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。     

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。     

内循环厌氧反应器的启动及影响因素

采用内循环(IC)厌氧反应器,以生产淀粉和酒精的混合废水为处理对象,研究了中温条件下IC反应器的启动及影响因素。结果表明:接种厌氧消化污泥进行培养,逐渐提高进水有机负荷,运行105 d后,可实现IC反应器的启动;当进水COD浓度为11 500 mg/L,有机容积负荷为6.13 kg COD/(m3·d),COD去除率能到达95%左右;水力停留时间对启动过程没有影响,而温度和温度波动影响COD去除率;VFA比pH更能准确快速地反眏出反应器内部环境的变化,防止反应器的酸化;反应器内污泥实现颗粒化,并且具有良好的沉降性。     

冲击负荷对厌氧序批式反应器的影响及其恢复重建过程

研究了在厌氧条件下以葡萄糖为基质的厌氧序批式反应器(ASBR)中冲击负荷对基质吸收和储存的影响及其恢复重建过程.结果表明,正常状态下,反应器在进水COD为5 000.0 mg/L,出水COD为188.6 mg/L,当进水负荷提高至正常状态2倍后,反应器中COD大量累积,其中51.13％为挥发性有机酸(VFA),48.87％则被转化为糖原储存在细胞体内,出水COD最高为2 368.9 mg/L,污泥糖原储存量最高为273.55 mg/g(以挥发性固体计),是正常状态的4.2倍.在冲击负荷条件下,反应器的产甲烷能力恢复较快,胞内糖原储存恢复较慢,出水COD和胞内糖原分别经过20、41 d后恢复冲击负荷前水平.     

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...     

不同温度下有机负荷对厌氧折流板反应器污泥颗粒化的影响

采用2个相同的厌氧折流板反应器（ABR）研究不同温度、有机负荷对ABR启动过程中胞外聚合物（EPS）产生的影响,以及各隔室优势菌种。结果表明,高温和较高的有机负荷（OLR）促进EPS的产生,而EPS有利于颗粒污泥的形成。较高温度也有利于反应器承受更高的有机负荷。启动结束后,沿着水流方向,隔室中的污泥发生变化,由水解酸化菌演替为产甲烷优势菌。     

厌氧颗粒污泥反应器对丙酸和丁酸冲击负荷变化的响应研究

采用升流式厌氧污泥床（UASB）反应器,对增大进水浓度和增大进水流量过程中,颗粒污泥对丙酸和丁酸冲击负荷变化响应进行了研究。实验表明,进水浓度从2 000 mg COD/L提高到5 000 mg COD/L,丙酸去除率骤降,而丁酸降解相对稳定;在保持进水浓度为3 000 mg COD/L的条件下,增大进水流量,负荷从7.5 kg COD/（m3.d）升高到15 kg COD/（m3.d）时,丙酸降解率骤降,丁酸降解率仍然相对稳定。实验结果符合降解热力学理论和传统抑制动力学的未解离挥发性脂肪酸理论,并发现改变反应器运行条件能够加剧未解离酸的抑制作用。同时提出了探讨厌氧过程中丙酸积累导致厌氧反应器运行失败的基础理论原因。     

有机负荷对酒糟厌氧消化降解及甲烷产率的影响

为了探究有机负荷对酒糟中温厌氧消化运行的稳定性及产气性能的影响,启动了有机负荷分别为1.6、4.8和6.4 kg·（m3·d）-1的厌氧反应器R1、R2和R3,并以半连续方式运行100 d。单因素方差分析（ANOVA）的结果表明,3个反应器在60~90 d的VS降解率无显著性差异（p=0.19>0.05）,分别为（66.9±3.2）%、（68.1±2.7）%和（66.1±1.5）%,但产气率随着有机负荷的提高而升高,分别为（0.48±0.07）、（0.61±0.06）、（0.71±0.06）m3·kg-1,对应的甲烷比例为56.9%、60.9%和59.6%。虽然提高有机负荷促进了有机碳源利用效率,提高了甲烷比例和产量,但其稳定运行存在一定困难,R3在90 d后产气急剧下降,丙酸大量积累,产酸菌和产甲烷菌间的动态平衡受到破坏。因而,适宜的有机负荷是确保酒糟良好的厌氧消化稳定性能和产气性能的关键因素。     

