水力停留时间对天然纤维素类固体碳源反硝化滤池处理效果的影响

为了有效去除低C/N(质量比)生活污水中的TN,考察了水力停留时间(HRT)对以稻秆、玉米芯和大豆壳等天然纤维素为填料和固体碳源(以下简称碳源)的反硝化滤池的脱氮效果的影响,从COD、TN、TP去除规律和不同阶段释碳速率的变化,分析和比较不同HRT和碳源种类下反硝化滤池的脱氮性能,获得了不同碳源对应的最佳HRT,并探讨了最适碳源种类。以稻秆、玉米芯、大豆壳为碳源时,反硝化滤池的最佳HRT分别为2.0、2.0、4.0h,出水TN分别为0.3、0.2、0.4mg/L,TN去除率均为97.8%以上,此时出水COD、TP分别为37.6～44.9、0.4～0.6mg/L。玉米芯释碳速率低,释碳持久稳定,投加玉米芯为碳源的反硝化滤池在4个月后仍可保持高效、稳定的反硝化脱氮性能。     

不同调控策略对CANON工艺快速适应氨氮浓度提升的影响

针对进水氨氮浓度变化会影响CANON颗粒污泥功能微生物间的协同导致系统不稳定的问题,通过接种常温下贮存2个月的自养颗粒污泥,并采用3种调控策略(维持HRT不变,快速提升氨氮浓度(R1);维持HRT不变,逐级提升氨氮浓度(R2);逐级提升进水氨氮浓度同时调整HRT,以125 mg·L~(-1)为进水氨氮增幅(R3)),分别考察各种调控策略对系统适应275 mg·L~(-1)和400 mg·L~(-1)氨氮浓度的效能影响,探讨调控策略与污泥性能的关系及游离氨(FA)、溶解氧(DO)的影响。结果表明,污泥性能提升期,负荷变化最为平稳的策略R3率先适应进水氨氮浓度的提升,仅44 d内总氮去除负荷可达到3.5 kg·(m~3·d)~(-1);污泥性能成熟期,快速提升负荷的策略R1可缩短适应时间至25 d,总氮去除率稳定在80%以上,去除负荷达到5.3 kg·(m~3·d)~(-1)。FA会影响功能微生物活性,策略R1在污泥性能提升期,FA浓度高达16.6～26.7 mg·L~(-1),一定程度上抑制了好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AMX)的活性,导致系统适应期延长。在污泥适应高氨氮负荷过程中,比氨氧化速率(SAOR)和比总氮去除速率(SNRR)逐渐提高,污泥浓度和颗粒粒径逐渐增大。f值(ΔN O3--N/ΔTN)可作为DO调节的重要依据,DO与氨氮去除负荷呈良好的正相关性。     

聚丙烯酰胺作为唯一碳源的好氧和厌氧生物降解

油田为提高原油采收率而采用聚合物驱油作业,产生的采出水中残留着阴离子型高分子质量聚丙烯酰胺(PAM)。废水中PAM和淀粉共存时PAM可发生碳链断裂和生物降解,然而以PAM作为唯一碳源的生物降解性还不清楚。利用好氧悬浮污泥和厌氧升流式反应器,分别处理PAM为唯一碳源的模拟废水(水力停留时间(HRT)为2 d,PAM浓度为200 mg·L~(-1)),结果表明,好氧反应器出水的PAM浓度和黏度均没有降低,同时运行84 d后污泥流失,造成系统崩溃。而厌氧反应器出水PAM浓度和黏度分别降为169.81 mg·L~(-1)和1.50 mPa·s,流场流分离耦合多维角度激光光散射分析发现PAM的分子质量从2.17×10~7Da降低到3.35×10~6Da,表明厌氧条件下可以利用PAM作为唯一碳源进行生物降解,并发生碳链断裂。延长HRT从2～8 d可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧处理效果,出水分子质量进一步降低到1.60×10~6Da,同时黏度也从1.50 mPa·s降低到1.21 mPa·s。串联生物膜反应器也可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧生物处理效果,在HRT为4 d条件下PAM的分子质量和黏度降低到1.87×10~6Da和1.26 mPa·s。     

反硝化生物滤池反冲洗周期优化及水力特性

为探究反硝化生物滤池(DNBF)的最适运行参数和反冲洗周期,分别以石英砂和火山岩构建起2套DNBF,优化了水力停留时间(HRT)和碳氮比(C/N);通过滤池的处理效果、停留时间分布(RTD)分析和水力模型拟合确定了最佳的反冲洗周期。结果表明:在DNBF稳定运行后,2种填料的滤池处理效果相近,当HRT和C/N分别为2 h和4∶1时,出水的化学需氧量(COD)和总氮(TN)分别是(28.3±1.2) mg·L~(-1)和(2.5±0.3) mg·L~(-1),此时碳源利用率较高;由脱氮性能和RTD分析得出的最佳反冲洗周期为1 d,出水COD和TN可分别达到(17.9±1.4) mg·L~(-1)和(1.8±0.2) mg·L~(-1);当反冲洗周期延长后,滤池出水COD上升,脱氮性能大幅度下降,RTD曲线出峰从1θ(标准化时间)提前到0.5θ处、1.25θ和1.5θ处出现沟流现象,滤池中的流态趋向于混流式的多釜串联模型。通过RTD实验揭示不同反冲洗工况下DNBF内部水力特性的变化,可用于优化滤池的反冲洗周期。     

