利用氢基质生物膜反应器同步去除多种污染物

利用氢基质生物膜反应器(hydrogen-basedmembrane biofilm reactor,MBfR)对含有多种氧化性污染物包括硝酸盐(NO3--N)、硫酸盐(SO24-)、溴酸盐(BrO3-)、六价铬(Cr(Ⅵ))和对氯硝基苯(p-CNB)的模拟地下水进行同步去除试验研究.结果表明,MBfR中生长于中空纤维膜表面的氢自养还原菌利用氢气作为电子供体进行自养还原反应,将水中NO3--N还原成N2,SO24-还原成硫化物(S2-/H2S),BrO3-还原成Br-,Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),p-CNB逐步还原成对氯苯铵(p-CAN)和苯胺(AN).通过生物还原达到对氧化性污染物的去除或毒性的降低.在氢分压为0.06MPa和水力停留时间为4.67h条件下,经过生物膜驯化及32d的连续运行,反应器对各种氧化性污染物的去除性能达到稳定:NO3--N和BrO3-近于完全去除,SO24-去除率达19.8%,Cr(Ⅵ)去除率达85.8%,p-CNB去除率达86.1%.研究表明,利用氢基质生物膜反应器处理含多种氧化性污染物的地下水可行,且具有一定应用潜力.     

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争Ⅰ.动力学推定的模型及实验方法

产甲烷菌(MPB)和硫酸盐还原菌(SRB)的竞争是一个有关厌气处理过程生死存亡的重大问题。研究的目的是提供一个明确实际厌气过程中MPB和SRB竞争机理的动力学研究方法。首先，以Monod模型为基准建立了一整套动力学模型用于微生物菌体浓度和诸动力学常数推定。其次，进行包括乙酸和氢气利用MPB和SRB的两系列连续培养及批量实验，为下一步的动力学常数推定及讨论实际厌气过程中MPB和SRB的动力学竞争机理打好基础。     

利用氢基质生物膜反应器去除地下水中的Cr(Ⅵ)

采用氢基质生物膜反应器(hydrogen-based membrane biofilm reactor,MBfR)生物去除地下水中的Cr(Ⅵ).MBfR膜表面氢自养还原菌利用氢气作为电子供体,进行自养还原反应,使水中Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),形成沉淀而去除.通过培养生物膜、改变进水Cr(Ⅵ)质量浓度和氢分压,启动驯化120 d后Cr(Ⅵ)去除率达83%,NO3--N去除率高于99%.3种影响因素的试验研究表明:氢分压、NO3--N负荷和pH值对Cr(Ⅵ)的去除有影响.增加氢分压有利于Cr(Ⅵ)的去除;而NO3--N负荷的增加则导致Cr(Ⅵ)去除效率降低;Cr(Ⅵ)还原对pH值较为敏感,最佳pH值为7.0(最高去除率达78.2%),pH值小于7.0或大于8.0时都会造成去除率显著降低.试验表明,利用氢基质生物膜反应器处理含Cr(Ⅵ)以及NO3--N和Cr(Ⅵ)污染共存的地下水体具有一定应用潜力,关键控制因素有氢分压、NO3--N质量浓度和pH值.     

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争Ⅱ.动力学推定的结果及讨论

根据前文建立的动力学模型及批量实验结果,进行了包括乙酸及氢气利用在内的MPB和SRB的动力学常数的推定.结果显示,以Methanothrix及Methanobacter为种属的乙酸和氢气利用MPB;以Desulfobacter postageix和Desulfovibrior为种属的乙酸和氢气利用SRB分别存在于葡萄糖消化过程中.在反映现实情况的低浓度硫酸根离子条件下,热力学及动力学均占优势的乙酸利用SRB相反完全竞争不过乙酸利用MPB.这是由于对硫酸根离子乙酸利用SRB竞争不过氢气利用SRB的缘故,因为后者(Ks=10.7～13.3mg/L)具有比前者(K=19.5～21.4mg/L)更高的硫酸根离子亲合性.这一结果进一步显示有必要重新评价长久以来一直承担负面角色的SRB的作用.因为如果从有利于厌气过程中甲烷主要产生者-乙酸利用MPB的生长这一角度来看,适量生长的氢气利用SRB能够完全抑止作为对手的乙酸利用SRB的生长以至发挥重大的正面作用.另外,该研究提供的动力学推定方法能简便、快速、准确的推定出微生物菌体浓度和诸动力学常数,对于生物处理的近乎所有过程都具有参考价值.     

