生物滤池与固定——悬浮填料复合式生物膜反应器脱臭

为了探讨生物法处理含H₂S恶臭气体的效率及酸积累问题,利用两种生物反应器进行了处理H₂S的试验研究．结果表明,生物滤池脱臭效率高,但液相H₂SO₄积累明显,pH值低．复合式生物膜反应器装有固定一悬浮填料,集生物过滤和生物吸收为一体,当容积负荷N_v≤190gH₂S/m³·d时,具有很高的去除能力,液相pH≥6．     

厌氧酸化-好氧光合细菌法处理含硫酸盐高浓度有机废水

采用抑制硫酸盐还原的厌氧酸化工艺与两级好氧光合细菌工艺组合技术,处理含硫酸盐高浓度有机废水,实现了硫酸盐不转化状态下的污染物高效去除.结果表明,当连续流酸化反应器内挥发酸浓度达31112mgCOD/L以上时,硫酸盐还原将被完全抑制.酸化段采用CODCr为44251mg/L的较高进水浓度,容积负荷25.0kgCOD/(m³·d),出水经稀释后进入容积负荷为4.0kgCOD/(m³·d)的两级好氧膜法光合细菌反应器,最终COD_Cr去除率达99.0%,总氮去除率67.5%,而硫酸盐还原被完全抑制.在两级PSB反应器中,PSB2反应器主要起脱氮作用,较高的DO(5.0～6.0mg/L)有利于脱氮.     

Fenton 试剂液相氧化法净化含H2S 的气体

利用Fenton 试剂液相氧化法净化含H2S 的气体,研究了初始pH 值、温度、H₂S 浓度、H₂O₂ 浓度、气体流量、[H₂O₂]/[ Fe²⁺]比值、金属离子等因素对H₂S 去除率的影响.结果表明,当pH<2.52 时,pH 值升高,去除率逐渐提高;当pH>2.52 时,去除率下降;pH=2.52 时,去除效率最高.去除率随H₂O₂ 浓度增加而提高;H₂O₂ 浓度一定时,去除率随[H₂O₂]/[Fe²⁺]比值的增加而升高;[H₂O₂]/[Fe²⁺]接近于1 时达到最大.温度提高,去除率提高.实验条件下,去除率随气体流量的增加而下降.入口H2S 浓度越低去除率越高.Fe3+对Fenton 反应有促进作用,添加金属离子的Fenton 试剂氧化H2S 能力顺序为Fe²⁺+Fe³⁺>Fe²⁺>Fe³⁺.     

一体式膜-生物反应器降低能耗的中试试验

基于气升式内循环反应器原理,对一体式膜-生物反应器结构进行了优化设计,构建了处理量为15.6m³/d的中试装置.通过水动力学特性的考察,得到中试装置的经济曝气强度为96m³/(m²·h);通过经济曝气强度条件下的临界通量试验,得到污泥浓度小于13g/L时的膜临界通量区域为30～35L/(m²·h).由此确定了中试装置连续运行的操作参数,实现了次临界通量[30L/(m²·h)]条件下处理城市污水的稳定运行.能耗分析显示,该中试反应器的气水比为21:1,有效单位产水能耗为0.42kW·h/m³.     

应用EGSB反应器处理五氯苯酚废水

对EGSB反应器处理五氯苯酚(PCP)废水的运行条件以及PCP的降解途径作了研究.结果表明,在进水PCP浓度为95mg/L,COD浓度为5000mg/L时,出水回流比为90,水力停留时间(HRT)为16h的条件下,出水PCP和COD浓度达到排放要求(PCP<0.1mg/L,COD<100mg/L),反应器PCP容积负荷142.5g/(m³·d),有机容积负荷为COD7.5kg/(m³·d).PCP在EGSB反应器中主要脱氯产物是2,3,4,5-TeCP,2,3,5-TCP以及2,3,4,6-TeCP,表明PCP主要通过邻位脱氯产生2,3,4,5-TeCP,再脱氯产生2,3,5-TCP,部分PCP首先间位脱氯产生2,3,4,6-TeCP.     

