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.     

上流式厌氧污泥床处理味精生产尾母液废水影响因素的研究

采用连续流上流式厌氧污泥床(UASB)工艺处理高浓度味精生产尾母液废水。分析了COD容积负荷、pH、挥发性脂肪酸(VFAs)、氨氮、碱度与COD去除率之间的关系。结果表明:(1)UASB反应器处理高浓度味精生产尾母液废水成功实现了污泥颗粒化;(2)当UASB反应器具有足够的pH缓冲能力时,即使在酸性进水条件下,UASB反应器依然能稳定运行,无需配置pH调节单元;(3)在UASB反应器运行初始阶段,应逐步提高COD容积负荷,起始阶段COD容积负荷太高易引起VFAs积累;(4)当出水氨氮浓度提高时,出水pH也随之上升;(5)高浓度氨氮虽然对微生物有一定的毒害作用,但产甲烷菌能够对氨氮的轻微毒性逐渐驯化而适应,系统能在高氨氮环境下稳定运行;(6)提高系统pH缓冲能力,对避免由于VFAs积累而导致的系统pH下降、进而导致COD去除率下降是非常重要的。     

高氨氮对厌氧生物法处理城市垃圾渗沥液的影响

研究了高浓度氨氮对厌氧膜生物法处理城市垃圾渗沥液的影响。结果表明，COD去除率、沼气产量、沼气产率、辅酶F420和最大比产甲烷活性均随氨氮浓度的增加而减小；当氨氮浓度〈3600mg/L时，不会对厌氧膜生物反应器的运行产生明显的影响；氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的50％抑制浓度为4350mg／L；高浓度氨氮会造成系统VFA浓度增加；当氨氮浓度由4800mg／L降低到2000mg/L后，受重度抑制的厌氧微生物的活性可以在20d里恢复到未受抑制时的活性水平。     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2＋对厌氧EGSB处理效果的影响

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca2＋对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响,并采用静态实验方法考察了Ca2＋对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明,进水COD为17000mg／L的条件下,当Ca2＋浓度低于6000mg／L时,EGSB对COD去除率达93％以上;当Ca2＋浓度高于6000mg／L时,COD去除率随运行时间明显下降,并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明,废水中低浓度Ca2＋促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性,但高浓度Ca2＋明显抑制了其产甲烷活性,这是导致高Ca2＋浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明,颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca2＋浓度增加而减弱。     

高氨氮对厌氧生物法处理城市垃圾渗沥液的影响

研究了高浓度氨氮对厌氧膜生物法处理城市垃圾渗沥液的影响。结果表明,COD去除率、沼气产量、沼气产率、辅酶F420和最大比产甲烷活性均随氨氮浓度的增加而减小;当氨氮浓度<3600mg/L时,不会对厌氧膜生物反应器的运行产生明显的影响;氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的50%抑制浓度为4350mg/L;高浓度氨氮会造成系统VFA浓度增加;当氨氮浓度由4800mg/L降低到2000mg/L后,受重度抑制的厌氧微生物的活性可以在20d里恢复到未受抑制时的活性水平。     

上流式厌氧污泥床反应器处理饮料废水

通过监测西安可口可乐饮料有限公司污水处理站的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,探讨饮料废水厌氧处理过程中COD去除率、沼气组分、氢分压、出水挥发性脂肪酸、产甲烷活性以及污泥形态。结果表明,UASB反应器对饮料废水中的COD去除率达到84.55%,产生的沼气中甲烷组分含量高达74.5%。反应器内的氢分压仅2.5 Pa,为水解发酵和产氢产乙酸过程创造了良好的条件。UASB反应器中污泥具有较高的产甲烷活性,以乙酸、丙酸和丁酸为基质时,最大比产甲烷活性分别为407.14、331.74和241.27 mL CH4/(g VSS·d)。UASB反应器中的污泥形态主要为絮状,甲烷菌中的优势菌为甲烷丝菌,同时存在少量甲烷杆菌。针对该厂UASB反应器中污泥的现状,提出了影响颗粒化的因素和控制措施,为后期的运行和管理提供了参考依据。     

