用于废水处理的膜曝气生物反应器

膜曝气生物反应器是一种利用透气膜进行曝气的污水生物处理组合新工艺.膜曝气的主要特点在于无泡曝气和特殊结构的生物膜.无泡曝气可提高传氧效率,在高浓度废水或含挥发性有机物废水的处理中具有优势.曝气膜上生长的生物膜具有传质异向性,这一特点使其具有同步除碳脱氮的潜力.介绍了膜曝气生物反应器的工艺特点,总结了国内外对于膜曝气生物反应器在废水处理方面的研究进展,指出当前膜曝气生物反应器应用中存在的问题,并展望了今后的发展前景.     

膜生物反应器低温污水处理效能研究

通过连续实验,考察了温度变化对膜生物反应器除污染效果的影响,重点研究了低温条件下(10±2)℃溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)对膜生物反应器净化效能的影响规律.研究结果表明,温度的突然降低会导致污泥的氧吸收速率下降,系统对COD的去除效率从90.1%迅速降低至68.2%,但经过1个月的低温运行后,活性污泥的氧吸收...     

用于废水处理的膜曝气生物反应器

膜曝气生物反应器是一种利用透气膜进行曝气的污水生物处理组合新工艺.膜曝气的主要特点在于无泡曝气和特殊结构的生物膜.无泡曝气可提高传氧效率,在高浓度废水或含挥发性有机物废水的处理中具有优势.曝气膜上生长的生物膜具有传质异向性,这一特点使其具有同步除碳脱氮的潜力.介绍了膜曝气生物反应器的工艺特点,总结了国内外对于膜曝气生物反应器在废水处理方面的研究进展,指出当前膜曝气生物反应器应用中存在的问题,并展望了今后的发展前景.     

生物悬浮填料对微孔曝气氧传质影响的中试研究

生物填料在污水处理中常用来增加生物量以提高污水的净化效率,同时生物填料的加入会影响曝气氧转移效率.考察了典型的SPR-1生物悬浮填料在清水中对微孔曝气氧传质过程的影响.结果表明,在水深为6.00 m时,SPR-1生物悬浮填料有助于促进微孔曝气的氧传质,当填料填充率为40％,单位体积通气量为0.755 m3/h时,氧总转移系数(KL a20)和标准氧转移效率(SOTE)提高程度最大,分别为19.32％和5.78％;当水深为2.33 m时,SPR-1生物悬浮填料对微孔曝气氧传质有阻碍作用.在实际污水处理过程中,可以根据水深,调节填料填充率来使填料最大限度地促进氧传质.     

好氧-富氧曝气生物处理在黑臭河涌原位修复中的应用

近年来,反复强调治理黑臭河涌的必要性,为了修复广东南海某黑臭河涌,采用优势菌接种和多级好氧-富氧生物处理原位修复集成工艺系统修复黑臭水体。实验结果表明,通过向底泥和上覆水体里投加培养、驯化的优势菌种,辅以光合细菌、硝化细菌,上覆水体的水质显著好转,水体透明度由初始的5 cm 左右,上升至35 cm 左右,水体黑臭完全消除。在土著微生物的作用下,水体中的有机物得到很好的去除,上覆水体的COD、氨氮、BOD5和总磷的浓度显著下降,其去除率分别达到68.1%~78.7%、79.8%~80.1%、84.8%~85.2%和76.4%~83.6%,河涌的自净能力得到大大提高。     

盐度对序批式反应器与间歇曝气膜生物反应器污水处理效果的影响

采用序批式反应器(SBR)与间歇曝气膜生物反应器(IAMBR)处理模拟生活污水,考察了进水盐度对两反应器污水处理效果的影响。研究表明,当进水盐度为0g/L(以NaCl质量浓度计,下同)时,SBR和IAMBR对总有机碳(TOC)、NH4+-N及TN的去除能力相当,IAMBR未表现出明显的优势;当进水盐度为10g/L时,SBR和IAMBR对TOC、NH4+-N及TN的去除产生明显的差异。IAMBR因为膜的截留与微生物富集作用,对污染物的去除无明显变化,依然保持了较高的污染物去除率,而SBR受盐度冲击影响较大,TOC、NH4+-N及TN的去除率均大幅降低,说明IAMBR具有较高的抗盐度冲击性能。     

