进水与曝气方式对SBR中活性污泥产率和性能的影响

在实验室SBR几种运行方式研究的基础上，分析了不同进水与曝气方式对SBR中活性污泥产率和性能的影响原因。结果表明：（1）在反应阶段分级曝气方式下，SBR反应器的污泥产率明显低；而短时进水方式下，反应器的污泥性能最佳。（2）克服了SBR反应初期的高需氧率，能大大加速此后的生化反应。     

改性生物填料在水处理应用中氧传递的研究

研究了改性填料与普通填料在清水中的氧传质性能。根据反应器特征,建立了全混式反应器氧传质模型。分别测定了改性填料和普通填料在清水中连续曝气供氧的溶解氧值与曝气时间的关系。同一曝气流量下,改性填料反应器中清水的DO比普通填料反应器高;增大曝气流量,同一曝气时间反应器中清水的DO升高,直至饱和值Csat,并且前者比后者提前接近饱和值。采用全混式反应器氧传质模型,通过matlabprograms寻优求出连续曝气供氧时两种填料在清水中氧的液相总传递系数kLa。计算结果表明:曝气流量增大,氧传递系数kLa增大,其值约为22h-1～36h-1;在相同曝气流量下,改性填料的kLa均高于普通填料,约提高10%。试验表明改性填料增强了反应器的氧传递能力。     

生物反应器填埋场系统中城市生活垃圾原位脱氮研究

采用填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液回流前经好氧、硝化反应器处理的方式,营造生物反应器填埋场系统内生物脱氮环境,研究了其中生活垃圾原位脱氮的性能.结果表明,在填埋垃圾稳定化过程中,88%以上的含氮化合物以渗滤液的形式溶出.填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液经好氧、硝化反应器处理后回流的生物反应器填埋场系统对渗滤液总氮的处理效果较好,实验结束时,渗滤液总氮量仅为对照填埋场的28.7%和14.3%.     

复三维电极生物膜反应器脱除饮用水中的硝酸盐

研究了以无烟煤和以颗粒活性炭为介质的复三维电极电化学-生物膜反应器脱除饮用水中硝酸盐的工艺，该工艺将复三维电化学产氢与以氢气为电子供体的自养反硝化工艺结合起来.实验表明，两种介质的反应器在不加任何有机基质时都能有效地脱除水中的硝酸盐，并且两种反应器的最大电流效率分别达到204％和185％.在水力停留时间不小于2.1—2.5h时，反应器的脱硝率接近100％.在34℃、槽压4.97V时处理21.4mg(NO     

上层曝气式生物反应器填埋工艺特性的研究

通过实验室模拟填埋柱,将厌氧生物反应器与上层曝气式生物反应器进行对比研究,以探究好氧预处理-厌氧运行方式下生物反应器内固体垃圾、渗滤液性质以及填埋气回收率的变化特征.结果表明,厌氧生物反应器A1受酸抑制影响,实验过程中几乎无甲烷气体产生,垃圾层沉降高度5.4 cm,且主要归结于垃圾自身重力下的压实作用,渗滤液COD、VFA浓度高达70 000 mg·L-1和30000 mg·L-1,尚未出现降低趋势.好氧预处理则有效缓解了填埋柱内酸抑制现象,垃圾降解速度明显加快,产甲烷环境于曝气60 d内建立.至反应器运行结束,垃圾层沉降高度11.5 cm,渗滤液COD、VFA浓度分别降低至14000mg·L-1和8900 mg·L-1,甲烷累积产量61976 mL,回收利用率高达95%以上.然而,上层曝气式生物反应器操作模式相对比较复杂,其反应器运行效果还受到回灌操作和曝气条件等多方面因素的影响和制约.因此,需调节渗滤液回灌操作与曝气条件以实现反应器的高效运行.     