气升式内环流反应器的气含率分布

从动量衡算出发,通过合理简化,导出了气升式内环流反应器中各区域局部气含率的计算公式,利用实验数据关联了式中的有关参数,最终得出各区域局部气含率估算式.结果与实验数据吻合良好.     

气升式内循环反应器内的气含率与液体循环

研究了气升式内循环反应器内的气含率与液体循环。反应器包含一个传统的导流筒和三段缩放型导流筒。通过实验分别对气－水、气－CMC（羧甲基纤维素）溶液两相系统和气－水－树脂颗粒三相系统进行了研究。用两相漂移通量模型对三相牛顿流体和两相非牛顿流体进行了评价。结果表明，三段缩放型导流筒内的气含率高于传统的导流筒，且随表观气速而提高。在两相和三相系统中，导流筒结构参数的变化对气含率的影响很小。基于漂移通量模型的数学模型很好地描述了反应器内的液体循环。     

外环流反应器结构与操作参数对气含率的影响

在中试气提式外环流冷模反应装置上,研究表观气速UG、液相主体流速UL和气含率εG的关系,揭示小装置上反映不出的现象并为生产提供指导。反应装置高2.5m,由一个上升管与两个下降管组成,其内径分别为0.47m和0.08m,已接近于中试规模。对不同开孔方向和开孔数的气体分布器,分气液及气液固情形进行研究。结果表明:UL随UG升高呈线性上升;εG随UG增大而增大,二者也呈线性变化;εG随UL增大略有增大;分布器开孔向上比向下具有高的εG;活性炭加入500g比加入250g更能提高εG。     

气升式外环流反应器结构特性对传质的影响

研究了气升式外环流反应器（EALR）结构特性（高径比、喷嘴结构、喷嘴位置、两管中心距）对气含率、液体体积传质系数的影响。得出了反应器的较优结构尺寸。在冷模试验优选出确定结构的EALR中进行了苏云金杜菌的发酵实验,与传统的机械搅拌罐相比,苏云金杆菌的发酵周期可缩短9h左右,发酵水平可提高35%。     

固体颗粒对三相气升式环流反应器流动特性的影响

将液相视为连续相,气相和固相视为分散相,同时考虑各相之间的相互作用,结合气液固三相流体的动力学理论,建立气液固三相环流反应器三流体湍流流动的Eulerian模型.采用计算模拟软件Fluent对三相环流反应器的流动状况进行模拟,考察表观气速、固含率、颗粒大小对反应器的气含率以及液体流动速度的影响.模拟结果较好地解释了气升式环流反应器内的三相流体行为,模型与实验结果较好地吻合,表明了模型的可行性.     

双层桨结构自吸式反应器的气含率

根据单层桨自吸式反应器吸入的气体主要集中在反应器上部的缺陷,采用了4种桨型作为下层搅拌桨,并研究了下层桨桨径、桨间距和导流筒的影响.测定了釜内总气含率与釜下半部的气含率,发现下层桨不仅决定气含率在釜下部的分布情况,而且对自吸式桨的气体吸入量也有很大影响,与理论推导的结果完全吻合.找到了合适的搅拌浆组合形式,该组合符合流体力学理论,在工业装置上的应用取得成功.     