气提式内循环膜生物反应器试验研究

针对膜生物反应器存在的膜污染和能耗高的问题,结合气提式内循环和一体式膜生物反应器处理废水的工艺特点,提出圆柱形套筒气提式内循环膜生物反应器。试验结果表明,同等曝气强度和曝气方式下,气提式内循环膜生物反应器中氧传质系数（KLa）高于一般膜生物反应器;膜间水流流速是一般膜生物反应器的1.53～2.44倍,提高了膜面的水力冲刷作用,可减缓膜污染;对反应器膜过滤性能的考察,表明气提式内循环膜生物反应器较一般膜生物反应器有更好的膜过滤性能和抗污染能力。反应器中添加内循环,污泥活性有所下降,但对实际废水的去除效果影响不大,污泥活性较为稳定。     

微气泡曝气中氧传质特性研究

气泡曝气过程中氧传质对于好氧生物处理过程具有重要意义。采用水力旋转剪切微气泡发生装置,考察了运行条件和水质特性对微气泡曝气中氧传质特性的影响。结果表明,微气泡曝气可获得较高的气含率和气泡停留时间;表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)可以提高微气泡曝气的气含率和气泡停留时间。微气泡曝气中氧的总体积传质系数明显高于传统气泡曝气。总体积传质系数随着空气流量的增加而增加;氧传质效率随着空气流量的增加而减小,且对空气流量的变化更为敏感。在温度15~35℃范围内,微气泡曝气中氧的总体积传质系数随着温度的增加而增加,变化关系与传统气泡曝气基本相同,但对温度的变化更为敏感。微气泡曝气中,表面活性剂SDS会使氧的总体积传质系数略有降低,其不利影响明显小于传统气泡曝气;氧的总体积传质系数随盐度(NaC l浓度)增加而逐渐增加,并在NaC l浓度5 000 mg/L后趋于稳定。     

高效脱氮菌增强膜曝气生物反应器处理市政污水

利用自行筛选的好氧反硝化菌（Pseudomonas sp.）添加到膜曝气生物反应器构建高效脱氮菌群增强膜曝气生物反应器来处理市政污水。研究表明,对于高效脱氮菌的附着下形成的增强型膜曝气生物反应器,在COD负荷为7.6 g COD·（m2·d）-1,水力停留时间为5 h下,可使污染物的COD、氨氮及总氮的去除率分别保持在87%、98%和85%以上。总氮去除率比平行对比的传统型膜曝气生物反应器高出10%。DGGE分析显示,筛选菌种在增强型膜曝气生物反应器中比平行膜曝气生物反应器明显增多,从微观上证明了菌种发挥了重要作用。本工艺在生活污水脱氮处理方面有良好的应用前景。     

膜曝气生物反应器对受污染地表水的处理效果

以聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜为膜曝气生物反应器（MABR）的膜载体,探讨了MABR对模拟地表水的处理效果及其主要控制条件。采用序批式处理方式,重点考察了不同曝气强度（0.5、1和1.5 L·min-1）、不同压力（0.01、0.015和0.02 MPa）以及不同膜面积（0.3、0.5和0.6 m2）等受试条件下,MABR对TOC、总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮等主要污染物的处理效果。结果表明：在受试范围内相同膜面积下压力越大,氨氮、总氮处理效果越好。不同压力对TOC的去除率影响不大,TOC去除率均在85%左右。压力对硝态氮含量影响效果显著,0.01 MPa下同时硝化反硝化作用最好。曝气强度为1 L·min-1 MABR处理效果优于0.5和1.5 L·min-1曝气强度,而膜面气流流速为6.7 cm·s-1时MABR处理效果最佳。     