SNAD工艺在不同间歇曝气工况下的脱氮性能

探讨了城市污水SNAD生物膜反应器在高溶解氧工况下的脱氮性能.SBR反应器以城市生活污水为进水,反应器内放置鲍尔环生物膜载体,控制温度为30℃,采用间歇曝气方式,曝气阶段曝气量为500L/h,溶解氧浓度达5mg/L.阶段1控制曝气和非曝气时间都为20min,生物膜的NOB活性较低,反应器具有良好的脱氮性能.反应器的总氮平均去除率和出水总氮浓度平均值分别为89%和llmg/L.阶段2、阶段3和阶段4研究了曝气时间对反应器脱氮性能的影响.曝气时间对生物膜的厌氧氨氧化活性影响较小,对生物膜的NOB活性影响较大.阶段3控制曝气时间为60min,生物膜的NOB活性较低,反应器的总氮平均去除率和出水总氮浓度平均值分别为83%和14mg/L.阶段4控制曝气时间为160min,生物膜的NOB活性较高,反应器的总氮平均去除率降低至50%,出水总氮浓度平均值为35mg/L.     

新型移动床生物膜反应器水力特性的研究

新型移动床生物膜反应器是在普通移动床生物膜反应器中引入导流板,使填料在全池循环移动,消除了普遍移动床生物膜的死角问题,改进了它的结构和运行方式,提高了反应器的效能。通过清水实验对反应器的水力特性进行了研究,确定了反应器构造、填料填充比,考察了曝气充氧性能,研究结果认为该反应器内的水流状态大致符合理想全混合反应器的流态,并具有较好的节能效果。     

基于微气泡曝气的生物膜反应器处理废水研究

微气泡曝气有助于强化氧传质过程,在废水好氧生物处理中具有潜在的应用优势;生物膜反应器是应用微气泡曝气的可行工艺形式.本研究在生物膜反应器中采用SPG膜微气泡曝气处理模拟生活废水,探讨反应器连续运行过程中,SPG膜空气通透性、溶解氧变化、污染物去除效果及氧利用情况.结果表明,基于SPG膜微气泡曝气的生物膜反应器能够实现长期连续稳定运行,是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.SPG膜表面性质及膜孔径影响其空气通透性,疏水性膜的空气通透性优于亲水性膜;膜孔径越大,空气通透性越好.一定的SPG膜空气通量下,反应器内的溶解氧浓度主要受有机负荷影响.SPG膜微气泡曝气生物膜反应器较优的COD处理负荷(以SPG膜面积计算)为6.88 kg·(m2.d)-1.氨氮的去除主要受溶解氧浓度及生物膜内氧扩散传质的影响,在高有机负荷下生物膜内出现同步硝化反硝化.微气泡曝气的氧利用率显著高于传统曝气方式,在优化的运行条件下,氧利用率可以接近100%.     

气提式内循环膜生物反应器试验研究

针对膜生物反应器存在的膜污染和能耗高的问题，结合气提式内循环和一体式膜生物反应器处理废水的工艺特点，提出圆柱形套筒气提式内循环膜生物反应器。试验结果表明，同等曝气强度和曝气方式下，气提式内循环膜生物反应器中氧传质系数（KLa）高于一般膜生物反应器；膜间水流流速是一般膜生物反应器的1．53～2．44倍，提高了膜面的水力冲刷作用，可减缓膜污染；对反应器膜过滤性能的考察，表明气提式内循环膜生物反应器较一般膜生物反应器有更好的膜过滤性能和抗污染能力。反应器中添加内循环，污泥活性有所下降，但对实际废水的去除效果影响不大，污泥活性较为稳定。     

