刘则华[1]2004年在《多孔微生物载体固定床生物反应器处理污水新工艺研究》文中研究指明剩余污泥的处置提高了污水的处理成本,其处理设备占活性污泥法总投资的30—40%,运行成本约占整个工艺运行成本的24—45%。随着中国污水处理率的提高,剩余污泥的总量逐年增加,因此需要研究少产剩余污泥或不产剩余污泥的生物法处理污水新技术。 利用一种特殊结构的多孔微生物载体,在实验室构建了在污水的流动方向上具有好氧/微好氧一厌氧反复耦合的固定床生物反应器,采用人工废水研究了该反应器的启动过程及污水处理过程的基本特征,同时对生活污水,工业污水进行了中试研究。 实验室小试的研究结果表明,本反应器对于有机物有很好去除效果,体积的有机去除负荷为>3kgCOD/m3·h,高于普通活性污泥法的负荷(O一3 kgCOD/m3.h),且抗冲击力强;连续运行的结果显示,反应器对有机物的去除效率很高,当进水的COD及TOC分别为300一700和100—350mg/L时, 处理水的COD<100mg/L,TOC<20mg/L,其相应的去除效率分别为80%和90%以上。在13—35小时水力停留时间的范围内,水力停留时间对有机物的去除效率几乎没有影响;未经沉淀的处理水中的SS浓度很低,长期维持在30mg几以下。一年多来,装置运行正常,没有出现任何污泥堵塞的现象,没有排过一次污泥。 在高碑店建立的日处理能力为14.4吨的生活污水中试装置,近600天的结果说明,与同期的活性污泥法工艺相比,污水的净化效果要优于现有工艺,而且体系产生的SS较少,处理污水的同时解决剩余污泥的问题。出水SS约大于国家城市生活污水二级处理一级排放标准,但是可以在除磷工艺中很好的得到解决。 在肇庆市星湖生物科技建立了有效容积2.65m3的中试装置,120多天的运行结果显示,该体系可以适应肌苷废水的冲击,并对该废水有很高的处理效果。当进水COD平均值为1800mg几时,出水COD平均值降至265mg/L,处理率达85.3%,而且处理水的透视度很好。当改用调节池水为进水时,因降低了废水的冲击,其
刘则华, 邢新会, 冯权[2]2006年在《多孔微生物载体固定床生物反应器的污水处理特性》文中提出为开发从源头上解决剩余污泥问题的污水处理技术,选用球形多孔载体,制作不设沉淀池的定点曝气式固定床生物反应器,在保证高浓度固定化微生物的同时,使体系形成一种好氧-厌氧反复交替变化的多样化环境。实验采用以C6H12O6为碳源、(NH4)2SO4为氮源的人工废水,进水COD和TOC浓度分别为300～700mg/L和100～300mg/L,稳定运行的结果显示,未经沉淀的处理水中的SS浓度很低,长期维持在30mg/L以下,可以直接排放。反应器对有机物的去除效率较好,处理水的COD<100mg/L,TOC<20mg/L,其相应的去除效率分别为80%和90%以上。经过1年多的实验,装置运行正常,没有出现污泥堵塞现象,没有排过污泥,
杨平[3]2002年在《聚合物载体流化床反应器生物颗粒特性及焦化废水流化床系统生物脱氮研究》文中研究表明固定化微生物的流化床反应器用于处理有机废水是一种效率很高的新型生物反应器。其高效性主要来源于两个方面：微生物固定于颗粒载体上，极大地提高了生物反应器内活性生物量的浓度，从而明显提高了生化反应速率及反应器抗负荷冲击的能力；生物颗粒的流体化，强化了有机基质与微生物之间的液—固相传质。但由于常规的微生物固定化效果差，且生物颗粒的流态化行为的复杂性，国内外普遍认为处理废水的生物流化床操作条件难以控制。由于对流化床废水处理，特别是对难降解废水处理缺乏系统研究，从而阻碍了流化床反应器用于废水处理的工业应用。 