三段式硝化型生物接触氧化反应器的启动及特性

采用实际生活污水,研究了三段式串联的硝化型生物接触氧化反应器的挂膜启动及各段的硝化特性.试验结果表明:利用中间沉淀池出水作为生物接触氧化反应器的进水进行自然挂膜,在无需投加接种污泥的情况下,20d挂膜成熟,NH4+-N的去除率达到98%以上.反应器中随着沿程推流,三段的生物量和生物膜厚度逐渐降低,最大的生物量和生物膜厚度分别为1271.25mg/L和119.45μm.分析各段的硝化特性,发现三段在低温15℃条件下仍具有较高的比硝化速率,并且在同一温度下(15,23,32℃),第2、3段的比硝化速率均大于第1段.针对上述现象,根据比耗氧速率SOUR粗略估计了AOB和NOB在各段中的相对比例.3段AOB的百分比分别为(25.64+4.89)%, (34.59+5.02)%, (42.50+1.57)%,而NOB的百分比为(23.52+3.35)%, (39.65+4.26)%, (40.69+2.19)%. 此外,系统运行125d的FISH结果表明,3段的微生物菌群分布确实存在差异.与第1段相比,后2段的AOB和NOB更容易成为优势菌.     

生物造粒流化床污水处理反应器中微生物生长比较分析

利用传统细菌计数方法及分子生物学方法对新近发展起来的生物造粒流化床反应器与A2/O工艺的微生物特性进行比较研究.反应器中好氧菌、反硝化菌及反硫化菌的计数结果显示,单位质量的活性污泥中,生物造粒流化床中好氧菌的分布数是A2/O工艺好氧区的1～2倍,反硝化菌总数介于A2/O工艺的好氧区和缺氧区之间,而反硫化菌的总数介于A2/O工艺的缺氧区和厌氧区之间.用PCR-DGGE技术对生物造粒流化床反应器及A2/O工艺中的微生物进行多样性分析,结果显示,生物造粒流化床反应器的微生物群落比A2/O工艺丰富;DGGE指纹图谱聚类分析表明,生物造粒流化床反应器与A2/O工艺的微生物群落相似性为57.6%.     

强化启动对内循环生物流化床硝化效果的影响

通过改变内循环生物流化床的启动水质,提高N/C组成以强化流化床后期的硝化作用.结果表明,高N/C和低进水COD强化启动后处理生活污水,在HRT为2h时,可以同时高效去除COD和氨氮,氨氮的平均去除率为74%.耗氧速率试验表明,强化启动后,流化床中生物膜的异养菌活性大幅度降低,氨氧化细菌活性明显提高,硝化细菌活性变化不大.对反应系统微生物醌进行的跟踪分析表明,强化启动后,生物膜中的硝化细菌数量明显增加,微生物种群的分布均匀性变化较小,以革兰氏阴性菌为主.扫描电镜观察显示,低N/C启动条件下,生物膜厚且致密,异养菌所占比例高;高N/C启动条件有利于硝化细菌的生长,生物膜相对稀薄.     

粉炭强化循环造粒流化床去除天然有机物的研究

强化天然有机物去除是饮用水处理工艺的重要目标.循环造粒流化床作为一种新型高效固液分离技术具有处理负荷高、水质适应性强的特点,将其与粉末活性炭（PAC）联用,探究对水库水中有机物的强化去除效果.研究发现当聚合氯化铝（PACl）与PAC同时投加,且PACl、聚丙烯酰胺（PAM）及PAC投加量分别为24mg/L、1.2mg/L、30mg/L时,流化床系统对进水浊度、UV₂₅₄、COD_Mn、DOC去除率分别为96.5%、72.0%、71.7%、61.0%.对进出水中的有机物进行三维荧光分析,发现流化床系统中结团造粒作用下出水的类富里酸和类腐殖酸的FI分别比进水降低了40.1%和43.0%;加入30mg/L PAC后,出水的类富里酸和类腐殖酸的的FI分别比原水降低了54.0%和55.3%.水库水中的有机物分子量主要在 < 1kDa和10~30kDa两个区间,分别占总有机物含量的37.1%和39.1%.循环造粒流化床系统中结团造粒作用主要去除10~30kDa区间的有机物,PAC吸附作用对 < 1kDa的有机物有很好的去除.     