不同曝气位点对微氧强化硫酸盐还原-反硝化脱硫效果及群落结构的影响

微氧强化硫酸盐还原-反硝化脱硫(SR-DSR)工艺因具有同步处理废水中COD、NO~-_3、SO■生成S~0且运行成本低、流程短的优势而受到关注.但因不同曝气方式而在反应器中形成的不同微氧区的位置对反应器运行效能、S~0转化率和群落结构的影响尚不明确.因此,本文以5 mL·min~(-1)·L~(-1)曝气速率、10.4 mmol·L~(-1)硫酸钠、31 mmol·L~(-1)乳酸钠和8 mmol·L~(-1)硝酸钾连续运行膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器,对比研究了回流槽中(底部)曝气(微氧区位于反应器下部)和反应区上部曝气(微氧区分别位于反应器上部和下部但DO更低)运行稳定后,反应器的运行效能、S~0转化率和功能微生物的演替规律.结果表明,上部曝气时乳酸盐去除率为100%,出水中乙酸盐浓度为9.1 mmol·L~(-1),丙酸盐浓度为3.7 mmol·L~(-1),NO~-_3去除率为100%,出水中NO~-_2浓度为0.35 mmol·L~(-1),SO■去除率为84%,出水中S~(2-)浓度为2.6 mmol·L~(-1),S~0转化率为59%.与底部曝气相比,上部曝气时出水中乙酸盐和丙酸盐浓度分别升高2.2和1.9 mmol·L~(-1),NO~-_2浓度下降0.15 mmol·L~(-1),S~(2-)浓度降低0.5 mmol·L~(-1),SO■去除率和S~0转化率分别下降6%和1%.上部曝气时,反应器下部和上部均存在相对减弱的微氧环境,使得反应器中硫酸盐还原菌(SRB)Desulfomicrobium和Desulfobulbus的总丰度分别增加9%和5%,硫氧化反硝化菌(soNRB)Halothiobacillaceae和Sulfurovum的丰度均减小3.1%,异养反硝化菌(hNRB)Comamonas的丰度升高0.2%,互营菌Synergistaceae的丰度减少37%.其中,反应器下部的SRB和soNRB总丰度分别升高28%和3%,为SO■还原和S~0转化提供了充分条件,而反应器上部的微氧环境又减弱了SO■还原过程,从而降低了反应器出水中的S~(2-).因此,在碳源充足的条件下,可以采取反应器上部曝气的方式创造微氧环境,既可以保证较高的S~0转化率,又可以减少出水中S~(2-)和NO~-_2的浓度.     

新型纳米材料光催化反应器研究

为了充分发挥纳米材料的光催化性能,研制了一种带有旋转叶片且可负载光催化纳米材料的光催化反应器.并以制备的纳米TiO2/硅藻土复合材料作为光催化剂、TNT生产废水为处理对象,考察了催化材料附载量、废水浓度和多次重复使用对反应器催化降解效率的影响.结果表明:附载有光催化纳米材料的反应器经过6次6h重复使用,对TNT生产废水催化降解效率仍然保持在75%以上,远高于直接分散在废水中纳米材料的处理效率(47.25%),即多次重复使用并保持高降解效率;而且可较好地避免纳米光催化材料的团聚.避免因回收造成的纳米材料光催化效率降低以及回收不完全造成的水体二次污染等现象.     

LED联合玻璃纤维光催化填料对苯酚的降解研究

以钛酸四丁酯为原料,采用浸渍提拉法制备了负载TiO₂的玻璃纤维光催化填料,考察溶液初始pH值、苯酚初始浓度、UV-LED消耗功率以及曝气强度对光催化降解效果的影响.结果表明,在溶液pH=3、苯酚初始浓度为10mg/L、UV-LED输出功率为2.968W,曝气强度为1.8L/min时,光催化反应装置对苯酚的降解率可达97.05%,降解过程遵循准一级反应动力学.此外,该反应装置的能耗较低,催化剂负载的牢固性较好.     

旋转薄膜式光催化反应器降解水中有机污染物

提出了一种强化薄膜浆态反应器的新型反应器——旋转薄膜式光催化反应器(RFFS)。以苯酚为模拟有机污染物,以商品的Degussa P25为光催化剂,首先研究了RFFS反应器的性能,然后与常规的鼓泡式光催化反应器进行了光催化性能比较。实验结果表明,RFFS反应器形成的旋转浆态薄膜扩大了与空气和光源的接触面积,强化了光催化体系的传质,提高了体系中催化剂对光能的利用率,并且能够在较高光催化剂浓度的条件下运行。在苯酚初始浓度为30mg/L,催化剂投加量为3.0g/L,通气气速1.0L/min,浆料循环流量为3.3L/min,光距为10cm的条件下,与传统反应器相比,苯酚的催化反应速率提高了1.6倍。     

负载型纳米TiO2/AC对偶氮染料的光催化降解研究

以钛酸四丁酯和粒状活性炭(AC)为主要原料,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备出负载型纳米TiO2/AC催化剂.在流化床反应器中分别对2种典型的偶氮类染料橙黄G、活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解研究,探讨了pH值、外加氧化剂对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生利用试验.结果表明,TiO2/AC催化剂具有良好的光催化活性、吸附特性及可再生性,60 min后对2种染料反应的光催化降解率分别可达到99.71%和97 12%,反应180 min后的TOC去除率分别达到81.54%和81.99%;反应后TiO2/AC催化剂回收率大于95%,经焙烧再生后对橙黄G反应60 min的光催化降解率仍高达95.93%.     