为解决上述问题，本文提出了静态筛选载体的方法，首次筛选出性能优良的多孔高分子颗粒(HP)作为微生物固定化载体，并在实验室及中试研究中用该载体形成了生物颗粒。系统研究了聚合物多孔载体流化床反应器处理难降解废水时的操作特性；对聚合物载体AFB反应器处理富积硫酸盐废水及在处理合成废水时与GAC载体处理效果作了比较；对光颗粒及生物颗粒表面及截面扫描电镜观察，首次发现并解释了厌氧菌在颗粒表面及截面内孔的分布规律。以Richardson-Zaki公式为基础，研究了由HP载体形成的多孔生物颗粒沉降性能及流化床反应器床层膨胀特性；在国内外首次进行了HP载体流化床生物脱氮A_1-A_2／O工艺处理焦化废水中试试验研究，并取得极好的氨氮去除效果。厌氧流化床(AFB)借鉴Monod模型、Fick定律，用厌氧消化二阶段理论建立传质与反应数学模型，中心差分法数值求解，理论分析了生物颗粒生物流化床中的传质与反应动力学；采用Monod模型对A_1-A_2／O工艺生物流化床处理焦化废水时硝化段进行简化动力学分析。上述研究证实：在流化床反应器中用低密度球形多孔高分子载体固定化微生物形成生物颗粒，用于处理高浓度废水、含硫酸盐废水及焦化废水时性能的优越性。 实验、中试和数值计算结果表明：(1)筛选出的低密度球形多孔高 四）l大学博士学位论文分子载体固定化微生物用于流化床废水处理是可行的，该类载体密度轻。球形度高、孔结构合理、亲生物性好、抗生物降解。o旧P载体厌氧流化床反应器用于处理高浓度废水时性能优于GAC载体；AFB反应器处理含硫酸盐废水时其抗硫酸盐的抑制能力强，当 COD／SO／’的比值大于1．45时反应不会受到抑制，用于处理含硫酸盐废水时效果好八3）经SEM照片分析发现，HP载体AFB反应器生物颗粒表面微生物种群丰富，优势菌为产甲烷八迭球菌，载体内孔固定微生物性能良好，其主要菌群为竹节状的索氏产甲烷丝菌，形成这种分布的原因是基质在生物颗粒上的传质及主化反应产物引起pH沿颗粒径向内外表面变化所致。K）HP载体生物颗粒的生物流化床的床层膨胀仍可用Richardson－Zaki公式来表述，膨胀指数n应作修正，该载体的膨胀指数小于其它载体的生物流化床；HP生物颗粒曳力系数比其他研究者采用高密度载体得到的生物颗粒CD值略大。O川P载体流化床系统生物脱氮 A；－AZ／OI艺处理焦化废水时，由于流化床及生物颗粒的高效性，系统具有很好的NH3－N、COD及酚的去除效果，当进水NH3N浓度小于600mg儿时，出水可小于15mg／L。的）AFB反应器处理高浓度废水时，由于存在传质阻力，生物膜厚度对反应器基质去除率有较大影响，反应器在不同操作条件下存在一个相应的较优生物膜厚度范围，本实验条件下的较优膜厚范围是 150－250 n m，其理论分析与实验结果一致。 本文为生物流化床反应器处理有机废水的研究提供了新的思路。初步建立HP载体的筛选分析体系和系统研究有机废水生物处理的相关方法；对焦化废水生物脱氮中试的深入研究，为现行焦化废水处理系统的工程改造提供了依据，并得出最佳工况下的工程控制对策。本文所得结果将对生物流化床反应器处理生活污水、工业废水等有机废水具有重要的理论意义和实用价值，为工程应用打下了良好基础。
