炭膜曝气生物膜反应器处理生活污水运行特性研究

采用煤基炭膜作为膜曝气生物膜反应器膜组件处理生活污水,考察了炭膜的传氧性能、对微生物的吸附性能以及该膜生物膜反应器的挂膜启动过程,并从膜内气压、碳氮比、水力停留时间等3个方面研究了试验运行的最佳工艺条件.结果表明,炭膜和其它中空纤维膜相比具有较高的微生物吸附能力,反应器在8 d内即可完成挂膜启动.炭膜本身的传氧系数为0.36 m/h,其作为生物膜载体和供氧装置在技术上是可行的.利用该炭膜曝气生物膜反应器处理生活污水,在膜内气压为0.025 MPa,碳氮比为5∶1,水力停留时间8 h 条件下,可使NH⁺₄-N去除率、反硝化效率和COD去除率分别达95%、92%和88%以上,出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级标准A标准.试验系统具有良好的稳定性,抗冲击负荷能力较强.     

水力停留时间对活性炭生物转盘处理污染河水的影响

将生物转盘与活性炭网状填料相结合,进行活性炭吸附实验并采用河水直接挂膜,探究在盘片最佳转速下,不同水力停留时间对活性炭生物转盘去除NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数以及生物膜特性的影响.结果表明,Freundlich等温线显示活性炭对水中NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数有较好的吸附性能.盘片转速为3 r·min-1时,NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数去除率分别为86.05%、81.28%、77.09%,去除性能最佳.水力停留时间对去除NH_4~+-N、TP存在显著线性相关(R20.9)且去除率存在显著差异(P0.05),而对高锰酸盐指数不存在显著线性相关且去除率差异不显著(P0.05).HRT对生物膜活性、蛋白多糖以及S-EPS、LB-EPS、TB-EPS三维荧光峰均有影响.     

HBR反应器处理畜禽养殖废水实验研究

文章将好氧工艺应用到压氧折流扳反应器中形成新型的复合折流板反应器(HBR),研究了HBR反应器对畜禽养殖废水COD和NH4+-N的去除效果,考察了反应器的挂膜性能、水力停留时间的影响和各个格室的去除效果、实验结果表明,HBR反应器对畜禽养殖废水具有较好的处理效果,在进水COD浓度、NF4+-N浓度和水力停留时间分别为9...     

活性炭悬浮填料在MBBR中的对比实验

填料的结构,材质等因素影响到生物膜的性状和水力学特性,是决定移动床生物膜反应器处理效果的关键因素。本文分别选取了5种含活性炭比例不同的填料以及一种不含活性炭的参照填料,分别从亲水性、COD与NH4+-N的去除、微生物量以及微生物种类方面对各填料在相同的运行条件下进行了比较研究。实验结果表明,含活性炭的填料在亲水性能、挂膜速度,生物量浓度等方面比不含有活性炭的填料有明显的优势。在含活性炭的填料中,25%的填料挂膜快,处理效果稳定,受外界环境影响较小。     

外循环三相流化床载体挂膜特性研究

对外循环三相流化床的挂膜进行研究,主要探讨污泥投加量和碳氮比(C/N)对挂膜的影响.结果表明,温度t为20～30℃.活性炭载体粒径r为0.125～0.5 mm时,2 g·L-1污泥投加量为比5 g·L-1更有利于挂膜;C/N在8～12之间时流化床挂膜最快,C/N≥14时流化床挂膜困难,易出现污泥膨胀.在挂膜成功的基础上,研究水力停留时间(HRT)对反应器内悬浮生物量和膜生物量的影响,HRT越长悬浮生物量越大,膜生物量在HRT由1～3 h时,随HRT的增长而增加,HRT超过5h时,膜生物量随HRT增长相应减少,HRT在4～5 h时,两者达到平衡.     

