计算流体动力学在模拟气升式环流反应器中的研究进展

计算流体动力学(CFD)是对气升式环流反应器进行数值模拟的重要手段.为此,本文综述了CFD模拟概况及气升环流反应器中流体数值模拟研究进展,总结了目前CFD模拟气升环流反应器存在的问题,并提出了进一步的研究方向.     

CAST工艺高温短程硝化的实现及其除磷性能

以模拟废水为研究对象,考察了22、25、28℃这3个温度下CAST反应器内短程硝化的实现及其除磷性能.结果表明,不同温度下系统的TN去除均稳定在80%以上,且NH_4~+-N去除良好.当温度为22℃和25℃时系统内未观察到亚硝积累,除磷率为94. 3%和86. 9%,升高温度至28℃,反应器内亚硝积累率为87. 2%,实现稳定的短程硝化.此外,高温短程硝化阶段(28℃),系统释、吸磷能力较22℃和25℃均有所下降,且厌氧段释磷量/COD消耗量(P/C)比明显低于前两个阶段.然而,该温度条件下反应器除磷性能并未恶化,除磷率为68. 9%,说明进水碳源充足不仅能保证CAST工艺对TN的去除,同时可用于解毒NO_2~-以减弱其对聚磷菌的抑制.不同温度条件下的污泥吸磷小试发现,O_2、NO_3~-、NO_2~-均可作为电子受体进行吸磷,其中好氧吸磷速率高于以NO_3~-和NO_2~-为电子受体的反硝化吸磷速率,且以O_2和NO_3~-为电子受体的吸磷速率与温度呈负相关.     

进水模式对SBBR性能及氮形态转化的影响

通过对4种不同进水模式下序批式生物膜反应器(SBBR)的性能、微生物群落结构以及氮形态转化的差异分析, 比较不同进水模式对SBBR性能和氮形态转化的影响及其产生的机制. 结果表明, 分散式进水模式表现出比一次性进水更好的脱氮效率和更高的抗冲击负荷能力, 在达到相同的处理效率的前提下, 分散式进水模式M₄的COD和氨氮负荷最高可达2 540和540 mg·(L·d)^-1, 而一次性进水模式M₁仅能分别达到2 000和420 mg·(L·d)^-1;分散进水模式能降低一次性进水所带来的冲击性负荷, 将负荷均化分散到周期内的各个时段, 同时也减少了进水对微生物的稀释作用, 使得单位体积内有效微生物的数量相对充足, 从而提高反应器的负荷能力. 在分散进水模式下, 从M₄与M₂、M₃的对比来看, 分散模式的进水规律越接近运行模式的循环规律, 反应器的氮素转化效率就越高, 残留的氮素总量也就越低.     

厌氧生物处理技术发展概况

从厌氧微生物的发现及应用,详细阐述厌氧生物处理技术的发展历程,分析了厌氧生物处理技术在国内外的应用和发展前景,为厌氧生物处理技术在国内的应用和发展指明方向。     

基于SBR反应器的ANAMMOX工艺的启动运行

采用SBR反应器,接种好氧硝化污泥,在142 d内于较高负荷下成功启动了厌氧氨氧化反应器.反应器总氮容积负荷(以N计)为0.43 kg/m3·d,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%;氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高达到93.9%和99.8%,平均去除率为81.2%和85.7%.在稳定运行阶段,氨氮去除量、亚硝酸盐氮去除量、硝酸盐氮生成量三者之间的比值为1:1.38:0.18.反应器启动过程中,出水、进水pH差值的变化趋势由负到正,然后稳定在一定范围内;且污泥性状有较大变化,污泥中微生物所占比率有所提高,整个反应器中适应厌氧氨氧化运行方式的菌种增殖较快.     

酸化大豆蛋白废水的厌氧处理

对有机质浓度高,成分单一,蛋白质、总氮浓度较高,易酸化,且已酸化程度较高的大豆蛋白废水,确定以新型内循环厌氧反应池为主的处理工艺,在原废水ρ(COD)为11809~15040mg/L时,总出水浓度192~350mg/L,去除率达到96.2%~97.5%。新的内循环厌氧反应池具有高度小、结构简单、污染物去除率高的特征,COD运行负荷达6.0~7.5kg/(m3.d),COD去除率达88%~93%。当COD运行负荷5.0~7.0kg/(m3.d)时,该池内循环管道形成了连续的较强内回流。     

一体化膜生物反应器处理低C/N污水试验研究

研究一体化连续流间歇曝气膜生物反应器(IMBR)处理低C/N城市污水的工艺效能。试验结果表明:反应器在曝气2 h、搅拌2 h的运行模式下,对COD、NH4+-N、TN和SS的平均去除率分别达到了87%,83.4%,75.4%和97.81%,各出水质量浓度平均值分别为17.5,4.59,7.63和2 mg/L,出水水质达到了GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。     

Enhanced anaerobic treatment of CSTR-digested effluent from chicken manure: The effect of ammonia inhibition

The effect of ammonia inhibition was evaluated during the enhanced anaerobic treatment of digested effluent from a 700 m³ chicken-manure continuous stirred tank reactor (CSTR). A 12.3 L internal circulation (IC) reactor inoculated with an anaerobic granular sludge and operated at 35 ± 1 °C was employed for the investigation. With a corresponding organic loading rate of 1.5-3.5 kg-COD/m³ d over a hydraulic retention time of 1.5 d, a maximum volumetric biogas production rate of 1.2 m³/m³ d and TCOD (total COD) removal efficiency ranging from 70% to 80% was achieved. However, the continual increase in the influent TAN content led to ammonia inhibition in the methanogenesis system. The SCOD/TAN (soluble COD/total ammonia nitrogen) ratio was presented to be the key controlling factor for the anaerobic treatment of semi-digested chicken manure, and further validation through shock loading and ammonia inhibition experiments was conducted. The threshold value of the SCOD/TAN ratio was determined to be 2.4 (corresponding to a TAN of 1250 mg/L) at an influent pH of 8.5-9.     

废SCR催化剂中钒和钨的有机酸浸出

在对废SCR催化剂组成进行分析的基础上,采用草酸和酒石酸两种有机酸浸取废SCR催化剂中的V和W。实验结果表明：草酸对V、W的浸出率均大于酒石酸;在草酸浓度为1.00 mol/L、浸取温度为80 ℃、液固比为10 mL/g、浸取时间为180 min时,V和W的浸出率分别为63.50%和13.12%;在酒石酸浓度为0.5 mol/L、浸取温度为100 ℃、液固比为10 mL/g、浸取时间为180 min时,V和W的浸出率分别为44.00%和9.00%。酸性浸出未改变SCR催化剂中TiO₂的晶型,剩余残渣中依然保留着TiO₂骨架,可继续作为催化剂载体使用。     

金属有机骨架材料低温脱硝技术研究进展

金属有机骨架材料（MOFs）因其独特的结构作为催化剂应用于SCR系统表现出较好的低温脱硝效果和较强的抗SO₂、抗H₂O性能。综述了几种较典型的MOFs催化剂及其改性产物的低温催化性能,以及MOFs材料应用于SCR技术的研究进展,指出：对含有两种或两种以上金属的复合MOFs材料的深入研究,是开发稳定性更高、抗SO₂抗H₂O能力更强的MOFs催化剂的重要思路;此外,对有机组成部分进行改性,提高有机配体的热稳定性也是一个重要的研究思路。