方章平[4]2005年在《一体式生物反应器启动实验研究及微生物固定的多孔载体改性》文中研究表明废水生物处理系统的效果主要由两个因素决定:一是优良的微生物;二是提供适宜于功能微生物生长繁殖和代谢的优良环境条件。因此,为微生物提供优良环境的厌氧一好氧联合生物反应器的开发和产业化,高效微生物载体的研制和创新,对解决我国急需的中高浓度有机废水处理技术的应用面窄、占地大、投资和运行费高等问题十分重要。本文综述了厌氧、好氧、厌氧—好氧一体式生物反应器以及微生物固定载体的研究和发展现状;利用一体式厌氧—好氧生物反应器处理合成废水的启动实验,探讨了处理中、高浓度有机废水的特性和通过固定微生物的多孔高分子载体合成、改性和工业化,探讨了适应我国国情的处理中、高浓度有机废水方法和思路。 目前,对于一体式生物反应器的研究主要停留在普通的厌氧消化和传统的好氧代谢反应器的组合。在本次实验中一体式生物反应器的厌氧区和好氧区首次分别采用了高效的生物反应器,即厌氧部分采用两个叁相分离器串联、外循环的两级厌氧处理系统和好氧部分采用了高效的好氧生物流化床系统以及应用多孔高分子载体固定微生物。通过处理人工合成废水的实验,对反应器的启动影响因素等方面进行了研究。在启动过程中,厌氧反应区发挥了处理高浓度有机废水的特点,为后续好氧区提供了较为稳定的进水水质,减轻了其处理负担,为整个反应器的抗负荷冲击能力打下了良好的基础,反应器
王然[5]2007年在《新型复合生物反应器》文中进行了进一步梳理随着现代工业迅速发展,城市和工业废水排放量加大,水质水量的不稳定性日益加剧,废水中难降解有机物的种类和数量不断增加,传统生物处理工艺的不足日益暴露出来;同时由于人们环保、健康意识的增强和生活水平的提高,对生活区域水体环境质量的要求也不断提高。这两方面的因素造成以去除悬浮物和有机污染物为目标的传统污水处理工艺难以为继。本研究在深入研究国内外复合生物反应器研究成果基础上,从增加生物量和提高传质速率入手,选择具有高效脱氮、除磷效能的循环活性污泥法(CAST)工艺作为研究对象。本课题率先将自行研制的生物填料与具有高效脱氮、除磷功能的CAST工艺结合起来,开发出循环活性污泥生物膜工艺(CAS-BT)工艺。并以此为基础进行实验室动态模拟试验及工程化应用的研究。综合结果表明,在实验室内CAS-BT工艺对进水COD及其负荷变化具有较强适应能力,COD负荷在4.5Kg/m3-d以内时,出水COD浓度均可达到一级排放标准。整个试验期间COD去除率比较高,在91.88%～98.91%之间,BOD5去除率均在96%以上。采用该工艺建设东北某电站小区生活污水处理工程后,运转情况稳定,出水水质完全达到国家《污水综合排放标准》GB8978-96一级排放标准。创造了较大经济效益而且也产生了良好环境效益和社会效益。采用该工艺对长春市双阳污水处理厂进行技术改造后,系统在5个月内调试成功,并且在整个试验期间各项出水水质指标均达到了或优于设计值;除磷效果较好,去除率达51.6%～77.7%;NH3-N去除率达58.9%～98.7%。特别在冬季水温较低时,该系统出水水质虽较夏季时为差,但仍能稳定运行,达到出水水质指标。
何琳[6]2009年在《化工厂区雨排水回用循环水补水及时研究》文中认为本文以某化工厂区雨排废水(主要由生产车间的机泵冷却水、地面冲洗水、低温水回水、设备管道导淋水以及厂区雨排水组成)为研究对象,探索将其回用为循环水补水的工艺路线、操作参数,并在此基础上考察本实验主要处理单元固定床生物膜反应器的工艺稳定性、抗污染冲击以及抗油污染冲击的能力。通过采用以生物膜为主要处理单元,膜分离、混凝-絮凝、砂滤等为辅助处理单元的六种工艺路线探索试验,确定了将该股废水回用为循环水补水比较经济、实用的工艺路线是生物膜+砂滤组合工艺。生物膜处理单元采用固定床生物膜反应器,该反应器利用了A/O(缺氧/好氧)工艺,并且对常规的A/O工艺进行了改进,其中A段利用了固定颗粒物质作为微生物的载体,在O段利用了半软性组合填料作为生物载体,在缺氧段的兼性厌氧菌的作用下,有机物发生水解酸化作用,提高废水的可生化性;在O段利用填料上所附生物膜中微生物氧化分解作用、填料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流向下形成的食物链分级捕食去除作用以及生物膜内部的反硝化作用,保证了出水的稳定性和抗冲击能力。