高浓度废水可调式厌氧处理技术

以酒精发酵和有机化工混合废水为研究对象,通过对原厌氧工艺的改进,成功地研发了"可调式Ⅰ级全糟发酵/DDG+Ⅱ级UASB+Ⅲ级IC"厌氧工艺,实现了废水有机负荷和进入方式的随机调节。运行结果表明:新工艺运行稳定,有机负荷提高1倍,沼气产率提高39%~56%,厌氧阶段出水COD由原工艺的2000 mg/L降低到500 mg/L左右,COD去除率由93%上升到99%。     

低浓度下冲击负荷对厌氧折流板反应器的影响

采用一个9.9L的厌氧折流板反应器处理低浓度废水(500mgCOD/L左右),研究了有机冲击负荷、水力冲击负荷对反应器运行性能的影响。结果表明,ABR具有极好的抗冲击负荷的能力,在350%的水力冲击负荷、持续时间2.5h下仅需4h即可恢复原状。ABR受有机冲击负荷的影响较复杂,在50%和100%浓度的有机冲击负荷下,反应器约经8h恢复原来的水平。在低浓度废水的定义范围之内(COD<1000mg/L),进水COD浓度突然上升等有机冲击负荷不会损害ABR反应器的处理性能,相反可有一定的改善作用。ABR反应器的多隔室结构使之存在缓冲区等分区现象,从而提供了良好的抗冲击负荷的能力。     

生物膜反应器厌氧氨氧化脱氮效能研究

利用厌氧氨氧化生物膜反应器,分别研究提高基质浓度和缩短水力停留时间(HRT)对提高反应器总氮容积去除负荷的影响。实验之前总氮容积去除负荷达到2.11kgN(/m·3d),总氮去除率为87.9%。以提高基质浓度的方式经过50d的培养,总氮容积去除负荷稳定在4.0kgN(/m·3d),进水总氮浓度从300mg/L逐渐提高到700mg/L,NH4+-N、NO2--N出水浓度分别达到70mg/L和100mg/L;以缩短HRT的方式经过55d的培养,总氮容积去除负荷达到7.0kgN(/m·3d),HRT由3h缩短至0.67h,NH4+-N、NO2--N出水浓度分别达到40mg/L和60mg/L。实验结果表明随着进水基质浓度的增加水中游离氨和亚硝酸的浓度随之增加,从而抑制厌氧氨氧化菌活性,不利于反应器脱氮效能的提高。在相同总氮容积负荷下缩短HRT有利于厌氧氨氧化细菌的富集,但过短的HRT容易导致微生物流失。     

ABR反应器中COD/SO_4~(2-)值和硫酸盐负荷对SO_4~(2-)去除影响

利用厌氧折流板反应器,分别考察了反应器启动,及不同COD/SO42-比值和硫酸盐负荷对模拟废水中SO42-去除的影响。实验在(32±0.1)℃,pH为6.0⁶.5的条件下连续运行。结果表明:ABR经过约90 d的启动驯化阶段后,进水硫酸盐及COD浓度分别为1 500 mg/L和3 000 mg/L,水力停留时间为12 h条件下,硫酸盐去除率达到了92%。固定COD/SO42-比值为2.5时,随着进水SO42-浓度的增加(1 5006.5的条件下连续运行。结果表明:ABR经过约90 d的启动驯化阶段后,进水硫酸盐及COD浓度分别为1 500 mg/L和3 000 mg/L,水力停留时间为12 h条件下,硫酸盐去除率达到了92%。固定COD/SO42-比值为2.5时,随着进水SO42-浓度的增加(1 500³ 500 mg/L),SO42-去除率逐渐下降,最低为60%,相反SO42-去除速率随着硫酸盐浓度的增加而增加,最大为7.98 kg(/m3.d);维持恒定的硫酸盐浓度(1 500 mg/L),逐渐缩短水力停留时间以提高反应器中硫酸盐负荷,SO42-去除率呈现先上升后下降的复杂变化趋势,当水力停留时间为6 h时,SO42-去除率达到最大;随着COD/SO42-比值的提高,硫酸盐去除能力增强,且反应体系对硫酸盐负荷的耐受能力也逐渐增强。     