容积负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究

采用1套有效容积为3 L的厌氧复合床作为厌氧氨氧化反应器,用提高进水基质浓度和缩短反应器水力停留时间2种方式提高反应器的容积负荷,进而研究反应器最佳的进水浓度和水力停留时间。结果表明,在HRT为24 h的条件下,反应器最佳进水浓度NH4+-N与NO2--N在110 mg/L左右;通过调节HRT发现,当HRT大于8 h时,NH4+-N与NO2--N的去除率都在80%以上。     

水力负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究

采用一套有效容积为4.46 L的UASB-ANAMMOX反应器,通过对水力负荷进行3个阶段的调节,研究水力停留时间对ANAMMOX反应器处理效果的影响.3个阶段的水力负荷分别为0.20～0.25、0.38～0.43、0.16～0.20 L/(Ld).在试验过程中,水力负荷的冲击对NH 4-N、NO-2-N的去除率影响明显.其中水力负荷为0.20～0.25 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率都能达到99%以上;当水力负荷为0.38～0.43 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率分别降至64%和62%;当水力负荷为0.16～0.20 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率立刻分别回升至94%和97%.ANAMMOX反应过程中,NO-2-N和NH 4-N的去除量比值基本在1.3∶1.0左右变化,ANAMMOX反应的优势菌种代谢在运行过程中会将一部分NO-2-N转化为NO-3-N,水力负荷的改变对NO-3-N的出水浓度影响不大;但NO-3-N日生成量与水力负荷的大小成正比.试验表明,UASB-ANAMMOX反应器对水力负荷冲击有较强的抵抗力,但是仍会造成一定量的ANAMMOX反应的优势菌流失,使该反应器在短时间内不能恢复最佳的去除效果.     

油脂含量和有机负荷对餐厨垃圾干式厌氧消化的影响

为了研究进料油脂含量(5%~25%)和有机负荷(40~60 kg VS/m3)对餐厨垃圾中温干式厌氧消化的共同影响,采用软件Design-Expert 8.0.6设计进料参数,以容积产甲烷率作为响应值,对14组序批式实验的结果进行回归分析,并建立容积产甲烷率与油脂含量和有机负荷间的回归方程。结果表明,当有机负荷为40 kg VS/m3时,甲烷产率随油脂含量的增加而增大;当有机负荷为50 kg VS/m3时,甲烷产率随油脂含量的增加先增大后减小;当有机负荷为60 kg VS/m3时甲烷产率随油脂含量的增加而减小。序批式实验中进料的最佳油脂含量和有机负荷分别为18.7%和42.9 kg VS/m3,对应响应面的理论容积产甲烷率最大值为32.74 L CH4/L。研究结论可以应用到实际工程中,为餐厨垃圾干式厌氧消化技术的推广提供一定的理论基础。     

CABR处理分散式生活污水抗短期有机负荷潜能

为考察填料式厌氧折流板反应器（CABR）处理分散式生活污水抗短期有机负荷冲击的稳定性,从宏观运行性能、中间产物累积以及微观微生物活性3个层次来研究不同温度下短期有机负荷冲击对CABR运行性能影响。结果表明：宏观运行性能指标TCOD沿程变化曲线在28℃时受到有机负荷冲击仍呈现＂L＂型,容积负荷去除率也由基准条件下0.27kg/（m3.d）提高至0.73 kg/（m3.d）,但随温度的下降,沿程曲线逐渐接近＂／＂型,容积负荷去除率的增加幅度也逐渐变小。中间产物积累指标中VFA/碱度比值小于0.11～0.14时,TCOD去除率可达80%以上;SMP/SCOD比值沿水流方向呈上升趋势表明CABR抗负荷冲击性能较佳。而微观微生物酶活性受基质浓度提高的促进效应和温度下降的抑制效应相互作用表现各异。总体而言,在高温（28℃）条件下,分散式生活污水的有机负荷冲击不会对CABR出水造成显著影响,但在中温（18℃）和低温（10℃）条件下,CABR抗有机负荷冲击的稳定性随温度的下降而下降。     