移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的影响研究

为研究移动床生物膜反应器(MBBR)中微生物呼吸作用对微孔曝气氧传质效率(OTE)的影响,向清水中持续通入一定浓度的消氧剂——亚硫酸钠溶液,通过亚硫酸钠的氧化来模拟微生物的呼吸耗氧。基于不同填充率和曝气量工况条件下,考察了微生物耗氧速率(OUR)对OTE的影响。结果表明:在40L/h曝气量条件下,装置填充率在20%~50%时,标准氧传质效率(SOTE)与OUR存在着明显的正相关性,其线性拟合R2介于0.789 8~0.976 2;填充率为60%时,SOTE随OUR的增大无明显变化。装置填充率在50%、曝气量分别为40、80、100L/h时,SOTE随OUR的增大无明显变化;而曝气量为60L/h时,SOTE随OUR的增大明显增大。进一步分析试验结果得出,MBBR中,微生物OUR可用来近似表征OTE,但不同填充率和曝气量会对两者的相关性产生一定影响。     

膜生物反应器处理生活污水无泡供氧研究

用疏水性微孔膜制成的供氧器，向水溶液或发酵液供氧时，无气泡产生，这种无泡式供氧方式突破了传统的泡式供氧模式，具有传氧效率高，无泡沫产生和动力消耗低等优点，在膜生物反应器中用无泡式供氧进行生活污水处理试验研究，结果表明，它对生活污水中CODcr、BOD5、NH3－N、SS、大肠杆菌等都具有较好的去除效果。     

提高生物法分离制革污泥中铬分离效率的研究

在已确定污泥驯化最佳条件的基础上,通过改变滤材、液固分离条件,添加营养物质继续降低pH等方法,进行提高生物沥滤法分离制革污泥中铬的分离效率的研究。同时考察化学沥滤法（1∶1硫酸）在相同条件下的分离效率。试验结果表明：用相应pH值酸液（1∶1硫酸配制）淋洗,淋洗+闷洗和抽真空＋酸液淋洗等过滤方式可提高铬的分离效率。生物沥滤中当pH值下降至1.8时,分离效率即可达到94.65%,与直接用蒸馏水淋洗相比要高得多。化学沥滤中当pH值下降到1时,分离效果可达96.7%,沥滤污泥中剩余铬含量可达到制革污泥农用标准。     

曝气强化微生物功能菌修复黑臭水体

从成都市三道沟黑臭底泥中分离出一株能以底泥有机质为碳源和能源生长的土著微生物功能菌HC-1,经鉴定该菌株为不动杆菌（Acinetobacter）。在实验室条件下,以三道沟黑臭底泥为研究对象,采用微生物功能菌强化底泥有机质降解来修复黑臭水体的方法。研究了底泥曝气和上覆水曝气对黑臭水体修复效果的影响。研究表明,投加土著微生物功能菌并结合底泥曝气能够明显改善上覆水水质,加快底泥的修复。使用间歇曝气协同土著微生物功能菌作用时效果和连续曝气相近,且可降低运行成本。实验15 d后,上覆水COD、NH3-N和TP去除率分别达67.6%、71.6%和92.2%,底泥有机质的降解速率提高了30%,底泥微生物活性增加5倍。     

曝气条件对浸没式膜生物反应器内流场的影响

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率分布的影响。模拟结果表明,在相同曝气强度下,1 mm曝气孔径下膜面气液两相的速度增加较孔径2 mm、3 mm的快;曝气孔径为1 mm时,膜面的液相速度随着曝气强度的增加逐渐增大;曝气孔径为1 mm时,曝气量为5.5 m3/h所形成的漩涡区较大,膜面气含率值较高且分布较均匀,气液两相接触面积较大,膜面冲刷效果较好;模拟观察到反应器底部靠近壁面局部气含率较低,不利于活性污泥中微生物的生长,需要进一步优化曝气和反应器结构。     

文丘里水膜除尘器除尘脱硫增效技术研究

介绍了三相流化床技术用于文丘里水膜除尘器除尘脱硫增效的原理、工艺流程以及在410t／h锅炉上的工业应用结果。工业运行测试结果表明，其脱硫效率可达85％左右，除尘效率达98％左右。该系统结构简单、运行可靠，具备了工业应用的条件。     

