新型好氧连续流反应器对活性污泥颗粒化的研究

文章设计了沉淀一体式低高径比反应器(UOSB)耦合二沉池的连续流系统(UOSB-ST),对反应器内污泥筛选和机械搅拌剪切对污泥颗粒化效果和效力进行了研究。结果表明,当提供的表观气体流速为0.31 cm/s的曝气(剪切)时,反应器内接种絮状污泥的污泥体积指数(SVI₃₀)可由95 mL/g(第1天)下降至74.94 mL/g(第20天),污泥平均粒径由67.61μm增大到173.9μm,沉降速度达10～27 m/h,分形维数D₂为1.995 8,D_pf为1.069 5,污泥结构密实、表面光滑且规整,颗粒化效果显著。继续运行至第25天,丝状菌开始在颗粒污泥表面生长,导致污泥SVI₃₀迅速上升至252.87 mL/g。此时向反应器施加转速为300 r/min的机械搅拌增加水平剪切,短期内促进了污泥的聚集和沉降性的改善(第55天SVI₃₀为41.67 mL/g,污泥平均粒径为250.69μm),污泥的优势菌群为反硝化菌属和有利于EPS分泌的菌属。研究表明,连续流系统中水力选择作用(倒置...     

流体流速对好氧颗粒污泥快速培养的影响

针对好氧颗粒污泥的快速培养,研究了流体流速对好氧颗粒污泥形成特性的影响机制.由于反应器构型的差异,造成水力剪切力与流体特性的不同,从而对好氧颗粒污泥的形成产生较大影响.研究表明,在圆筒式SBR反应器中接种厌氧活性污泥,在36d时培养得到了成熟的颗粒,与挡板式反应器相比提前了4d左右,且MLSS提高了16.2%,达到5023mg/L;颗粒也更加致密,SVI达到45mL/g,远好于挡板式SBR反应器（序批式反应器）的SVI 63mL/g.原因是与挡板式SBR反应器相比,圆筒式SBR反应器的平均液相流速更高,气泡分布更均匀,水力剪切力更强.因此圆筒式SBR反应器培养好氧颗粒污泥的时间较短,污泥颗粒化的速度提高,得到的颗粒污泥更加紧凑密实.     

流动系统内生物膜的形成及控制

应用辐射流动室（Ｒａｄｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｃｈａｍｂｅｒ,ＲＦＣ）技术宣地研究水力剪切力对硝化细菌在聚苯乙烯（ＰＳ）载体表面固定的。发现水力剪切力直接影响硝化细菌的固定。当作用于ＰＳ表面的水力剪切力大于８．０Ｎ／ｍ＾２时,硝化细菌基本不能在ＰＳ表面险境着;水力剪切力小于８．０Ｎ／ｍ＾２时,硝化细菌的固定程度随剪切力的减小而加强,直至达到最大,实验表明辐射液动室技术为定量研究生物膜形成及控制与水力剪     

剪切力对好氧颗粒污泥的影响及其脱氮除磷特性研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,以人工配制模拟生活污水为进水,采用有机负荷调控法,在SBR反应器内培养富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,研究剪切力对好氧颗粒污泥理化特性及生物学特性的影响,并探讨好氧颗粒污泥的同步脱氮除磷特性.首先SBR以厌氧/好氧方式运行,采用有机负荷调控法培养出富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,其粒径在1.0～2.0 mm,SVI在20～22 mL/g,MLVSS/MLSS为91.0％,活性污泥比耗氧速率(SOUR)为45.32 mg/(g·h).颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的生物量,磷酸盐去除率为78％ ～ 99％.然后通过控制搅拌机转速研究4种不同剪切力(以剪切应力表示为0.120 N/m2、0.151 N/m2、0.184 N/m2、0.220 N/m2)条件下好氧颗粒污泥的颗粒化进程、颗粒污泥形态及生物活性.结果表明,当剪切力在0.120-0.220 N/m2之间时,剪切力越大,培养出的好氧颗粒污泥的结构越密实,形状越规则,生物活性越强;在一定范围内(0.120～0.184N/m2),剪切力越大,污泥的颗粒化进程越快,培养出的颗粒污泥的粒径越大;但当剪切力为0.220 N/m2时,污泥的颗粒化进程反而变慢,培养出的较大的颗粒污泥解体,颗粒污泥的粒径反而变小.最后采用逐渐增加进水NH;-N负荷的方法诱导具有同步脱氮除磷能力的好氧颗粒污泥,25d后,SBR对NH4+-N、TN、PO3-4--P的去除率分别达到99.7％、89.8％及94.5％.     

饥饿期间增加曝气量好氧颗粒污泥的形成特点

高有机负荷率8.0kgCOD(/m3·d)条件下,通过两种不同的曝气方式研究好氧颗粒污泥的形成特点,即在反应器R1中采用恒定的曝气流量,而在反应器R2中,30min曝气后,进行沉淀和排水,然后采用较大的曝气流量进行曝气。研究发现:(1)外部基质在前30min被快速降解,其溶解性有机碳DOC基本被消耗到最低水平;(2)在中途排水后的饥饿状态下增加曝气量的反应器R2相对于曝气量一直不变且中途未排水的R1而言,颗粒变的大而疏松,即:在R2中颗粒尺寸>0.9mm占有93%,而颗粒密度均<1.016g/mL。(3)反应器R2在饥饿状态下增加曝气量可以使胞外多聚物(EPS)糖类被当作基质被消耗。     