生物活性炭纤维载体的筛选及总磷和锌的去除

研究了四种活性炭纤维(J-10,J-12,A-10,A-20)的比表面积情况、微孔结构及在挂膜后生物活性指数的变化情况。最大的比表面积A-20达到了1760m2/g,J-12为1225m2/g;四种活性炭纤维挂膜的生物活性指数分别达到了3.8、4.9、2.6、2.7mg/L,最佳的活性炭纤维载体材料为J-12。通过电镜扫描图观察了微生物在活性炭纤维(ACF)上的生长情况,发现不同时期微生物生长的状态、数量及物种是不同的,中期生物形态丰富,微生物种类繁多。将生物活性炭纤维法应用于原水中总磷和锌离子的去除,同生物活性炭法(BAC)的去除效果进行了比较,结果表明:在同样的实验条件下生物活性炭纤维的去除效果最佳,对总磷和锌的最佳去除率分别达到了72%和69%,使原水中总磷含量由《地表水质环境质量标准》中的Ⅲ类标准提高到Ⅱ类标准,使原水中锌的含量符合《渔业水质标准》;后期基本稳定在65%～70%和60%～70%之间;远远优于生物活性炭法。     

以亲水化改性聚氨酯为多孔载体的生物膜移动床反应器处理污水中试研究

载体是生物膜移动术反应器(MBBR)工艺的关键影响因素,利用亲水化改性聚氨酯载体构建MBBR,用于城市污水的中试研究.反应器日处理能力为3～3.5 t.d-1,水力停留时间为7～8 h,在连续进水(进水COD 140～280 mg.L-1,NH4+-N 30～50 mg.L-1,总氮45～65 mg.L-1,总磷2.5～4.0 mg.L-1)条件下对改性载体的挂膜速度、有机物和氮的去除效果及不同温度下的污水处理特性进行了研究.140 d的试验结果表明在24～28℃时,载体上生物膜在6 d左右即可完成挂膜,并达到稳定的处理效果.COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为70%、97%、70%和39%.随着水温逐渐降低到12℃左右,NH4+-N的去除率依然能达到97%,表明通过添加改性载体可以提高反应器低温条件下的硝化能力.     

用于流化床反应器的生物膜载体的比较研究

分别采用活性炭、橡胶和轻质陶粒作为生物膜载体,用流化床生物反应器进行废水处理的实验,比较3种载体材料的挂膜特性、耐磨性,并比较了对废水COD和NH3-N的去除效果。从实验中发现,活性炭具有吸附力强、比重小、挂膜时间比较短等特点,但耐磨性较差;橡胶载体具有比重较小,动力消耗较小的特点,但生物膜挂膜时间较长;陶粒比重适中,较其它两者偏大,挂膜时间最短,耐磨性能比活性炭要好,具有较强的实用价值和很大的研究潜力。     

SBBR处理腈纶生产废水的实验研究

二甲基乙酰胺湿纺腈纶废水是含有难降解物质的化工废水,碳氮比低,水质波动大。采用序批式生物膜反应器对二甲基乙酰胺湿纺腈纶废水进行实验研究,结果表明:在工艺参数为曝气时间3 h,溶解氧4.5~5.5 mg/L,补充无机碳源碳酸氢钠0.5 mg/L,缺氧停留时间2 h的工况下,COD去处理率为75%,BOD为98%,TOC为70%,NH4+-N为94%,TN为80%,DMAC达到99%。     

优势菌株生物膜法处理卡那霉素废水

进行了选用优势菌株生物膜法处理卡那霉素废水的工艺条件研究。通过自然驯化污泥挂膜和投加优势菌种挂膜两种工艺的对比试验，揭示了两者在挂膜时间、接触停留时间、进水浓度、耐冲击负荷等方面的不同，指出投加优势菌挂膜系统运行效果优于自然驯化污泥挂膜系统，当进水ＣＯＤｃｒ浓度为３５００￣４０００ｍｇ／Ｌ时，其去除率可稳定达到８８％￣９０％，效果显著。     

磁性多孔陶粒生物膜反应器处理焦化废水的试验研究

以磁性材料为原料,经过特定的工艺处理,对多孔陶瓷进行磁化改性获得磁性多孔载体,并将该载体应用于生物膜反应器中进行焦化废水处理试验。对不同类型的多孔陶粒载体进行对比试验,结果表明:磁性载体生物膜反应器对COD、NH3-N的去除率比普通活性污泥法高出25%³0%,比非载体生物膜反应器高出15%30%,比非载体生物膜反应器高出15%²0%左右。反应器的曝气量为1.5 L/h,曝气时间为10 h/d,温度为2520%左右。反应器的曝气量为1.5 L/h,曝气时间为10 h/d,温度为25³0℃。焦化废水经磁性载体生物膜反应器处理后,上清液中COD,NH3-N的去除率均在90%左右。出水浓度达到国家工业废水排放二级标准(GB18918-2002)。     

