超高效螺旋式厌氧生物反应器流态研究

在冷态模拟条件下,采用脉冲刺激响应技术,运用轴向扩散模型和多釜全混流反应器串联模型研究了超高效螺旋式厌氧反应器的流态.结果表明:低负荷下超高效螺旋式厌氧反应器的流态趋于平推流(分散数D/uL0.2,串联级数N→∞);超高负荷下流态趋于全混流(D/uL≥0.2,N→1).反应器内总死区平均值为27.99%,其中,生物死区平均值为6.98%,水力死区平均值为21.01%.水力死区(Vh)与容积水力负荷(L)和容积产气速率(G)之间满足关系式:Vh=0.7603L+0.1627G-4.0620,容积产气速率对水力死区的影响大于容积水力负荷.超高效螺旋式厌氧反应器流态的适宜范围相当于等容多釜串联级数N≤3.01.最后提出了兼顾反应器传质效果和容积效能的控制措施.     

磷酸钙盐结晶除磷工艺性能研究

研究了主要工艺条件pH和Ca/P对磷酸钙盐结晶除磷工艺性能的影响。通过分批实验,建立了磷去除率与pH之间的指数函数关系以及磷去除率与Ca/P之间的对数函数关系。连续运试表明,在pH=9.0、Ca/P=2的条件下,磷酸钙盐结晶除磷反应器的容积负荷为1.10 kg P/(m3.d),磷去除率为51%。灵敏度分析表明,pH对磷去除率的影响大于Ca/P,将Ca/P提高至6,容积负荷提高至1.60 kg P/(m3.d),磷去除率提高至74.3%;将pH提高至10.0,容积负荷提高至1.80 kg P/(m3.d),磷去除率提高至83.5%。工艺操作上可选pH作为优先控制对象。     

螺旋对称流厌氧膜生物反应器的运行及优化

通过对螺旋对称流厌氧反应器(SSSAB)外置平板膜组件形成了螺旋对称流厌氧膜生物反应器(SSS-AnMBR).研究了SSS-AnMBR的启动阶段和有无沼气曝气时的运行性能,并建立了其设计与操作优化模型.在启动过程中,反应器内挥发性脂肪酸与碱度的比值为0.001~0.016,未发生酸化现象,后期反应器对化学需氧量(COD)的去除率稳定在90.27%~95.35%.有沼气曝气状态下SSS-An MBR的有机负荷和COD去除率分别为2.28 kg·m~(-3)·d~(-1)和98.24%,均高于无沼气曝气状态下的2.13 kg·m~(-3)·d~(-1)和97.58%,表明系统的污染物去除效能较好.有沼气曝气状态下膜组件的平均负荷、平均COD去除率和SSS-An MBR平均总COD去除率的CV值分别为21.98%、14.15%和0.78%,均低于无沼气曝气状态下的25.27%、21.98%和0.89%,表明该状态下系统稳定性较好.最后建立了厌氧反应器体积(V)、进水流量(Q)和进水COD(X)三者之间的数学模型:V/Q=HRT0/C_(inf)×η_(sss)(X-Cinf)+HRT_0,以及膜面积A与Q之间的数学模型:A=Q×C_(sss)×η_m/MLR,可指导同类型的厌氧膜生物反应器的设计和操作优化.     

味精废水短程硝化工艺的运行性能

通过现场试验研究了工程规模的短程硝化反应器处理实际味精废水的运行性能.结果表明,短程硝化工艺(Single Reactor High Activity Ammonia Removal Over Nitrite,SHARON)适合处理低浓度味精废水(pH值为9.36～10.49;NH4*-N浓度5b 239.70～341.23 mg·L-1;COD为1000～1500 mg·L-1).短程硝化反应器的硝化性能良好,短程硝化效率(PartialNitrification Efficiency,PNE)高达94.56%±4·30%;在反应器内pH值为9.25-9.80、游离氨(Free Ammonia,FA)浓度为20～70 mg·L-1的工况下,短程硝化反应器运行性能稳定,PNE达96.64%±4·73%,出水中(NO:-.N)/(NH;-N)为0.70～1.35,出水pH值稳定在6.50-7.00,适用于后续厌氧氨氧化工艺(Anaerobic Ammonium 0xidation ANAMMOX)处理.进水FA浓度不宜过低,若反应液中的FA浓度低于20 mg·L-1,可导致NO-3-N浓度升高,不利于NO-2-N积累.采取一次性投加石灰的方式调节废水碱度,只适用于进水NH4 -N浓度较低的情况;若进水NH4 -N浓度较高,则会导致进水pH过高而抑制亚硝酸菌生长,宜采用多次投加或分段投加石灰的方式来调节废水碱度.     

猪场废水处理中的沼气热电联产工程案例分析

中高浓度畜禽废水处理中的沼气热电联产是保障沼气工程常年稳定运行的有效手段.以典型猪场废水处理沼气热电联产工程为案例,在工程介绍的前提下,引入相关数学模型,对沼气热电联产相关工艺参数进行了计算分析,结果表明,该工程沼气产量最高为1 678 m3/d,沼气发电机组发电效率为31.3％,发热效率为38.8％,总发电效率为70.1％,该沼气工程投资回报期为3.6年;CSTR厌氧罐秋季可达温度为24.3℃,冬季为15.9℃,CSTR厌氧罐内温度分布为秋季罐内平均温度(T)5.4(换热器顶部温度)=25.4℃,平均温度梯度grad1=1.83℃/m,grad2=0.80℃/m;冬季(T)5.4=19.6℃,(grad)1=1.44℃/m,(grad)2=1.06℃/m;通过参数分析,搅拌器宜尽可能置于换热器所在区域,并控制进水量稳定以保证CSTR厌氧罐的消化效果.