质效率高、处理能力强、有机负荷高以及抗冲击负荷能力强等优点的第三代高效生物反应器概念.     

新型两相一体厌氧消化反应器处理餐厨垃圾中试研究

针对餐厨垃圾厌氧消化过程易发生挥发性脂肪酸（VFAs）的积累,系统难以稳定高效运行等问题,本研究设计制造了一套中试规模的新型双环嵌套式两相一体厌氧反应器,采用双环嵌套式结构,在反应器内部将内环的产酸阶段与外环的产甲烷阶段分离.反应器共运行184d,初始负荷为60kg/d,运行阶段阶梯式提高负荷,最高达到180kg/d.结果表明,该新型反应器产气与有机固体去除效率高,稳定性好.在稳定运行阶段,有机负荷为3.0kgVS/（m³·d）,容积产气率平均达到1.69m³/（m³·d）,最高为2.72m³/（m³·d）,平均负荷产气率为0.57m³/（kgVS·d）,有机固体去除率达77.2%;由于内外环相分离作用,外环pH值相比内环高约0.3~0.4,外环挥发性脂肪酸（VFAs）和溶解性化学需氧量（sCOD）平均浓度相比内环分别降低25%和23%.双环嵌套式反应器实现了产酸和产甲烷阶段分离的作用,内环产酸相很好地完成了水解和酸化步骤,同时减轻产甲烷相受到酸积累的冲击,对反应器稳定运行起到关键作用.     

水解酸化对好氧颗粒污泥形成及脱氮除磷的影响

为研究水解酸化对AGS（好氧颗粒污泥）的形成及其脱氮除磷效果的影响,分别采用R1+R2两段式[HUSB（升流式水解酸化池）-SBR]和R3一段式（SBR）方式培养AGS,研究了不同基质下形成的AGS的脱氮除磷效果,并通过高通量测序对水解酸化污泥（R1）和R2、R3运行初期（12 d）与运行后期（97 d）的AGS微生物群落结构进行解析.结果表明,当进水基质为葡萄糖时,R1+R2两段式和R3一段式都能够成功地培养出颗粒致密、沉降性能好的AGS.接种活性污泥后的第13天R2反应器中形成粒径为>1.0~1.6 mm的颗粒污泥,而R3反应器仍以絮状污泥为主;颗粒污泥成熟后,R2中AGS的粒径增长至1.0~2.0 mm间,R3的粒径主要分布在>1.0~1.6 mm间.两种颗粒污泥对COD_Cr和NH₃-N均有很好的去除效果,去除率均接近100%.R2对TN和TP的去除率分别为88.5%和72.8%,明显高于R3（67.2%和60.1%）;R2出水ρ（TN）最低可达3 mg/L,ρ（TP）可达1.1 mg/L.高通量测序结果表明,Proteobacteria和Bacteroidetes门始终是主要菌种;随着好氧颗粒污泥的成熟,R2和R3的Shannon-Wiener多样性指数均显著增加;R2中成熟后AGS的Shannon-Wiener多样性指数最高（5.40）,表现出良好的生物多样性和系统稳定性.研究表明,水解酸化为AGS的形成提供了关键基质,促进了好氧污泥颗粒化,培养出的AGS运行稳定,脱氮除磷效果好,微生物种群丰富.      

生物沥浸法去除不同初始pH值猪粪中的重金属

试验研究了不同初始pH值下猪粪中Cu、Zn和Cd的生物沥浸效果,结果表明猪粪生物沥浸对初始pH值的要求并不严格,具有较广的适用范围。猪粪粪液即使在初始pH值为8的弱碱性条件下,其pH值也可随沥浸时间快速降低,生物沥浸12天降到1.37,Cu、Zn和Cd沥出率可达到90.76%、97.97%和80.45%。初始pH值对重金属的沥浸速率有一定影响,降低初始pH值可以缩短生物沥浸周期,重金属的沥浸周期受不同初始pH值的影响程度从大到小依次为:CuZnCd。初始pH值为5的猪粪粪液可以在9天内完成生物沥浸,Cu、Zn和Cd沥出率可达到93.83%、99.24%和70.98%     

投加甲烷鬃菌对厌氧颗粒污泥培养的影响

通过在中温条件下向EGSB(Expanded Granular Sludge Bed,膨胀颗粒污泥床)反应器中加入竹节状甲烷鬃菌6Ac,研究其对颗粒污泥形成的影响以及形成的颗粒污泥性质和反应器运行的情况.在(35±1)℃下,利用实验室相同规模的反应器,对照组(R1)接种厌氧絮状污泥,R2组接种厌氧絮状污泥的同时加入甲烷鬃菌,培养颗粒污泥.结果显示:当有机负荷(以COD计)逐步提高到11.1 kg m-3 d-1时,R2的COD去除率达到85.9%,高于R1的75.0%.运行到第46天(d 46)时两个反应器均可观测到颗粒污泥,R2中污泥粒径大于0.1 mm的颗粒污泥已经达到62.3%,d 28-46时,0.1-0.3mm颗粒的比例从10.0%增加到49.8%,对照组R1只从10%增加到33.3%,仍主要以絮状污泥为主.研究表明,颗粒污泥培养过程中投加甲烷鬃菌有利于促进颗粒污泥的形成、增殖与稳定,改善其沉降性能,提高有机物的去除效果,加快EGSB的启动.