不同流态生物膜反应器对微囊藻毒素的降解特性

以富营养化源水为处理对象,考察了三阶、单阶气水顺流、单阶气水逆流生物膜反应器对微囊藻毒素的去除特性.三阶生物膜反应器比单阶反应器更接近于推流反应器,对藻毒素的去除效率高于单阶反应器,且效果稳定.在试验水质条件下,水力停留时间(HRT)为2h时,三阶反应器可有效去除85.9%的胞外微囊藻毒素与84.0%的总微囊藻毒素,对胞外微囊藻毒素-LR、RR与总微囊藻毒素-LR、RR的去除率分别为86.7%、81.7%与71.5%、80.5%.三阶生物膜工艺可用于富营养化源水的预处理.     

混合填料生物接触氧化法处理生活污水的研究

采用混合型(火山岩和陶瓷环)填料生物接触氧化工艺处理实际生活污水,研究了混合型填料挂膜情况,不同HRT、DO和进水COD浓度对水质净化效果的影响。实验结果表明:混合型填料挂膜效果好,15 d后反应器达到稳定状态,对COD的去除率达到75%以上;在水温为20~32℃,HRT为12 h,DO为5~6 mg/L的条件下,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别达到了75.8%、71.8%、45.9%和35.7%;当进水COD浓度为100~400 mg/L时,各个指标的去除率随着COD浓度的升高而升高,可见进水COD浓度会对污水净化效果产生影响。     

循环流生物膜反应器同时硝化反硝化实验研究

研究了循环流软性填料生物膜反应器的同时硝化反硝化。实验结果表明,反应器中确实存在着同时硝化反硝化现象。考察了碳氮比(C/N)和溶解氧(DO)对同时硝化反硝化的影响。在进水COD和NH4+—N浓度为500mg/L、15mg/L时,出水COD、NH4+—N和TN浓度<50mg/L、3.0mg/L、4.5mg/L,COD去除率、硝化率和反硝化率分别达到90%、80%和70%。     

温度和DO对MBBR系统硝化和反硝化的影响

在缺氧/好氧/好氧串联运行的移动床生物膜反应器（MBBR）系统中考察了温度和好氧反应器中溶解氧（DO）水平对生物膜硝化和反硝化过程氮素去除的影响,并通过高通量测序技术探究温度和DO的变化造成的MBBR系统中脱氮功能菌群结构的差异,从而在微观水平解释硝化和反硝化受温度和DO影响的生物学机理.结果表明,系统温度的升高可以同时强化生物膜硝化和反硝化过程,且好氧反应器中DO水平的提高对硝化过程有利,从而提高系统的脱氮效果.本研究中,在系统连续运行阶段,当系统温度和好氧O₁反应器的DO浓度为本研究范围内的最高水平时（即温度=20~22℃、DO=5~8mg O₂/L）,比硝化负荷可达1.60g NH₄⁺-N/（m²·d）以上,而相同温度范围内比反硝化负荷可高达2.84g NO₃^--N/（m²·d）,从而使MBBR系统在该工况条件下获得了最佳的NH₄⁺-N和TN去除率（分别达到了98.7%和85.7%）.温度和DO影响硝化和反硝化的根本原因是温度和DO变化引起了脱氮功能菌群数量和群落结构的改变：当好氧反应器的DO水平下降时,硝化功能细菌的OTUs比例显著降低,尤其是异养硝化细菌的生长受到了严重的抑制;而温度的变化对反硝化细菌的影响主要体现在群落结构的变化.     

