IC厌氧反应器新型布水系统

IC厌氧反应器是新一代污水处理的高效反应器,设计的关键是如何使罐体内形成均匀稳定的内循环流动,其性能受控于布水器的布水结构、布孔方式、进水流速等。现有布水器结构复杂,加工难度较大,成本较高,同时还存在排泥死角问题。针对该情况,对IC厌氧反应器的布水结构进行优化设计,并在对反应器内气-液-固三相流流场进行大量三维非稳定流数值分析的基础上,确定适宜的上升流速及布水器进水口尺寸,并加工组装实体模型进行模型实验验证,结果表明优化的布水器结构有效可行。     

内循环厌氧反应器多相流流场的三维数值分析

利用数值模拟的方法,引入欧拉双流体多相流模型及标准k-s紊流模型,模拟计算内循环厌氧反应器的三相流三维流场,并通过改变污泥颗粒密度及进水流量,针对固相流速及固含率的变化情况,分析条件的改变对流场的影响。研究结果表明,应用数值模拟方法可以获得内循环厌氧反应器内的流场特征;污泥颗粒密度及进水流量的改变对于反应器内污泥颗粒的流速及分布的均匀性有较为明显的影响。模拟结果对反应器的应用及优化设计具有一定的参考价值。     

内循环厌氧反应器多相流流场的三维数值分析简

利用数值模拟的方法,引入欧拉双流体多相流模型及标准k-ε紊流模型,模拟计算内循环厌氧反应器的三相流三维流场,并通过改变污泥颗粒密度及进水流量,针对固相流速及固含率的变化情况,分析条件的改变对流场的影响。研究结果表明,应用数值模拟方法可以获得内循环厌氧反应器内的流场特征;污泥颗粒密度及进水流量的改变对于反应器内污泥颗粒的流速及分布的均匀性有较为明显的影响。模拟结果对反应器的应用及优化设计具有一定的参考价值。     

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.     

低COD浓度废水启动EGSB反应器

以厌氧活性污泥和好氧活性污泥接种于2个膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器中,进水流量为10 mL/min,回流量为180 mL/min,进水COD浓度在180 mg/L左右,有机负荷率(OLR)为1.728 kg COD/m3·d左右,污泥负荷率(SLR)为0.19 kg COD/kg MLSS·d左右,出水COD浓度维持在40mg/L左右,COD去除率达80%以上.控制温度在32～35 ℃,pH在6.8～7.2,反应器内氧化还原电位在-340 mV以下,水力停留时间(HRT)4.2 h,上升流速4.86 m/h以及加入80 mg/L絮凝剂(硫酸铝钾),缩短了启动时间,促进了颗粒污泥的形成.分别经过60 d和120 d运行,反应器启动成功.结果表明,上升流速、絮凝剂和污泥类型对颗粒污泥的形成有影响;接种好氧活性污泥在低浓度COD下,合理控制负荷速率能成功启动EGSB反应器.     

多菌群污水生物处理反应器中污泥分布的试验研究

在多菌群污水生物处理反应器处理城市污水的试验中,对反应器主反应区内水平中线及垂直中线上所布设取样点位的混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)、污泥沉降比(SV30)及污泥容积指数(SVI)进行了检测分析。结果表明,MLSS与MLVSS分布趋势大致相同,在水平方向与垂直方向污泥浓度总体呈现大小交替型分布;SV30与SVI在水平方向总体呈现出周边大、中心小的非对称分布,而在垂直方向由上到下呈现出先增大后减小再增大的分布趋势。污泥浓度与污泥沉降性能的差异分布,对将反应器进水点分布在污泥浓度高值区域、污泥回流点布置在污泥浓度低值区域及出水点选定在污泥浓度较低且沉降性能较好区域有着重要的指导作用,为反应器的优化控制提供了理论依据。     