EIC厌氧反应器在处理柠檬酸废水中的应用

报导了应用EIC厌氧反应器处理柠檬酸废水的结果,容积有机负荷可达到16～18 kgCOD/m3.d,个别达到了20 kgCOD/m3.d以上,COD去除率在88%左右。在柠檬酸废水厌氧处理中,采用EIC技术要好于UASB,用EIC取代UASB实现技术更新不仅必要,而且可行。     

用两种结合式厌氧发酵器处理酒精蒸馏废水的研究

在中温下,用125L的污泥床滤器(SBAF)和150L的结合式厌氧折流反应器(HABR)处理酒精蒸馏废水,最低水滞留期、最高COD负荷率、最高产气率、平均甲烷含量、氢分压分别为22h和35h,10.9kg_(CH_4-COD)/m~3·d和5.5kg_(CH_4-COD)/m~3·d,5.43m~3/m~3·d和3.06m~3/m~3·d,76％和74％,1.5×10~(-4)和4.0×10~(-4)atm.两者的COD去除率(根据负荷的高低)保持在78％～98％。SBAF运转稳定、高效,HABR能将甲烷八叠球菌存留于反应器内并能积累较多污泥。根据两种发酵器的运转过程和优势产甲烷茵的生理特性,可设计一种两步发酵器,使在不同阶段富集不同的乙酸裂解产甲烷菌,达到进一步提高处理效率的自的。     

用IC厌氧反应器处理酒精废水

用旧厌氧罐改造成高度只有13.6 m的IC厌氧反应器,用于处理酒精废水,在颗粒污泥条件下运行,容积有机负荷达到15.2 kgCODm-3d-1,COD去除率为86.5%.     

厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸菌及耗氢作用

 在对连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵产氢系统中的活性污泥进行分子生物学分析,判断系统中有同型产乙酸菌存在的基础上,通过活性污泥的间歇培养试验,探讨了同型产乙酸作用对活性污泥发酵系统产氢效能的影响.结果表明,CSTR发酵产氢系统的活性污泥中,一种隶属真杆菌属(Eubacterium)的同型产乙酸菌在活性污泥微生物群落中达到了优势程度;以葡萄糖为底物时,同型产乙酸菌的耗氢代谢,可使厌氧活性污泥对葡萄糖的氢气转化率及产氢率分别降低31%和34%,耗氢速率可达0.33mmol/(g·d).     

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.     

外扰动Riemann几何在地震预测中的应用

研究了球对球Ｒｉｅｍａｎｎ几何在外扰动下的稳定性,主要讨论引力波入射到该物体时,发生散射和吸收的方式,这个问题的答案显然在地震预测研究中存在着应用前景。在理论上,这些答案还引发进一步的兴趣：它将更深入地揭示广义相对论时空性质。     

低浓度有机废水厌氧生物处理反应动力学

以Monod模式和微生物增长与底物降解的基本关系为基础,推导了描述完全混合式厌氧反应器处理低浓度有机废水的出水最低浓度Se,m in和进水最低浓度S0,m in的数学模型,并对影响厌氧反应动力学参数的因素进行了讨论。     

退化C0半群的扰动

讨论多值线性算子A生成的退化C0半群在线性算子B下的扰动问题，在退化C0半群的生成定理的基础上，本文对于B为单值有界，相对A有界，以及B为多值线性算子的情况分别给出了A在B下的扰动A B生成退化C0半群的条件。     

厌氧序批式反应器培养厌氧氨氧化污泥

为从厌氧序批式反应器中接种好氧硝化污泥,对厌氧氨氧化污泥的培养进行了研究.采用含氮模拟废水,在进水pH值为7.2-7.8、温度为(30±1)℃的条件下运行142d,成功培养出厌氧氨氧化污泥.实验结果表明:在水力停留时间为1.2d、总氮容积负荷(以N计) 为0.4318kg/(m3·d)时,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%,平均为81.2%和85.7%;氨氮和亚硝酸盐氮去除的比例(摩尔比)为1:(1.387±0.024),反应器内主要发生厌养氨氧化反应,说明采用厌氧序批式反应器是培养厌氧氨氧化污泥的一条途经.     

Perturbations of the radical of nest algebras

Let R N and K-N be the radical ideal and the compact operator ideal of nest algebra T(N) respectively. It is proved thatR-N+K-N=span{T∈T(N)∶TT(N)NCT}=span{T∈T(N): #σ′(ST)≤1, S∈T(N)}.