内循环移动床生物膜反应器的研究与应用

对传统移动床生物膜反应器进行改进,开发了内循环移动床生物膜反应器,通过处理模拟生活污水的研究,考察了反应器去除有机物和脱氮的能力。结果表明,在填料投加率为35%、进水COD为200～800mg/L、HRT为6h、有机负荷为0.8～3.2kg/(m.3d)的条件下,系统COD的去除率在89%以上;同时反应器具有良好的同步硝化反硝化脱氮能力,在DO为2.0mg/L、C/N为25、HRT为6h的条件下,NH4-N和TN的平均去除率分别可以达到98%和93%。另外,内循环移动床生物膜反应器与移动床生物膜反应器的对比实验结果表明,前者对COD和氮的去除效果都优于后者。     

微气泡曝气对生物膜反应器启动运行性能影响

比较了微气泡曝气(MB)与传统气泡曝气(CB)流化床生物膜反应器启动运行性能,以及生物膜形成过程与组成特性.结果表明,启动运行中,MB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别达到90.3%、92.7%和43.4%,而CB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别为79.4%、86.3%和29.3%,MB反应器污染物去除性能优于CB反应器.同时,MB反应器的氧利用率高达94.3%,显著高于CB反应器.MB反应器中生物膜形成速率和稳定生物膜生物量均高于CB反应器,并且所形成的生物膜VSS/SS比值较高而EPS含量较低.因此,微气泡曝气能够加速生物膜形成并获得更高的活性生物量,从而提高生物膜反应器的启动运行性能.     

生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究

以花生壳为原料,于300~700℃下热解制备生物炭以作为生物膜载体,对其进行了理化性质表征和挂膜试验.结果表明:较高的热解温度(700℃)能促进生物炭载体孔隙结构发展,生物炭表面ζ电位上升,亲水性增加,从而有利于污水微生物的附着和生长. 挂膜期间,生物炭载体单位挂膜量分别高出陶粒44%~84%,高温(700℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率高出陶粒1%~3%,而中低温(300、500℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率较陶粒低5%~10%,显示生物炭表面理化性质可能对附着的生物膜微生物种类和活性产生影响.     

生物流化床内亚硝酸积累试验

利用下向流生物流化床反应器研究了生物膜在硝化过程中亚硝酸积累现象．结果表明,挂膜后反应器运行初期出现亚硝酸积累,但氨氮去除率仍可达到97％.随着硝酸菌的适应与增殖,出水中硝化产物以硝酸为主．进水氨氮浓度提高至200mg/L以上时,再次出现亚硝酸积累.在144mg/L和222mg/L进水浓度下,水力停留时间缩短到5h以下,则氨氮去除率下降且出水中亚硝酸所占比例明显上升;容积负荷提高到0.95kgNH₄⁺N/（m³·d）后也会如此反应器中DO降低到0．5～1mg/L会造成亚硝酸积累和氨氮去除率下降．硝化菌适应低氧环境后对氨氮的去除率仍能恢复到85％,但亚硝酸仍积累,这时生物膜中亚硝酸菌成为优势菌.本文还对影响亚硝酸积累的不同因素进行了分析．     

不同填料UAFB-ANAMMOX反应器的脱氮效能

由于厌氧氨氧化菌增殖速率缓慢,对环境因素敏感,导致反应器启动时间长且运行不稳定. 以人工配水为研究对象,采用UAFB(升流式厌氧固定床)反应器,分别填充组合填料、聚氨酯泡绵和立体弹性纤维作为生物载体,对各载体的挂膜特征及厌氧氨氧化的实现与稳定特性进行了研究. 结果表明:与聚氨酯泡绵和立体弹性纤维相比,组合填料在快速启动反应器及运行稳定性上有较大优势,反应器启动时间为42d,稳定运行后期NH₄+-N及NO₂--N的去除率均达到90%以上,最大TN去除负荷(以N计)为1.239kg/(m3·d);并且组合填料挂膜效果较好,生物膜跟载体结合较紧密. 以聚氨酯泡绵为载体的反应器启动时间(66d)长,挂膜效果较差,膜易脱落;稳定运行后期NH₄+-N及NO₂--N的去除率分别大于90%与95%,最大TN去除负荷为1.268kg/(m3·d). 以立体弹性纤维为载体的反应器对ρ(DO)和ρ(基质)及水力冲击等环境因素较为敏感,运行效果不稳定,最大TN去除负荷仅为0.724kg/(m3·d).