玻纤管动态膜生物反应器短程硝化反硝化去除污染物

利用玻纤管作为膜组件材料制作了一套动态膜生物反应器（DMBR）,并结合A/O工艺组成DMBR -A/O污水处理装置,研究了其在全程硝化反硝化（阶段I）和短程硝化反硝化（阶段II）条件下对生活污水的处理效果、膜污染状况及恢复膜通量的措施。结果表明：当运行通量为15 L·（m2·h）-1时,阶段I可连续运行15 d,而阶段II可连续运行30 d;水力停留时间为8 h时,阶段I、II对COD、NH4+-N去除率均大于85%,差别不明显,但对TN的去除率分别为58%和75%。因此,与全程硝化反硝化相比,短程硝化反硝化可显著缓解膜污染,并可显著提高脱氮效率。此外,被污染后的膜组件经水力冲洗和0.05%NaClO溶液浸泡12 h后,几乎能够完全恢复膜组件性能。     

碱度指示MBR中同步硝化反硝化的研究

在连续的操作环境下,通过改变在膜生物反应器(MBR)中的C/N和曝气量,研究碱度对同步硝化反硝化脱氮效果的指示作用。结果发现,在反硝化完全的情况下,出水碱度(330~440 mg/L)在硝化过程中较高并与出水TN表现出好的线性关系(Alk=3.22[N]+333.08,R2=0.85);在硝化完全的情况下,出水碱度(60~280 mg/L)在反硝化过程中较低并与出水TN也有很好的线性关系(Alk=-4.93[N]+317.86,R2=0.89)。实际消耗的碱度可以作为另一个指示因子(ΔAlkexper),实际消耗的碱度随出水的NH4+-N浓度升高而降低(ΔAlkexper=-3.85[N]+149.11,R2=0.88,出水NO3--N4.5 mg/L);实际消耗的碱度随出水的NO3--N浓度升高而升高(ΔAlkexper=3.68[N]+161.11,R2=0.88,出水NH4+-N5.5 mg/L)。虽然pH的变化有一定的规律,但是对SND脱氮效果指示不灵敏。     

一体化膜生物反应器中短程硝化反硝化对氨氮的脱除

采用一体化膜生物反应器处理模拟氨氮废水,通过改变温度、pH、DO实现了反应器中短程硝化的稳定运行。结果表明,在进水氨氮、COD分别为67~86、240~342 mg/L的情况下,当温度为30℃、进水pH为8.1时,通过逐渐降低DO至1.2mg/L,亚硝态氮得到富集,氨氮和COD的去除率均能达到80%以上,且系统的耐冲击负荷能力较好;整个运行期间保持了较高的混合液悬浮固体浓度(MLSS),处于3 200~8 210mg/L,污泥沉降比和污泥体积指数(SVI)相对稳定,SVI处于75~138mL/g。     

SBR法短程硝化-反硝化生物脱氮工艺的研究

针对目前传统生物脱氮工艺存在的问题 ,结合国内外在该方向的研究现状 ,以实际豆制品废水为研究对象 ,控制反应器内混合液温度在 31± 0 .5℃的条件下 ,实现了短程硝化 反硝化生物脱氮工艺 ,NO-2 N NOx N的比率始终维持在90 %以上。并在此试验基础上 ,考察了曝气时间对反应器内氮形态变化的影响及系统对进水COD和NH3 N浓度的抗冲击负荷能力。结果显示 ,曝气时间对硝化效果影响较大 ,同时 ,本工艺具有较强的抗冲击负荷能力。     

膜生物反应器中同步硝化反硝化机制及影响因子探讨

通过膜生物反应器的连续运行,研究了DO、C/N比、F/M和pH等影响因子对膜生物反应器同步硝化反硝化的影响,并对其影响机制进行了分析。实验结果表明,DO、C/N比、F/M和pH是同步硝化反硝化效果的重要影响因子;膜生物反应器中pH值的变化在7左右,DO为0.8 mg/L,C/N比为10,F/M在0.15~0.36 kg COD/(kg MLSS.d)之间时能发生比较好的同步硝化反硝化现象。     

常温下连续流短程硝化反硝化研究

常温(26～30℃)下应用连续流短程硝化反硝化工艺处理模拟城市生活污水,对连续流短程硝化反硝化污泥的运行参数进行了研究.结果表明,在常温、进水NH4 -N为50 mg/L、曝气区pH为7.5～8.0、曝气量为0.3 L/min、曝气区水力停留时间为4 h的条件下,NO2- -N/(NO3- -N NO2- -N)达0.677,TN去除率为35%左右;在上述条件下,无需调节曝气区pH,选择前置反硝化区与曝气区的体积比为1:2、前置反硝化区水力停留时间为2 h、回流比为2:1时,连续流短程硝化反硝化工艺的TN去除率达88.9%,COD去除率达92.7%;pH的变化规律正确反映了系统运行状况,可作为系统运行的实时控制参数.     

