厌氧接触发酵制氢反应器的启动和运行特性

以稀释糖蜜为底料,探讨了厌氧接触反应设备用于连续流发酵制氢的可行性,考查了其启动运行特性.以污水好氧生物处理系统的剩余污泥为种泥,反应器在污泥接种量9.3 g(MLVSS)/L、进水COD 5 000 mg/L、HRT 8 h和系统温度(35±1)℃等条件下启动,30 d后达到稳定运行状态,乙醇和乙酸之和的质量百分数,占液相末端发酵产物总量的69.8%,呈现典型的乙醇型发酵特征.在稳定运行阶段,系统的pH值、碱度、氧化还原电位分别维持在4.8,460 mg/L,-305 mV左右,平均产气速率和产氢速率分别达到33.2和13.4 L/d.厌氧接触发酵制氢反应设备,呈现出良好的产氢性能和运行稳定性.     

制糖废水CSTR甲烷发酵系统的污泥驯化与运行特征

与厌氧颗粒污泥相比,絮状悬浮活性污泥具有传质界面大、速度快的突出优点,但要形成具有完整甲烷发酵过程的微生物生态系统则比较困难。采用连续搅拌槽式反应器(Continuous flow Stirred-Tank Reactor,CSTR),探讨了制糖废水厌氧生物处理系统的絮状污泥驯化与运行特征。研究表明,以有机废水好氧处理工艺的剩余污泥为种泥,在接种量MLVSS为8.52g/L,温度为(35±1)℃,COD浓度为4000mg/L,HRT为18h,系统pH值保持在6.5～7.5等条件下,CSTR可在84d左右形成具有完整甲烷发酵过程的絮状悬浮厌氧活性污泥系统。CSTR甲烷发酵系统对负荷冲击表现出了良好的调节能力,在有机负荷从5.3kgCOD/(m3·d)提高到9.33kgCOD/(m3·d)时,反应系统可在16d内重新达到稳定运行状态,其出水COD可稳定在1100mg/L左右,COD去除率和产气量平均为84%和38L/d,发酵气中的CO2和CH4含量分别为41%和48%。     

ASBR中加载活性炭对葡萄糖厌氧发酵产氢的影响

在初始pH值为6.0、温度为60℃、水力停留时间(HRT)分别为48,24,16,12h条件下研究了粗、细活性炭载体的添加对厌氧序批式反应器(ASBR)利用葡萄糖厌氧发酵产氢的影响.结果表明添加活性炭载体能使ASBR系统运行更加稳定(出水pH值和氢气产量波动较小),提高氢气产率(葡萄糖产生的氢气的物质的量)和产氢速率(反应器单位有效体积产生的氢气体积).HRT为48,24,16,12h时细活性炭生物载体的添加使得ASBR反应器氢气产率分别提高65%,63%,54%,56%.HRT为12h时添加细活性炭的ASBR产氢速率达到最大,为(7.09±0.31)L.(L.d)-1,相应的氢气产率为(1.42±0.03)mol.mol-1.主要代谢产物为乙醇、乙酸、丙酸和正丁酸,其中乙酸和正丁酸占出水溶解性代谢产物的质量分数分别高达30%～34%和46%～66%,是典型的丁酸型发酵,加载活性炭可以提高ASBR反应器出水溶解性代谢产物质量浓度.     

污泥酸性发酵获取SRB碳源的研究

采用间歇运行的序批式反应器,对城市污水厂污泥酸性发酵进行了研究,用正交实验方法考察了温度、污泥体积分数、搅拌方式对污泥产酸量及污泥酸性发酵产物组成的影响。结果表明:温度对污泥产酸量影响显著,搅拌方式、污泥体积分数对污泥产酸量影响不显著。得出的最佳工况为:当温度为22℃,污泥体积分数为10%,搅拌方式为每间隔60 min搅拌10 min,起始pH为6.41~6.89,不接种产酸菌,发酵13 d时,污泥产酸量达最大,每1 g挥发性固体(VS)产生0.171 gVFA,VS的去除率为21.58%,污泥酸性发酵产物中乙酸、丙酸、丁酸的质量分数分别为31.66%,33.64%,34.70%,污泥发酵为混合酸发酵。     