水力空化-Fenton氧化联合超声吸附处理煤气化废水

采用水力空化-Fenton氧化联合超声吸附处理煤气化废水,考察了单独Fenton氧化及单独水力空化工艺条件,并对Fenton氧化、水力空化和水力空化-Fenton氧化工艺处理过程进行了动力学初探。实验结果表明:在反应时间60 min、废水pH 3.0、Fe~(2+)加入量900 mg/L、H_2O_2加入量3 600 mg/L、空化压力0.4 MPa的条件下,水力空化-Fenton处理煤气化含酚废水的COD和苯酚去除率分别为93.05%和90.29%;进一步采用超声吸附处理后,出水COD和苯酚质量浓度分别为92.9 mg/L和4.5 mg/L,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级指标。     

新型空化器及其在污泥细胞破解中的应用

研究开发了一种新型空化器用来破解剩余污泥,它具备通气调节和孔板旋转的功能。这样的设计可以防止堵塞和节约能耗。该空化器工作时可以产生直径2~5μm的"气核",从而提高空化初生的空化数,降低能耗。孔板旋转产生的轴向推力可使小孔中的堵塞物脱落,有效防止小孔堵塞。在实验室内应用该装置破解剩余污泥的生物细胞,并通过测定细胞内可溶性COD的溶出率来评价污泥破解效果。研究制造了空化作用破解污泥细胞系统,该系统可以利用新型空化器连续处理剩余污泥,并且可以根据研究需要改变通气比和调节管道流速等运行工况。在实验室内应用该系统破解剩余污泥生物细胞,通过调整通气比和管道流速,探索最优运行工况。根据正交试验结果,系统运行的最优工况为通气比1.4%、空化数1.8,此时可溶性COD(SCOD)的溶出速率为0.06%/s。在最优运行工况下,破解1 kg剩余污泥的功率为560 W,采用该系统处理30 min后,95%以上的污泥生物细胞可被破解。按处理时间30 min计算,处理1 m3剩余污泥的耗能约1 000 MJ,比超声空化法低40%左右。该系统还具有装置简单、无二次污染等优点,可为污泥细胞破解提供更为经济、有效的技术和方法。     

水力空化-O3氧化联合超声吸附处理煤气化废水

采用水力空化-O₃氧化与超声吸附法联合处理煤气化废水。吸附剂以钙基膨润土为原料,经十六烷基三甲基溴化铵改性制得。通过单因素实验分别探讨了水力空化-O₃氧化与超声吸附的适宜处理条件,并在该条件下对废水进行联合处理。实验结果表明：在O₃通量194.4 mg/L、空化时间60 min、入口压力0.4 MPa、废水pH 10.00的优化条件下,水力空化-O₃氧化对COD和苯酚的去除率分别达67.3%和57.5%;在此基础上进一步采用超声吸附法处理废水,在吸附剂投加量0.06 g/mL、超声时间60 min、废水pH 4.00、吸附温度25 ℃的优化条件下,处理后出水中COD和苯酚质量浓度分别降至317.1 mg/L和117.9 mg/L;COD和苯酚的总去除率分别达97.9%和96.6%。     

膜生物反应器水力停留时间的确定及其影响因素分析

根据微生物反应动力学模型,推导了分离式膜生物反应器水力停留时间公式,并以此公式为基础,分析与探了膜生物反应器的影响因素。分析结果表明,对膜生物反应器影响程度由大到小的因素为底物最大比降解速度常数Ｋ,饱和常数Ｋｓ,维持常数ｍ,真产率系数ＹＧ,最大比增殖速率μｍ,最后简化了水力停留时间公式,其简化形式为：Ｔ＝１．１×（１／β－１）（Ｋｓ＋Ｌ）／ＫＳ。     

稳定塘的水力模型及其参数的确定

稳定塘的水力模型对于稳定塘的设计、运行和评价具有重要作用。该文在对稳定塘的各种水力模型分析的基础上,利用试验数据,对各种水力模型进行了识别与评价。结果表明:稳定塘的水力流态接近于完全混合态,基本上相当于2个或3个完全混合反应器的串联,无量纲扩散数d一般介于0．1～0．5之间。      

水力负荷对生物陶粒反应器运行的影响

不力负荷较低是影响生物陶粒反应器在实际中运用推广的重要因素之一。本实验研究了不同水力负荷条件下生物陶粒反应器对进水中有机物,氨氮及其它污染物的去除效果。结果表明,不同水力负荷对生物陶粒反应器处理效果没有影响,对ＯＣ,氨氮,ＵＶ２５４,色度和浊度去除率分别为２０％,９０％,３０％,３８％,７６％。