实验结果表明,半软性组合填料挂膜速度快、生物量大,处理效果优于多孔旋转球型悬浮填料;固定床生物膜反应器处理该化工厂区雨排废水的最佳操作参数为水力停留时间1h,气水比为0.5:1,在最佳操作参数下处理该股废水,COD、BOD、NH3-N去除率分别达70%、80%、65%以上;30天的稳定运行试验表明固定床生物膜反应器稳定性能良好,COD、BOD、NH3-N、浊度平均去除率分别为72.37%、79.85%、75.57%、75.0%,出水COD在20mg/L左右,BOD均在5 mg/L以下,NH3-N均在3.5 mg/L以下、浊度在5 NTU以下;固定床生物膜反应器出水再经过砂滤处理,水质进一步提高,完全可以回用为循环水补水。另外,抗有机污染冲击试验和油污染冲击试验表明,固定床生物膜反应器的抗冲击性能强,冲击后调整进水水质,恢复运行10天左右,生物膜逐渐恢复,去除效果、出水水质恢复到冲击前的水平。同时,固定床生物膜反应器集厌氧生物滤床与好氧生物膜于一体,具有良好的硝化反硝化功能。该技术每年可节约新鲜水约100×104吨,年节约资金可达约205万元,经济效益、环境效益、社会效益显着,具有很好的应用前景。
肖鸿[7]2005年在《厌氧—好氧一体化反应器处理高浓度有机废水的实验研究》文中研究表明我国目前的环境污染状况很严重,废水处理,特别是有机工业废水的有效处理、达标排放势在必行。然而,在现有的废水处理工程中,普遍存在着投资及运行费用高、能耗大、占地面积大、操作管理不便且在处理高浓度难降解有机废水以及含高氨氮浓度废水时难以达标等问题。因此急需开发高效、低耗、占地面积少、应用面广的新的废水处理技术。 本课题结合以前单级厌氧、单级好氧和厌氧—好氧联合废水处理的实验和工程经验,运用一体化概念,将高效的厌氧流化床和好氧流化床反应器通过结构优化,合理组合在一个反应器内形成新型厌氧-好氧一体化反应器,并加入新型聚合物多孔载体用于固定化微生物处理高浓度有机废水,实验中对一体化厌氧流化床-好氧外循环流化床反应器的启动及运行特性进行了研究,对聚合物多孔载体的微生物固定化性能进行了考察,对基质降解动力学和微生物生长动力学作了研究。另一实验中还对一体化缺氧流化床-好氧内循环流化床反应器的脱氮性能做了初步研究。后期实验对新型多孔膜微囊载体的微生物固定化性能做了静态和动态实考察。 一体化厌氧流化床-好氧外循环流化床反应器的启动及运行实验表明:在一体化厌氧流化床-好氧外循环流化床反应器中加入新型聚合物多孔载体,在16～24℃的自然温度下,采用递增负荷、厌氧和好氧分期启动的方式,系统可以在38天内达到较好的启动效果;在系统负荷运行期内,控制进水pH为7.0,厌氧回流比3～5,好氧曝气量0.36～0.50m~3/h,当系统总进水COD浓度均值为3601.8mg/L,总出水COD浓度均值为384.0mg/L,系统容积负荷均值为2.54
王玉晓[8]2012年在《多孔载体生物反应器处理废水效果及性能研究》文中研究说明本文构建好氧‐厌氧‐好氧的生物膜反应器，在连续进水的条件下对生物载体的挂膜速度、有机物和氮的去除效果及不同温度下的污水处理特性进行了研究，实现有机物降解、低温脱氮及污泥减量化的目的。反应器运行360多天，停留时间18h，从低温下（15℃左右）启动反应器，COD的降解在较短的时间就能达到好的去除效果，不受温度的影响，稳定后COD的去除率能达到90％左右。