混凝剂对生物造粒流化床污泥中微生物生理生态的影响研究

为了系统研究聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)对生物造粒流化床颗粒污泥生理生态的影响,对投加PAC或PAM后活性污泥的特性和硝化菌群的空间分布进行了对比研究,同时考察了投加混凝剂后的污染物去除效果.结果表明,与不投加混凝剂相比,投加PAC后,运行60 d时反应器中混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度分别提高了73％、29％;通过平板计数法计算结果可知,未投加混凝剂、投加PAC、投加PAM的反应器中微生物的增长是非常稳定的,投加PAC或PAM都促进了细菌的生长和繁殖;荧光原位杂交鉴定结果表明,各个反应器中亚硝化菌(AOB)或硝化菌(NOB)所占比例均基本相当,且AOB数量均略高于NOB数量;投加PAC或PAM都能够提高COD的去除率;投加PAC可大大提高TP的去除率;3个反应器中各种形态氮的去除效果非常接近,脱氮主要靠硝化菌群的生物降解作用,投加PAC或PAM对微生物的硝化作用没有抑制.     

造粒流化床颗粒污泥对溶解性有机物的吸附机理研究

造粒流化床对污染物的去除是由混凝沉淀和物理吸附协同作用完成的,然而对于溶解性污染物,混凝沉淀的效果不明显,根据作者的实验分析,物理吸附在溶解性污染的去除中发挥了重要的作用。作者利用静态实验的方法对流化床颗粒对葡萄糖的吸附和扩散传质过程进行了分析,并采用Langmuir方程、Freudlich方程和Weber-Morris颗粒扩散模型对实验数据进行了拟合。结果表明,颗粒对葡萄糖的吸附等温过程与Langmuir方程有很好的吻合性;颗粒对葡萄糖的吸附速度与颗粒内部的扩散过程有很好的相关性。     

结晶造粒流化床同步去除水中铁、锰及硬度的中试实验

为了实现水中的铁、锰及硬度的同步去除,利用结晶造粒流化床,在中试规模条件下,考察了药剂投加量、晶种填充高度、水力负荷、连续运行时间等因素对出水效果的影响。结果表明,在进水硬度、铁和锰平均浓度分别为300、0.90和1.90 mg·L?1条件下,当水力负荷为13 m·h?1,晶种填充高度为50 cm,NaOH投加量为100 mg·L?1时,出水水质达标,大部分污染物在流化床底部被去除,出水效果随着运行时间的推移有所增强,硬度、铁及锰的去除率分别为59%、70.6%和96.7%,出水pH为9.6;此外,水中硬度的含量较高时,流化床对锰的去除难度加大。通过对长期运行后晶种的结构变化进行SEM﹑EDS和XPS表征,发现流化床运行过程中,结晶颗粒逐渐长大,表面形成致密的结晶产物,其主要成分为CaCO3、FeOOH、Fe3O4、Mn3O4和MnO2等构成的复合物。研究结果为水中铁﹑锰及硬度的同步去除提供可借鉴的理论参考,具有一定的实践指导意义。     

流化床中污泥干燥特性

以湿污泥为原料在气固流动流化床干燥器内进行了污泥干燥特性的实验研究,考察流化风速、送风温度、联合干燥热量配比的变化对干燥强度、干燥热效率及平均传热系数的影响。实验结果表明,流化床污泥干燥最佳流化风速为1.48 m/s左右;随着流化风温的升高,干燥强度和干燥热效率逐渐增大,但增幅减小;单独的加热管干燥和流化风干燥的干燥热效率均较低,分别为33%和45%左右。在相同总输入热量下,随着内置加热管输入热量的比重越来越大,干燥热效率、干燥强度和平均传热系数均先增大后减小。     