基于非均匀入口条件SCR系统气固相组分的分布特性优化

采用实际工程中复杂的非均匀入口边界条件,对SCR系统气固两相流动特性及其优化进行了数值模拟。对烟道混合器下游截面上各测点处NO浓度进行实验测试,与数值模拟计算的NO浓度结果保持基本一致,模拟计算获得了SCR反应器入口导流板布置数量、倾角以及导流板间距的最优方案,催化剂首层入口截面烟气流速偏差系数Cx从18.13%降至12.38%。烟气中飞灰颗粒在反应器首层催化剂入口断面上呈现分布不均匀分布的特性,弯道C处无导流板时,截面中间区域的粉尘浓度一般在0.035 kg·m-3,最高值可达0.068 kg·m-3,弯道C加装导流板后首层催化剂入口烟道断面飞灰浓度不均匀偏差系数值由原有结构的34.21%降为26.18%,表明导流板结构有助于飞灰浓度均匀性分布。数值计算模型符合工程实际,具有很好的可靠性和实用性。     

处理造纸废水的EGSB反应器内颗粒污泥特性

为了解高效厌氧反应器的颗粒污泥特性,研究了生产性EGSB反应器处理造纸废水不同高度的颗粒污泥的固体浓度、外观形态和产甲烷活性。采用甲烷势自动测试系统测试产甲烷活性,测试时间3d。结果表明,颗粒污泥的固体浓度以及溶解性COD随高度的增加逐渐降低,有机质含量沿整个反应器高度不变。反应器内固体浓度和有机质含量平均值为Ts：（123±4）g／L,VS：（75±3）g／L,VS／TS：（61±3）％。溶解性COD浓度由723mg／L降低到449mg／L。反应器内的颗粒污泥产甲烷活性为（0．32±0．03）gCOD／gVSSd（112mLCH。／gVSSd）。反应器底部和顶部颗粒污泥的当量直径分别为169μm和145μm,颗粒污泥呈椭球状（圆度为2．6）。EGSB反应器内由于进水的上升流速较高,污泥颗粒处于膨胀状态,致使颗粒污泥特性沿反应器高度变化不大。     

IC厌氧反应器处理有机废水启动实验研究

设计了一套IC反应器装置,接种啤酒厂生产废水消化污泥,采用人工配水对其进行启动运行,考察了IC反应器的启动运行状况、效果及影响因素,并在反应器运行结束后观察了污泥状态的变化.结果表明,容积负荷提高至4.7 kg/(m3·d),出水COD浓度稳定在250 mg/L左右,去除率维持在85%以上,反应器内出现污泥分层现象,颗...     

厌氧颗粒污泥启动复合式厌氧折流板反应器的研究

研究以厌氧颗粒污泥接种的复合式厌氧折流板反应器(HABR)启动：在HABR中直接接种厌氧颗粒污泥,以退浆废水为试验进水,在系统水力停留时间为168 h,中温(32±1) ℃,进水pH值6.5～8,碱度适当偏高条件下,进入反应器废水COD浓度由1 800 mg/L逐渐提高到13 520 mg/L,运行60 d后系统COD去除率最低为45%,并且保持稳定,出水pH值和碱度相对比较稳定,污泥明显呈颗粒状,反应器启动完成。反应器可以在短时间内重新启动,污泥活性很快得到恢复。     

Influence of a three-phase separator configuration on the performance of an upflow anaerobic sludge bed reactor treating wastewater from a fruit-canning factory.

The objective of this study was to investigate the influence of a three-phase separator configuration on the performance of an upflow anaerobic sludge bed (USAB) treating wastewater from a fruit canning factory. The performances of two 30-L UASB reactors--one with a modified three-phase separator giving a spiral flow pattern and the other with a conventional configuration-were investigated in parallel. Wastewater, with a chemical oxygen demand (COD) concentration between 2000 and 7000 mg/L, was obtained from a fruit-canning factory. Based on the effluent data of the first 100 operation days, the UASB with the three-phase separator giving spiral flow patterns yielded up to 25% lower biomass washout. It also showed better efficiencies in treating wastewater--up to 60% lower effluent COD, up to 20% higher COD percent removal, and up to 29% higher biogas production. This work presents evidence of an improvement on the conventional physical design of a UASB.     

