紫外线消毒反应器研究

对适宜于紫外线消毒的反应器的型态和水力条件进行了研究。通过模拟活塞流反应器和示踪实验 ,得到该反应器的分散数 (D/uL)、AR(长宽比 )、Pe和Re等水力参数和模型参数。实验结果表明 ,该反应器可视为有纵向扩散的活塞流反应器 ,在控制流态下具有良好的消毒效果。     

基于CFD模拟改良型厌氧折流板反应器(mABR)水力特性

改良型厌氧折流板反应器(modified anaerobic baffled reactor,mABR)的处理效率受水力特性的影响很大,而反应器升流室的升流速度又是影响反应器内水力特性的重要参数。使用CFD-fluent软件平台进行二维多相流数值模拟,在难降解废水水解酸化(固-液两相流)与高浓度有机废水发酵产气(气-液-固三相流)条件下,针对水流速度与固含率的变化,探究不同升流速度对反应器内流场特性的影响。结果表明:升流速度的增加及反应器厌氧产气有利于抬升泥水界面,促进泥水混合,提高传质效率;但过高的升流速度将导致污泥流失,使生物量的保持能力下降。通过分析可知,当两相流和三相流升流速度分别为2.0～2.5 m·h~(-1)和1.5～2.0 m·h~(-1)时,水力搅动及固含率分布较为显著,有利于泥水混合,使得反应器去除污染物效率最佳。     

超声波/紫外线一体化反应器用于污水消毒的中试研究

采用自行设计的超声波/紫外线一体化推流式反应器对污水厂二级出水进行消毒实验,考察了超声波协同紫外线消毒的消毒效率以及对消毒过程对水质和紫外灯管结垢的影响。结果表明:超声波协同紫外线消毒可以强化单独紫外线的消毒效率,且超声波功率密度越大,水力停留时间越长,消毒效果越好;当超声波功率密度为70 W·L-1,水力停留时间60 s时,粪大肠杆菌的对数去除率可以达到3.85 log,比单独紫外消毒增加了40.7%。同时,超声波协同紫外线消毒还可以降低紫外灯管的结垢速率。虽然超声波的引入会对水质(COD、UV254和浊度)产生轻微波动,但是并不影响出水水质。     

多隔室厌氧折流板反应器（ABR）的水力特性试验研究

对ABR反应器的水力流态进行了示踪剂试验，分析了特征截面面积对ABR水力特性的影响，采用停留时间分布（RTD）法研究了不同进水COD浓度和HRT条件下ABR反应器的水力特性，结果表明：不同进水COD浓度时ABR反应器的RTD曲线相似，表明进水COD浓度不是影响ABR水力特性的主要因素；不同HRT条件下RTD曲线差异很大，表明HRT对ABR的水力特性影响较大，随着水力停留时间的延长，Ⅳ值增大，1／Pe减小，ABR的流态趋于推流流态，随着HRT的缩短，Ⅳ值减小，1／Pe数增大，ABR反应器趋于完全混合流态。     

多隔室厌氧折流板反应器(ABR) 的水力特性试验研究

对ABR反应器的水力流态进行了示踪剂试验,分析了特征截面面积对ABR水力特性的影响,采用停留时间分布(RTD)法研究了不同进水COD浓度和HRT条件下ABR反应器的水力特性,结果表明不同进水COD浓度时ABR反应器的RTD曲线相似,表明进水COD浓度不是影响ABR水力特性的主要因素;不同HRT条件下RTD曲线差异很大,表明HRT对ABR的水力特性影响较大,随着水力停留时间的延长,N值增大,1/Pe减小,ABR的流态趋于推流流态,随着HRT的缩短,N值减小,1/Pe数增大,ABR反应器趋于完全混合流态.     

潜流人工湿地水力学特性及工程设计

以净化低污染水体的潜流人工湿地水力学特性工程设计为重点,系统开展了室内外实验研究,并利用Peelet数分析了水平潜流人工湿地碎石床渗流返混程度。结果表明,潜流人工湿地集水花管孔口出流计算、基质填料内渗流计算、碎石床平均水力停留时间计算可分别借鉴薄壁孔口恒定淹没出流、线性或非线性渗流、活塞流理论;但受工程实际条件及运行淤堵等影响,工程实测结果均小于理论计算值。基于室内外实验成果,提出一套包括集配水系统水力计算、填料内渗流计算、平均水力停留时间计算在内的潜流人工湿地水力学特性计算方法和参数选择,可为人工湿地技术的工程设计提供借鉴。     

