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.     

膜生物反应器中污泥膨胀和腐败研究

针对聚醚砜膜生物反应器处理豆制品废水时发生的丝状菌污泥膨胀和污泥腐败问题，进行了实验研究。试验结果表明：污泥膨胀是由pH过低和有机负荷过高引起的，通过投加无水Na2CO3调节碱度和降低有机负荷，污泥沉降性能很快得到了改善；污泥腐败则是因废水厌氧降解过程所释放的NH3，CO2，H2S等气体所致。     

厌氧悬浮床反应器的膨胀模型研究

从反应器理论上对高效厌氧反应器流动状态进行研究和分析,提出在化工过程理论中固定床和流化床之间实际上还存在着一个过渡区,生物反应器在过渡区的行为是以往研究的空白.经过对反应器过渡区流动状态细致研究,提出悬浮床反应器的概念.进而对生物颗粒沉降、悬浮床反应器膨胀率等基本特性进行了数学模型的研究,并通过实验予以验证.从实验角度证实厌氧悬浮床反应器的流态状态的优越性.     

复合生物反应器工艺对化纤废水的处理研究

在普通活性污泥系统的曝气池中投加一定量的填料构成复合生物反应器,可以增加曝气池中的生物体量至6g／L左右,在HRT为8h,泥龄为5d时,CODCR、氨氮的去除率分别提高了20％和9．6％,容积负荷对复合生物反应器的脱氮能力影响较小。该工艺对污泥膨胀有较好的控制。     

去除污泥中重金属铬的生物淋滤反应器设计与应用

用微生物方法去除污泥中重金属（生物淋滤法）是近年来发展的新技术，探索工程化的条件有重要的应用价值。设计了一套容积为1m^3的生物淋滤反应器，由生物淋滤池、搅拌器、曝气器和空气压缩机等构成。其中，搅拌叶轮由平叶桨和斜叶桨组合而成。利用制革污泥进行了半连续的生物淋滤试验，结果表明，在反应器中污泥与菌体和营养物质能充分混匀，经过2-5d的处理，污泥pH持续下降到2．0以下，污泥中铬的溶出率达90％-99．5％。     

膜生物反应器中污泥膨胀和腐败研究

针对聚醚砜膜生物反应器处理豆制品废水时发生的丝状菌污泥膨胀和污泥腐败问题,进行了实验研究。试验结果表明:污泥膨胀是由pH过低和有机负荷过高引起的,通过投加无水Na2CO3调节碱度和降低有机负荷,污泥沉降性能很快得到了改善;污泥腐败则是因废水厌氧降解过程所释放的NH3,CO2,H2S等气体所致。     

复合生物反应器工艺对化纤废水的处理研究

在普通活性污泥系统的曝气池中投加一定量的填料构成复合生物反应器 ,可以增加曝气池中的生物体量至 6g/L左右 ,在HRT为 8h ,泥龄为 5d时 ,CODCr、氨氮的去除率分别提高了 2 0 %和9.6% ,容积负荷对复合生物反应器的脱氮能力影响较小。该工艺对污泥膨胀有较好的控制     

膜生物反应器工艺中基于生物捕食作用的污泥减量效果研究

采用序批式投加剩余污泥方式,连续34d考察了膜生物反应器(MBR)工艺的污泥减量效果,研究了MBR中微型动物种类与数量的变化规律以及生物捕食作用对污泥减量效果的贡献.研究发现,MBR中出现密度较高的原生动物和后生动物共13种,其中以红斑顠体虫平均密度最高,达到了338.5个/mL;MBR在运行过程中,MBR内的微型动物呈现出“纤毛虫—轮虫—红斑顠体虫”的演替变化规律;MBR内的污泥减量效果与微型动物的种类和数量有关,在试验初始阶段,MBR内污泥质量保持相对稳定,之后随着MBR内红斑顠体虫的快速增殖,开始大量生物捕食其他原生动物和轮虫,MBR内微型动物总量降低,导致试验后期(运行约20 d后)MBR内的污泥质量迅速增加,可见保持MBR内原生动物和后生动物种类与数量的相对稳定是MBR工艺能够长期实现污泥减量的关键.整个试验期间,向MBR中投加的待处理污泥总量为126.9 g,污泥累积减少量为100.2 g,污泥总减量率为78.96％,其中生物捕食作用引起的污泥累积减少量占总的污泥累积减少量的73.9％,是MBR工艺实现污泥减量的主要贡献者.     

