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。     

移动床生物膜反应器的研究及应用现状

移动床生物膜反应器是一种高效的污水处理系统 ,目前在国内外已有较多应用。本文就其特点及研究应用状况作简要介绍。     

移动床生物膜反应器的研究及应用现状

移动床生物膜反应器是一种高效的污水处理系统，目前在国内外已有较多应用。本文就其特点及研究应用状况作简要介绍。     

填料对厌氧移动床生物膜反应器运行效果的影响

通过对装有不同填料的2个厌氧移动床生物膜反应器（R1和R2）的有机负荷、COD去除率、沼气产量及其组成、出水挥发性有机酸（VFA）和出水pH值的对比,得出在填料充填率相同、进水COD和进水pH相似的情况下,填料比表面积是影响厌氧移动床生物膜反应器运行效果的主要因素.R1中填料的比表面积为528 m^2/m^3,R2中填料比表面积为211m^2/m^3.在整个运行阶段,填料比表面较大的R1反应器的运行结果较好.试验结束时,R1与R2的有机负荷比为1.61,而R1与R2填料上的污泥量之比为4.42.     

填料对厌氧移动床生物膜反应器运行效果的影响

通过对装有不同填料的2个厌氧移动床生物膜反应器(R1和R2)的有机负荷、COD去除率、沼气产量及其组成、出水挥发性有机酸(VFA)和出水pH值的对比,得出在填料充填率相同、进水COD和进水pH相似的情况下,填料比表面积是影响厌氧移动床生物膜反应器运行效果的主要因素.R1中填料的比表面积为528 m2/m3,R2中填料比表面积为211m2/m3.在整个运行阶段,填料比表面较大的R1反应器的运行结果较好.试验结束时,R1与R2的有机负荷比为1.61,而R1与R2填料上的污泥量之比为4.42.     

移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水

将移动床生物膜反应器(MBBR)与膜生物反应器(MBR)有机结合,研究了该MBBR—MBR串联系统在水力停留时间(HRT)为17.50、11.75h条件下的脱碳脱氮的效果以及对工业园区综合废水污染物的去除情况。结果表明:(1)MBBR—MBR串联系统脱碳脱氮的效果良好,HRT的改变对系统的去除效果有一定的影响,随着总HRT由17.50h变为11.75h,模拟废水中COD的去除效果降低,但氨氮、硝态氮和TN的去除效果基本不受影响。(2)MBBR—MBR串联系统处理印染工业园区综合废水也有较好的效果,当进水COD、氨氮分别为150~450、20~40mg/L时,出水COD、氨氮平均分别为53.1、1.8mg/L,MBBR—MBR串联系统对COD、氨氮的去除率平均分别为80.4%、93.1%,但系统对TN的去除效果不是很理想。     

摇动床生物膜反应器和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的研究

利用摇动床生物膜反应器(简称摇动床)技术具有的容积负荷高与污泥产量低的优点,在普通活性污泥池的前部填充高性能丙烯酸树脂纤维(Biofringe)填料,研究了摇动床和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的有效性。结果表明,该组合技术具有很强的有机物去除能力,当进水COD平均质量浓度由1500mg/L上升到2514mg/L时,出水COD的平均去除率基本保持在96%以上;整个运行阶段的出水COD浓度均满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的二级标准;当进水NH4+-N浓度增加时,NH4+-N的去除率由99.7%降低到76.5%,但是在试验运行的整个阶段,摇动床和活性污泥法组合技术系统都表现出较强的硝化能力;活性污泥池中最高的混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度为10625mg/L,最高MLSS约为普通活性污泥法的4倍;运行结束后的污泥产率为0.186,污泥产率仅为普通活性污泥法的50%左右。     

