EGSB反应器运行中的床层流态行为及其控制

生物量流失是EGSB反应器在高负荷状态下稳定运行面临的主要问题。利用实验室EGSB反应器在中温条件下处理高浓度葡萄糖废水,研究EGSB反应器在高负荷状态下的床层流态行为及其受影响因素。结果表明,在该反应器结构形式下,当有机负荷达到23-26 kg COD/（m3·d）,水力上升流速在约3.0 m/h,气体上升流速在约1.3 m/h状态下运行时,床层易发生剧烈流化现象,并导致颗粒污泥的解体和流失。降低反应器回流比、减小反应器内水力上升流速,控制床层在悬浮状态时可以有效降低高负荷状态下生物量的流失,并取得了有机负荷46 kg COD/（m3·d）,COD去除率97%以上的处理效果。     

有机负荷及水力条件对EGSB运行效果影响的研究

在以葡萄糖为基质长期运行的EGSB反应器中 ,研究了以循环为特征EGSB基质降解特性。结果表明 ,在厌氧膨胀颗粒污泥床反应器 (EGSB)启动初期 ,由上流式厌氧污泥床反应器 (UASB)接种的颗粒污泥存在一个转型过渡期 ,此时污泥对基质代谢有较大的恢复潜力。有机负荷为 4～ 2 9kgCOD /m3 ·d时 ,处理效果较为稳定 ,2 9～ 4 0kgCOD /m3 ·d时 ,处理效率有所下降。当负荷 >4 0kgCOD /m3 ·d后 ,反应器处理效果急剧下降。上升流速和回流比对EGSB反应器运行效果影响较大 ,高上升流速和回流比运行条件下有利于发挥反应器的运行潜能     

EGSB反应器处理焦化废水的颗粒污泥反应动力学研究

为了对处理实际焦化废水微氧EGSB反应器污染物去除机理进行研究,建立了处理实际焦化废水微氧EGSB反应器内污染物质降解动力学模型,考察EGSB反应器启动和稳定运行阶段不同运行条件时COD去除效果,并分析动力学参数的变化。研究确定了处理实际焦化废水(进水COD 2 000 mg/L左右)微氧EGSB反应器在启动和稳定运行阶段所适用的基质降解模型,动力学常数vmax、KI、KS、vmax/KS、KS/KI分别为7.34×10-3h-1、197.76 mg/L、19.53 mg/L、3.7×10-4L/(h·mg)、0.10和2.4×10-2h-1、66.64 mg/L、44.07 mg/L、5.4×10-4L/(h·mg)、0.66;微氧EGSB反应器内颗粒污泥能够逐渐适应并高效降解焦化废水中污染物质,焦化废水中毒性污染物质对颗粒污泥的抑制程度是由KS/KI决定的,KS/KI越大,抑制程度越弱,处理实际焦化废水EGSB反应器启动和稳定运行阶段的KS/KI分别为0.04~0.1和0.66~0.74;液体上升流速Vup的提高能够明显提高最大比基质降解速率vmax,降低半饱和常数KS和抑制常数KI,最终强化微氧EGSB反应器的运行效果,稳定运行阶段COD去除率高达92.7%。     

EGSB反应器处理城市生活垃圾沥滤液

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对城市生活垃圾焚烧厂产生的垃圾沥滤液进行处理。实验结果表明:中温条件下,当COD浓度为55 000 mg/L左右,有机容积负荷(OLR)为22.8 kg COD/(m3.d)时,EGSB对垃圾沥滤液具有较好的的处理效果,COD去除率可达94.2%。当进水COD为72 000 mg/L左右时,为保证反应器的稳定运行,OLR应降低至18.2 kg COD/(m3.d),此时COD去除率可以达到88%左右,出水COD平均为9 103 mg/L。垃圾沥滤液和EGSB处理出水均以小分子量有机物为主,其中<4 kDa的有机物分别占76.5%和74.4%。EGSB对整个分子量区间的溶解性有机物都有较好的处理效果,其中对大分子有机物的处理效率相对更高。     