循环水养殖系统中流化床生物滤器净水效果影响因素

为优化流化床生物滤器的工作性能,采用新型填料玻璃珠作为滤器的基质,并将其应用于罗非鱼循环水养殖系统,研究了玻璃珠粒径、床层膨胀率、碱度和氨氮负荷4个可控因素对其处理养殖废水效果的影响。结果表明,流化床生物滤器挂膜23d后生物膜成熟稳定,当床层膨胀率低于160％时,床层增高和填料流失现象不明显。选用0．2～0．4mm粒径的玻璃珠为填料时,对TAN和NO2--N的去除率显著高于以0．4～0．6mm玻璃珠为填料的滤器;随着床层膨胀率的提高,滤器对TAN和NO2--N的去除率逐渐下降,但对TAN的去除负荷有一定的提高;碱度和TAN负荷的增加有利于滤器的硝化作用。流化床生物滤器对养殖水体中的TAN的平均去除负荷和NO2--N的去除率分别可以达到（673．11±23．26）g／（m3·d）和（90．24±3．45）％,显示出较好的硝化性能。     

旁通式烟气循环流化床脱硫特性的数值模拟

应用标准k-ε模型、DPM模型和物质输运与化学反应模型模拟烟气循环流化床脱硫的两相流动及化学反应,模拟结果和实验数据符合较好。提出了一种旁通式烟气循环流化床,并进一步研究了钙硫比和脱硫剂粒径对旁通脱硫塔脱硫效率的影响。结果表明,脱硫剂颗粒粒径从15μm增大到300μm时,旁通式脱硫塔的脱硫效率略有降低但变化不大;当钙硫摩尔比从0.8增大到1.3时,脱硫效率随之有明显的增加,当钙硫比大于1.3时,脱硫效率随钙硫比的增大略有增加。     

湿污泥在流化床中干燥特性

在鼓泡流化床干燥器内,床料采用0～1 mm的石英砂,以热空气作为干燥介质,对城市污水污泥的流态化干燥特性进行实验研究。通过控制送风温度、流化风量、加料量、污泥粒径等参数,研究在不同工况条件下床温以及干污泥含水率的变化情况。结果表明,随着送风温度的升高,床温升高,干污泥含水率下降,最终趋向于一个稳定值8%。床温随流化风量的增加先是减小而后升高,干污泥的含水率随流化风量的增加先是降低而后增大。当加料量从11 kg/h增加到13kg/h时,干污泥的含水率基本没有变化,当加料量超过13 kg/h时,干污泥的含水率从8.1%开始呈递增趋势。随污泥粒径的增大,床温升高,干污泥含水率也随之升高。     

生物流化床中生物膜特性与反应器效率的关系

综述了生物流化床处理有机废水时生物膜的特性及其对反应器效率的影响。包括反应器中生物膜的形成及影响生物膜形成的因素;生物膜的活性及膜厚、基质浓度和不同种群微生物在生物膜中的分布对其活性的影响;生物膜的传质特性;生物膜厚度与反应器效率的关系;生物膜的脱膜及其数学模型;提出了生物流化床今后的研究重点     

内循环生物流化床水力学特性的研究综述

内循环生物流化床是一种高负荷、传质快的新型反应器,为了合理和准确地设计和放大该反应器,国内外众多研究对其水力学特性提出了大量模型,文中总结了其中一些重要模型,对于气含率、气泡直径、气泡上升速度和循环液速这些关键水力学参数给出计算方法,并介绍了气泡流动形态和固体流动模式及其决定因素.     