餐厨垃圾厌氧消化运行试验研究

采用猪粪厌氧消化的消化污泥为接种物,在中温(37℃)条件下,以连续进料的方式对餐厨垃圾的湿式厌氧消化进行了启动以及运行试验,监测整个实验过程中产气量、pH、VFA、碱度等能够反映厌氧消化的系统指标。结果表明:本实验中系统最佳有机负荷为2.8 kg/(m~3·d)(以VS计),超过此负荷后,依靠系统自身恢复和人工调节,pH很难恢复正常运行状态。正常运行过程中,pH稳定在7.5~8.0,VFA稳定在2 000 mg/L左右,碱度在6 000~9 000 mg/L,氨氮在1 500~2 000 mg/L,底物含水率为96%~98%。系统超负荷运行后,产气量和pH下降,VFA浓度上升,碱度、氨氮、含水率基本保持稳定。     

CLR反应器处理垃圾焚烧发电厂渗滤液的实验研究

CLR反应器是在IC反应器的基础上优化的厌氧反应装置,详细介绍了改进的工艺和实验方案,对垃圾焚烧发电厂产生的渗滤液,采用CLR厌氧反应器进行实验研究,结果表明：在中温的环境下,CLR厌氧进水COD从4 200 mg/L逐渐提高到42 000 mg/L的情况下,并稳定进水COD浓度42 000 mg/L左右时,出水COD在8 400 mg/L左右,COD去除率为80％以上.CLR反应器处理实际渗滤液的负荷能够达到42 kgCOD/（m3·d）,产气效率为0.4L沼气/gCOD,从处理效果的分析为生产规模工程设计提供参考.     

木薯废水的厌氧生物降解特性及动力学研究

通过静态小瓶试验,研究了木薯废水的厌氧降解特性,并对其厌氧降解动力学进行分析;同时利用傅里叶红外光谱(FTIR)与三维荧光光谱(EEM)对颗粒污泥的胞外聚合物(EPS)进行分析。结果表明,当木薯废水COD浓度由6 000 mg/L增大到10 000 mg/L时,COD去除率由81.23%下降到71.67%,而VFA由5.07 mmol/L增大到21.33 mmol/L。木薯废水的厌氧降解动力学模型符合一级反应动力学。当木薯废水COD浓度由6 000 mg/L增大到10 000 mg/L时,颗粒污泥EPS的红外光谱中出现了N—H的伸缩振动、C—H的伸缩振动、C O的伸缩振动以及C—N的弯曲振动。木薯废水COD浓度为6 000 mg/L时,在颗粒污泥EPS的三维荧光光谱中,出现了显著的辅酶F420吸收峰(Ex/Em=420/470),表明在此条件下,颗粒污泥产甲烷活性良好。     

利用餐厨垃圾浆液进行厌氧调试的试验研究

利用机械生物反应器(JSR)处理后产生的高浓度水解酸化相浆液对厌氧反应器进行调试试验研究。试验结果表明,餐厨垃圾浆液酸化程度较高,pH和VFA分别为4.9和15 720 mg/L。对这种浆液,采用0.5 kg COD/(m.3d)的启动负荷较合理,每3天增加0.5 kg COD/(m.3d),15 d后,系统运行稳定。厌氧出水sCOD平均值为870 mg/L,VFA从527 mg/L降低到407 mg/L,pH从6.8升高到7.3,而沼气中CH4百分含量从20.9%升高到77.3%。另外,氨氮和碱度在调试阶段出现累积效应,氨氮从58.1 mg/L升高到134 mg/L,碱度从780 CaCO3mg/L升高到1250 CaCO3mg/L。因此,启动负荷的选择以及整个调试过程中pH、VFA、碱度和CH4含量的监测对厌氧调试有着重要的影响。     

厌氧折流内循环反应器(ABIC)处理木薯淀粉废水试验

对自主研发的厌氧折流内循环反应器(anaerobic baffled internal circulation,ABIC)处理木薯淀粉废水的运行特性进行研究,结果表明:ABIC在水力停留时间为20~24 h、进水ρ(COD)为3 000~15 000 mg/L、有机负荷为3.0~20.0kg/(m3·d)时COD去除率均高于80.0%,最高可达91.2%。ABIC对进水负荷的冲击具有良好耐受能力,最大可承受的容积负荷VLR为26.0 kg/(m3·d),运行稳定。反应器重新启动耗时较短,对处理木薯淀粉季节性生产废水有利。     