Performance of three-phase three-dimensional electrode reactor for the reduction of COD in simulated wastewater-containing phenol

The removal of chemical oxygen demand (COD) from wastewater-containing phenol was investigated using three-phase three-dimensional electrode reactor. Special attention was paid to experimentally probe the performance of the reactor in COD removal in the process of repeated batch runs. The experimental results showed that the reactor could remove COD from phenol-containing wastewater much more efficiently than both granulated activated carbon (GAC) adsorption bed and conventional three-dimensional electrode. For 200th batch run, the three-phase three-dimensional electrode reactor with an airflow of 5 l min(-1) and a cell voltage of 30 V could remove 1350 ppm COD from the wastewater in 30 min while conventional three-dimensional electrode reactor with a same cell voltage and GAC adsorption bed with a same airflow only could remove 610 and 1000 ppm, respectively, at the same reaction duration. Although it was found that COD removal decreased with increasing repeated batch runs in our experimental range, due to adsorption saturation of GAC and electrode passivation, the extent of decrease for the three-phase three-dimensional electrode is much less than those for conventional three-dimensional electrodes and GAC adsorption beds. The passivated reactor could be partly re-activated by electrolysis in the presence of MnO2.     

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。     

常温下IC反应器启动过程中的颗粒污泥性能研究

在常温下用自配葡萄糖废水启动IC反应器,研究了厌氧颗粒污泥的形成过程和特性。IC反应器进水浓度为3 000 mg COD/L,水温为14.5～26℃,25 d内形成了颗粒污泥。结果表明,随着运行时间和容积负荷的增加,颗粒污泥粒径逐渐增大。反应器启动完成后,反应器中2 mm的颗粒污泥增加到6.6%,0.3 mm的颗粒从57.7%减少到39.4%;VSS浓度从24.7 g/L上升到48.2 g/L;VSS/SS从34.4%增加到72.8%。颗粒污泥的沉降速度与颗粒粒径成正比,0.3～3 mm的颗粒污泥的沉降速度介于34.05～109.75 m/h之间,具有良好的沉降性能。初始接种污泥几乎没有产甲烷活性,与第30 d的初期颗粒污泥相比,成熟的颗粒污泥的产甲烷活性提高了46.7%。     

Fluorescence-based monitoring of tracer and substrate distribution in an UASB reactor

In this work, rhodamine-related fluorescence was measured on-line at four reactor heights in order to study hydrodynamics within an upflow anaerobic sludge bed reactor. A linear dependence of the dispersion coefficient (D) on the upflow velocity was observed, while the influence of the organic loading rate (OLR) was insignificant. Furthermore, the Bodenstein number of the reactor loaded with granulated sludge was found to be position-dependent with the largest values measured at the bottom of the sludge bed. This trend was not observed in the reactor without sludge. Chemical oxygen demand (COD) and volatile fatty acid (VFA) concentrations were measured at the same reactor heights as in rhodamine tests using conventional off-line analytical methods and on-line multiwavelength fluorometry. Significant spatial COD and VFA gradients were observed at organic loading rates above 6g COD l(R)(-1)d(-1) and linear upflow velocities below 0.8m h(-1).     

缺氧折流板反应器的流态及污泥颗粒运动分析

采用缺氧折流板反应器(ABR)处理印染废水,当HRT为8 h时,ABR内的下向导流室雷诺数(Re)为1.1,上向漉反应室Re为0.1,均为层流.污泥颗粒经绕流运动分析.下向导流室污泥颗粒受到的绕流阻力和重力均向下,只有浮力向上,由于污泥颗粒密度大于流体的密度,此时重力大于浮力,污泥颗粒不能在下向导流室内稳定停留,即没有污泥层,与观察到的试验现象一致.在上向流反应室的污泥颗粒受到的绕绕阻力向上,重力与绕漉阻力、浮力处于动态平衡时的污泥颗粒的临界粒径(dcr)为85 μm.     

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46d。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。