不同粒径泥沙理化特性对磷吸附过程的影响

以北京大兴南海子湖表层沉积物为研究对象,测试分析了0.147～0.246 mm(细砂)、0.074～0.147 mm(极细砂)、0.0385～0.0740 mm(粉粒)和<0.0385 mm(粉粒粘粒混合物)4种粒径泥沙对磷的吸附行为,并采用相关分析及逐步回归分析探讨不同粒径沉积物中有机质(OM)、Fe、Al、Ca、Mn和TP含量对磷吸附过程的影响。结果表明,二级动力学方程和Langmuir模型能较好地描述南海子不同粒径泥沙的吸附动力学及等温吸附过程(R2>0.90)。粒径对单位质量泥沙吸附磷量具有明显影响,粉粒粘粒混合物>粉粒>细砂>极细砂。总体上,泥沙有机质(OM)、TP、Fe、Al、Ca和Mn含量随粒径的减小而增大,且粘粒对其影响较大。不同粒径泥沙(OM)、Fe、Al、Ca和Mn含量之间存在极显著正相关关系(P<0.01),且均对单位质量泥沙最大吸附量(Xm)和饱和吸附量(Cse)具有正效应,其中Al含量对该参数的影响更为显著。这说明泥沙对磷的吸附行为可能受到粒径和化学成分的共同影响。     

两相厌氧流化床中优势菌种降解硝基苯废水的特性

构建了从强化传质与优势菌相结合的两相厌氧流化床生物降解体系,考察了水力停留时间(HRT)与上流速度2种水力特征以及共基质、pH、进水浓度等主要过程因素对优势菌种降解硝基苯的影响.结果显示,反应器在HRT为36h、上流速度为4 m/h时获得较好的处理效果;菌种需要pH 7.5的条件下以葡萄糖为共基质降解硝基苯,且两者的最佳质量比约为6;当进水硝基苯浓度为50～345 mg/L时,对硝基苯平均降解率和降解速率分别达到91.1%和120.9 mg/(L·d),且可耐受2.5倍以内的浓度负荷冲击.由此表明良好的反应器水力条件及优势菌种的结合可使高毒性的硝基苯在厌氧条件下有效地降解.     

Photocatalytic oxidation of methyl orange in a three-phase fluidized bed reactor

The photocatalytic oxidation of methyl orange under weak illumination conditions was carried out in two different types of fluidized bed reactors. TiO2 powder was employed as the photocatalysts and a 15 W low pressure mercury lamp was used as the light source and the reactor volume was 2.5 l. The parametric study of photocatalytic oxidation of methyl orange in two different types of fluidized beds was investigated; effect of catalyst loadings, pH, air flow rate, initial concentration and oxygen concentration on the oxidation reaction rate. The experimental results were analyzed in conjunction with the characteristics of fluidized bed and the reactor geometry effect on the reaction rate was analyzed.     

基于膨胀特性的厌氧流化床反应器的设计和运行控制

生物流化床的床层膨胀行为直接与生化反应区的水动力学和效率相关 ,床层膨胀特性是进行合理设计和运行的重要依据。目前流化床设计一般没有考虑生物膜的影响 ,但生物颗粒的流化行为有别于光滑载体 ,因此需要对曳力系数Cd 和膨胀特性方程中的ui 进行必要的修正。在综合分析基础上 ,探讨了优化两相流化床设计和运行的程序和方法     

有机负荷对厌氧流化床反应器处理模拟味精废水的影响

在中温(35±1℃)条件下,以新型橡胶颗粒为载体的厌氧流化床(AFB)反应器处理模拟味精废水为研究体系,考察有机负荷(OLR)由2.08 kg/(m3.d)提高到19.20 kg/(m3.d)期间,污染物去除率、胞外聚合物(EPS)含量及其在生物膜和混合液中的分布、生物膜中MLVSS含量及脱氢酶活性等的变化情况。结果表明,随有机负荷增加,污染物去除稳定,COD去除率维持在80%左右;EPS在生物膜中的量大于在混合液中的量,并以蛋白质为主要成分,但其总量呈递减趋势;当有机负荷为19.20 kg/(m3.d)时,生物膜中MLVSS含量约为23.1 mg/g载体,脱氢酶活性则为22.6 mg/(L.h);载体生物膜的生物相以独缩虫属、聚缩虫属、累枝虫属和钟虫等为主。     

Use of a seeder reactor to manage crystal growth in the fluidized bed reactor for phosphorus recovery.