由于反应器是低温下启动，微生物生长速率慢，尤其对温度敏感的硝化菌影响显着，直到温度达到20℃左右，NH_4-N的去除率达到99％。TN的效果在运行稳定后达到65％，将沉淀池的污泥回流（R=100％）到厌氧池的1区域，脱氮效果达到70％-80％。折流板厌氧反应器，实现污泥原位减量的目的，污泥产率为0.0567g-SS·(g-COD)~(-1)，为传统活性污泥的20.98％；同时具备了降解有机物、氮磷的性能，在低温下载体生物膜脱落时，起到很大的作用，保证好的出水效果。DGGE和454-焦磷酸测序分析表明反应体系微生物种群丰富，实现了有机物的降解及低温脱氮的目的。对载体微生物有机物降解及硝化的速率进行测定，结果表明，多孔载体可以很好的固定微生物，有机物的降解速率高。随着有机负荷的增加，载体微生物的硝化速率先增后降；而氨氮负荷的增加对硝化速率的影响不明显。当温度低于15℃，也能保证99％的硝化效果。折流板厌氧反应器可溶组分的分析表明，厌氧区截留污泥，微生物种群丰富，同时具备了为反硝化提供碳源、降解底物、污泥减量的性能。构建富集硝化菌的反应器，改性载体流化快、生物量丰富、硝化速率高，比不改性载体有明显的优势。接种污水处理厂污泥的A/O反应器，停留时间为9.8h，在低温下(10-16℃)很快稳定，并获得好的出水效果，但污泥减量不明显。
陈胜[9]2006年在《悬浮填料生物膜特性及其处理高浓度有机废水效能研究》文中指出生物膜法作为与活性污泥法并重的一种污水处理工艺具有其独特的优点,研究生物膜的形成和脱落机理有利于进一步了解生物膜的工作原理,从而通过人工手段来维持适宜的生物膜厚度和获得较高的生物膜活性,为生物膜法在实际废水中的应用提供理论支持。另外,开发用于处理高浓度有毒有机废水的新型高效稳定生物处理工艺对当前环境的改善具有重要的意义。本论文以自行开发的混有无机活性粒子的聚乙烯高分子塑料为生物填料,以移动床为主体工艺,来研究生物膜在该填料上的形成过程和脱落机理,并研究该填料生物膜工艺去除高浓度有机废水中C、N等营养元素的效能与作用机制以及进行深度短程硝化的处理效果。本论文首先研究了生物膜的形成与脱落机理。提出了生物膜生物量流率和生物量停留时间(即生物膜污泥龄)的概念并给出其相应的定义。在联合基质平衡和微生物增长动力学的基础上推导出生物量流率和生物量停留时间的数学模型式,该模型能用来描述生物膜在稳定运行过程中附着、脱落、生长以及消亡四者之间的动态行为关系。它反映了在生物膜中微生物或者是粒子在生物膜中的平均停留时间。实验发现稀释率对生物量停留时间起着决定性作用,进而影响生物膜的结构、活性、组成、强度、污泥产率以及表面形貌。随着稀释率的增加,生物膜的生物量流率增加而生物量停留时间减少。当稀释率由1day-1增加到8day-1时,生物膜的生物量流率由0.2852 gSS/(m2?d)增加到2.1001 gSS/(m2?d),相应的生物量停留时间则由13.12day减少到2.49day。生物量停留时间短意味着生物膜表面的细胞生长和更新速率加快。致使生物膜变厚同时密度变小,生物膜表面由致密光滑变得更加松散多孔。生物膜表面大量微孔的形成有利于基质在膜内的传质,同时由于细胞生长和表面更新的加快,大量的有活力的年轻的新生代占据生物膜的表面,正是这两个原因促使生物膜活性随着生物量停留时间的缩短而提高。同时也是污泥产率提高的主要原因。本论文对比研究了厌氧生物膜和好氧生物膜法对高浓度苯胺化工废水的处理效果。结果表明,厌氧处理的运行负荷和处理效率不仅要比好氧处理高,而且对有机氮的氨化速率也比好氧处理提高了42%,但厌氧无法有效去除氨氮。针对苯胺废水的特点,开发了一种同步产甲烷反硝化的厌氧-好氧生物膜组合工艺,通过直接回流好氧硝化液到厌氧反应器来实现在同一个