UASB厌氧处理核糖核酸废水的研究

根据核糖核酸废水水质的特性,采用高负荷UASB厌氧处理工艺,验证了采用厌氧处理核糖核酸废水的可能性.实验过程中分析了UASB有机负荷对CODcr去除率的影响,及进出水pH的变化情况,研究表明,在中温(35～38℃)的条件下,UASB有机负荷3.0 kg/(m3·d)时,CODcr去除率可达到85%左右,出水平均pH值在7.0左右,因此,说明该工艺有推广应用的可能性.     

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。     

IC厌氧反应器处理垃圾渗滤液

在(35±1)℃条件下,采用IC厌氧反应器对天津大港垃圾焚烧厂垃圾渗滤液进行处理,研究了COD的去除效果、容积负荷、沼气产量和污泥的颗粒化,分析了循环比、上升流速对反应器的影响.结果表明,厌氧反应器经60 d的启动运行后,达到300 m3/d的设计水量,进水容积负荷达到17.7 kg COD/(m3·d),水力停留时间3.7 d,COD去除率高于80%,出水挥发酸(VFA)低于1 500 mg/L,平均每去除1 kg COD 产沼气0.42 m3,适宜的上升流速和循环比为2.0~5.0 m/h、8:1~20:1.启动结束后,厌氧消化污泥明显出现颗粒化,颗粒污泥的沉降速度达到了67.5~96.0 m/h,0.3~1.0 mm的颗粒污泥量占有74%.     

生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响研究

通过厌氧毒性实验、恢复实验和特征毒性模拟实验,研究了生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥微生物产甲烷活性的影响。结果表明,1 000 mg/L氨氮浓度下产甲烷活性均大于85%,说明相应氨氮浓度范围,垃圾渗滤液基质对厌氧颗粒污泥的微生物没有明显抑制作用。恢复实验后活性得到完全恢复,属代谢毒性。模拟废水氨氮浓度大于1 000 mg/L浓度时,开始出现抑制;氨氮浓度大于3 000 mg/L时,有明显抑制,产甲烷活性下降32.1%;相同氨氮浓度下,渗滤液最大活性区间滞后于模拟废水,产甲烷活性也小于模拟废水,存在除氨氮以外的毒性物质的影响。     

垃圾渗滤液厌氧处理过程颗粒污泥生长特性

以上流式厌氧反应器为例,研究了渗滤液厌氧处理过程中颗粒污泥的生长特性。结果表明,反应器运行阶段,颗粒污泥粒径由0.96 mm增长至1.06 mm,MLVSS/MLSS大于0.76,污泥能够保持较高的活性。高污泥负荷有利于0.90 mm颗粒污泥生长,0.60~0.90 mm污泥颗粒生长过程中结构不稳定,易发生解体。厌氧颗粒污泥生长过程中,粒径较大的颗粒污泥的孔隙结构较为疏松,它对污泥的活性产生影响。随着孔隙率增大,污泥沉降速度由0.88 cm/s升至0.97cm/s。颗粒污泥表层与内部微生物分布不同,表层微生物以球菌为主,各微生物种群间紧密联系,颗粒污泥内部以短杆菌为主。     

两级UASB与好氧组合工艺处理城市生活垃圾渗滤液的启动研究

采用两级UASB与好氧组合工艺处理早期城市生活垃圾渗滤液.系统出水按不同比例回流到一级UASB中进行反硝化,同时进行产甲烷反应,有机物在二级UASB中被进一步降解,好氧池完成剩余有机物的去除和氨氮的硝化.启动阶段通过对原渗滤液不同比例的稀释,分5次逐步提高进水浓度,启动结束时完成了对原渗滤液的高效处理.在进水COD浓度从3000 mg/L提高到15000 mg/L,氨氮浓度从250 mg/L提高到1400 mg/L时,最终COD去除率稳定在92%左右,氨氮去除率可达99%以上,一级UASB中反硝化率接近100%,回流比为300%时系统总氮去除率为70%～80%.     