短程硝化-反硝化生物脱氮过程的影响因素研究

短程硝化-反硝化,是将硝化过程控制在亚硝化阶段,随后在缺氧条件下进行反硝化的生物脱氮过程,其关键是如何控制硝化过程中影响HNO2积累的因素。分析结果表明：影响NO2^--N积累的主要因素为温度、游离氨、pH值、溶解氧、有害物质和泥龄,并提出了实现短程硝化一反硝化的控制条件。     

C/N比和曝气量影响MBR同步硝化反硝化的研究

通过连续运行MBR研究了C/N比和曝气量对同步硝化反硝化的影响,结果表明,在环境温度13～23℃,MLSS为6.0～6.8 g/L,进水NH⁺₄-N浓度50 mg/L,曝气量0.5 m³/h,HRT为6 h实验条件下,总氮去除率随着进水C/N比的增加而增加,在C/N比为6∶1～8∶1时,TN去除率达到79%～89%,低的C/N比抑制反硝化,过高的C/N比增加了碳源补加的成本。改变反应曝气量,当C/N比为6∶1,曝气量为0.4 m³/h时,TN的去除率达到了最大值85%。曝气量过高或过低,TN去除率均下降。并对在不同曝气量下MBR 内的DO 值分布进行了初步研究。     

MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动

微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工模拟低碳氮比废水。通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集。随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC;阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6 mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高pH,可以强化同步短程硝化反硝化工艺,完成生物脱氮的同时回收电能,并具有减少外加碱度的优势。     

膜生物反应器同步硝化反硝化系统的研究

设计结构合理的膜生物反应器,驯化培养硝化污泥,复配反硝化细菌,构建了具有同步硝化反硝化功能且能去除COD的膜生物反应器系统.MLVSS的增高和污泥结构的改善为同步硝化反硝化提供条件.进水氨氮浓度在50 mg/L,MLVSS为8 g/L时,最佳HRT为4～6 h,气量控制在0.5 m3/h左右,TN去除率达80%以上.系统承受负荷变化范围0～0.36 kg N/(m3·d),TN去除率均能保持80%左右,COD去除率稳定在90%.系统投加粉末活性炭的方法可以改善污泥结构,进而减轻膜污染.在试验阶段内,添加了PAC的活性污泥MLVSS的高低对膜通量的影响不大,膜通量基本保持稳定.     

CAS和MBR工艺污泥微生物在贫营养环境中代谢产物的研究

在恶劣环境下不同污泥的微生物代谢产物组分是具有差异的。这种差异将导致活性污泥对环境的适应能力有所不同。MBR工艺和传统活性污泥法(CAS)工艺的污泥在贫营养的恶劣条件下适应能力也有所不同。由于MBR污泥在环境适应的初期便能大量的利用可生物降解的EPS作为碳源,并迅速产出SMP维持细胞两侧压力,使得其污泥活性降低速度较为缓慢。而CAS工艺污泥则经过一段时间的适应后,才能将EPS中可生物降解的部分作为营养物质进行代谢。CAS污泥对EPS降解能力低于MBR污泥,污泥中残存的EPS高于MBR污泥。当污泥中微生物大量死亡时,由于EPS的保护作用,污泥絮体得到较大的保存,胞内物质不能大量扩散至污泥上清液中。两者EPS中蛋白质和多糖呈下降趋势,而SMP的蛋白质和多糖呈上升趋势,且微生物对多糖的利用能力高于蛋白质。     

MBR的临界膜通量及其影响研究

采用通量阶梯式递增法测定了MBR的临界膜通量,研究了膜面气液两相流流速对临界膜通量影响,并考察次临界膜通量下MBR处理垃圾渗滤液的运行特性。试验结果表明,膜面气液两相流流速对临界膜通量影响较大,膜面气液两相流流速由0.9 m/s增至1.8 m/s,临界膜通量由12～14 L/(m2·h)增加至16～18 L/(m2·h),两者呈显著正相关关系,相关系数为0.997。次临界膜通量下运行时,膜污染包括不可逆污染和可逆污染2个阶段：不可逆污染阶段以凝胶层污染为主,占总量的72%,而可逆污染阶段以滤饼层形成的阻力为主,占总阻力的68.5%。     

膜生物反应器内流场动力学特性的PIV实验研究

浸没式膜生物反应器系统内膜面附近的气液两相流动力学特性对控制浓差极化和膜污染具有重要影响。应用粒子图像测速(PIV)技术对浸没式膜生物反应器内近膜面的液相流场动力学特性进行了研究。采用相分离技术灰度分辨法将通过PIV技术得到的气液两相流场图像中的液相速度场进行辨别,得到膜面附近的液相流场数据,并应用Tecplot软件计算得出液相流的涡量特性。在3 mm曝气孔径,2.5、3.0、3.5、4.5、5.5和6.5 m3/h 6种曝气强度下分析了膜面附近的液相速度场和涡量场。结果表明,曝气强度对液相流场和涡量场的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得液相速度和涡量增加,同时,分析了3 mm孔径下圆帽状气泡的动力学特性。研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。     