废水处理生物流化床中O_2传递特性的研究

本文分析了废水生物处理三相流化床中氧气传递的过程及规律。指出氧气在三相流化床中的传递由气液传质与液固传质两部分组成，以完全混合流为特征的流化床内氧气在液相中可迅速实现平衡，控制步骤决定于氧气在生物相中的传质。保持一定的生物膜厚度及稳定进水基质浓度有利于氧气在生物相中的传质与吸收同时提高水处理效率。     

新型内循环生物流化床反应器氧传质特性研究

实验对新型内循环生物流化床几种结构的氧传质系数进行比较 ,从而选出最优结构。在此基础上考察了空气流量、固含率、曝气装置对该反应器氧传递特性的影响。实验结果表明挡板尺寸大 ,距反应器底部近 ,气量大氧传质效果好。同时 ,固含率影响氧传递效果。     

HSL好氧生物流化床中水力学特性的研究

实验研究了HSL好氧生物流化床在不同曝气方式（填料、填装率、曝气水深、微孔曝气与单孔曝气等）下的流化曝气量,结果表明：流化曝气量随填料填装率增加而增大,当填料填装率超过90％,增大曝气量已不可能使填料完全流化;填料流化曝气量先随曝气水深增大而减小,后又随之增加;采用单孔曝气较微孔曝气易实现填料流化,但此时充氧效率会受到一定影响。     

生物流化床去除水中腐殖酸的动力学模式

对腐殖酸的吸附机理作了论述。在Monod方程基础上,结合生物量、世代时间及停留时间之间的关系,推导出稳态条件下腐殖酸（HA）的降解动力学模式ss₀＝11＋a₁s₀＋a₂θ。利用非线性最小二乘法,对动力学模式中的待定参数a₁、a₂进行了优化估计,得出a₁＝0.0171,a₂＝0.079。以实验数据对该动力学模式加以验证,结果令人满意     

四环素生产废水的生物流化床处理工艺设计

以好氧生物处理的基本原理为基础 ,推导了生物流化床工艺的动力学模型 ,并通过试验确定了该工艺用于处理四环素、洁霉素废水的动力学参数 ,从而为生物流化床处理四环素废水的工艺设计提供了依据。     

低温条件下生物陶粒反应器运行特性研究

针对官厅水库下游三家店水库水源进行生物陶粒预处理的现场试验,研究低温条件下生物陶粒反应器的运行效果及其特性.结果表明:当水温从10℃下降到0.5℃时,生物陶粒反应器对COD_Mn的去除率从20%左右下降到6%左右,氨氮的去除率从90%下降到65%.随温度降低生物陶粒反应器去除污染物的效果下降主要是由于微生物活性随温度的降低而下降造成的,陶粒表面的微生物量随温度的降低而减少,但是受影响的程度比活性小得多.陶粒表面的微生物活性与微生物量沿水流方向呈明显的下降趋势.     

生物流化床去除水中DBPs先质的实验研究

对生物流化床处理水中腐殖酸这一形成ＤＢＰｓ的重要先质进行了实验研究，分析探讨了水力停留时间，水温，ｐＨ值和曝气量对稳态出水水质的影响。并在实验基础上，对生物流化床的操作条件进行了优化。     

内循环生物流化床反应器载体挂膜特性的研究

分别考察了水力停留时间，反应器结构，接种污泥量及载体粒径等因素对内循环三相生物流化床反应器载体挂膜的影响。试验结果表明，较短的停留时间，较小的内循环速度，较少的接种污泥量及较小粒径的载体有利于反应器的快速挂膜启动。     

内循环三相生物流化床启动特性实验研究

本文分别考察了空气流量、水力停留时间、接种污泥浓度及微量元素等因素对内循环三相生物流化床反应器启动挂膜的影响。实验结果表明 ,0 .384L/ min的空气流量对生物膜的培养有利 ;低于 4小时的水力停留时间有利于启动挂膜 ;较少的接种污泥浓度有利于启动挂膜 ,快速排泥的方法能保证反应器启动成功 ;锌及镍等微量元素对反应器启动挂膜影响不大     

内循环三相生物流化床反应器的相含率及氧传递特性研究

通过内循环三相生物流化床反应器（ＩＴＦＢ）的清水试验，对其相含率及氧的传递特性进行了研究，结果表明，ＩＴＦＢ与传统三相生物流化床相比具有不同的氧传递条件，当供气量较小时，内筒传质烽ＫＬａｌ大于外的传质系数ＫＬａ２，而当供气量较大时，则ＫＬａ２〉ＫＬａ１，在本试验条件下，当载体投加量大于１．６ｋｇ时，ＫＬａ随Ｃｓ的增加而增加。     

膜生物反应器去除污染物的特性

重点分析了膜生物反应器去除废水中有机物、含氮化合物、磷、病菌等污染物的机理及特性。     

内循环生物流化床反应器流体力学特性的数值模拟

首先采用气、液两相模型对7组结构参数的反应器进行模拟计算,然后根据计算结果选择了一组较优的结构参数进行气、液、固3相的数值模拟计算.结果表明,通过数值模拟方法对内循环生物流化床反应器流体力学特性进行计算可获得优化的反应器结构参数;明确了循环挡板的长度及位置对反应器内液相流场分布的影响较为显著的事实;同时指出固相颗粒的加入对反应器内液相流速的分布几乎没有影响,固相含率较高的区域在反应器升流区.     