固定化光催化技术及其适用水处理反应器研究进展

光催化技术因其较高的催化活性和低廉的价格已经被水处理业内广泛采用．但是粉末催化剂的明显缺点制约了其工业化应用,因此固定化光催化技术应运而生。通过收集国内外资料．对于光催化固定技术应用的两个关键因素——固定方法和适用的反应器的发展进行了介绍。当固定的同时催化剂活性不大幅下降．且采用适合于该种载体的反应器,固定化光催化技术在水处理领域有着广阔的应用前景。     

Fulvic acid removal by nanoparticle TiO2 using a submerged membrane photocatalysis reactor

The degradation of fulvic acid（FA） by nanoparticle TiO2 in a submerged membrane photocatalysis（SMPC） reactor was studied. In this reactor, photocatalytic oxidation and membrane separation co-occured. The continuous air supplier provided O2 for the photocatalytical reaction and mixed the solution through an airflow controller. The particle TiO2 could automatically settle due to gravity without particle agglomeration so it could be easily separated by microfiltration（MF） membrane. It was efficient to maintain high flux of membranes. The effects of operational parameters on the photocatalytic oxidation rate of FA were investigated. Results indicated that photocatalyst at 0.5 g/L and airflow at 0.06 m^3/h were the optimum condition for the removal of fulvic acid, the removal efficiency was higher in acid media than that in alkaline media. The effects of different filtration duration on permeate flux rate of MF with P25 powder and with nanoparticle TiO2 were compared. Experimental results indicated that the permeate flux rate of MF was improved and the membrane fouling phenomenon was reduced with the addition of nanoparticle TiO2 catalyst compared with conventional P25 powder. Therefore, this submerged membrane photocatalysis reactor can faciliate potential application of photocatalytic oxidation process in drinking water treatment.     

天然麦饭石负载TiO2的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛负载于天然麦饭石表面热处理后得到复合光催化剂TiO2/麦饭石,并通过N2吸附-脱附、XRD及IR对其进行表征。探讨了以天然麦饭石为载体制备具有较高光催化活性的负载型TiO2/天然麦饭石复合物的各种影响因素:焙烧温度,加投量,pH值等。研究结果表明:200℃焙烧条件下TiO2/麦饭石复合物具有最大的光催化活性,达到了纯TiO2的光催化效果:对罗丹明B脱色率随着光催化剂增多而增大;对罗丹明B在pH值7～9时具有最大的降解率,开拓和优化TiO2光催化效能的新途径。     

磁性负载改良型纳米TiO2的制备及光催化反应器的研发

采用自蔓延燃烧法、溶胶-凝胶、粉末-溶胶和共沉淀相结合的方法制备出了具有磁性的改良型纳米TiO2光催化剂,并用X射线衍射、SEM扫描电镜等方法进行表征;同时制备了一种可回收磁性负载易分离纳米TiO2的光催化反应器,并通过对甲基橙的光降解分析,对其光催化性能进行了评价。实验结果表明,该光催化反应器对有机废水的处理效果较好,而且结构简单,建造方便,有着广泛的应用前景。     

内循环流化床光催化反应器的数值模拟与结构优化

设计了一种新型三相内循环流化床光催化反应器并采用气、液两相模拟方法对其进行了结构优化.依据模拟结果,明确了挡板的位置、长度、底部曝气面积等因素对反应器流体行为的影响.结果表明,最优反应器升、降流区横截面积比为1:1,挡板距反应器底部的距离为0.175m,挡板顶部与沉降区底部持平,底部曝气面积为升流区面积的1.2倍.将该反应器进行三相数值模拟,模拟结果表明,固相催化剂在反应器内能够很好地流化,反应器内无明显的死区,其固液分界面低于气液分界面,沉降区能够发挥很好的固液分离效果.     

泡沫镍负载纳米ZnO-SnO2光催化降解三氯乙烯

采用比较简单的共沉淀法技术制备了纳米ZnO-SnO2复合氧化物光催化剂,并将其负载在泡沫镍上制成了负载型纳米光催化剂,以三氯乙烯为挥发性有机物的模型反应物,研究了反应气流速、湿度等因素对反应的影响,同时考察了催化剂的失活特征,结果表明该负载型纳米光催化剂具有较高的光催化活性,同时具有较强的抗失活性能,在205h反应中没有出现失活现象．