膜生物反应器中膜污染的研究

研究了膜生物反应器的膜污染过程中，膜平均通量的下降与污泥浓度之间的关系，发现在一定的膜面流速下，膜平均通量的下降与污泥浓度增加成对数关系；随着污泥浓度的增加，膜污染速度加快，泥饼阻力成为膜稳态通量的主要控制因素。     

颗粒填料复合式膜生物反应器的长期运行特性

在实验室条件下,从有机物去除效果、透膜压差、污泥颗粒粒径和污泥混合液过滤阻力等方面对颗粒填料复合式膜生物反应器（HMBR）的长期运行特性进行了研究。结果表明,与普通MBR相比,HMBR可以显著减缓膜污染,延长稳定运行时间,减少膜组件的清洗频率,在本试验条件下,当膜通量分别为3.0、4.5和6.0 L/（m2·h）时,MBR的透膜压差增长率分别是HMBR的5.5、3.3和2.2倍;HMBR的有机污染物去除效果显著,COD平均去除率达到92.3%,但是由于颗粒填料对HMBR膜表面污泥沉积层的去除,HMBR对有机物的筛滤/吸附作用减弱,造成HMBR出水的COD浓度比MBR略高;随运行时间的增长,HMBR污泥颗粒粒径呈下降趋势,而污泥混合液的过滤阻力逐渐增大,由于颗粒填料对污泥絮体的剪切作用,以及污泥生物相的变化导致HMBR的污泥粒径下降趋势比MBR更为明显,粒径分布范围更窄,而且HMBR的污泥混合液过滤阻力增长速率略大于MBR。     

膜法富氧曝气提高生物反应器效能的研究

强化O2,在废水处理中的溶解度及总传质系数是提高好氧生物处理技术效能的重要课题之一.采用富氧膜法制备O2体积浓度为28.8%的富氧气作为曝气源,研究了富氧气在水中的传质特性,考察了富氧气曝气对有机物降解的效果,研究了污水浓度、曝气量等因素对生物反应器效能的影响.结果表明,富氧曝气的生物降解效能显著高于空气曝气,并且存在最佳的反应时间及气体用量.本研究范嗣内,富氧曝气O2总传质系数是空气曝气的1.3倍;40～60 min为效能最大化的反应时间;污水浓度越高,富氧曝气的优势越明显.通过与外置式膜生物反应器组合后连续10 d运行,水力停留时间比空气曝气缩短近1/3,进水COD 450～700 mg/L,出水COD小于20 mg/L,去除率大于95%;出水NH3-N小于2 mg/L,去除率大于90%.出水无色无味,SS未检出,浊度小于0.1 NTU.表明富氧气曝气能显著提高生物反应器的效能.     

用灰色关联度方法分析活性炭-膜生物反应器效率的影响因素

应用灰色关联分析方法，以活性炭-膜生物反应器净化微污染水源水为例，研究影响反应器处理效率主要因素的重要性顺序，试验数据进行关联度计算分析所得的结论与理论分析一致。从而表明，用该方法分析影响好氧反应器处理效率的各因素的重要性．具有要求试验数据少、结果可靠的特点，同时也得到了影响活性炭-膜生物反应器处理效率各因素的重要性顺序。     

MBR在橡胶废水处理中的应用

橡胶废水具有含盐量高、色度高、有机污染成分含量高且难于生化降解等特点。膜生物反应器(MBR)技术的核心是生化处理加微滤膜过滤,通过将MBR技术应用于橡胶废水处理的实践表明,该技术对COD、氨氮、磷酸盐的平均去除率都达到了85%以上,再辅之以药剂处理后,降低了色度和难降解有机物含量,出水水质完全符合排放标准的要求,是一种解决橡胶污水处理难题的有效途径。     

AnMBR对高浓度餐厨废水的处理效能

餐厨废水是一类高油、高盐、高氮等较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮流失、有机负荷低及COD去除效果差等问题。通过构建中试规模厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane reactor, AnMBR)处理餐厨废水,考察了3个运行阶段(污泥驯化阶段、容积负荷(volume loading rate, VLR)提升阶段和污泥停留时间(sludge retention time, SRT)缩短阶段)的厌氧消化性能、稳定性能、污泥性质和膜性能变化。结果表明,在污泥驯化阶段,低负荷(1.5 kg·(m³·d)⁻¹)污泥驯化方式能够实现AnMBR的快速启动,甲烷产率由227 mL·g⁻¹ (以COD计)迅速提升至267 mL·g⁻¹,COD去除率达到99%。在VLR提升阶段,当负荷由3.0 kg·(m³·d)⁻¹逐渐增加至12.0 kg·(m³·d)⁻¹时,甲烷产率由283 mL·g⁻¹升高并稳定至335 mL·g⁻¹左右,COD去除率达到98.5%。然而此阶段污泥浓度由13.39 g·L⁻¹迅速升高至45.59 g·L⁻¹,从而导致膜污染加剧,平均膜通量下降速率由0.53 L·(m²·h·d)⁻¹增至0.78 L·(m²·h·d)⁻¹。在SRT缩短阶段(由100 d缩短至40 d),尽管排泥量由0.4 L·d⁻¹增加至1 L·d⁻¹,甲烷产率并没有受到明显影响,仍稳定在335 mL·g⁻¹左右,COD去除率达到98.9%。此外,缩短SRT增大了排泥量,反应器内污泥浓度由45.59 g·L⁻¹逐渐降低至45.27 g·L⁻¹,缓解了膜污染,膜通量下降速率减缓到0.42 L·(m²·h·d)⁻¹。在整个运行阶段,AnMBR对毒性物质氨氮具有良好的耐受能力,尽管体系内氨氮质量浓度高达2 600 mg·L⁻¹,VFA/ALK始终低于0.04,表明AnMBR不仅对外界环境变化有着较好的缓冲能力,而且对消化体系的内源性抑制因素也有着良好的耐受能力。综上,AnMBR在处理餐厨废水时表现了良好的处理性能和稳定性能。     