邱广亮[10]2006年在《微生物法脱除工业烟气二氧化硫的研究》文中认为根据硫酸盐还原菌和无色硫细菌的硫代谢特点,设计出烟气微生物脱硫工艺。本工艺脱硫原理:SO2烟气先经碱液吸收后转变为SO_3~(2-),SO_3~(2-)吸收液被硫酸盐还原菌还原为S~(2-),S~(2-)消化液再经硫氧化菌氧化为元素硫。微生物脱硫系统由SO_2吸收器、厌氧硫酸盐还原磁性稳态流化床反应器(anMSFB)、好氧产硫磁性稳态流化床反应器(aMSFB)、硫沉降池组成。微生物脱硫工艺既节约了能源,而且具有成本低、无煤流失、工艺简单、占地小、无二次污染等优点。采用种子溶胀法合成出磁性多孔珠(MPB)。电镜分析表明MPB表面粗糙、孔洞密集、粒径均匀、呈单分散性;压汞仪和孔径仪测定表明MPB具有大的比表面积,孔径介于细菌大小范围内;电子顺磁共振仪和振荡样本磁力计研究表明MPB是铁磁性的。通入模拟烟气进行了系统的启动运行,通过显微、扫描电镜等方法研究了生物膜的形成过程,提出了生物膜形成机制。启动结束后进入负荷运行,考察了气液比、pH对SO2吸收的影响,研究了烟气进气负荷、液体上升流速、溶解氧对系统SO2脱除率、硫产率的影响;由于磁力稳定作用,系统可以在9.6 L/h的高流速下运行,单质硫产量可达51.7g/d, SO_2去除率达95%。采用TGGE-PCR技术分离了系统运行不同阶段生物膜菌群的16S rDNA,通过克隆技术建立了生物膜菌群的16S rDNA文库,揭示了生物膜菌群的组成,TGGE指纹图谱分析了生物膜菌群的多样性。从来源于anMSFB的分离菌中纯化出APS还原酶。SDS-PAGE表明APS还原酶由分子量为51和44 kDa两个亚基构成的αβ异二聚体;辅因子分析表明APS还原酶含有1 FAD、8 Fe和8S;对FAD的表观K_m:有激活剂VK3时等于0.01mM,无VK_3时为0.11 mM。从来源于aMSFB的分离菌中纯化出硫化氢脱氢酶。光谱分析表明该酶含有1分子的血红素c和1 FAD; SDS-PAGE表明该酶由42.6和51.3 kDa双亚基构成,血红素c共价结合在小亚基上,该酶属于氧还蛋白家族,其最适pH为8.6,最大反应速度为5.0μmol细胞色素c/ mg蛋白·min,对硫化物和细胞色素c的Km值分别是6.1μM和2.5μM。
参考文献：
[1]. 多孔微生物载体固定床生物反应器处理污水新工艺研究[D]. 刘则华. 北京化工大学. 2004
[2]. 多孔微生物载体固定床生物反应器的污水处理特性[J]. 刘则华, 邢新会, 冯权. 水处理技术. 2006
[3]. 聚合物载体流化床反应器生物颗粒特性及焦化废水流化床系统生物脱氮研究[D]. 杨平. 四川大学. 2002
[4]. 一体式生物反应器启动实验研究及微生物固定的多孔载体改性[D]. 方章平. 四川大学. 2005
[5]. 新型复合生物反应器[D]. 王然. 吉林大学. 2007
[6]. 化工厂区雨排水回用循环水补水及时研究[D]. 何琳. 天津大学. 2009
[7]. 厌氧—好氧一体化反应器处理高浓度有机废水的实验研究[D]. 肖鸿. 四川大学. 2005
[8]. 多孔载体生物反应器处理废水效果及性能研究[D]. 王玉晓. 兰州理工大学. 2012
[9]. 悬浮填料生物膜特性及其处理高浓度有机废水效能研究[D]. 陈胜. 哈尔滨工业大学. 2006
[10]. 微生物法脱除工业烟气二氧化硫的研究[D]. 邱广亮. 天津大学. 2006
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