厌氧－缺氧－好氧处理城市废水系统缺氧相中的脱氮硫杆菌

利用厌氧－缺氧－好氧处理城市废水的中试规模系统,对其缺氧相中的脱氮硫杆菌进行了研究。结果表明,脱氮硫杆菌的最高脱氮作用率、氧化Na₂S的最高浓度、S^2-的最高污泥负荷率和污泥中脱氮硫杆菌的最高含量（MPN）分别为3.6mg－NO^－₃/gVSS·h、1750mg/L、25mg－S^2-/gVSS·d和1.1×10⁸/gVSS。脱氮硫杆菌在氧化二价硫成硫酸并还原硝酸为氮气的过程中起着相当有意义的作用。     

厨余垃圾高固体厌氧消化处理中氨氮浓度变化及其影响

在中温(35℃)条件下,应用连续式单级高固体厌氧消化技术,研究氨氮浓度在厨余垃圾处理过程中的变化规律.结果表明,在系统稳定运行阶段,投料强度为150.0g/d,挥发性固体甲烷转化率近90%,有机负荷达到4.94kgVS/(m³·d),反应速率为1.48m3CH4/(m³·d),运行情况较为理想.反应运行80d,氨氮浓度超过1700mg/L时,系统呈现氨氮抑制状态,有机负荷为0.77kgVS/(m³·d),反应速率为0.39m3CH4/(m³·d),较稳定运行期大幅度下降.在此过程中,氨氮浓度从消化初期的420mg/L逐渐递增到3000mg/L左右,其中在稳定运行过程中增加速率较大,平均37.15mg/(L·d).同时,微生物经过长期驯化,对高浓度氨氮的抵抗能力增强,系统运行至190d时,氨氮浓度再次升高至3000mg/L,产气速率仍可维持在1.07m³CH4/(m³·d),系统状态较为良好.     

反应器分区提高生物接触氧化硝化性能的研究

为克服普通生物接触氧化反应器中因硝化菌与有机物降解菌的竞争劣势而影响硝化活性的问题,将反应器简单分隔,通过微生物生态调控,以提高硝化性能.结果表明,在BOD、TN负荷分别为1.0、0.19kg/(m³·d)的中等负荷条件下,反应器分区后硝化率提高33%.反应器两区分别形成以降解有机物和硝化为主的功能区.分区式接触氧化反应器后区段的硝化速率是单区式反应器的2.8～4.5倍,亚硝酸菌密度提高1个数量级.分区式反应器在0.26kg/(m³·d)的高TN负荷条件下运行时,由于硝化细菌活性降低导致硝化率降低,而在0.08kg/(m³·d)的低负荷条件下运行时,后区段过低的氨氮浓度限制了硝化能力的发挥,因此分区式反应器宜在中等负荷下运行.     

内循环动态膜生物反应器处理生活污水

利用筛绢为基材构建内循环动态膜生物反应器处理生活污水.在水力停留时间为6h,膜通量为66.2L/(m²·h)条件下,反应器内的生物动态膜需要120min可以形成.动态膜形成后,反应器对COD、氨氮、总氮(TN)和总磷(TP)的平均去除率分别为94.0%、97.6%、49.2%和83.7%.采用逆出水水流方向曝气进行在线反冲洗,在反冲洗时间为5min,反冲洗曝气强度为3.2m³/(m²·h)的条件下,生物动态膜的再生需要30min即可完成.反应器稳定运行60d,反冲洗周期能够稳定在50h以上.扫描电镜(SEM)观察表明,反冲洗能够有效破坏附着在膜基材上的生物动态膜.     

生物填料塔同步脱氮除硫的研究

本试验针对含硫化物和硝酸盐氮的人工模拟废水,以硫化物为电子供体、硝酸盐为电子受体,采用厌氧生物填料塔进行同步脱氮除硫的实验研究,探讨了该生物填料塔的启动性能及塔内生物膜菌群的生长特性。结果表明:当S/N(摩尔比)为5∶3,初始pH为8.3⁸.5,温度为28℃,进水硫化物负荷为500 g/(m3·d)时,硫和氮的去除率分别达到96.7%和87.5%;厌氧生物填料塔中的优势菌群为脱氮硫杆菌,该菌的适宜生长温度为288.5,温度为28℃,进水硫化物负荷为500 g/(m3·d)时,硫和氮的去除率分别达到96.7%和87.5%;厌氧生物填料塔中的优势菌群为脱氮硫杆菌,该菌的适宜生长温度为28³0℃,pH值范围为630℃,pH值范围为6⁷;且经驯化后该菌种对初始硫化物浓度的耐受能力提高到6257;且经驯化后该菌种对初始硫化物浓度的耐受能力提高到625¹250 g/m3。     

低温下间歇式生物过滤系统去除高负荷H2S的效能

以鸡粪堆肥和PE混合物为填料的生物过滤系统,在较低温度下进行生物去除H2S废气的性能研究.采用间歇式运行方式,当在较高气速条件下,即EBRT为39s、32s、24s和13s,入口浓度3000mg/m3时,去除率可分别达100%、100%、100%和65%.整个系统的入口负荷为812 g/(m3·h)时,去除负荷为528 g/(m3·h).且在较低的实验温度(9~16.5℃),入口浓度50~3000 mg/m3条件下,当EBRT为39s、32s、24s时,H2S的去除率为100%;当EBRT为13s时,去除率为62%~88%.结果表明,在较低温度下,高气速,高负荷条件下,间歇式生物过滤系统对H2S具有较高的去除性能.     

