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环境工程学报 2015年第2期9卷 692-698页

作者：陶中兰邢世禄李春丽邱广明田瑞内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率... 详细信息

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率分布的影响。模拟结果表明,在相同曝气强度下,1 mm曝气孔径下膜面气液两相的速度增加较孔径2mm、3 mm的快;曝气孔径为1 mm时,膜面的液相速度随着曝气强度的增加逐渐增大;曝气孔径为1 mm时,曝气量为5.5m3/h所形成的漩涡区较大,膜面气含率值较高且分布较均匀,气液两相接触面积较大,膜面冲刷效果较好;模拟观察到反应器底部靠近壁面局部气含率较低,不利于活性污泥中微生物的生长,需要进一步优化曝气和反应器结构。

关键词：浸没式膜生物反应器曝气条件流场数值模拟

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曝气条件对侧流活性污泥水解工艺脱氮性能和微生物的影响

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水资源与水工程学报 2021年第6期32卷 35-40,48页

作者：胥鹏海刘亮刘晶张喆秦璐李笑笑郑兴王东琦中圣环境科技发展有限公司陕西西安710054 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

通过改变传统厌氧/缺氧/好氧(A_(2)/O)反应器和侧流活性污泥水解(SSH)反应器的曝气强度和溶解氧(DO)浓度,考察了曝气条件对脱氮性能的影响,并对比研究了微生物群落结构的变化规律。结果表明:相较于高DO阶段,两组反应器在中低DO阶段有更... 详细信息

通过改变传统厌氧/缺氧/好氧(A_(2)/O)反应器和侧流活性污泥水解(SSH)反应器的曝气强度和溶解氧(DO)浓度,考察了曝气条件对脱氮性能的影响,并对比研究了微生物群落结构的变化规律。结果表明:相较于高DO阶段,两组反应器在中低DO阶段有更好的脱氮效果。在相同进水条件下,SSH反应器的脱氮性能优于A^(2)/O反应器,且出水满足一级A标准。高通量测序结果表明,中低DO浓度更有利于脱氮微生物的生长。相对于A^(2)/O反应器,SSH反应器中反硝化微生物的相对丰度更高。因此,合理控制曝气条件维持中低DO浓度有利于SSH工艺达到良好的脱氮性能及脱氮微生物的生长。

关键词：侧流活性污泥水解曝气条件微生物脱氮微生物群落结构

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移动床生物膜反应器内氧转移能力及其α值变化规律研究

移动床生物膜反应器内氧转移能力及其α值变化规律研究

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作者：康伟昌青岛理工大学

学位级别：硕士

在“碳达峰”、“碳中和”的政策背景下,污水处理过程中的能耗问题被广泛关注。移动床生物膜反应器(Moving-Bed Biofilm Reactor,MBBR)因处理效率高、污泥产量低等众多优点,被应用于城镇生活污水和工业废水的处理中。曝气系统作为MBBR... 详细信息