The authors have been engaged in the development of a phosphorus recovery system capable of maintaining high recovery efficiencies, with the chemical cost suppressed. This time, they conducted demonstration tests of a fluidized bed magnesium ammonium phosphate reactor provided with a seeder reactor for the supernatant from anaerobic digestion using a pilot experimental plant with a wastewater treatment capacity of 20 m3/d. For the digestion supernatant with a phosphorus concentration of approximately 300 mg/L, the treated water phosphorus concentration was 10 to 25 mg/L, and the phosphorus recovery efficiency was more than 90%. Relative to the chemical cost in the case of magnesium chloride, the chemical cost in the case of magnesium hydroxide is approximately 40%. Thus, with the new system, it was possible to reduce the running cost while maintaining high recovery efficiencies.     

环形流化床光催化氧化反应器流场数值模拟

采取计算流体力学（CFD）方法对环形流化床光催化氧化反应器内部流场进行了模拟计算,重点考察了重力、废水流速、反应器放置方式等对微米级TiO2催化剂浓度分布、颗粒温度的影响。结果表明,对于水平放置的反应器,催化剂浓度分布受重力影响比较显著,且增大反应器入口处废水流速,催化剂颗粒浓度径向分布会趋于均匀;增大反应器入口处废水流速,可以提高边界层中催化剂颗粒温度,促进催化剂颗粒向流体主体做径向运动。与水平放置相比较,反应器竖直放置使流场中催化剂浓度径向分布更均匀,有利于提高光催化氧化反应的速率和效率。     

亲水性多孔载体在流化床中的生物膜形成过程分析

采用实验制备的一种新型亲水性多孔聚合物作为流化床反应器中生物膜附着生长的载体,实现流态化水力条件下的生物挂膜过程.在3个结构尺寸相同的流化床反应器中考察了接种污泥浓度、进水有机负荷及载体粒径对亲水性多孔载体生物挂膜量的影响,试验结果表明,接种污泥浓度为30 g VSS/L、进水TOC值为350 mg/L、载体粒径为5～8 mm时载体表面的附着生物量最大,反应器运行12 d的载体附着生物量达到4.45 g VSS/L,膜结构稳定,表现出较活性污泥法更高的活性.在进水TOC、氨氮浓度分别为350 ms/L、50 mg/L,HRT为6 h的情况下,两者的去除率分别达到了97.1%和64.3%,表明载体上的生物膜对污水中TOC及氨氮的去除表现出高效率.挂膜后载体表面上的微生物以丝状菌为主,孔壁上的微生物以球菌和杆菌为主要生物相,证明载体内外表面皆适宜微生物的生长,并且形成合理的生物相分布.     

T-RFLP detection of nitrifying bacteria in a fluidized bed reactor of achieving simultaneous nitrification-denitrification

Steady simultaneous nitrification-denitrification (SND) was achieved in a fluidized bed reactor (FBR) by the control of DO concentration without physical separation of the aerobic and anoxic zones. The performance and composition of nitrifying bacteria were examined in this study. The ammonium removal efficiency was higher than 80% and the DO concentration (1-5 mg l(-1)) had little influence on it. More than 50% total nitrogen (TN) removal efficiency was achieved when DO was less than 3 mg l(-1) and in many cases the removal efficiency varied between 60-70%. The volumetric loading of TN varied between 0.12 and 0.20 kg Nm(-3)d(-1). 16S rRNA-based terminal restriction fragment length polymorphism analysis was used to characterize the diversity and distribution of the ammonia oxidizing bacteria (AOB) and nitrite-oxidizing bacteria (NOB) in the FBR. The results indicated that, the composition and number of both AOB and NOB changed with position in the reactor and operating time. Nitrosomonas sp. was found to be dominant species of the AOB community, and Nitrobacter sp. also existed in the system. The SND mechanism in the FBR was proved to be the vertical stratification of active populations; however, the presence of microenvironments within the biofilm cannot be ruled out.