城镇生活垃圾与污水厂污泥一体化处理反应器开发

针对国内城镇生活垃圾与污水厂污泥处理存在的问题,在污泥浓缩消化理念的基础上,开发了城镇生活垃圾与污水厂污泥一体化处理反应器.反应器由垃圾仓和污泥仓2个部分组成,垃圾仓采用好氧堆肥、污泥仓采用厌氧消化的方式进行,实现了垃圾和污泥在同一个反应器中处理的目标.在垃圾好氧堆肥所产生的热量维持污泥仓32～36℃条件下,反应器运行的效果为:处理污泥20 L/d,垃圾15 kg/d,进泥含水率为97.2％～99.8％,VS/TS为0.45～0.69时,排泥含水率为92.7％～96.1％,VS/TS为0.28～0.42;垃圾仓进料含水率为73.5％,VS/TS为0.65～0.88时,垃圾出料含水率为48.6％,VS/TS为0.32～0.44.试验结果表明:城镇生活垃圾与污水厂污泥一体化处理反应器作为污泥和垃圾处理设备,对污泥和垃圾的减量及稳定效果良好.     

污水厂污泥和厨余垃圾的混合中温厌氧消化

对污水厂污泥和厨余垃圾混合厌氧消化的可行性进行了研究.采用两种混合物料,其污泥和垃圾按VS之比分别为75%∶25%和50%∶50%,HRT分别采用9、12、16、20 d.实验结果表明,在所有的反应器运行过程中,进料有机负荷为1.4-4.1 g/(L.d-1)VS,没有出现如pH值降低、碱度不足和VFA积累等抑制现象.在进料VS之比为50%∶50%时,稳定性和处理效果都优于进料VS之比为75%∶25%时,当HRT为12 d时,此时VS去除率为58.6%-62.6%,甲烷产率为0.413-0.456L/gVS.     

一体式膜生物反应器处理中药废水的试验研究

针对中药废水具有COD高,水质变化大等特点,采用一体式膜生物反应器(MBR)对中药废水的厌氧反应器出水进行处理,在固定水力停留时间(HRT)为5 h的条件下,考察了进水COD质量浓度及污泥质量浓度(MLSS)与COD去除之间的关系.结果表明,当HRT为5 h,进水COD质量浓度小于3 000 mg/L时,膜出水COD小于30 mg/L,满足中水回用标准;当进水COD质量浓度为3 000～6 000 mg/L时,膜出水COD大于30 mg/L而小于100 mg/L,满足污水排放标准;当进水COD质量浓度大于6 000 mg/L,膜出水COD大于100 mg/L,不能满足污水排放标准.同时污泥质量浓度(MLSS)与COD去除的关系表明,为了达到更好的COD去除率,MBR的最佳MLSS应控制在7 543 mg/L.     

外循环UASB处理太湖富藻水运行特性研究

针对太湖富藻水高有机物浓度特点,研究外循环升流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理太湖富藻水的效能和运行效果.研究表明,以城市污水处理厂活性污泥为种泥,自然腐熟5～7 d左右的太湖富藻水为原水,进水COD为1 050～2 000 mg/L,水力停留时间(HRT)为5d,(32士1)℃温度等条件下,可以在32 d内成功启动外循环UASB反应器并达到初步稳定运行.通过降低HRT,分阶段提高COD质量浓度的方法,逐步将外循环UASB处理太湖富藻水的有机负荷提高到3 kg COD/(m3·d),其COD去除率可以稳定在75％左右,产气率为0.75 L/(L·d),外循环UASB对太湖富藻水具有良好的处理效果.通过电镜观测,发现稳定运行期形成颗粒污泥,且污泥内生物相丰富,分别为丝状菌、杆状菌和球状菌等多种微生物共营生长.     

UASBF处理垃圾渗滤液的启动及颗粒污泥培养

研究了上流式厌氧复合床反应器(UASBF)处理垃圾渗滤液的启动及CODCr负荷、pH、碱度、挥发性脂肪酸(VFA)对污泥颗粒化过程的影响。实验表明,最佳启动温度在35±1℃,进水pH 6.8,CODCr质量浓度1000～1200mg.L-1,水力停留时间(HRT)48h,容积负荷0.5kgCODCr.m-3.d-1。根据处理效果不断增加反应器的容积负荷,缩小HRT。经过150天运行,完成了污泥颗粒化。进水CODCr质量浓度3500mg.L-1,容积负荷7.6kgCODCr.m-3.d-1,产气量14.8L.d-1,CODCr去除率69%。颗粒污泥形状不规则,一般为球形或椭球形,粒径为1～2mm。     

