高温厌氧颗粒污泥膨胀床中颗粒污泥的性质分析

考察了高温(55℃)条件下厌氧颗粒污泥膨胀床处理木薯酒精废水的运行特性和颗粒污泥的性质.结果表明,当进水有机负荷(OLR)在15.0 kg.m-3.d-1时,化学需氧量(COD)平均去除率为86.7%,平均产气量为15.1L.d-1.OLR最高可达24.0kg.m-3.d-1,COD平均去除率为88.5%,平均产气量为39.9L.d-1.颗粒污泥的颗粒化率随着运行时间的延长逐渐增加,运行至260d,直径大于2.00mm的颗粒污泥约占32%.颗粒污泥的有机组分主要是碳、氢和氮,无机组分主要是硅、磷、钙和铁.颗粒污泥表面的微生物以丝状菌为主,污泥内核组成可能主要为磷酸钙或碳酸钙等无机质.     

同型产乙酸菌株CA3及其发酵葡萄糖产乙酸条件优化

 同型产乙酸菌纯培养物的获得,可为研究其在厌氧生物处理系统中的生理生态功能以及生产化工溶剂乙酸提供种质资源。以CO₂为碳源,采用改良Hungate厌氧技术,从厌氧活性污泥中分离得到一株同型产乙酸菌CA3。该菌株为严格厌氧,卵形,G⁺,可利用H₂/CO₂产乙酸,也能发酵葡萄糖、果糖等产生乙酸。16SrRNA基因序列比对及系统发育树构建结果表明,CA3隶属Blautia sp.。菌株CA3能在20~45℃的温度范围内生长,最适生长温度为35℃,最适初始pH值为8.0。在最适条件下,菌株CA3利用H₂/CO₂产乙酸速率可达8.92mg/(L·h);以酵母粉作为氮源发酵葡萄糖时,发酵体系的乙酸浓度可达1370mg/L。     

环形流化床生物质热裂解反应器的传热分析

 环形流化床热裂解反应器结构紧凑,热效率较高,具有良好的应用前景.本研究对环形流化床内传热过程进行分析.利用解析法,构建了环形反应器稳态传热的计算模型,并用C语言进行编程和求解,得出了反应器各参数随流化气速变化的关系.同时,应用数值法得出相应流化气速下反应器热量损失与壁面温度,并与解析法进行对比.结果显示,反应器在流化气速为0.02~0.24m/s下工作时,随着流化气速的升高,总传热系数上升,燃烧室外壁面温度降低,保温层表面温度升高,单位长度上的热损失呈上升趋势.与传统流化床反应器相比,环形流化床反应器的热损失较低.解析法与数值法得出的结果具有较高吻合性,对于流化床反应器内传热效果的分析具有指导性意义.     

直叶片离心喷雾气液反应器分离性能

为了解决目前单重态氧发生器存在的气体处理量小、气液反应面积小和气液分离不彻底的问题,设计了一种雾化技术与离心技术相结合的两级排液式直叶片离心喷雾气液反应器.首先采用CFD方法,对该反应器建立了计算模型,研究了反应器中连续相流场、离散相颗粒的运动特性,系统分析了粒径及转速对反应器分离性能的影响,获得了分离特性曲线.然后通过实验研究,分析了反应器在真实工况下的分离性能.综合研究表明,CFD模拟结果与实验结果比较吻合,CFD模型可用于该实验研究.反应器在5 mol/s的气体流量下对于粒径大于90μm的液滴在3 000 r/min转速下分离效率100%,为单重态氧发生器的发展提供了参考.     

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).     

碳酸氢盐碱度对低温厌氧消化及微生物群落的影响

15℃条件下,通过投加不同浓度碳酸氢钠来控制厌氧体系的碱度,采用间歇实验进行厌氧消化研究。结果显示,碳酸氢钠投加量为0.10mol/L时,体系能维持厌氧微生物适宜生长的pH值,48h内COD去除率达到75.43%。继续增大投加量,COD去除率没有明显升高;随着碳酸氢盐碱度的增加,VFA浓度峰值升高,但积累的VFA降解速度减慢;高浓度的碳酸氢盐碱度可以缩短产甲烷的滞后时间,但最终累积甲烷产量受其影响较小;碳酸氢盐碱度的适量投加可促进低温厌氧消化过程中微生物的生长代谢,提高微生物群落的丰富度以及多样性。     

厌氧系统中热处理对污泥减量化的影响

为了研究热处理污泥和原污泥的混合比对污泥减量化和污泥厌氧消化的影响,将原污泥和热处理污泥按一定比例进行混合后,投入厌氧反应器中进行消化.研究结果表明,该处理既可以提高污泥减量率,又能改善污泥厌氧消化性能,提高污泥产气量.各实验组在混合初期由于溶液的水解酸化作用,pH值均有所下降,而后逐渐恢复到中性;氨氮浓度稳定上升,不仅抵偿了有机酸浓度增大造成的pH下降,而且提高了污泥体系的缓冲性能,有利于后续的厌氧消化;各实验组的SS浓度变化幅度相当,SCOD浓度降解度最大的是混合比为3：1实验组,达到80%,较原污泥提高了26%.     

折流杆换热器的应用分析

分析了折流板换热器换热管泄漏的原因,并提出了改造方案.采用杆式折流替代板式折流,不仅解决了换热管束由于剧烈振动而导致的泄漏问题,而且换热器的总传热系数提高了34%,壳程阻力损失减小了23%,达到了良好的改造效果.     

预处理促进玉米秸秆发酵试验

微生物预处理可增加沼气的产量,但实验室培养菌种的成本较高,笔者采用堆放新鲜玉米秸秆的预处理法,对堆放厚度、堆放时间对微生物活性和浓度进行比较,并对堆放前后的化学成分测试比较。采用自行设计的可控性干式厌氧发酵装置,对预处理前后的玉米秸秆分别与牛粪、污泥作为接种物进行发酵,对玉米秸秆中纤维素变化及产沼气效果进行试验研究。试验结果表明：堆放20 d中层玉米秸秆酶活数值较高,且此玉米秸秆中纤维素、木质素、半纤维素的质量分数比未经处理的分别减少了5.8%、16.8%和5.7%,中温干式发酵实验中,玉米秸杆与牛粪质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高24.4%;玉米秸杆与污泥质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高23.27%。     

催化裂化汽油光催化脱硫连续管式反应器数学模型

通过对催化裂化(FCC)汽油萃取-光催化脱硫连续工艺中光催化脱硫反应器的研究,从光的量子性出发,在对FCC汽油光催化脱硫反应器进行合理简化的基础上,建立了光催化脱硫反应器的数学模型.采用隐式差分法对模型求解,求得FCC汽油光催化脱硫反应器中硫化物的浓度、反应温度、光强在径向和轴向的分布.同时,建立了管式光催化反应器中辐射能传递的基本方程和局部体积能量吸收速率的理论模型.并以催化裂化汽油萃取-光催化脱硫连续试验数据验证了模型的可行性.