半连续泔脚垃圾与猪粪混合厌氧消化研究

在中温(35℃)条件下,采用逐渐提高有机负荷的半连续进料方式,研究泔脚垃圾厌氧消化规律。在1gVS/(L.d)、1.25 gVS/(L.d)和1.5 gVS/(L.d)的有机负荷下,厌氧消化系统能够稳定运行,实现水解酸化阶段和产甲烷阶段的动态平衡,甲烷产率与日产气量的变化规律一致,pH、VFA、氨氮浓度分别保持在7.2和360mg/L1、500 mg/L左右。当有机负荷为1.5 gVS/(L.d),每克VS的甲烷产率和甲烷百分数出现最大值,分别为1.40 L/g7、1.37%,此时厌氧消化系统处于最佳运行状态。     

厌氧折流板反应器与膜曝气生物膜反应器耦合作用的试验研究

利用膜曝气生物膜外层的厌氧状态与厌氧折流板反应器内部环境相融合的特性,分别启动驯化厌氧折流板反应器和膜曝气生物膜反应器,将驯化好的膜组件置入运行稳定的厌氧隔室内构成耦合反应器.当进水COD和NH+4-N浓度分别为1 600mg/L和80 mg/L时,膜组件置入后反应器出水中的COD和VFA含量分别降低了59.5%和68.1%,对含氮污染物的去除率达到83.5%.当进水有机负荷提高50%时,耦合反应器出水COD浓度仍处于60 mg/L以下,具有良好的抗有机负荷冲击能力.因为流入液体中有机底物的减少和硝态氮的增加,使得3号隔室的沼气产量和甲烷含量均明显减少,但是取而代之的是更为稳定和优良的出水水质.此工艺实现了单一反应器处理中高浓度有机含氮废水的同时去碳脱氮功效.     

垃圾渗滤液与厨余垃圾混合厌氧消化研究

对垃圾渗滤液与厨余垃圾进行混合厌氧消化研究,采用中温批式厌氧消化工艺,考察3g/L和30g/L有机负荷(以VS计)条件下厌氧消化过程中pH值、产气量、VFA以及甲烷含量的变化,旨在探索有机负荷对厌氧消化产甲烷效果的影响.结果表明,在30g/L负荷下比3g/L负荷反应过程更为稳定,且累计生物气产量有大幅提高.2种负荷下系统均能进入产甲烷阶段,最高甲烷体积分数分别达到77.14%和74.47%,VFA质量浓度在反应结束时分别为300mg/L和336 mg/L.     

高有机负荷冲击对填料型MBR运行性能的影响

针对分散式农村生活污水有机负荷变化明显的特点,研究了填料型厌氧-缺氧-好氧膜生物反应器（A²O-MBR）抗高有机负荷的能力,考察了高有机负荷冲击对污染物去除效果、悬浮和附着污泥性质以及膜污染的影响.结果表明,高负荷冲击期间污染物去除稳定,氨氮去除率在冲击第3d从99.1%下降到78.5%,出水氨氮浓度高于5mg/L,随后去除率恢复至97.6%;悬浮和附着微生物的三磷酸腺苷（ATP）含量增加;附着生物量显著增加;细胞外聚合物（EPS）增加;高有机负荷冲击期间膜污染更严重,膜面污染层EPS含量显著增加;太阳能微动力A²O-MBR系统能减少10%的碳排放.     

菜市场垃圾预处理浆料的减量化试验研究

利用机械生物反应器(JSR)处理菜市场垃圾预处理产生的浆料,并对处理效果进行考察。试验结果表明:在30~35℃条件下,使用餐厨垃圾处理厌氧出水对JSR内部浆料进行淋洗及浸泡接种,在3天的反应时间里,浆料不断进行水解酸化并溶入淋滤液中。COD从58 000 mg/L降低到31 000 mg/L,VFA从4 368 mg/L升高到12 500 mg/L,后降低到4 950 mg/L,TS从4.57%降低到3.10%,TN从2 100 mg/L降低到1 000 mg/L,而NH4-N变化不明显,pH从5.59增加到6.06。JSR设备对浆料的减量化效果较好,干重减量率达到73.4%,出渣烘干后的热值达到15018 J/g。因此,3天的淋洗及浸泡处理可以使浆料快速减量,出渣烘干后可以焚烧,淋滤液可以通过后续厌氧消化完成处理。     