硫化氢降解菌包埋条件及降解特性研究

筛选获得2株硫化氢(H2S)高效降解菌株(T3和B3),分别鉴定为根瘤杆菌属和人苍白杆菌属。采用改进的海藻酸钠(SA)-聚乙烯醇(PVA)对2株菌的混合液进行包埋,并对最佳包埋条件及包埋后的降解效果进行研究,结果表明:SA-PVA包埋的最佳条件:复合载体的配比为2%SA和7%PVA混合溶液;在1%氯化钙和4%硼酸混合溶液中交联24 h;制得粒径为2 mm左右的固定化凝胶小球;包菌量为0.3 g/L;在pH 5.0¹0.0、温度为2510.0、温度为25⁴0℃时,固定化细胞对H2S具有较高的降解能力和抵抗性,当H2S浓度提高到700 mg/m3以上时,48 h后固定化细胞能达到93%以上的降解率,并且其重复脱硫能力明显优于游离态细胞,为工业应用提供了可能性。     

Biological removal of air loaded with a hydrogen sulfide and ammonia mixture

The nuisance impact of air pollutant emissions from wastewater pumping stations is a major issue of concern to China. Hydrogen sulfide and ammonia are commonly the primary odor and are important targets for removal. An alternative control technology, biofiltration, was studied. The aim of this study is to investigate the potential of unit systems packed with compost in terms of ammonia and hydrogen sulfide emissions treatment, and to establish optimal operating conditions for a full-scale conceptual design. The laboratory scale biofilter packed with compost was continuously supplied with hydrogen sulfide and ammonia gas mixtures. A volumetric load of less than 150 gH2S/(m^3.d) and 230 gNH3/(m^3.d) was applied for about fifteen weeks. Hydrogen sulfide and ammonia elimination occurred in the biofilter simultaneously. The removal efficiency, removal capacity and removal kinetics in the biofilter were studied. The hydrogen sulfide removal efficiency reached was very high above 99%, and ammonia removal efficiency was about 80%. Hydrogen sulfide was oxidized into sulphate. The ammonia oxidation products were nitrite and nitrate. Ammonia in the biofilter was mainly removed by adsorption onto the carrier material and by absorption into the water fraction of the carrier material. High percentages of hydrogen sulfide or ammonia were oxidized in the first section of the column. Through kinetics analysis, the presence of ammonia did not hinder the hydrogen sulfide removal. According to the relationship between pressure drop and gas velocity for the biofilter and Reynolds number, non-Darcy flow can be assumed to represent the flow in the medium.     

白腐真菌生物过滤塔处理氯苯气体的研究

以竹子为填料,构建新型的白腐真菌Phanerochaete chrysosporium生物过滤塔,考察该过滤塔在不同操作条件下对氯苯的去除性能.结果表明,白腐真菌生物过滤塔对氯苯表现出较好的去除效果,在进口浓度200～1 500 mg/m3,空塔停留时间122 s的条件下,最大去除率接近80%,平均去除率约50%.过滤塔的去除速率与进口负荷和去除率有关,在进口浓度500～1 500mg/m3,流量0.5 m3/h的条件下,最大去除速率可达94 g/(m3·h),平均去除速率为60 g/(m3·h).过滤塔去除速率对进口负荷变化的响应幅度与流量有关,在低流量条件下随进口负荷的变化率较大.过滤塔中氯苯浓度的沿程分布呈现出非线性下降的特征,造成这一现象的原因可能与过滤塔内生物量的分布情况有关.     

厌氧生物滴滤法脱除冷煤气中硫化氢的研究

水煤气中硫化氢在燃烧时会转变成二氧化硫,对环境产生污染。文章采用厌氧生物滴滤塔法对冷煤气进行脱硫处理。因煤气对氧的严格限制,通过设计生物滴滤塔,经挂膜驯化后在厌氧条件下对浓度在1~5 g/m3左右的硫化氢进行脱除处理,考察滴滤塔运行条件对脱除效果的影响。结果表明,生物挂膜25 d后,生物滴滤塔达到稳定,喷淋液pH值为2.23,ORP值为283 mV,溶解氧为0.4 mg/L,对溶液中硫离子氧化效率达到94%。滴滤塔在液气比0.15,空塔气速0.088 m/s,pH值5.0~7.0,填料高度为82 cm,塔温为25~30℃左右时,达到较优的运行条件,此时该滴滤塔对以CO、CO2、H2和1 940 mg/m3H2S组成的模拟水煤气的脱硫效率达91.2%。     