两级序批式MBR除磷特性实验研究

为解决常规MBR工艺中脱氮除磷矛盾问题,采用新的工艺形式——两级序批式MBR工艺(两级SBMBR),对该工艺的除磷特性进行了实验研究。研究结果表明,在系统稳定运行阶段,SBMBR1内聚磷菌优势生长,进水总磷得以高效去除,再通过SBMBR2内膜的进一步截留,系统TP平均值0.46 mg/L,满足城市景观环境用水水质要求;在沉淀期间,POAs的释磷作用对生物除磷系统的影响甚至超过了水中剩余悬浮富磷污泥颗粒本身的影响,所以在满足沉淀要求的前提下,生物除磷系统应注意尽量缩短沉淀时间。     

平板膜生物反应器中临界通量问题研究

通过小试试验,探讨了平板膜生物反应器中临界通量问题。在试验中发现,平板膜生物反应器运行过程中,存在临界通量值,本试验中污泥质量浓度为10 g/L,临界通量值为4.86×10-6m/s;在该通量值以下运行时,膜污染速度比较缓慢,在该通量值以上运行时,膜污染比较迅速。通过对膜运行过程阻力的分析发现,随着通量的提高,内部污染阻力增加速度大于膜泥饼污染阻力增加速度。膜片在恒流下运行一段时间后,压力会突然上升,其主要原因是由于膜面泥饼的聚集。     

CFD在平板膜MBR设计及运行优化中的研究

通过Ansys Fluent软件,结合CFD涉及的水力学参数,分别从膜流道平均流速、膜面平均湍流强度及剪切力分布对MBR反应池中的流场特征进行了分析,模拟和优化了平板膜组件的装填密度,并进行了膜面污泥沉降或然率分析。模拟结果显示,4种情景均呈现出膜面平均剪切力在处于反应池中部的膜元件较大,而靠近池壁的膜元件较小的特征。根据反应池流场模拟结果及膜面污泥沉降或然率得出,4种膜组件从劣到优依次为:净间距4 mm的膜组件< 净间距8 mm的膜组件< 净间距11 mm的膜组件< 净间距6 mm的膜组件,即装填密度可在原始规格的膜组件基础上增加40%。但4种情景曝气均匀性均不是特别理想,都存在着一定程度的膜面颗粒沉降。     

MBR和BAF用于以家庭回用为目的的灰水净化研究

以灰水净化后回用于家庭冲厕为目的,小试研究了采用平板膜生物反应器(MBR)和"火山岩滤料曝气生物滤池(BAF)+平板膜过滤"对灰水再生处理的差异性和适宜的工艺条件。研究表明,MBR和BAF在不同的季节净化灰水后均可作为优质的家庭冲厕用水。冬春季条件下,MBR即使HRT为2.5~3 h、MLSS为3 500~4 500 mg/L,出水浊度、NH3-N、BOD5和CODs分别低于0.3 NTU、4.0 mg/L、3 mg/L、40 mg/L;夏季CODs一般不超过20 mg/L。BAF冬春季填料接触反应时间2.95~5.89 h,反冲洗周期为36~48 h条件下,出水的浊度为0.6~4 NTU,NH3-N、BOD5均小于4 mg/L,CODs为10~50mg/L;夏秋季接触反应时间2.36~2.95 h,反冲洗周期为24 h,出水的NH3-N小于0.5 mg/L,CODS保持10~35 mg/L。BAF出水经过平板膜直接过滤,出水达到和接近MBR出水的水质。BAF与膜过滤结合净化灰水能够实现良好的再生水水质。     

膜-生物反应器处理餐饮废水过程中溶解性有机物的迁移变化特性研究

借助于凝胶过滤色谱(GFC)分子量测定技术和三维荧光(EEM)光谱技术,对膜一生物反应器(MBR)处理餐饮废水过程中溶解性有机物(DOM)的迁移变化特性进行了研究.结果表明,GFC分析中,在析出的前12 min,除了调节池出水,其他各工艺阶段(原水、气浮池出水、MBR出水)水样中均有大分子有机物(分子量＞400 ku)...     

表面流人工湿地硝化和反硝化强度研究

通过对表面流人工湿地不同土壤层硝化反硝化强度的研究,探讨了表面流人工湿地脱氮过程中沿程硝化和反硝化作用的变化,以及不同C∶N对系统反硝化强度的影响.研究结果表明,系统可同时进行硝化和反硝化作用,硝化强度具有较明显的分层现象,表层土壤高于深层土壤.系统中沿程硝化强度呈递减趋势,硝化强度反映了氨氮去除率的大小,其去除率为68%.反硝化强度研究结果表明:深层土壤的反硝化强度略高于表层土壤;沿程1/3至1/2段最大;5倍碳源时反硝化强度最高,3倍碳源次之,不加碳源最低;但系统的反硝化强度普遍较高,保持了良好的脱氮效果.