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.     

膨胀颗粒污泥床厌氧反应器原废水循环启动的实验研究

在室温条件下,以水葫芦汁液为废水来源,对自行设计的膨胀颗粒污泥床(EGSB)厌氧反应器进行原废水循环启动实验。结果表明:在启动运行65d后,进水有机负荷可以达到7kg/(m~3·d)左右,COD去除率达到90%以上,容积产气率达到1.35m~3/(m~3·d),甲烷体积分数达到61%,颗粒污泥粒径达到2~4mm。因此,EGSB厌氧反应器的原废水循环启动方式是可行的,对水葫芦汁液的降解是高效的,为EGSB厌氧反应器的工程应用提供一种新的启动方式,也为水葫芦汁液的能源化利用提供了一套高效、节能的厌氧发酵装置。     

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     

低温厌氧处理低浓度废水研究进展

对低温下厌氧处理低浓度废水的最新进展进行了较全面综述。高效厌氧反应器为这一发展提供了可能。首选反应器是膨胀颗粒污泥床 (EGSB)反应器。若废水中颗粒有机物含量较高 ,采用两级系统 (两个EGSB ,水解上流式污泥床(HUSB)反应器 +EGSB ,上流式厌氧污泥床 (UASB)反应器 +EGSB等 )处理效果较好。新兴的厌氧膜生物反应器也是该领域的一个发展方向。低温 ( 3— 12℃ )、低浓度 (COD <10 0 0mg L)废水中培养的嗜温种泥保持令人满意的产甲烷活性。其最佳代谢温度仍在中温范围 ( 30— 40℃ ) ,表明主要菌群仍是嗜温菌。     

高温条件下EGSB处理酒精废水的流态及基质产沼气转化

通过流态实验,分析了EGSB反应器在高温条件下处理酒精废水的流态特征,考察了EGSB产沼气转化和基质降解能力。结果表明,EGSB的死区容积仅为4.47%,CSTR的串联数N为2.42,离散数D为0.286,反应器流态趋近于完全混合式。反应器运行第3~66天和第202~275天2个时间段标准状态下的沼气转化率分别为0.213 m3/kg COD和0.315 m3/kg COD,均低于理论沼气转化率。生物降解动力学分析表明,EGSB在高温条件下对基质的降解能力较强。     

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。     

两级EGSB反应器处理焦化废水的实验研究

采用两级膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在微氧条件下处理焦化废水,分别考察了一级和二级EGSB反应器(EGSBⅠ和EGSBⅡ)对污染物的去除效果。结果表明,系统能够高效去除COD和NH3-N,EGSBⅠ主要用于去除COD,EGSBⅡ主要用于去除NH3-N。总水力停留时间(HRT)为24 h(EGSBⅠ12 h+EGSBⅡ12 h),系统对952 mg/L的COD、41.3 mg/L的NH3-N、34.55 mg/L的挥发酚、295.8 mg/L的硫氰化物和0.89 mg/L的氰化物的平均去除率分别为78.1%、81.3%、100%、98.1%和89.9%。出水COD、NH3-N、挥发酚、硫氰化物和氰化物的平均浓度分别为208、7.7、0、5.7和0.09 mg/L。出水NH3-N、挥发酚和氰化物浓度均低于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)的直接排放限值。     

接种厌氧消化污泥EGSB反应器的快速启动

对接种市政消化污泥的EGSB反应器的启动进行实验研究以寻求快速启动EGSB反应器的有效方法.接种厌氧消化污泥EGSB反应器的成功启动仅需要46 d.在整个启动期保持适当的液体上升流速是非常重要的.启动初期,高液体上升流速能够将悬浮污泥冲出反应器,使适合聚集的微生物留在反应器内.接下来需要降低进水流量和液体上升流速以利于构建稳定的微生态系统,使高活性颗粒污泥尽快形成.然后适当提高液体上升流速能保持污水与微生物的良好接触,促进颗粒污泥内外高效传质,形成更加稳定高效的微生物群落结构.为尽快形成高活性颗粒污泥,保证产甲烷菌的最佳营养需求是关键,可通过考虑进水基质、微量营养元素和硫化物来提高其活性.     