微生物燃料电池表观内阻的构成和测量

将微生物燃料电池内部各种阻力用表观内阻统一表征,在建立其等效电路的基础上将表观内阻分为欧姆内阻和非欧姆内阻2部分.通过稳态放电法测量微生物燃料电池表观内阻,在改变外电阻后稳定时间需要60 s以上方能保证测定准确性,通过稳态放电法测定一室型微生物燃料电池的表观内阻为289 Ω,当外电阻等于表观内阻时微生物燃料电池对外输出功率达到最大,为241 mW/m²;通过电流中断法测量一室型微生物燃料电池的欧姆内阻为99 Ω,测定结果与断电前电流强度无关;当一室型微生物燃料电池对外供电分别处于活化极化区、欧姆极化区和浓差极化区时,非欧姆电阻占总内阻的比例分别为93％、66％和75％,在电池对外供电达到最大时非欧姆占总内阻比例最低.提高微生物燃料电池产电能力需要同时降低电池的欧姆内阻和非欧姆内阻.     

真菌过滤塔净化含苯、甲苯废气影响因素的研究

利用2段可调温式生物过滤塔,以真菌为降解菌,研究了入口污染物浓度0.9～5.0 g/m3条件下,温度、填料湿度对苯、甲苯废气净化效率的影响.结果表明,当塔内温度在30～40 ℃时,生物塔净化能力较高;其中塔内温度32.8℃时,微生物对苯和甲苯的净化能力最高,在该温度下,当苯、甲苯入口负荷分别为673.5和665.0 g/(m3·h)时,过滤塔的最大去除负荷分别为136和150 g/(m3·h).试验研究了填料湿度对净化能力的影响,结果表明,高填料湿度不利于真菌过滤塔对苯和甲苯的净化,本试验的最佳填料湿度是45%左右,填料湿度在40%～50%范围内,过滤塔表现出较高的净化效率.随着过滤塔的运行,系统压降由挂膜前的18 Pa逐渐上升到后期的39 Pa,渗滤液的颜色也逐渐加深,表明塔内存在生物量积累的问题.     

生物过滤塔净化甲醛废气的动力学研究

选用榛子壳作为反应器的填料,利用沈阳北部污水处理厂的活性污泥对填料进行挂膜,由低到高通入甲醛气体进行驯化。在系统稳定后进行了生物过滤塔净化甲醛气体的实验研究,并建立了生物过滤塔降解甲醛气体的动力学模型。结果表明,入口气体浓度在低于25mg/m3时,甲醛废气的净化效率可保持在97％以上,超过此浓度值时,效率明显下降。随着进口气体流量的增加,净化率逐渐下降,由入口流量为0．2m3／h时的97．25％下降到入口流量为0．8m弧时的57．2％。根据现有动力学模型及本实验得出数据所建立的生物过滤塔净化甲醛气体的动力学模型,可以较好地模拟系统处理甲醛废气的实验结果,验证了模型的正确性。     

基于好氧甲烷氧化菌的反硝化效能及微生物群落研究

采用气体循环序批式生物膜反应器（gcSBBR）,构建反硝化型甲烷好氧氧化（AME-D）系统.考察了进水氮负荷的影响,发现氮负荷为0.075kg/（m³·d）时,硝酸盐氮去除率达到98.93%,其反硝化速率为74.25mg/（L·d）,系统的甲烷日平均消耗量为35.91%（初期为50%）;扫描电子显微镜（SEM）分析结果显示,系统中的微生物主要以短杆菌（12~18 μm）为主,并存在少量的丝状菌（长150~200μm）;16S rRNA高通量测序结果显示,该系统中的甲烷氧化菌为Methylocaldum、Methylomonas、Methylococcus和Methylococcaceae_unclassified,反硝化菌为Denitratisoma、Hydrogenophaga、Azoarcus、Thiobacillus和Rhodobacter,其中主要的功能微生物为Methylocaldum、Denitratisoma和Hydrogenophaga,系统对氮的去除是由好氧甲烷氧化菌与反硝化菌协同实现.此外,系统中存在大量以甲醇和甲基胺类物质为生长基质的Methylophilaceae_uncultured（30.4%）.     

Biodegradation of methanol vapor in a biofilter

IntroductionWithincreasingpublicconcernaboutdeterioratingatmosphericairquality ,stringentregulationsarebeingenforcedtocontrolaircontaminants .Volatileorganiccompounds (VOCs)areamongthenewclassofairpollutantsgeneratedfromavarietyofindustrialsources,whichareattractingseriousattentioninrecentyears.Methanolvaporsaremainlyemittedfromchemicalindustrieswheremethanolisusedasasolventandisalsoformedasaby product.Theglobalannualproductionofmethanolisapproaching 2 0millionmetrictonnesperyear(Shareefdeen…