运行条件及温度对陈垃圾反应器效能的影响及菌群结构分析

以上海老港填埋场填埋垃圾为填料构建陈垃圾反应器,通过调节反应器的水力负荷、回流比以及所处的环境温度,考察了反应器对成熟垃圾渗滤液中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、BOD5和COD处理效果的影响,同时采用PCR-DGGE方法分析了不同条件下微生物群落结构的变化。结果表明,在15℃温度下,水力负荷由8.5 L/(m3·d)升高至17 L/(m3·d)时,反应器对污染物BOD5和NH3-N的去除效率没有改变,而对COD和TN的去除效率有明显提升;当增加回流时,反应器对污染物的去除效果没有显著差异,未能提高脱氮效率;当环境温度从15℃提高到30℃时,NH3-N和BOD5接近完全去除,COD的去除率从73.1%提高到82.4%,TN的去除率从27.3%提高到43.7%,明显提高了反应器效能。群落结构分析表明,在本研究条件下增加回流比对反应器中细菌群落结构影响不大;提高水力负荷使得上部群落结构多样性提高;而温度提高时,反应器上、下部细菌的种类数量都明显增加,多样性提高。表明在陈垃圾反应器运行时,环境温度对其效能和群落结构的影响较大。     

低温降解苯胺高效菌群的筛选及特性研究

在低温下对吉林化工厂污水处理厂曝气池活性污泥、低温生活污水处理系统曝气池活性污泥、实验室菌种库保存的高效菌剂以及以上三者的混合样等4种样品进行了变温培养、驯化,筛选到一组低温降解苯胺高效菌群--吉化污泥.该菌群对苯胺初始浓度不高于800 mg/L驯化培养基中苯胺的降解率可以达到100%,当初始苯胺浓度升到1000 mg/L时,去除率也能保持在60%以上;菌胶团形成能力较强,菌胶团形成指数达到21.2%;并且在高岭土絮凝试验中表现出很强的生物絮凝能力.该菌群的生长温度范围为5-35℃,最适培养温度15℃,属于耐冷菌群.适合作为生物强化菌剂投加到低温苯胺类废水生物处理系统中,提高处理系统的净化能力.葡萄糖作为共代谢基质对低温苯胺生物降解有促进作用,而无机氮源作用不明显.     

新型低气阻高效除尘器的研究与应用

为了提高除尘器对细颗粒物的捕捉效率,制备了一种由蜂窝陶瓷、聚酰胺材质扭线刷和缚尘剂组成的除尘模块。其中填充了聚酰胺扭线刷的蜂窝陶瓷为除尘模块的主体,该主体独有的结构将拦截尘粒的滤料纤维分布在与气流方向垂直的平面上,有利于含尘气体的捕捉。缚尘剂为除尘模块的增强因子,它可以在除尘模块表面形成液膜,用来抑制除尘时的二次扬尘,提高除尘效率。通过对涂覆有缚尘剂的除尘模块的除尘效率的研究表明,含尘气体通过除尘模块,对粒径2μm的颗粒除尘效率最高可达到97.08%,表明了除尘模块去除细颗粒物的潜力;另外,在实验中设定的条件下,系统的压降保持在85 Pa以下。总体而言,该除尘模块在保持较低压降的同时对细颗粒物有较高的去除效率,有应用在工业除尘的潜力。     

一株高效降酚菌的分离鉴定及降酚特性研究

以苯酚为唯一碳源,采用逐量分批的方法从被酚类物质污染的土壤中驯化、筛选、分离降酚菌,利用形态学、培养特性、生理生化反应以及分子手段鉴定所得菌株,研究了该菌株生长与降酚的关系以及其降酚能力,并设计引物检测降酚酶基因。结果表明,获得的一株高效降酚菌GDYW-0027经鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter),它的生长速率与苯酚的降解速率基本同步,48h内对高质量浓度(2.2g/L)苯酚的降解率为86.73%;在菌株GDYW-0027中检测到苯酚羟化酶及邻苯二酚2,3双加氧酶基因片段,推测其采用间位开环方式打开苯环。     

景观生态-SBR复合工艺生活污水处理效能与污泥性状

景观生态-SBR复合系统是一种新型生态组合工艺,与传统工艺相比具有景观性好、处理效果稳定、对周边环境影响小等优点。由于该工艺运行灵活、建设费用低,其更适用于分散型污水处理。研究了复合工艺在生活污水处理过程中的效能与污泥性状,并与传统SBR工艺对比,考察了复合系统中活性污泥性状的特征,包括污泥脱水性、沉降性、污泥浓度、粒径分布、EPS、SMP等指标,分析了污泥性状变化原因及其与复合工艺处理效果的关系,为景观生态-SBR复合工艺的工程化应用提供理论依据和技术支撑。