两级UASB与好氧组合工艺处理城市生活垃圾渗滤液的启动研究

采用两级UASB与好氧组合工艺处理早期城市生活垃圾渗滤液。系统出水按不同比例回流到一级UASB中进行反硝化，同时进行产甲烷反应，有机物在二级UASB中被进一步降解，好氧池完成剩余有机物的去除和氨氮的硝化。启动阶段通过对原渗滤液不同比例的稀释，分5次逐步提高进水浓度，启动结束时完成了对原渗滤液的高效处理。在进水COD浓度从3000mg／L提高到15000mg／L，氨氮浓度从250mg／L提高到1400mg／L时，最终COD去除率稳定在92％左右，氨氮去除率可达99％以上，一级UASB中反硝化率接近100％，回流比为300％时系统总氮去除率为70％～80％。     

外循环式UASB反应器处理槟榔废水

在中温（35±2℃）条件下,利用外循环式UASB反应器处理中高有机浓度的槟榔加工废水,并着重探讨了水力停留时间（HRT）对厌氧消化的影响。研究表明,当反应器稳定运行,水力停留时间为1 d,进水COD浓度5 000 mg/L左右,容积负荷在2.53-5.25 kg COD/（m3·d）时,COD去除率在38%以上,出水COD〈3 000 mg/L,平均产气率为0.41 m3/kg COD;若水力停留时间延长至4 d,容积负荷为1.26-1.30 kg COD/（m3·d）,COD去除率可以达到79%,出水COD〈1 200 mg/L,出水可生化性下降,BOD5/COD平均为0.28,实验取得了良好的处理效果,为利用厌氧技术处理槟榔加工废水提供了设计依据。     

零价铁强化城市污泥与垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化

针对城市污泥(初沉污泥、剩余污泥)和垃圾焚烧厂渗滤液2种市政废物的协同厌氧消化产气量不足的问题,采用投加零价铁的方式,探究零价铁对厌氧消化过程中产酸和产甲烷阶段的强化作用,并研究消化前后COD、VSS、氨氮以及上清液离子的变化。以初沉污泥与剩余污泥体积比4∶1、渗滤液添加量为15%的基质作为底物,投加不同浓度零价铁进行厌氧消化。结果表明：零价铁能有效提升协同厌氧消化系统中总挥发性脂肪酸产量、促进丙酸分解、进一步降解复杂有机物;当零价铁投入量为4 g·L⁻¹时,累计产甲烷量最高达189.65 mL·g⁻¹(以VSS计),相比对照组提升了30.1%,其产气速率符合一次函数和Scholl Canyon模型指数衰减规律;在25 g·L⁻¹和40 g·L⁻¹的高投加量零价铁条件下,产气高峰提前,但累计甲烷产量低于对照组;随着零价铁的投加量增加,COD降解率呈下降趋势,VSS降解率提升,氨氮变化不大;此外,消化液上清液中,正磷酸盐、硫酸根浓度明显减少,这与亚铁离子的混凝沉淀作用相关,同时也是削弱零价铁强化作用的原因之一。研究结果可为城市污泥和垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化提供参考。     

污泥活性炭强化SBR法处理垃圾渗滤液的实验研究

为了进一步处理垃圾渗滤液,试验采用污泥活性炭强化序批式间歇反应器（SBR）法进行处理,通过对比普通SBR法试验,得出投加污泥活性炭强化SBR法处理垃圾渗滤液的效果要远远高于普通SBR法。当污泥活性炭的投加量为1.2 g/L,容积负荷为0.5～1.5 kg BOD₅/(m³·d)时,进水1 h,曝气10 h,沉淀1.5 h,闲置1.5 h,处理效果最好,COD的去除率达到了85%,NH³-N的去除率达到了90%。