强化复合厌氧反应器处理农村生活污水的快速启动

针对常规单一厌氧反应器处理农村生活污水启动时间长、处理效率低等问题,构建了一种集填料型厌氧折流和厌氧滤池技术为一体的新型强化复合厌氧反应器,并对该反应器的启动方法和运行特性进行了探究。采用接种污水厂活性污泥,并通过逐渐缩短反应器水力停留时间(HRT)的方法,进行反应器的启动。结果表明,在运行时间为25 d时,反应器出水COD降至65 mg·L~(-1),COD去除率达70.7%;各格室pH和氧化还原电位(Eh)分别稳定在6.9～7.0和(-243±6)～(-289±6) mV;CH_4产生量达365 mL·d~(-1),反应器实现成功启动。其中,折流区单元对COD的去除占主导作用,折流区单元内污泥生长和填料挂膜状况良好。本研究构建的强化复合厌氧反应器能够成功实现快速启动,为其在农村生活污水处理中的实际应用提供了参考依据。     

新型结构ABR的设计与水力特性研究

针对ABR自身的缺点,设计出一种新型结构的ABR.该反应器为双层结构,共有5部分组成,各部分容积各不相同.该反应器的设计思想是将ABR与生物滤池以及活性炭吸附等工艺相联合.这种设计能够最大程度地发挥各工艺的优势,进而达到更好的处理效果.通过脉冲响应实验对该反应器的水力特性进行研究,得出不同水力停留时间(HRT)下的停留...     

基于PIV技术的ABR反应器在不同HRT下的液相流态特性

利用激光粒子图像测速技术(PIV)对ABR反应器的液相流态进行了研究,在水力停留时间(HRT)为3~58 h变化时,测试得反应器内下流室和上流室折流板内外侧关键截面的流场数据,获得了相关流场特征,包括速度矢量图、流线图谱和涡量场等。结果表明,HRT对下流室和上流室的液相轴向、径向平均速度和平均涡量强度影响不同,液相回流面积随HRT的增加逐渐减小;下流室液相平均涡量强度随HRT的增加逐渐增加;上流室液相平均涡量强度随HRT的增加逐渐减小。下流室和上流室在特定HRT时产生涡流、沟流。在本实验条件下,当处理难降解或高浓度废水时,得出HRT为33 h时反应器整体流态最佳。     

内循环厌氧反应器处理养猪场污水基质降解动力学模型研究

依据对IC反应器有机物降解特性的分析,以及对其精细处理区和污泥床区水力流态分别作推流和全混流处理,基质降解速率与微生物浓度之间按一级反应处理的基础上,建立了IC反应器基质降解动力学理论模型.并根据IC反应器处理养猪场污水的试验结果,确定出了反应器在平均温度为(33±0.5)℃条件下污泥床区和精细处理区内基质降解动力学模型.     

常温条件下2种厌氧折流板反应器处理淀粉废水的启动实验

为了研究厌氧折流板反应器在常温下的启动情况,在22.5～30.2℃条件下,对不加填料的5隔室厌氧折流板反应器和加填料的4隔室复合式厌氧折流板反应器同步进行了启动实验。实验用水为高浓度淀粉废水,两反应器采用相同的启动策略,即梯度增加进水COD浓度与降低水力停留时间相结合的方式。两反应器有效容积均为47.8 L,启动初始负荷为0.6 kg COD/(m3.d),逐渐增加到10 kg COD/(m3.d)。实验表明,经过6个阶段87 d的运行,反应器启动完成,并成功培养出颗粒污泥,两反应器对COD的去除率都能达到85%以上。在启动过程中两反应器对COD的去除效率相近。     

诱导结晶法同时去除铜、锌离子

考察投药量、水力负荷、停留时间等因素,对诱导结晶反应器去除Cu~(2+)、Zn~(2+)效果的影响,确定最佳运行参数为:水力负荷40 m~3·(m~2·h)~(-1),结晶药剂投药量2∶1,停留时间90 min。在最佳运行参数下,结晶反应器处理含铜20 mg·L~(-1),含锌10 mg·L~(-1)、pH为5.5~6.0的混合重金属废水。反应器连续运行40 d,出水中铜离子和锌离子平均浓度分别为1.31 mg·L~(-1)和4.57 mg·L~(-1),铜离子和锌离子平均去除率分别是93.4%和51.3%。诱晶载体粒径由0.568 mm长至0.617 mm,平均生长速度为0.001 23 mm·d-1。研究表明,该诱导结晶工艺可以用作同时去除废水中的Cu~(2+)、Zn2+。     

折流曝气生物滤池的特征与处理效能试验研究

折流曝气生物滤池(BBAF)是一种新型生物滤池,为考察其工艺特征和处理效能,对运行时的效果和不同水力条件下的水力混合特性进行了研究。试验表明,BBAF滤池是一种复合流态反应器,单池趋于全混流,而整池趋向平推流;BBAF滤池对COD和SS的去除率稳定在90%以上,对氨氮、总氮和总磷平均去除率分别为88.8%、39.1％和46.5%。     

大型高效厌氧悬浮床反应器流态模型研究

结合大型高效厌氧悬浮床反应器(275 m3)的运行,在容积负荷10～40 kg COD/(m3·d)的较宽范围,有计划进行了系列流态实验.通过示踪数学模型模拟研究表明,采用组合流态模型描述生产性规模厌氧反应器的流态是适合的,结果优于级串和扩散模型.结合反应器的运行探讨了负荷、上升流速和气体负荷等因素对短流率、死区比例和膨胀率等悬浮床反应器的特性参数的影响,获得了确定的结论,可以指导厌氧悬浮床反应器的设计、结构优化和设备开发.     