炭膜曝气生物膜反应器硝化作用及其微生物群落结构分析

采用炭膜曝气生物膜反应器处理无机含氮废水,通过改变进水氨氮浓度和水力停留时间,研究了反应器硝化性能、氧利用情况以及氨氮去除负荷,并对生物膜表面特性和硝化菌优势菌种进行分析.结果表明, 在膜内气压0.017 MPa,进水NH⁺₄-N 50 mg/L,HRT为8 h条件下,NH⁺₄-N去除率达到96%,出水NO^-₂-N平均为17 mg/L,一定程度上实现了短程硝化,炭膜所供给氧气被生物膜全部消耗;系统比表面氨氮最大去除速率为9.7 g/(m²·d),炭膜表面有限的生物量制约了去除速率的进一步提高; 荧光原位杂交技术分析揭示生物膜内亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）和亚硝化螺菌（Nitrosospira）为亚硝化细菌优势菌种,分别占细菌总菌数的19%和21%,硝化螺菌（Nitrospira）为硝化细菌优势菌种,占总菌数的20%,未检测到硝化杆菌（Nitrobacter）的存在.     

生物活性炭流化床净化采油废水的效能及特性

为了解决采油废水生化处理难度大、处理效率低等问题,采用颗粒活性炭为载体的内循环流化床反应器工艺在好氧条件下净化采油废水.利用果壳粒状活性炭为载体,投配率为15%时效果较好;最优化水力停留时间为5h.借助有机物的表征参数COD、UV₂₅₄、UV₄₁₀、有机酸以及GC/MS分析方法对该工艺净化采油废水中的有机物的能力进行了研究,结果表明,COD去除率在25%～45%之间波动,UV₂₅₄、UV₄₁₀和有机酸的平均去除率分别为85.9%、73.6%和51.5%,含油量去除率可达100%,但很难去除长链烷烃.研究还发现,由于采油废水中含有某些高浓度的无机离子,如Ca²⁺、Cl^-,占据了活性炭吸附活性中心,从而对活性炭吸附和降解有机物的性能产生不利影响;采油废水温度较高也是影响生物活性炭处理效果的一个因素.     

新型生物岛栅中污染物去除的微生物机制研究

生物岛栅是一种新型的原位水质净化技术.本研究在分析植物生长初期生物岛栅系统(ZLT)对污染物去除效果的基础上,分别利用二喹啉甲酸(BCA)蛋白法和荧光素二乙酸(FDA)酶脂活性法测定微生物量及活性,结合PCR-变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了系统中微生物的结构特征.结果表明,ZLT系统对污染物的去除率均明显高于传统浮岛系统(ZL)和仅有填料的对比系统(ZT).ZLT系统中各层填料样品的荧光素和蛋白浓度相差不大,其最高浓度分别为277.5μg.g-1和50.8mg.g-1,但根部样品的浓度仅为95.8μg.g-1和18.1 mg.g-1,相差近3倍.另外2个系统的变化趋势与此类似.DGGE图谱多样性指数分析表明,ZLT中随着水深增加微生物的多样性指数从1.66下降到1.23,但这种趋势在ZL样品中并不明显.在植物生长初期,生态浮岛生物膜上的微生物有超过80%属于γ-变形菌或拟杆菌门.     

温度对一体式厌氧流化床膜生物反应器运行效能及微生物群落结构的影响

本研究采用一体式厌氧流化床膜生物反应器（integrated anaerobic fluidized-bed membrane bioreactor,IAFMBR）处理含苯并噻唑的高浓度合成废水,考察了温度变化（35、25和15℃）对反应器运行效能,膜污染情况和微生物群落结构的影响.结果表明,温度下降对反应器运行效能和膜污染情况产生不利影响.当温度从35℃下降到15℃时,COD去除率下降7.4%,苯并噻唑去除率下降49.2%,挥发酸总量上升225.66 mg·L^-1,甲烷产率（以CH₄/COD_removed计）下降0.118m³·kg^-1.膜污染周期从5.2 d下降到2.5 d.对于滤饼层而言,达到膜污染时,SMP（soluble microbial product）的质量浓度从42.47 mg·L^-1上升到70.62 mg·L^-1,EPS（extracellular polymeric substance）的含量（以VSS计）从46.30 mg·g^-1上升到82.22 mg·g^-1;对于混合液而言,SMP的质量浓度从36.46 mg·L^-1上升到69.35 mg·L^-1,EPS的含量从47.47 mg·g^-1上升到81.63 mg·g^-1.蛋白质是EPS和SMP的主要成分,约占总成分的80%.微生物群落结构表明,Firmicutes（厚壁菌门）和Chloroflexi（绿弯菌门）始终是最优势的菌门,占全部菌门相对丰度的42.6%~61.0%.随着温度的下降,优势菌属分别是Clostridium（13.7%）,Levilinea（15.2%）和Lactococus（17.9%）.产甲烷古菌的优势菌属始终是Methanosaeta.