厌氧折流板反应器处理邻苯二甲酸二丁酯废水

采用南京江心洲污水处理厂的厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器（ABR）的接种污泥,研究室温（25±5）℃条件下ABR对邻苯二甲酸二丁酯（DBP）降解的运行特性。结果表明,ABR在室温、容积负荷为0.9-1.8 kg/（m3·d）条件下启动运行30 d可以达到运行稳定,其COD去除率在90%左右。在负荷提高阶段,当水力停留时间（HRT）为12 h,容积负荷为2.0-6.8 kg/（m3·d）时,反应器对COD平均去除率大于85%;当HRT为12 h,容积负荷6.8 kg/（m3·d）时,COD去除率达90.7%,DBP降解率达87.3%。     

膨胀颗粒污泥床反应器启动过程中颗粒污泥性质变化研究

采用小试规模的膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器,考察其启动规律及运行特点.在60 d内EGSB反应器的COD容积负荷达到12 kg/(m3·d),COD去除率保持在95%以上.试验中对不同水力负荷下污泥床状态进行了分析.结果表明,将水力负荷控制在1.0 m3/(m2·h)以上,可以确保污泥颗粒化的进行及EGSB反应器的稳定,否则易发生沟流、活塞式漂浮等污泥床异常现象.同时,对颗粒污泥性质及微生物相变化进行了跟踪分析.随着运行条件的改变,由上流式厌氧污泥床(UASB)反应器接种的污泥结构、性能和微生物群落都在不断发生变化.最终得到的颗粒污泥结构密实,沉降速率为38.8～64.6 m/h,比产甲烷活性达到314.25 mL/(g·d),内部微生物相丰富,各菌种呈混杂分布.     

EGSB反应器的启动运行

系统考察接种市政消化污泥EGSB反应器的初次启动和二次启动运行情况,以确定在EGSB反应器内接种市政消化污泥时快速形成高活性、稳定颗粒污泥的可行性和EGSB反应器所形成的颗粒污泥长期放置后能重新用于其他EGSB反应器作种泥并快速启动的可行性.接种市政消化污泥EGSB反应器在中温(35℃左右)条件下能够在46 d内快速启动,所形成的颗粒污泥沉淀性良好,产甲烷活性高,菌群丰富.接种市政消化污泥EGSB反应器初次启动宜采用低进水浓度、高有机负荷的方式.在7～15 ℃的低温下放置一段时间的EGSB反应器的快速二次启动是可行的.仅仅经历了7 d,有机负荷率高达24.84 kg COD/m3·d、COD去除率为94.6%.EGSB反应器二次启动宜采用高启动负荷,快速提高负荷的方式.     

垂直厌氧折流板反应器处理树脂废水的中试研究

介绍了采用垂直厌氧折流板反应器(VABR)处理离子交换树脂生产废水的中试实验装置以及实验研究过程,并着重分析了COD容积负荷和盐分对COD的去除率及出水VFA的影响,并确定了该废水的厌氧产沼气率。研究结果表明,在中温(37±1℃)环境下,容积负荷在9 kg COD/(m3.d)左右时,HRT为24 h的条件下,VABR对COD的平均去除率保持在70%左右,平均每去除1 kg COD约产生沼气0.44 m3,且运行稳定。     

高温厌氧膨胀颗粒污泥床反应器处理聚氯乙烯离心母液废水启动方法

采用高温厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器处理低浓度、难降解聚氯乙烯(PVC)离心母液废水,以天津市经济技术开发区污水处理厂序批式活性污泥法(SBR)工艺好氧污泥和生物接触氧化法处理PVC离心母液废水污泥的混合污泥为接种污泥,以葡萄糖模拟废水为基质,不断增加PVC离心母液废水所占比例的方法驯化厌氧微生物,实现了系统的成功启动。系统启动期间,进水有机负荷(以COD计)和水力停留时间分别保持在0.2 kg/(m3.d)和50 h左右,出水COD去除率和pH分别稳定在80%和8.0左右。结果表明,添加共代谢基质能利用基质间的协同作用缓解有毒物质对微生物的毒性作用,显著提高了废水的可生化性。通过采用改变水质、保持稳定负荷实现EGSB反应器处理PVC离心母液废水的成功启动证明,该启动方法具有良好的稳定性和可靠性。     

厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）处理生活污水试验研究

采用厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器在常温下处理小区生活污水,接种颗粒污泥。试验结果表明：当进水COD 411～560 mg/L,反应器容积负荷可达到3 kg COD/(m³·d),水力停留时间4 h,上升流速8 m/h,COD去除率可达到85%以上,出水COD为67～88 mg/L。并对EGSB反应器的结构及运行控制参数进行了优化,使其适宜于在常温下处理生活污水及其他低浓度有机废水。     

多级厌氧法处理螺旋霉素工业发酵菌渣效果的研究简

通过自主设计的多级厌氧反应器系统来考察半连续处理螺旋霉素工业发酵菌渣的效果。该系统总反应体积为44 L,由4个11 L的升流式厌氧反应罐组成,罐体间采用串联方式连接。121 d的连续运行周期分为3个阶段,各阶段的有机负荷率分别为1.27、1.82和2.73 kg COD/（m³·d）。全过程中主要监测了各级罐体的产气量和螺旋霉素的降解。结果表明,多级厌氧反应器系统启动初期会出现产气不稳定现象,经过2个月的运行之后系统达到稳定状态。在有机负荷达到2.73 kg COD/（m³·d）时,各级罐体仍能稳定运行,总产气的45%集中在1号罐。在系统启动初期,螺旋霉素不能被明显降解。运行约80 d后,整个体系达到了快速降解螺旋霉素的状态,在2.73 kg COD/（m³·d）的有机负荷率下,螺旋霉素降解率达到97%,同时可溶性COD降解率也达到了90%。     

IC反应器处理高浓度硫酸盐废水的启动研究

采用木糖生产废水,进行了(IC)反应器处理高浓度硫酸盐有机废水的启动研究.结果表明,接种厌氧颗粒污泥,当进水COD/SO2-4值约为3.5时,控制COD负荷提高幅度为每次20%左右,经过26 d的驯化培养,COD和SO2-4负荷分别可达20 kg/(m3·d)和5.5 kg/(m3·d),COD去除率达到80%以上,硫...     

Influence of the organic loading rate on the performance and the granular sludge characteristics of an EGSB reactor used for treating traditional Chinese medicine wastewater

The effects of the organic loading rate (OLR) on the performance and the granular sludge characteristics of an expanded granular sludge bed (EGSB) reactor used for treating real traditional Chinese medicine (TCM) wastewater were investigated. Over 90 % of the COD removal by the EGSB reactor was observed at the OLRs of 4 to 13 kg COD/(m³ day). However, increasing the OLR to 20 kg COD/(m³ day) by reducing the hydraulic retention time (HRT 6 h) reduced the COD removal efficiency to 78 %. The volatile fatty acid (VFA) concentration was 512.22 mg/L, resulting in an accumulation of VFAs, and propionic acid was the main acidification product, accounting for 66.51 % of the total VFAs. When the OLR increased from 10 to 20 kg COD/(m³ day), the average size of the granule sludge decreased from 469 to 258 μm. There was an obvious reduction in the concentration of Ca²⁺ and Mg²⁺ in the granular sludge. The visible humic acid-like peak was identified in the three-dimensional excitation-emission matrix (EEM) fluorescence spectra of the soluble microbial products (SMPs). The fatty acid bond, amide II bond, amide III bond, and C–H bond bending were also observed in the Fourier transform infrared (FTIR) spectra of the SMPs. Methanobacterium formicicum, Methanococcus, and Bacteria populations exhibited significant shifts, and these changes were accompanied by an increase in VFA production. The results indicated that a short HRT and high OLR in the EGSB reactor caused the accumulation of polysaccharides, protein, and VFAs, thereby inhibiting the activity of methanogenic bacteria and causing granular sludge corruption.     

