SCAR处理城市生活污水的效能及其微生物群落动态分析

利用强化循环厌氧反应器(SCAR)处理模拟城市生活污水,研究不同负荷条件下的反应器运行特征、污泥特性及微生物种群结构.结果表明,水力停留时间(HRT)为6 h可以作为反应器高效运行的关键控制参数,该条件下污水化学需氧量(COD)去除率达到75%以上.随着反应器容积负荷的逐渐提高,颗粒污泥中辅酶F420和产甲烷活性(SMA)逐渐增加,胞外聚合物(EPS)含量也不断提高,其中紧密黏附EPS(TB-EPS)含量的增加尤其明显.厌氧颗粒污泥性状和反应器对污染物的去除效率同时受到污泥负荷和HRT的影响,微生物的群落结构及其在反应器中的空间分布也受到污泥负荷的影响,不同代谢特征微生物在反应器不同空间位置的相对丰度随着污泥负荷的调整而改变.     

低温条件IASBR处理养猪沼液脱氮性能研究

以实际养猪沼液为研究对象,考察分步进水间歇曝气序批式生物反应器(IASBR)在低温条件下的脱氮性能.结果表明:IASBR反应器的硝化性能临界水温为10℃,水温低于10℃时硝化性能急剧下降,水温10℃以上时氨氮去除率达到90%以上,且水温15℃以上氨氮负荷极限可达到0.30 kg·m~(-3)·d~(-1);低碳氮比(COD/TN)1.7±0.3条件下,反硝化性能临界水温为20℃,20℃以上时TN去除率可保持在80%以上,最高达90%,20℃以下时脱氮效率明显降低,出现亚硝态氮积累现象.此外,IASBR反应器脱氮除磷效率高,温度对TOC和TP去除率的影响不敏感.不排泥条件下,进水COD/TN为3.1±0.4时,TN去除率高达90%以上,TOC和TP去除率分别高达83.6%±3.9%和58.5%±17.8%;随后COD/TN降低至1.7±0.3后,TN去除率仍高达80%以上,TOC和TP去除率仅略有降低分别为77.3%±4.6%、53.1%±10.1%.     

Emergency shutdown of fluidized bed reaction systems

With several industrial applications of fluidized bed technology recently commercialized worldwide, it becomes essential to develop safe operation methods for fluidized bed reaction systems (FBRSs) to prevent any influence on their process values, which lead to accidents. To preventing any disaster or malfunction in an FBRS, an emergency shutdown system (ESD) is initiated, closing the reaction system in case of any abnormality by effectively isolating the flammable gas. However, an ESD is also prone to the “inactivation problem,” in which in the case of failure it initiates the emergency shutdown, even when the operating conditions of the reaction system are abnormal. It is also vulnerable to a “malfunction problem,” where the emergency shutdown is performed even when the operating conditions of the reaction system are normal. In this study, these problems were solved by investigating a reaction system through the monitoring of appropriate parameters and setting up of trigger levels, which reflect the uniqueness of an FBRS using an ESD. The parameters were identified by analyzing the scenario leading to an accident. The trigger levels were determined as the points at which the loss is smaller in the presence of an ESD, as compared to the value of the loss function in the presence or absence of an ESD. Furthermore, the ESD design model was applied as a case study in the ammoxidation process of propylene. The results showed that an ESD can prevent an approximately 8 billion yen of loss due to accidents in plant operations, against an investment of 200 million yen.     

ABR反应器的碱度变化及调控研究

研究了折流厌氧反应器(ABR)运行中碱度的变化情况及其与ABR各格室中VFA、pH和COD变化之间的关系.结果表明,碱度沿程变化与反应器的VFA浓度变化密切相关,碱度和pH值的最低点出现在VFA浓度最高点.碱度条件是通过pH值影响系统的运行.ABR沿程碱度和pH值变化都存在一个先降低后上升的过程.碱度控制一般以保证ABR沿程最低pH值不低于6.0为准,6.5以上为佳.进水碱度的下限与反应器的进水浓度密切相关.在低负荷COD条件下[3.7 kg/(m³·d)],保持ABR运行良好的最低碱度为800 mg/L.     