消化液回流比与有机负荷率对餐厨垃圾厌氧消化的影响

在试验的基础上研究了消化液回流比与有机负荷率(OLR)对餐厨垃圾厌氧消化的影响.试验通过改变OLR、消化液回流比等参数来控制其运行.研究发现,当回流比从零提高到180%时,OLR分别为9.933、14.900 g/(L·d)的厌氧消化系统COD去除率分别从79.45%、80.13%上升到81.98%、83.33%;当OLR为19.866 g/(L·d)时,提高回流比会造成COD去除率的下降.系统在较低负荷运行时,回流比的提高使系统的产气率有明显的增加.研究认为,180%的回流比仅适用于低OLR(9.933、14.900 g/(L·d)),当系统处于高OLR(19.866 g/(L·d))时,高回流比会造成挥发性脂肪酸(VFA)和钠离子的积累,进而影响消化系统的性能.     

Effects of organic loading rate and temperature fluctuation on the microbial community and performance of anaerobic digestion of food waste

Environmental Science and Pollution Research - Semi-continuous anaerobic fermentation of food waste was carried out using a solar-assisted heat reactor to explore effects of temperature fluctuation...     

污泥负荷对上流式厌氧污泥床中颗粒污泥快速形成的影响

运行两个相同的升流式厌氧污泥床(UASB)反应器R1和R2,设定两个反应器的初始污泥负荷(MCOD/(MVSS·d))分别为0.12、0.17 kg /(kg·d),并根据COD去除情况逐步地提高污泥负荷水平,在运行过程中控制R2的污泥负荷始终高于R1 37%～40%,以此来研究污泥负荷对颗粒污泥快速形成的影响.实验结果表明,R2内颗粒污泥的形成速率高于R1,其污泥负荷在达到0.29～0.51 kg /(kg·d)时,开始形成大量的厌氧颗粒污泥.最终R2内形成的颗粒污泥粒径为1.00～4.00 mm的占36.1%,并有6.3%的颗粒污泥粒径在4.00 mm以上;而R1中这两个粒径范围的颗粒污泥仅为11.8%和1.2%.同时R2内较大的污泥负荷也使其产生的颗粒污泥具有相对较高的VSS/TSS.最终得出结论,0.29～0.51 kg /(kg·d)的污泥负荷能加速厌氧颗粒污泥的形成过程,而低于这个污泥负荷则不利于颗粒污泥的形成.     

有机负荷影响好氧颗粒污泥特性的研究

好氧颗粒污泥形成后,逐步提高进水有机负荷(OLR)至好氧颗粒污泥解体,分析OLR对系统运行特性、污泥表面特性及胞外蛋白和多糖的影响.进水OLR在4～8 g/(L·d)、污泥负荷(SLR)稳定在0.42～0.77 g/(g·d)、污泥龄为17.8～60.0 d时,好氧颗粒污泥系统处于最优运行阶段.好氧颗粒污泥形成后,随着进水OLR的提高,十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)能够直观地反映出胞外蛋白分泌量逐渐减少,而多糖分泌量呈相反趋势,导致蛋白/多糖(PN/PS,质量比)值从4.8降至0.9左右.当进水OLR从4 g/(L·d)增至12 g/(L·d)时,污泥表面相对疏水性从75.8%降至38.5%,这可能与胞外蛋白分泌量减少及多糖分泌量增加有关.PN/PS值的降低可能是好氧颗粒污泥在高OLR下解体的内在原因.因此,微生物分泌的胞外多聚物(EPS)中较高的PN/PS值利于好氧颗粒污泥的长期稳定运行.     

Characterization of metal adsorption kinetic properties in batch and fixed-bed reactors

Copper adsorption kinetic properties in batch and fixed-bed reactors were studied in this paper. The isothermal adsorption experiments showed that the copper adsorption capacity of a granular activated carbon (Filtrasorb 200) increased when ionic strength was higher. The presence of EDTA diminished the adsorption. An intraparticle diffusion model and a fixed-bed model were successfully used to describe the batch kinetic and fixed-bed operation behaviors. The kinetics became faster when the solution pH was not controlled, implying that the surface precipitation caused some metal uptake. The external mass transfer coefficient, the diffusivity and the dispersion coefficient were obtained from the modeling. It was found that both external mass transfer and dispersion coefficients increased when the flow rate was higher. Finally effects of kinetic parameters on simulation of fixed-bed operation were conducted.