复合式MBR处理化学合成类制药废水研究

采用复合式膜生物反应器（CMBR）对化学合成类制药废水的厌氧反应器出水进行处理研究,系统在不同的水力停留时间（HRT）下,各运行了一段时间,以此寻求最短HRT.实验结果表明,当HRT为10 h和5 h时,进水COD质量浓度在915.9-1 937.5 mg/L之间波动,复合式MBR的出水COD分别为62.5-141.7 mg/L和76.2-149.7 mg/L,COD去除率分别为88.7%-96%和85.7%-94.3%,均可以满足达标排放标准要求（150 mg/L）.当HRT为3 h时,出水COD质量浓度为176.2-291.7 mg/L,不能满足达标排放标准要求.复合式MBR处理化学合成类制药废水的最佳HRT应控制在5 h.污泥质量浓度（MLSS）与COD去除的关系表明,为了得到更好的COD去除率,复合式MBR的最佳MLSS应控制在7 000 mg/L左右.     

大蒜切片废水处理的组合工艺实验研究

研究填料厌氧折流板反应器(ABR)—活性污泥—水生植物的组合工艺处理大蒜切片加工废水的运行特点.结果表明:填料ABR单元的最佳HRT为20 h,有机负荷小于COD 7.8 kg/(m3.d)为宜,在此工况下,COD的平均去除率可达92.5%;活性污泥法单元的最佳HRT为12 h,进水有机负荷宜保持在COD 0.8~1.2 kg/(m3.d)之间,在此工况下,COD的平均去除率为81.0%;水生植物单元的最佳HRT为3.5 d,在此最佳HRT下,COD的去除率为42.6%.该组合工艺COD总去除率保持在99.37%~99.42%之间,出水的COD浓度为38~41 mg/L,出水水质能稳定达到国家一级A排放标准.     

热碱解-水解预处理剩余污泥的效果研究

热碱解-水解联合工艺预处理剩余污泥,可以实现污泥快速破胞,释放污泥细胞中的有机物,促进水解过程物质的转化,也有利于回收剩余污泥中的碳源. 基于此优点,本研究考察了温度、pH、反应时间对剩余污泥热碱解破胞效果的影响,以确定适宜的热碱解条件. 比较了不同水力停留时间（HRT=0~120h）下污泥水解过程中SCOD、挥发性脂肪酸（VFAs）、氮磷、蛋白质和糖类浓度的变化,分析了水解过程物质的转化情况. 结果表明,较高的pH（pH11）和较高的温度及延长反应时间均有利于提高污泥破胞效果. 适宜的热碱解条件为:热碱解破胞温度为70℃、初始pH 11,反应时间1 h. 在该条件下,SCOD浓度可超过11500 mg/L,污泥溶胞率为44%. 在水力停留时间为24 h时,VFAs和SCOD浓度分别高于2400 mg/L和5800 mg/L. 研究发现热碱解-水解反应约120h达到平衡,此时蛋白质和糖类稳定在130 mg/L和190 mg/L左右,其中,氮磷主要以氨氮和PO43-形式存在,相应比例分别为89%和94%. 热碱解-水解联合工艺通过加速污泥破胞,释放胞内有机物,能够明显地促进污泥的水解,这为剩余污泥热碱解-水解预处理的应用提供了技术支撑和理论依据.     

好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水

采用好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水,分别对COD、NH4 -N、NO2--N、NO3--N的去除效果和对膜通量的影响进行了研究。结果表明:在水力停留时间(HRT)为8h,进水COD浓度为600mg/L,NH4 -N浓度为40mg/L的条件下,出水COD、NH4 -N的浓度分别为46.6和4.8mg/L。NO2--N和NO3--N的去除率也可达90%以上。并且好氧颗粒污泥的加入减缓了膜的污染。     