基于Shear Damage模型的剪切闸板防喷器剪切性能研究

为揭示剪切闸板在纯剪切工况条件下(无压差、无悬重)剪切钻杆时剪切力特征,以及悬重、内外压差等复杂工况条件对剪切钻杆时剪切力和油压的影响规律。本文基于Shear Damage断裂损伤模型,通过显示动力学方法开展剪切过程仿真研究。研究结果表明：在纯剪切工况条件下,剪切力随时间增加先逐渐增加再急剧下降为0;在有悬重工况条件下,剪切力和油压随悬重增加而呈减小趋势;在钻杆内压大于外压工况条件下,剪切力和油压均随压差增大而增大;在钻杆内压小于外压工况条件下,剪切力随压差增大而减小,5in(壁厚14.50 mm)、5 in(壁厚12.70 mm)规格钻杆油压随压差增大呈先增加后减小趋势,5in(壁厚10.54 mm)规格钻杆油压随压差变化不明显,其余钻杆油压随压差增大均呈上升趋势。研究结果可为剪切闸板防喷器油压配置、结构优化、关井工艺改进等提供关键技术支撑。     

好氧颗粒污泥形成机制初步探讨

在生物水处理技术中,好氧颗粒污泥有很好的应用前景.好氧颗粒污泥是在好氧条件下自发形成的生物自固定颗粒,具有较高的生物量、良好的沉淀性能和在高容积负荷条件下降解高浓度有机废水的良好生物活性.它的形成机制初步认为是SBR运行模式、胞外多糖及水力剪切力等共同作用的结果.文章综述了SBR运行模式中选择压、周期性的好氧饥饿对颗粒污泥形成的作用,以及胞外多糖、水力剪切力对好氧颗粒污泥形成与稳定性关系的重要影响.     

不同放牧强度影响下的土壤剪切力空间变化

在内蒙古锡林河流域建立典型羊草植被覆盖下围封、冬季放牧和过度放牧试验区以及典型大针茅植被覆盖下围封和持续放牧试验区。在长135 m,宽105 m,共计100个测量点的空间区域测量土壤剪切力并研究其空间变化情况。结果表明,土壤含水量是引起区域土壤剪切力变化的主要因素,而放牧是引起土壤剪切力空间变异的关键因子,其途径主要是通过改变土壤结构、土壤含水量以及植被状况。过度放牧严重破坏土壤结构导致的土壤剪切力最小。适度放牧因局部干扰,土壤剪切力的空间分布具有清晰的递变性,但这种递变性在干旱条件下减弱。而围封仅在土壤含水量与植被根系的作用下并未形成类似前者的空间分布形式。这说明在适度放牧的干预下,土壤剪切力的空间分布具有相对稳定性。     

Effects of shear force on formation and properties of anoxic granular sludge in SBR

This paper reports the effects of shear force on anoxic granular sludge in sequencing batch reactors （SBR）. The study was carried out in two SBRs （SBR1 and SBR2） in which sodium acetate （200mg COD·L^-1） was used as the sole substrate and sodium nitrate （40 mgNO3-N·L^-1） was employed as the electron acceptor. The preliminary objective of this study was to cultivate anoxic granules in the SBR in order to investigate the effects of shear force on the formation of anoxic granular sludge and to compare the properties of anoxic sludge in the SBR. This study reports new results for the values of average velocity gradient, a measure of the applied shear force, which was varied in the two SBRs （3.79 s^-1 and 9.76 s^-1 for SBR1 and SBR2 respectively）. The important findings of this research highlight the dual effects of shear force on anoxic granules. A low shear force can produce large anoxic granules with high activity and poor settling ability, whereas higher shear forces produce smaller granules with better settling ability and lower activity. The results of this study show that the anoxic granulation is closely related to the strength of the shear force. For high shear force, this research demonstrated that： 1） granules with smaller diameters, high density and good settling ability were formed in the reactor, and 2） granular sludge formed faster than it did in the low shear force reactor （41days versus 76 days）. Once a steady-state has been achieved, the nitrate and COD removal rates were found to be 98% and 80%, respectively. For low shear force, such as was applied in SBR1, this research demonstrated that： 1） the activity of anoxic granular sludge in low shear force was higher than that in high shear force, 2） higher amount of soluble microbial products （SMPs） were produced, and 3） large pores were observed inside the larger granules,which are beneficial for nitrogen gas diffusion. Electron microscopic examination of the anoxic granules in both reactors showed that the morphology of the granules was ellipsoidal with a clear outline. Coccus and rod-shaped bacteria were wrapped by filamentous bacteria on the surface of granule.     

露天堆场防风抑尘网临界孔隙率的数值模拟

应用Fluent6.3对防风抑尘网及料堆周围流场进行数值模拟,通过研究不同孔隙率抑尘网与料堆周围湍流特性及料堆表面剪切力分布规律,确定了临界孔隙率.结果显示:高孔隙率(0.3、0.4、0.6)流动状态与无网工况一致,来流风沿迎风面贴附向上,风速逐渐增大,堆顶达到最大;低孔隙率(0、0.2)流态与无网迥异,迎风面处于涡旋中,风速向下,孔隙率为0时涡旋中心高于堆顶3m,孔隙率为0.2时涡旋中心位于堆高2/3处.孔隙率30.3时,料堆各表面剪切力变化趋势一致,与无网工况来流风同向,最大剪切力出现在堆顶.孔隙率为0.2时,作为最大起尘量的迎风面,其表面剪切力随高度先增大后减小,最大剪切力处于堆高3/5处.孔隙率为0.25时,湍流结构和剪切力分布发生突变,迎风面为贴附和涡旋复合流动,表面剪切力最小.据此确定来流风速6m/s,运用该几何模型时,临界孔隙率为0.25.