厌氧悬浮床反应器的膨胀模型研究

从反应器理论上对高效厌氧反应器流动状态进行研究和分析,提出在化工过程理论中固定床和流化床之间实际上还存在着一个过渡区,生物反应器在过渡区的行为是以往研究的空白.经过对反应器过渡区流动状态细致研究,提出悬浮床反应器的概念.进而对生物颗粒沉降、悬浮床反应器膨胀率等基本特性进行了数学模型的研究,并通过实验予以验证.从实验角度证实厌氧悬浮床反应器的流态状态的优越性.     

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。     

旋转流厌氧附着膜膨胀床运行及水力流态研究

试验以树脂为载体,用自行设计的旋转流厌氧附着膜嘭胀床处理高浓度有机废水.经过启动、中等负荷稳定运行及高负荷稳定运行等阶段,成功地培养出高效生物膜颗粒,最高有机负荷达46.4 kg/(m3·d).相应的COD去除率大于80%.在反应器运行过程中采用脉冲示踪法,以LiCl作示踪剂,对反应器的水力流态规律进行了系统的试验研究.研究表明,水力上升流速及气体负荷是影响反应器容积利用率及反应器内固液两相混合程度的重要因素.     

固定床厌氧反应器中有气体存在时液相非理想流态的研究

采用脉冲应答技术对模拟厌氧固定床反应器内的液相非理想流态进行了研究。实验的液体流速u=1.21×10-3～6.81×10-2m/s,气体流速为0.008～0.034m/s,该范围相对应的厌氧反应器处理的废水COD浓度大约为1100～4000mg/L。结果表明,在不同的气速条件下,Pe～Re曲线都呈一拱形,即有一最佳的Re数范围,在该范围内Pe数达到极大;一定量气体的存在会使得Pe数显著增大。     

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.     

垂直折流厌氧污泥床（VBASB）反应器的研究

本项研究的目的在于开发一种具有广泛适应性的高效率厌氧处理新工艺。VBASB将厌氧接触法(ACP)、厌氧滤器(AF)和升流式厌氧污泥床(UASB)组合在一个单元体反应器中,兼有三者的功能。立式套筒结构迫使料液垂直折流,内筒和中筒处于全混合状态,发挥ACP的优势,外筒下部的污泥层和顶部的三相分离器,发挥UASB的优势,外筒的中上部设置填料层,发挥AF的优势。通过进料泵和回流泵,在管道中使进水和升温用的蒸汽与回流料液充分混合并用以控制反应pH值和温度。用有效容积为25m~3的VBASB反应器处理酒精废醪的结果为:当进水COD平均为45g/l,SS平均为18g/l时,在55℃高温发酵下,正常运行的COD容积负荷为17kg/m~3·d,最高达到26～29kg/m~3·d,COD去除率平均为95％。研究结果证明,VBASB比AF和UASB对商SS有机废水的厌氧处理有更好的适应性,在进水SS高达18g/l时仍可保持高COD容积负荷和高COD去除率的厌氧处理。     

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。     

污水土地处理系统流态影响因素及优化

在污水土地处理系统的反应器模型中进行流态实验,使用正交分析理论及停留时间分布(RTD)分析理论,探索管网、集水层和承托层对反应器体积效率及推流的影响,并对反应器构造进行优化。使用正交实验分析发现,各因素对体积效率的影响程度顺序为:承托层>集水层>管网,管网与承托层的影响有明显的交互作用;集水层对推流有影响,并且管网与集水层有很显著的交互作用。使用RTD分析各因素交互作用发现,采用全网布水与集水时,集水层及承托层对流态的影响都不大。管网布设为过水断面的一半(半网)时,集水层的集水作用及承托层的布水作用可以增加反应器体积效率。"半网-有集水层-有承托层"的体积效率最高,流态最接近推流形式,其无因次平均停留时间为1.093,轴向扩散系数为0.037,属于低扩散程度。     

降流式厌氧悬浮填料床工艺特性分析

厌氧生物技术能在无氧条件下,通过厌氧微生物的新陈代谢将废水中的有机物转化为无机物,同时产生具有能源回收价值的甲烷,并减少温室气体(CO2)的排放,符合节能环保的原则和发展趋势.在回顾厌氧技术以及厌氧反应器发展的基础上,从现代厌氧反应器的发展理念角度分析了新型厌氧反应器-降流式厌氧悬浮填料床(DASB)的工艺特性.降流式厌氧悬浮填料床在生物量的保持、微生物的多级多相和推流流态等方面较好地符合了新型现代厌氧反应器的发展要求,结构、运行简单,具有较好的处理效果,是中国农村污水处理或预处理的较佳选择.     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