低湿密度竹炭悬浮生物载体在移动床生物膜反应器中的应用

以普通竹炭为原料,采用氢氧化钾活化法改性制备低湿密度竹炭,扫描电镜(SEM)、比表面积和孔径分析(BET-BJH)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等表征结果表明改性后的竹炭总孔容增多,湿密度降低。将低湿密度竹炭作为悬浮生物载体应用到移动床生物膜反应器(MBBR)中,用以处理模拟生活污水,研究不同影响因素下,对COD、氨氮、TN和TP的去除效果,探索最佳运行工艺。结果表明,低湿密度竹炭悬浮生物载体流化状态好,去除效果较好。对于进水COD质量浓度为200mg/L的模拟生活污水,适宜的MBBR工艺条件为气水比100∶1(体积比)、竹炭填充率15%、水力停留时间4h,处理后出水COD、氨氮、TN和TP去除率分别为83%、77%、48%、57%。     

摇动床生物膜反应器处理生活污水

介绍了一种新型的生物膜反应器——摇动床反应器,并采用模拟生活污水进行了小试试验研究。试验结果表明,在HRT=6h,DO=3～4mg/L,T=20～25℃,pH=7～8,C/N=20的条件下,该工艺可以达到最佳运行状况,有机负荷为0.64～3.00kgCOD/(m3.d)下,COD去除率平均达到85%,出水TN≤10mg/L,达到国家一级排放标准。     

臭氧催化氧化-移动床生物膜反应器组合工艺深度降解柠檬酸生化尾水

针对柠檬酸生化尾水生化性差、色度高的特点,以MnO_x-CeO_x复合双金属氧化物作为催化剂,采用臭氧催化氧化-移动床生物膜反应器(MBBR)组合工艺对柠檬酸生化尾水进行了深度处理。结果表明,在臭氧投加量为30 mg·L⁻¹,臭氧进气量为1 m³·h⁻¹,水力停留时间为60 min的条件下,臭氧催化系统对柠檬酸生化尾水COD去除率为35.4%,平均COD由110 mg·L⁻¹降至70 mg·L⁻¹;平均色度由90倍降至15倍,色度去除率为83.3%;出水BOD₅/COD由0.08提升至0.23,废水生化性得到显著提高。在气水比为4∶1、水力停留时间为6 h的MBBR系统中,出水COD则进一步降至32~40 mg·L⁻¹,色度维持在10倍左右。此外,该组合工艺具有良好的运行稳定性,综合运行成本较低(0.79 元·t⁻¹)。以上研究结果表明,臭氧催化氧化-MBBR组合工艺对柠檬酸生化尾水具有较好的综合处理效果,可为柠檬酸行业污水处理系统的升级改造提供参考。     

一体化A/O移动床生物膜反应器中DO、TN分布及脱氮效果研究

采用一体化A/O移动床生物膜法工艺,以模拟生活污水研究了该工艺的除碳脱氮效果,并对一体化移动床生物膜反应器的好氧区和缺氧区各纵向断面的COD、DO、NH₃-N、TN、NO^-₃-N和NO^-₂-N进行了检测,通过对缺氧区各断面的DO和TN浓度分布情况,分析了脱氮的产生过程。试验结果表明: 在水力停留时间HRT＝12 h,好氧区DO保持5 mg/L左右,COD进水浓度处于250～400 mg/L时,COD的去除率均在90%以上,且出水COD均在40 mg/L以下;TN进水浓度为20～50 mg/L时,NH₃-N去除率高于90%,其出水浓度可达到5 mg/L以下,脱氮效率也较高,TN去除率可达到65%～85%。COD和NH₃-N的浓度分布状况表明该一体化A/O移动床生物膜反应器的流态趋于全混式。     

厌氧/特异性移动床生物膜反应器(A/SMBBR)组合工艺处理农药含酚废水

采用SDC-03型生物载体作为填料,考察厌氧-特异性移动床生物膜反应器对农药含酚废水中酚的去除效果,并探讨水力停留时间（HRT）、溶解氧（DO）、进水酚浓度、pH值4个影响因素对反应器处理效果的影响。实验结果表明：在水温20~35℃,进水pH为7.0~8.5,酚浓度为36.70~86.56 mg·L-1,系统水力停留时间（HRT）为10 d的操作条件下,酚可稳定在2 mg·L-1以下,运行后期酚浓度可降到0.5 mg·L-1以下,平均去除率为98.24%,最高可达99.56%。出水水质满足《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）的排放标准。     