实验室有机废水的铁碳微电解预处理

采用铁碳微电解法对实验室有机废水进行小型处理实验,研究该方法的废水净化特性,并优化进水pH值、水力停留时间(HRT)和曝气量等主要运行工艺参数。通过正交实验得到最佳处理条件pH值为5,水力停留时间为6 h,曝气量为12 L·h~(-1)。以实际最佳条件运行反应器,废水COD去除率可达到85%,废水中芳香族化合物等难降解物质得到降解,BOD_5/COD由0.1提高到0.4以上,出水可生化性大幅提高。研究表明,铁碳微电解法适于处理实验室难降解有机废水,估算处理成本约为9.84元·m~(-3)废水。     

固定床厌氧反应器处理高浓度禽畜粪尿

为开展高效厌氧生物技术处理家禽粪便的应用研究,试验依据固定床厌氧反应器(anaerobic pecked bed reac-tor)的特点,设计了一个有效容积为20 L的高效厌氧反应器,以猪粪尿为发酵原料,进水COD浓度范围在4 820~54 000mg/L,实验过程为55 d。按进料的水力停留时间可将实验划分为2个阶段:前期(44 d)和后期(11 d),前期通过提高进料浓度直接提高反应器处理浓度,水力停留时间保持为2 d,每7~8 d为一个周期;后期通过缩短水力停留时间间接提高反应器处理浓度,进料浓度保持不变,每2~3 d为一个周期。通过对厌氧处理系统运行过程中COD、pH、挥发性成分、TN、TP和NH3-N含量的测定,分析了该系统运行特点。结果表明:在发酵的第1~55 d,整个厌氧处理系统能够稳定运行,COD去除率稳定在67%~88%之间;对TN、TP、NH3-N都有很好的去除能力。     

异波折板水解酸化-A~2O一体化反应器实验研究

设计了异波折板水解酸化-A2O一体化反应器,进行生活污水处理的实验研究。10个月的实验结果表明,系统的最佳水力停留时间(HRT)为8 h时,最适COD进水浓度为240~600 mg/L,最佳混合液回流比(r)-污泥回流比(R)为250%~100%。控制反应器于以上运行参数下,25±2℃所对应的COD、TN和TP去除率分别为96.84%、67.55%和81.92%。当温度降至7℃时,其COD、TP和TN分别降至86.35%、50.25%和65.68%。基于实验分析结果,阐明了一体化反应器高效性的机理在于异波折板水解酸化段具有高效传质特性和A2O段具有复合式活性污泥-接触氧化好氧池的特点。     

曝气生物滤池用于分散型污水处理及其动力学浅析

将曝气生物滤池用于分散型污水处理,分析了反应器在不同水力负荷条件下对污染物的去除效果,同时从动力学角度对反应器作了浅析,总结出一个动力学模型.实验证明,该模型对出水水质预测和水力负荷条件的确定具有一定的工程实践指导作用.     

微电场-零价铁强化厌氧水解酸化性能

通过投加零价铁和增加微电场提高水解酸化的效果,改善混合工业废水的可生化性。实验在4个反应器中同步进行:微电场-零价铁厌氧反应器(R1)、微电场厌氧反应器(R2)、零价铁厌氧反应器(R3)及普通厌氧反应器(R4)。结果表明,微电场-零价铁对水解酸化具有明显的促进作用,在水力停留时间(HRT)为81 h时,TOC去除率达70%,BOD5/COD由0.15增至0.41,废水的可生化性显著提高。     

厌氧折流板反应器处理生活污水的运行特性

以厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器ABR的接种污泥,研究恒温(35℃)条件下ABR处理生活污水的启动和运行特性。实验结果表明,ABR反应器仅用了39 d就完成初次启动,COD去除率一直稳定在60%左右。在以后运行的5个阶段里,即当水力停留时间为4~10 h,容积负荷为1.17~2.9 kg COD/m3.d,反应器对COD的平均去除率基本稳定在70.49%~80.2%;并且当HRT=7 h,VRL=1.612 kg COD/m3.d时,反应器对COD的去除率平均高达80.2%,平均COD出水低于100 mg/L。在实验过程中(除启动阶段外),反应器出水碱度均远远大于进水碱度,VFA均在1.5 mmol/L以下。