接种厌氧消化污泥EGSB反应器的快速启动

对接种市政消化污泥的EGSB反应器的启动进行实验研究以寻求快速启动EGSB反应器的有效方法。接种厌氧消化污泥EGSB反应器的成功启动仅需要46d。在整个启动期保持适当的液体上升流速是非常重要的。启动初期，高液体上升流速能够将悬浮污泥冲出反应器，使适合聚集的微生物留在反应器内。接下来需要降低进水流量和液体上升流速以利于构建稳定的微生态系统，使高活性颗粒污泥尽快形成。然后适当提高液体上升流速能保持污水与微生物的良好接触，促进颗粒污泥内外高效传质，形成更加稳定高效的微生物群落结构。为尽快形成高活性颗粒污泥，保证产甲烷菌的最佳营养需求是关键，可通过考虑进水基质、微量营养元素和硫化物来提高其活性。     

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。     

内、外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究

通过对比运行试验，研究了内、外循环EGSB反应器酸碱特征及其调控能力。结果表明，内、外循环厌氧反应器内部的pH值分布规律相似，较低有机负荷时pH值梯度变化较小，较高负荷时随循环比变化pH值分布有所差别，但2种条件下循环比为3时反应器内pH值均可达到较均衡的分布。相同原水pH值条件下外循环体系pH值要高于内循环体系pH值，2种条件下体系pH值变化趋势较为一致，二者平均差值在0．5个单位左右。循环厌氧反应器系统pH值维持在6．3—6．8可以较好地保障系统正常运行，为了保证此条件，外循环运行方式对原水pH值的极限调节范围是4．5—6．8，内循环运行方式对原水pH值的极限调节范围是5．3—7．2。该成果对于研究和应用内外循环EGSB反应器具有理论参考和实用价值。     

啤酒废水常温厌氧消化启动及运行实验

采用自行设计的复合式厌氧反应器在常温下对啤酒废水进行了厌氧发酵产沼气的实验研究,将进水COD控制在5 000 mg/L左右,采取逐步缩短HRT的方法来提高进水有机负荷,结果表明,启动运行41 d之后,产气量上升速度加快,反应器成功启动运行;在稳定运行过程中,随着负荷的升高,产气量呈阶梯式渐次上升,COD去除率保持在90%以上,出水pH值维持在7.0左右,TSS去除率达到60%以上,出水水质较好,说明该反应器具有较好的厌氧消化处理有机废水的能力。     

牡蛎壳粉末投加UASB反应器的运行特性

采用牡蛎壳粉末作为UASB反应器的辅助介质,探讨了牡蛎壳钙盐的溶出特性,系统考察了运行期中牡蛎壳粉末添加方式、进水有机负荷、水力停留时间等因素对反应器出水COD、碱度与pH的影响,分析了污泥比产甲烷活性变化。结果表明,当初始pH从5到9变化时,牡蛎壳粉末溶出Ca2+浓度为40~65 mg/L,平衡pH稳定在7.7~8.0;当进水COD负荷从3.4 kg/(m3·d)逐渐增至7.0 kg/(m3·d)、牡蛎壳粉末投加量从1.5 g/d逐渐增至3.2 g/d时,与未投加的反应器相比,投加牡蛎壳粉末反应器的启动周期缩短了10%左右,COD去除率与比产甲烷活性分别提高了13.3%和22%。投加牡蛎壳粉末可有效提供碱度,加快污泥的颗粒化进程。     

UASB反应器处理链霉素废水启动及运行性能

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理链霉素生产废水,研究了中温条件下反应器启动和稳定运行中废水处理性能及厌氧污泥颗粒化过程。结果表明,通过逐步提高链霉素废水进水比例和负荷,可以实现UASB反应器的启动和稳定运行,并对高浓度链霉素实际废水具有良好的处理性能,COD去除率稳定在80%以上,COD去除负荷达7.2 kg/(m3·d),CH4产生量达到6.2 L/d。UASB反应器启动运行过程中,链霉素废水对污泥活性具有抑制影响,造成短期反应器运行性能明显下降,而后很快恢复。同时高负荷链霉素废水造成甲烷产率降低。污泥性状变化显著,污泥形态逐渐转变为颗粒态,污泥粒径增大,出现大量0.5~1.0 mm颗粒污泥,污泥VSS/SS比值升高,污泥沉降性明显增强,比产甲烷活性显著升高,表明污泥开始实现颗粒化。     

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.