在“碳达峰”、“碳中和”的政策背景下,污水处理过程中的能耗问题被广泛关注。移动床生物膜反应器(Moving-Bed Biofilm Reactor,MBBR)因处理效率高、污泥产量低等众多优点,被应用于城镇生活污水和工业废水的处理中。曝气系统作为MBBR技术的主要能耗单元,其氧转移性能的优劣对污水处理过程中的能耗有着较大影响,但对于MBBR曝气系统氧转移能力影响因素的研究仍不全面。因此,本论文针对MBBR内氧转移能力的变化规律,围绕曝气条件(载体填充率、穿孔管气体孔口流速、曝气器布置方式等)、水质(表面活性剂、总溶解性固体等)与环境因素(水温)对氧转移能力的影响开展了研究工作,以标准氧总转移系数(Ka)和比标准氧转移效率(SSOTE)作为评价指标,评价了上述条件与因素对MBBR内氧转移能力的影响。优化了MBBR的氧转移能力温度修正系数取值;明确了对MBBR内氧转移能力产生重要影响的关键因素;分析了实际污水条件下MBBR系统好氧反应器内氧转移能力及其α值的变化规律。主要研究结论如下:(1)不同载体填充率条件下的氧转移能力变化研究结果表明:当载体填充率在由0增大至65%内时,不同曝气强度下的Ka值逐渐增大;在低曝气强度(4m·h·m)条件下,当载体填充率小于45%时SSOTE由2.00%/m增大至2.87%/m,当载体填充率大于45%时SSOTE由2.87%/m减小至2.54%/m;高曝气强度(12、20 m·h·m)条件下,SSOTE随载体填充率的提高而增大。(2)穿孔管气体孔口流速变化对氧转移能力的影响实验结果表明:控制曝气强度不变,通过设置不同的穿孔管开孔密度得到不同的气体孔口流速,随着气体孔口流速由10 m/s增大至30 m/s,采用单侧穿孔管曝气时,不同载体填充率条件下Ka和SSOTE逐渐减小。采用均匀穿孔管曝气时,随着气体孔口流速的增大,载体填充率为0条件下,Ka由8.17 h减小至6.71 h,SSOTE由2.31%/m减小至1.89%/m;载体填充率为35%、65%条件下,气体孔口流速由10m/s增大至20 m/s时,Ka和SSOTE逐渐增大,气体孔口流速由20m/s增大至30 m/s时,Ka和SSOTE逐渐减小。(3)不同曝气器类型与布置方式条件下的氧转移能力变化规律表明:微孔曝气的Ka和SSOTE大于穿孔曝气,但载体运动速度较穿孔曝气减小了31.2%,同时,不同载体填充率条件下,采用单侧微孔曝气时的Ka和SSOTE值大于均匀微孔曝气条件下的Ka值和SSOTE值;在低气体孔口流速(10 m/s)时,单侧穿孔管曝气条件下的Ka和SSOTE大于均匀穿孔管曝气条件下的Ka值和SSOTE值;但在高气体孔口流速(30 m/s)时,采用单侧穿孔管曝气时的Ka值和SSOTE值较小。虽然微孔曝气条件下的氧转移能力较高,但载体运动速度较低,不利于实际污水处理过程中微生物与污水的充分接触,因此MBBR曝气系统宜选用单侧穿孔管曝气,且设计气体孔口流速不应过高。(4)典型水质因素变化对氧转移能力的影响实验结果表明:当SDS浓度由0增大至10 mg/L时,载体填充率分别为0、45%条件下,Ka分别减小了43.7%、37.4%,SSOTE分别减小了44.5%、33.9%,且载体的存在削弱了SDS对氧转移能力的负面影响;当SDS浓度由12mg/L增大至20 mg/L时,氧转移能力反而小幅度增大。TDS值由2000 mg/L增大至12000 mg/L时,Ka增大了22.2%,SSOTE增大了24.9%;当TDS值大于12000 mg/L后,TDS值继续增大时,Ka和SSOTE趋于不变。随着p H由4增大至10,Ka和SSOTE分别增大了19.9%和24.0%,且酸碱度较高时,p H值变化对氧转移能力的影响较小。(5)不同温度条件下氧转移能力变化与温度修正系数优化取值研究表明:当温度由8.43℃增大至31.54℃时,随着载体填充率与曝气强度的提高,氧总传质系数呈增大的趋势,且载体填充率或曝气强度较高时,温度变化对氧转移能力的影响较小;MBBR内,氧转移能力温度修正系数θ的优化取值范围为1.030～1.044。(6)多重线性回归分析结果表明,在本研究的实验条件下,影响Ka最关键的因素为曝气强度,影响SSOTE最关键的因素为穿孔管气体孔口流速。(7)实际污水条件下的氧转移能力测试结果表明:随着污水处理过程的进行或曝气强度的增大,氧转移能力均逐渐增大;当曝气强度不变时,随着污水处理过程的进行,α值逐渐增大;当曝气强度由8 m/(h·m)增大至28 m/(h·m)时,α值亦逐渐增大。

关键词：移动床生物膜反应器曝气条件水质氧转移能力 α值

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含聚合物污水曝气机理及聚合物含量测定方法研究

含聚合物污水曝气机理及聚合物含量测定方法研究

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作者：刘汝晓大连理工大学

学位级别：硕士

目前,聚合物、油和悬浮物的存在是制约含聚合物污水处理的主要因素,为了有效的处理含聚合物污水,需要建立聚丙烯酰胺含量测定方法、探索最优的曝气条件、探究聚丙烯酰胺的曝气降解机理。首先,建立聚丙烯酰胺含量测定方法：全面研究含聚... 详细信息