悬浮填料生物膜反应器细菌群落季相更替对处理效果的稳定作用

针对生物实验室污水处理难度高及其秋冬季节达标率低的问题,采用改进工艺的悬浮填料生物膜反应器(moving bed biofilm reactor, MBBR)进行连续处理,观察秋冬季节MBBR水质处理效果,利用高通量测序技术研究环境因子水温(Tw)、溶解氧(DO)、pH对生物膜细菌群落更替的影响以及主要微生物种群变化。结果表明,Tw由26 ℃下降到10 ℃期间,反应器COD、${{\rm{NH}}_4^ + }$-N去除率仍然分别保持在75%、80%左右,MBBR出水稳定在一级A标准。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)是生物膜主要优势菌门,Tw的下降引起拟杆菌门的相对丰度显著升高。假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)在低Tw下成为优势菌属,动胶菌属(Zoogloea)相对丰度保持稳定。通过冗余分析(RDA)发现,DO与短波单胞菌属(Brevundimonas)、pH与脱氯单胞菌(Dechloromonas)、固氮弧菌属(Azoarcus)具有显著正相关性,Tw与假单胞菌属、黄杆菌属具有显著负相关性。MBBR结果揭示,细菌群落动态更替是MBBR出水水质仍然保持稳定的重要原因。     

悬浮填料生物膜床反应器处理高校生活污水

本研究利用悬浮填料生物膜床反应器处理高校生活污水 ,对CODCr、氨氮和总磷有较好的去除效果。水力停留时间 6h时 ,CODCr总去除率最高可达到 95 % ,出水CODCr稳定在 30mg/L以下 ;总磷去除率达到 5 0 %以上 ,出水总磷含量低于 0 5mg/L ;对NH3 N的去除率可以稳定在 80 %以上 ,出水NH3 N低于 1mg/L。     

低COD浓度废水启动EGSB反应器

以厌氧活性污泥和好氧活性污泥接种于2个膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器中,进水流量为10 mL/min,回流量为180 mL/min,进水COD浓度在180 mg/L左右,有机负荷率(OLR)为1.728 kg COD/m3·d左右,污泥负荷率(SLR)为0.19 kg COD/kg MLSS·d左右,出水COD浓度维持在40mg/L左右,COD去除率达80%以上.控制温度在32～35 ℃,pH在6.8～7.2,反应器内氧化还原电位在-340 mV以下,水力停留时间(HRT)4.2 h,上升流速4.86 m/h以及加入80 mg/L絮凝剂(硫酸铝钾),缩短了启动时间,促进了颗粒污泥的形成.分别经过60 d和120 d运行,反应器启动成功.结果表明,上升流速、絮凝剂和污泥类型对颗粒污泥的形成有影响;接种好氧活性污泥在低浓度COD下,合理控制负荷速率能成功启动EGSB反应器.     

上流式缺氧污泥床和好氧生物膜组合脱氮工艺的研究

将上流式颗粒污泥床(USB)用于反硝化和生物膜法用于自养硝化处理蔗糖配水和小区生活污水,反硝化污泥床去除有机物和硝态氮具有节省需好氧去除有机物的能耗的优势,同时好氧生物膜法硝化效率高。试验结果表明,当工艺进水的有机负荷小于2kgCOD/m3·d时,出水COD均小于60mg/L,好氧单元进水有机负荷和氨氮负荷分别小于13kgCOD/m3·d和09kgNH3N/m3·d时,出水氨氮小于5mg/L;COD/NO-3N是影响反硝化的关键因素,处理蔗糖配水时,COD/NO-3N大于5时反硝化脱氮完全,而COD/NO-3N为10时,生活污水作为电子供体仍然脱氮不完全;有机物含量过高导致好氧单元硝化效果降低,HRT是影响好氧单元硝化效率的主要因素,HRT缩短为15h时,氨氮去除率降低了85%左右;同时处理蔗糖配水和生活污水的反硝化菌活性相当。