气升式反应器气液两相流流态特性模拟

为了研究曝气强度对气升式反应器内气液两相流特性的影响,组合多相流Eulerian—Eulerian模型和液相Standardk-ε湍流模型,运用Fluent软件建立了气升式反应器内气液两相流的三维非稳态数值模拟。在曝气管布局方式一定的情况下,模拟计算获得了反应器内x轴截面处不同径向位置的气含率、液速分布情况,计算结果表明,在本文研究的曝气强度范围内,气含率随着曝气强度增加而增加,越靠近曝气池底部,升流区局部气含率越高,且气含率值波动较大;随着曝气强度的增加,曝气孔附近液速增加较明显,但随着气液两相流的上升,液速增加幅度降低;同时采用粒子图像测速（PIV）技术对液相速度进行了实验研究,实验结果与模拟结果吻合性较好。     

两相厌氧反应器相分离实验研究

在两相上流式厌氧生物反应器(UASB)动力学启动成功的条件下,选用钼酸盐作为产甲烷菌抑制剂,进行进一步的分相实验。实验前3 d在产酸相反应器进水中投加2.0 mmol/L的钼酸钠溶液,出水不进入产甲烷反应器。然后停止投加钼酸钠溶液,再运行3 d,出水依然不进入产甲烷反应器。6 d后,产酸反应器出水开始进入产甲烷反应器。结果表明:在停止投加钼酸盐后产酸菌便迅速恢复,而钼酸盐对产甲烷菌的作用是杀灭性的;产酸相出水去除效果降低,但是其酸化率由50%左右上升并最终稳定在60%左右,同时两相厌氧反应器整体去除效率提高。     

厌氧折流板反应器处理屠宰废水的实验研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理屠宰废水,采用低负荷的方法驯化污泥,结果表明:其启动过程比较快,易培养出颗粒化的活性污泥;在常温下,当HRT=20 h,有机容积负荷为2.5 kg COD/m3·d时,COD的最佳去除率为94%;当进水浓度由1 500 mg/L提高到3 200 mg/L时,COD的去除率从91%降到86%,仅降低5%,表明厌氧折流板反应器对冲击负荷的适应能力较强.     

厌氧折流板反应器处理硝基苯废水的研究

采用厌氧折流板反应器（ASR）中温处理含硝基苯废水，研究了工艺条件和硝基苯的降解特点．试验结果表明：在进水COD浓度为2088mg／L，硝基苯浓度为16．8mg／L，反应温度为35℃，停留时间为24h条件下，ABR能有效处理硝基苯废水，COD去除率为86．4％，硝基苯去除率为91．1％；在厌氧条件下，硝基苯降解为苯胺，但苯胺很难再进一步分解；硝基苯的去除历程推断为先吸附后分解。     

厌氧滤池处理纺织印染废水的中试研究

对厌氧滤池反应器处理难降解印染废水进行中试研究。结果表明,厌氧滤池反应器水力停留时间(HRT)在8.1～14.6 h之间,进水COD浓度波动较大(500～1 000 mg/L)时,对COD平均去除率为20%。印染废水的BOD5/COD由0.23提高到0.35,废水可生化性明显改善。印染废水中硫酸根浓度略有下降,去除浓度为70 mg/L左右。厌氧滤池进出水颜色明显变化,由紫红色变为蓝黑色,紫外可见光谱分析表明废水中的有机物结构发生变化。     

厌氧折流板反应器处理硝基苯废水的研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)中温处理含硝基苯废水,研究了工艺条件和硝基苯的降解特点.试验结果表明:在进水COD浓度为2088 mg/L,硝基苯浓度为16.8 mg/L,反应温度为35℃,停留时间为24 h条件下,ABR能有效处理硝基苯废水,COD去除率为86.4%,硝基苯去除率为91.1%;在厌氧条件下,硝基苯降解为苯胺,但苯胺很难再进一步分解;硝基苯的去除历程推断为先吸附后分解.     

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...     

牛粪工业化厌氧发酵生产工艺实验研究

针对牛粪的厌氧发酵设计了一套工业化试验装置,该装置是由降流式厌氧滤器(AF)和升流式厌氧污泥床(UASB)有机结合的新型动态序批式厌氧发酵系统,在此装置上对影响系统效果的进料浓度、日进料量和污泥回流量 3 个主要参数安排了二次正交同归试验研究,以产气量和 COD 去除率为目标甬数进行了分析,结果表明,系统整体产气效率较高,处理牛粪的产气率最高可达 2.3 L/(L·d),污泥回流量对产气效果的影响明显.在本实验设计的范围内,进料浓度在8.9%,日进料量在 7.2 L/d(相当于 0.15 L/(L·d)),污泥回流比在 25%时产气效果最佳,而进料浓度在 7.6%,日进料量在 6.8 L/d(相当于 0.142 L/(L·d)),污泥回流比大约在 25%时 COD 去除效果最佳.