过滤/曝气两用型膜-生物反应器试验研究

对以聚乙烯微孔管为膜组件的过滤 /曝气两用型膜 生物反应器进行了研究。通过清水过滤试验发现 ,PE 1和PE 4 (孔径分别为 70～ 12 0 μm和 5～ 10 μm) 2种微孔管均具有较高的清水通量 ,单位水头下高达 2 5 0L/m2 ·h。PE 4微孔管对活性污泥混合液的过滤性能略优于PE 1,初始膜通量的选择对二者的过滤性能影响很大 ,但污泥浓度的影响则不甚显著。对膜组件进行过滤 /曝气交替运行 ,可有效地清除膜组件表面的泥饼层 ,较好地保持膜过滤性能的稳定。分别改变过滤 /曝气运行周期和初始膜通量 ,考察了膜过滤性能的变化 ,发现交替运行周期在 0 5～ 3h ,初始膜通量在 6 0～ 14 0L/m2 ·h时 ,系统在连续运行过程中每一运行周期内的平均膜通量先经历了初始的下降阶段 ,然后基本稳定在 5 0～ 80L/m2 ·h的水平 ,但低的初始膜通量可以使平均膜通量表现得更为稳定。过滤 /曝气两用型膜 生物反应器用于处理生活污水 ,可获得与传统膜 生物反应器相似的出水水质 ,并且对冲击负荷具有较好的承受能力。大小 2种孔径的微孔管对污染物的去除效果没有明显差异     

曝气频率对生物反应器渗滤液与填埋气的影响

传统生物反应器填埋场长期以来存在酸化阶段过长和能源回收利用率低等问题。上层垃圾好氧处理可有效实现垃圾快速降解与集中甲烷化。为探究好氧处理阶段不同曝气频率对生物反应器填埋场运行效果的影响,设置厌氧生物反应器A1作为对照,曝气频率不同的上层曝气式生物反应器C1和C2为实验组进行实验。结果表明,上层垃圾好氧处理可有效改善填埋柱内高浓度挥发性脂肪酸(VFA)累积现象,缩短酸化阶段,促进甲烷化环境建立。至曝气结束,C1和C2填埋柱内渗滤液COD低于30 000 mg/L,VFA浓度降也降低到10 000 mg/L以下。好氧处理阶段,增大曝气频率可提高填埋垃圾对渗滤液pH的缓冲作用,扩大甲烷化面积,促进高浓度甲烷化过程的快速发生。与C1相比,曝气频率较高的C2反应器提前15 d达到pH为7的预处理要求,曝气阶段氨氮浓度经历先上后下,填埋柱日产甲烷量700 mL,约为C1产气能力的2倍。但考虑到实际氧气利用率与经济性能问题,曝气频率的选择不宜过大。     

Effects of aeration frequency on leachate quality and waste in simulated hybrid bioreactor landfills

Research has been conducted to investigate the effects of daily aeration frequency on leachate quality and waste settlement in simulated hybrid landfill bioreactors. Four laboratory-scale reactors were constructed and operated for about 10 months to simulate different bioreactor operations, including one anaerobic bioreactor and three hybrid bioreactors with different aeration frequencies (one, two, and four times per day). Chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD₅) reduced more than 96% of the initial concentrations in all aerated bioreactors. The differences of COD and BOD₅ reductions among tested aeration frequencies were relatively small. For ammonia nitrogen, the higher aeration frequency (two or four times per day) resulted in the quicker reduction. Overall, the concentrations of heavy metals (Cr, Co, Cu, Mn, Ni, and Zn) decreased over time except Cd and Pb. The reduction of redox-sensitive metal concentrations (Mn, Co, Ni, and Cu) was greater in aerated bioreactors than in anaerobic bioreactor. Settlement of municipal solid waste (MSW) was enhanced with higher frequency of aeration events (four times per day).

Implications: In recent years, hybird bioreactor landfill technology has gained a lot of attention. Appropriate aeration rate is crucial for hybrid bioreactor operation, but few studies have been done and different results were obtained. Research was conducted to investigate the effects of daily aeration frequency on leachate quality and waste settlement. Results indicated that aeration can effectively accelerate waste stabilization and remove organic carbon concentration and total nitrogen in the leachate.