新型IC反应器在山梨醇废水处理中的工程应用

将布水装置优化后的新型内循环(IC)反应器应用于某山梨醇生产企业实际废水的二级厌氧生化处理,获得了较好的处理效果。调试阶段的结果表明:经过IC反应器的处理后,废水COD浓度由处理前的2 374~4 967 mg/L降至301~823 mg/L,COD去除率达81.4%~91.2%,COD容积负荷达8.1~13.7 kg/(m3·d);总体来说,当水力负荷增大时,COD容积负荷也相应增大;IC反应器的出水挥发性脂肪酸(VFA)基本控制在200 mg/L以下;厌氧出水再依次经过接触氧化池和絮凝沉淀池等配套工艺的处理后,COD降至80 mg/L以下,实现达标排放。     

闲置厌氧氨氧化微生物的启动及微生物分析

文章以闲置12个月的厌氧氨氧化生物膜填料重新启动厌氧氨氧化反应器,并对反应器的活性恢复情况、脱氮效果和微生物菌群结构开展研究。实验结果表明:在启动的200 d逐渐将进水氨氮、亚硝态氮浓度从50 mg/L提高到70 mg/L,水力停留时间从12 h缩短到4 h,后期氨氮去除率达80%以上,亚硝酸盐去除率达95%。170~200 d的稳定期中,平均去除负荷0.71±0.15 kg/(m~3·d)。另外,通过高通量测序技术对反应器中微生物群落变化情况进行了系统分析。启动过程中填料中污泥微生物浮霉菌门Planctomyctes的相对丰度从13.7%增长到了36.0%,成为优势菌群。     

ABR处理淀粉废水的研究

探讨了厌氧折流板反应器（ABR）的运行机理,并研究了启动阶段在不同的水力条件和容积负荷下,对有机负荷为1.2-3.6 kgCODcr/（m^3·d）淀粉溶液的CODcr去除率,以及ABR工艺运行过程中的影响因素进行分析。研究结果表明,在启动阶段中低负荷反应条件下：①HRT12 h、CODcr600 mg/L、容积负荷1.2 kgCOD-cr/（m3·d）②HRT12 h、CODcr1 200 mg/L、容积负荷2.4 kgCODcr/（m3.d）;③HRT8 h、CODcr1 200 mg/L、容积负荷3.6 kgCODcr/（m3.d）,ABR反应器对CODcr均有较高的去除率。运行稳定后,ABR反应器的CODcr去除率在80%左右。     

上流式多级厌氧反应器处理糖蜜酒精废水的运行特性

采用自主研发的上流式多级厌氧反应器(UMAR)处理糖蜜酒精废水,研究UMAR的运行特性。研究结果表明:UMAR在水力停留时间为7.1h,进水ρ(COD)为10000mg/L,有机负荷为17.6～33.8kg/(m3.d)时COD去除率均高于75%,最高可达81%。UMAR反应器对进水负荷的冲击有良好耐受能力,运行稳定。     

内循环厌氧反应器处理十溴联苯醚

在中低温厌氧条件下,采用IC厌氧反应器降解BDE-209废水。结果表明:在温度为18～30℃,反应器运行62 d,第14天反应器出现颗粒污泥,随着运行时间和容积负荷的增加,颗粒污泥的粒径不断增大。当进水ρ(COD)为11 000 mg/L,控制HRT为24 h,COD容积负荷为11.7 kg/(m3.d)时,COD去除率稳定在70%以上,BDE-209降解效率达26.8%。     

采用A~2/O工艺处理土霉素废水试验研究

采用A(厌氧水解)A(缺氧反硝化)/O(好氧硝化)组合工艺进行土霉素废水处理试验研究,在进水浓度COD为3 500~4 000 mg/L、氨氮550~750 mg/L、系统总水力停留时间16~20 h条件下,控制工艺参数:厌氧水解6~8 h,缺氧反硝化水力停留时间不小于4 h,硝化液回流比不小于2,好氧硝化pH在7.5~8.0、溶解氧大于2 mg/L、水力停留时间为6~8 h,COD去除率稳定在90%~92%,氨氮去除率稳定在98%~100%,TN去除率稳定在60%~70%。