城市生物质废物中温单级厌氧消化中试研究

建立了城市生物质废物中温单级厌氧消化中试反应器,对城市生物质废物厌氧消化过程系统稳定性、产甲烷性能及有机物的去除效果进行解析.反应器稳定运行410 d,共经历2.4、3.6、4.8、6.0 kg VS/(m3·d)4个负荷,反应器pH稳定在7.2 ～7.6之间,有机酸浓度＜500 mg/L.在负荷6.0 kg VS/(m3·d)时反应器平均容积产气率4.25m3/(m3·d),有机物去除率为63.2％;另外,实验结果表明,厌氧消化过程对蛋白质、脂肪、纤维素及多糖类物质的去除效果有明显差异,其中脂肪类物质去除率为98.2％,产沼气贡献率为38.8％.实现了针对我国城市生物质废物的高负荷高效厌氧消化,为我国城市生物质废物厌氧消化规模化处理提供了基础数据.     

碳氮比对鸭粪中温厌氧消化的影响

在中温(35±1)℃、6%的料液浓度、pH为中性条件下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对碳氮比(C/N)分别为15、20、25和35的4组鸭粪溶液进行厌氧消化实验,系统运行30 d,分析了厌氧消化过程中的COD(化学需氧量)、pH、VFA(挥发性脂肪酸)和产气量的变化。结果表明,碳氮比是影响鸭粪厌氧消化过程的重要因素,调节鸭粪碳氮比至25,可以使其厌氧消化获得最佳的产气效果,COD去除率为24.06%,原料干物质产气率为0.178 m3/kg,产气中甲烷含量为71.5%,产甲烷率为0.127 m3/kg。     

EGSB反应器处理产氢发酵液

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,对厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理产氢发酵液的启动性能进行了研究。结果表明,在温度为（35±1）℃,水力停留时间（HRT）为6h的条件下,逐渐提高进水COD,经过40d连续运行,EGSB反应器启动成功。容积负荷达到14kgCOD／（m3·d）时,COD去除率约为80％,产气量为26．84L／d,甲烷含量为57．9％。     

内循环(IC)厌氧反应器处理糖蜜酒精废水的研究

糖蜜酒精废水由于含有高浓度的COD和硫酸盐,一般厌氧反应器无法有效处理.研究了IC反应器处理糖蜜酒精废水的效果.考察其COD及硫酸盐的去除率、沼气的产量和组分等.结果表明,反应器对于COD为5000～10 000 mg/L的中、高浓度废水去除效果良好,当COD在20 000～30 000 mg/L时,在适应了1～2个停留时间后,去除效果达到稳定,去除率在90%左右.实验中最高容积负荷提升至40 kg COD/m3·d左右.本研究中所用的糖蜜酒精废水的COD/SO24-的平均值为61.9,未对反应器的处理效果及产气量产生影响.     

ANAMMOX与反硝化协同作用及氮素负荷研究

向成功启动并稳定运行630 d后的UASB生物膜反应器系统连续添加有机物,分析其对厌氧氨氧化反应脱氮效果的影响,并进行氮素浓度负荷试验.在厌氧氨氧化反应器系统中连续投加有机COD(葡萄糖),系统运行稳定,有机COD(葡萄糖)存在对系统去除氮素能力影响不大,有机COD去除率达到92.0%,仅用23 d,在同一反应器系统中成功实现了厌氧氨氧化与反硝化协同作用脱氮.氮素浓度负荷试验阶段,进水氨氮(NH 4-N)、亚硝氮(NO-2-N)以及总氮(TN)浓度负荷分别从0.063 kg/(m3·d)和0.063 kg/(m3·d)和0.126 kg/(m3·d)提升到了0.239 kg/(m3·d)、0.315 kg/(m3·d)和0.554 kg/(m3·d),相应去除率分别为84.0%、93.0%和85.0%,厌氧氨氧化工艺的UASB生物膜反应器对氮素浓度负荷仍有很大提升空间.