一株反硝化菌的分离鉴定和系统发育分析

从反硝化反应器中分离到一株异养型兼氧反硝化细菌,命名为菌株JIN1,分离菌株为革兰氏染色阴性杆状。茵落颜色为乳白色。该菌株能以硝酸钠为唯一氮源进行反硝化作用并产生亚硝酸。部分长度的16SrDNA序列分析表明,分离菌株JIN1与Aquaspirillum菌具有99%相似,与Microvirgulaaerodenitrificans菌具有99%相似。其生化性状与Aquaspirillum菌不相符。系统发育学分析表明菌株JIN1与Microvirgulaaerodenitrificans菌关系最近。故确认菌株JIN1属Microvirgulaaerodenitrificans菌。     

喷淋环栅式除尘脱硫反应器的数学模拟

研制了一种由内外圈构成的喷淋环栅式除尘脱硫反应装置,气、液两相在内外圈之间通向运动,紊流冲激环栅时接触传质。基于溶质渗透理论,提出了以内塔穿孔速率V,液气比L/G,吸收浆液pH值为参数的脱硫效率模型。对比某电厂工况条件下测得的一系列实验数据,显示出该模型与实际情况具有良好的一致性,表明该模型可以用来作为工程设计、最优化技术和推测工业数据的理论参考工具。     

超临界水氧化处理高浓度丙烯酸废水

采用超临界水氧化（SCWO）技术在连续蒸发壁式反应器内处理高浓度丙烯酸废水。实验结果表明：SCWO能有效地处理丙烯酸废水,废水COD和TOC去除率分别达到99％左右,且反应时间短;反应温度、反应压力和氧化剂加入量的增加有利于COD和TOC去除率的提高。实验得出的废水处理最佳工艺条件：反应温度693K、反应压力24～26MPa、氧化剂加入量1．0～1．5倍。对反应器出口试样进行色谱-质谱联用分析结果表明,小分子醇、醚类以及CO2和CO是主要的液相产物和气相产物。针对腐蚀和盐沉积问题,提出了预防措施。     

含碳纳米TiO2光催化降解甲醇

采用管式光催化反应器,在石英玻璃管壁上涂镀含碳纳米TiO2薄膜,研究含碳纳米TiO2对甲醇气体的光催化降解性能。实验结果表明：随气体流量增加,甲醇降解率呈线性降低;在气体流量为200mL／min、相对湿度为40％、甲醇初始质量浓度为90～170mg／m^3的较佳条件下,甲醇降解率维持在80％以上,最高达85％;在甲醇初始质量浓度为150mg／m^3、气体流餐为200mL／min、相对湿度为40％的条件下,德国Degusa—P25光催化剂对甲醇的平均降解率为89％,含碳纳米TiO2对甲醇的平均降解率为82％,最人降解率为85％。     

采用两段SBR工艺处理石化废水

采用两段序批式活性污泥反应器（SBR）工艺处理高浓度石化废水,考察了DO、MLSS、反应温度对废水处理效果的影响。实验结果表明,两段SBR系统中有机物降解存在着不同的作用机理,第一段主要以去除易降解有机物为主,第二段主要以去除难降解有机物为主。在进水COD为4000mg／L、SBR1中DO为4～5mg／L、MLSS为5000mg／L,SBR2中DO为2～4mg／L、MLSS为3000mg／L、反应温度约为20℃的条件下,废水COD去除率达90％以上。     

丙酸的加入对厌氧-低氧同时生物除磷脱氮系统的影响

2个实验室规模的序批式反应器（SBRs）在厌氧-低氧（0.15～0.45 mg·L^-1）条件下运行,以比较丙酸的加入对同时生物除磷脱氮系统的影响.结果表明,无论是丙酸与乙酸的混合酸（碳摩尔比为1.5/1）作为碳源（SBR1）,还是乙酸作为单独碳源（SBR2）,系统都发生同步硝化反硝化和磷的去除（SNDPR）,并且氨氮被全部氧化,系统中没有亚硝酸盐的大量累积.与SBR2相比,SBR1中厌氧阶段磷释放量少,聚羟基戊酸（PHV）合成量高,好氧末磷剩余量少,硝态氮累积少,因此SBR1中总氮和总磷的去除率（分别为68%和95%）比SBR2（分别为51%和92%）高,加入丙酸有助于SNDPR系统保持较好的除磷、脱氮效果.