目前,聚合物、油和悬浮物的存在是制约含聚合物污水处理的主要因素,为了有效的处理含聚合物污水,需要建立聚丙烯酰胺含量测定方法、探索最优的曝气条件、探究聚丙烯酰胺的曝气降解机理。首先,建立聚丙烯酰胺含量测定方法：全面研究含聚合物污水中聚丙烯酰胺含量测定的三种方法(淀粉碘化镉法、浊度法、紫外分光光度法),并对每种方法进行方法学实验。淀粉碘化镉法,在0-60 mg/L范围内有良好的线性(r2=0.9926),平均回收率在97.36%-103.68%之间,精密度RSD的范围为2.37%-3.38%,重复性实验RSD为4.48%;浊度法,在0～200 mg/L范围内有良好的线性(r2=0.988),平均回收率在95.60%-103.68%之间,精密度RSD的范围为2.26%-4.50%,重复性实验RSD为4.64%;紫外分光光度法,在0～300 mg/L范围内有良好的线性(r2=0.9953),平均回收率在95.25%～104.72%之间,精密度RSD的范围为2.40%-4.22%,重复性实验RSD为2.47%。实验结果表明三种方法均能实现含聚合物污水中聚丙烯酰胺含量的准确测定。其次,均匀受限曝气能使得曝气后的含聚合物污水处理效果达到最佳。因此,全面充分的研究曝气条件,需探索最优预脱水剂及加入预脱水剂后的静置时间、曝气所用气体、曝气实验装置、曝气温度、曝气气量与时间等不同条件。研究结果表明最优曝气条件：加入预脱水剂后静置时间为40 mmin,曝气时间为40-50 min,曝气空气气量为4-5L/mmin,实验装置选用直径／高度比为1/4,曝气温度为40-50℃,且适用于绝大部分的含聚合物污水,为工业曝气装置的设计提供重要的依据。最后,气质联用(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)分析曝气后聚丙烯酰胺的萃取液及水溶液,结果表明在曝气过程中部分聚丙烯酰胺氧化降解为小分子的单体丙烯酰胺(AM),说明曝气过程存在氧化降解机制;对比曝气前后聚丙烯酰胺的透射电镜(TEM)分析结果,曝气前后的聚丙烯酰胺发生部分变化,曝气后的聚丙烯酰胺团聚体会变小,同时会粘附一些悬浮物。结果表明曝气后的聚丙烯酰胺会发生部分氧化降解,长链断裂导致聚丙烯酰胺团聚体变小;同时聚丙烯酰胺会粘附一些悬浮物和油,在气提作用下上浮。实验结果表明曝气前后聚丙烯酰胺含量明显减少,而且与曝气后油含量、悬浮物含量的减少存在比较一致的对应关系,说明含聚合物污水中聚丙烯酰胺对曝气除油和悬浮物具有重要的协同作用。

关键词：含聚合物污水聚丙烯酰胺淀粉-碘化镉法浊度法紫外分光光度法曝气条件曝气降解机理

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曝气充氧对城市污染河道水体硝化过程的影响

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安徽农业科学 2012年第12期40卷 7403-7406页

作者：凌芬王国祥刘波许宽周锋杜旭南京师范大学地理科学学院江苏南京210046 南通大学地理科学学院江苏南通226000

[目的]研究曝气充氧对城市污染河道水体硝化过程的影响。[方法]通过室内模拟试验,研究不同曝气条件(水曝气EW、底泥曝气ES)对城市污染河道水体硝化过程的影响。[结果]对照组EC(无曝气措施)底泥硝化进程缓慢,2种曝气条件均促进了硝化过... 详细信息

[目的]研究曝气充氧对城市污染河道水体硝化过程的影响。[方法]通过室内模拟试验,研究不同曝气条件(水曝气EW、底泥曝气ES)对城市污染河道水体硝化过程的影响。[结果]对照组EC(无曝气措施)底泥硝化进程缓慢,2种曝气条件均促进了硝化过程启动,EW和ES组硝态氮的峰值分别是对照组的5.15和3.83倍;EW和ES组上覆水中均出现了NO2--N的累积现象,累积天数分别为10、14 d,峰值分别为11.41和7.41 mg/L;2组曝气工况硝化过程进程不一致,EW组亚硝酸盐氧化速率大于ES组;曝气停止后,反硝化过程明显,试验结束时EW和ES组上覆水中硝态氮浓度分别为1.26、2.82 mg/L。[结论]该研究为城市污染河道水体修复提供了理论参考。

关键词：曝气条件硝化过程硝态氮亚硝酸盐累积城市污染河道

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