ATP content and biomass activity in sequential anaerobic／aerobic reactors

Specific ATP content of volatile solids was measured to characterize the sludge activity in a sequential anaerobic/aerobic wastewater treatment system, with an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor and a three-phase aerobic fluidized bed (AFB) reactor. The wastewater COD level was 2000-3000 mg/L in simulation of real textile wastewater. The ATP content and the specific ATP contents of volatile solids at different heights of the UASB reactor and those of the suspended and immobilized biomass in the AFB reactor were measured. In the UASB reactor, the maximum value of specific ATP (0.85 mg ATP/g VS) was obtained at a hydraulic retention time (HRT) 7.14 h in the blanket solution. In the AFB reactor, the specific ATP content of suspended biomass was higher than that of immobilized biomass and increased with hydraulic retention time reaching a maximum value of 1.6 mg ATP/g VS at hydraulic retention time 4.35 h. The ATP content of anaerobes in the UASB effluent declined rapidly under aerobic conditions following a 2nd-order kinetic model.     

剩余污泥减量化的初步试验研究

通过向处理系统中投加填料对污泥减量的效果进行了研究.试验结果表明:投加填料后处理系统的污泥浓度平均值为3 509 mg/L,出水CODCr平均值为42 mg/L,CODCr平均去除率为88%;未投加填料处理系统的污泥浓度平均值为4 815 mg/L,出水CODCr平均值为77 mg/L,CODCr平均去除率为77%.投加填料处理系统的污泥浓度、出水CODCr值均低于未投加填料的处理系统,因此是一种可行的剩余污泥减量方法.     

驯化污泥的投加对污泥产酸过程的影响

城市污水处理厂产生的剩余污泥常用作厌氧水解产酸的原料,可为反硝化工艺提供可利用碳源.本文通过实验研究了在不同的驯化污泥与未驯化污泥质量比（n）下,剩余污泥厌氧水解酸化过程中pH、ORP、SCOD、TOC、TN、NO3-N、NO2-N和MLSS的变化规律.综合各因素分析,结果表明：最佳配比方式为n=1∶2.在此配比下,SCOD和TOC分别能达到的最大值为5006.7mg/L和2060mg/L,反应时间为3d.     

红霉素生产废水处理试验研究

利用UASB反应器处理红霉素废水试验运行结果表明:通过控制进水中COD浓度和对厌氧污泥有效的培养驯化,红霉素生产废水可以被有效处理,进水COD为6700-7500mg/L,出水COD为820-1000mg/L,反应器水力停留时间25h,容积负荷达到3-4.5kgCOD/(m3.d),COD去除率达到88%.     

强制循环厌氧反应器的启动特征

以强制循环厌氧反应器为研究对象,考察了第1次启动情况和启动前后反应器内污泥性质的变化.结果表明：强制循环厌氧反应器（FCR）启动运行25 d后,当反应器容积负荷为0.6 kg.COD/（m3.d）,水力停留时间（HRT）42 h,溶解性化学需氧量（S-COD）去除率可达61.4%,最后出水S-COD〈700 mg/L.故使用新型强制循环反应器处理纺织印染废水,扩展了反应器的应用范围.     

调理剂投配比及粒径对污泥堆肥的影响研究

为了研究采新型可循环LWK调理剂的用量及粒径对污泥堆肥速率和氮素损失的影响,以城市污泥与新型LWK调理剂为原料进行为期25 d的堆肥试验,分析了堆肥过程中的物料二氧化碳产生速率、有机质含量(VS和DOC)、氨气挥发速率、氮素含量的变化规律.结果表明,m污泥∶m新型调理剂=1∶0.8时,堆体的CO2产生速率最高可达12.44 mg/(kg·VS·d),氨气挥发最少;在调理剂粒径筛选中,采用三个调理剂粒径水平20.0、30.0、40.0 mm的调理剂进行堆肥试验,三组试验氮素损失率分别为15.73%、6.90%、13.19%.使用平均粒径为30.8 mm的调理剂能够明显降低堆体的氮素损失.     

沸石填料BAF和组合填料BAF启动挂膜对比试验(英文)

不同填料曝气生物滤池在相同条件下进行挂膜实验.进水流向为上流式,挂膜方式为复合接种挂膜,即先用活性污泥闷曝接种,然后逐步提高进水流速,直到滤料表面形成稳定的生物膜.结果表明,33 d后挂膜成功,在温度为16～24℃,水力停留时间(HRT)为1 h,DO为6 mg/L的情况下,沸石BAF的去除率分别为27%和84%;组合填料BAF去除效果最好,去除率分别为32%和92%.