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移动床生物膜反应器用聚乙烯填料的改性研究

湖南师范大学自然科学学报 2019年第2期42卷 65-70页

作者：欧日浩何德文周康根陈伟周大为中南大学冶金与环境学院中国长沙410083

采用液相化学氧化和明胶表面接枝的改性方法对普通聚乙烯填料进行改性,利用正交实验找出最优的改性条件,并研究改性前后填料的表面特性、挂膜和废水处理等性能。结果表明,液相化学氧化最优的改性条件是80℃,4 h,n(HNO3)∶n(H2SO4)为1∶... 详细信息

采用液相化学氧化和明胶表面接枝的改性方法对普通聚乙烯填料进行改性,利用正交实验找出最优的改性条件,并研究改性前后填料的表面特性、挂膜和废水处理等性能。结果表明,液相化学氧化最优的改性条件是80℃,4 h,n(HNO3)∶n(H2SO4)为1∶18,明胶接枝改性的最优条件是60℃,24 h,明胶质量浓度5 g/L。经过两种方法改性后填料表面的粗糙度及亲水性基团占比提高,液相氧化和明胶接枝改性的填料的挂膜时间分别缩短了26.92%和61.54%,挂膜量分别提高了55.18%和90.75%,两种改性填料对COD的去除率分别提高了13.92%和17.01%。因此填料的表面改性能显著提高其挂膜和水处理效果,其中明胶接枝改性填料表面有更为丰富的微生物群落,水处理效果更稳定。

关键词：聚乙烯填料液相化学氧化明胶表面接枝生物膜

改性聚乙烯悬浮填料在移动床生物膜反应器中的应用

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改性聚乙烯悬浮填料在移动床生物膜反应器中的应用

作者：姚尚安徽建筑大学

学位级别：硕士

广泛应用的移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm reactor简称MBBR)工艺中主要使用的悬浮填料材质为聚乙烯(polyethylene,简称PE),其存在亲水性差、微生物亲和性差以及表面光滑难挂膜等不足,影响污水处理效果。为解决PE悬浮填料的不足... 详细信息

广泛应用的移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm reactor简称MBBR)工艺中主要使用的悬浮填料材质为聚乙烯(polyethylene,简称PE),其存在亲水性差、微生物亲和性差以及表面光滑难挂膜等不足,影响污水处理效果。为解决PE悬浮填料的不足,本文使用液相氧化-硅烷偶联剂偶联-大分子方法制备出两种改性悬浮填料PE-C及PE-Ge,并通过实验室反应器进行挂膜实验及模拟废水处理实验,优选了改性填料的运行工况条件,并最终应用于实际市政废水的处理中。相关研究主要结论如下:(1)经液相氧化加表面接枝改性后,PE-C与PE-Ge的接触角与未改性PE填料接触角相比明显较低;由90.8°降低至42.30°、34.29°,亲水性大大提高;填料表面粗糙度明显增加,RMS值由14.80 mm分别增加至115.75 mm、150.05 mm;两种改性填料表面出现孔状结构,为微生物提供了大量的附着位点;填料表面含氧官能团增加,C-C官能团含量减少,C=O/O-C-O官能团由无到有,C=O/O-C-O等亲水性基体含量增加提高了填料的亲水性;填料表面电势,由未改性填料的2 m V,增加至改性后的227和200 m V,电势的变化使得填料与微生物之间吸引力增加。(2)两种改性填料挂膜研究:在一周内均在表面形成生物膜,其中PE-C相较PE-Ge,活性炭为微生物附着提供了更多的活性位点,促使微生物在其表面形成更致密的生物膜;PE-C、PE-Ge两种改性填料相较未改性填料在挂膜完成时表面生物膜中的生物量有明显提高,分别提高35.08%、30.23%,挂膜时间较未改性填料分别缩短7 d、4 d;含PE-C、PE-Ge的填料反应器COD去除率分别稳定在91.5%、86.4%,均高于未改性填料的COD稳定去除率79.7%;两种改性填料NH-N、TN去除率分别为88.9%、58.23%及66.3%、60.5%,相较未改性填料反应器分别提高(40.69%、10.02%,21.5%、15.7%)。PE-C和PE-G比未改性填料其胞外聚合物(多糖和蛋白质)含量明显提升(分别提高了19.37%、16.67%)且更快达到稳定期。研究并筛选PE-C作为后续实验所用改性填料。(3)在PE-C反应器中进行实验,考察单一运行工况下水力停留时间、溶解氧浓度、p H以及填料填充比对COD和NH-N去除率的影响,确定最佳运行工况;对水力停留时间、溶解氧浓度以及填料填充比进行三因素正交实验,通过极差实验分析得出结论:当HRT为10 h、填充比为40%、DO为1 mg/L时COD的去除率最高。对COD去除率的影响程度为:HRT=填充比>DO;当DO为3 mg/L时,NH-N的去除率最高。确定最佳实验条件为HRT=6 h、填充比为40%、DO为3 mg/L时NH-N的去除率最高。对NH-N去除率的影响程度为:填充比>DO>HRT。(4)将PE-C改性填料应用到实际废水的处理过程中,PE-C反应器处理COD、NH-N、TP的处理效率分别为90%、99%、52.4%;其中对低浓度的NH-N的处理效果良好;PE-C改性填料成本低廉,方法简单步骤少,能够很好的应用市场。图[24]表[17]参[113]

关键词： MBBR 改性聚乙烯填料 PE-C PE-Ge

两种悬浮填料在ASBBR厌氧氨氧化系统中的性能比较与微生物解析

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环境科学学报 2020年第7期40卷 2438-2448页

作者：王钧于德爽王晓霞宋新新李传举李佳林甲刘杰青岛大学环境科学与工程学院青岛266071 北京首创股份有限公司北京100044

选取聚乙烯(T1)和聚氨酯(T2)两种悬浮填料投入到两套相同厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR)R1和R2中,以城市生活污水为配水基质,考察了两种填料在ASBBR中的性能及菌群结构特征,选出更适宜厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌生长的填料.结果表明:R1和R2... 详细信息

选取聚乙烯(T1)和聚氨酯(T2)两种悬浮填料投入到两套相同厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR)R1和R2中,以城市生活污水为配水基质,考察了两种填料在ASBBR中的性能及菌群结构特征,选出更适宜厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌生长的填料.结果表明:R1和R2反应器分别在第93 d和73 d成功启动厌氧氨氧化,并实现稳定运行.稳定运行阶段,R1、R2系统总无机氮(TIN)平均去除率分别达88.34%、87.97%.此外,运行第150 d时,测得单个T1、T2填料的ANAMMOX菌活性分别为5.70和3.70 mg·g^-1·h^-1.同时,扫描电子显微镜(SEM)表征结果证明,球状菌在T1填料上的数量比同倍数下T2填料上多,且杂菌较少.高通量测序结果显示,T1、T2填料上Candidatus anammoxoglobus菌属相对丰度分别为75.29%和38.23%.本研究表明,相比于聚氨酯(T2)填料,聚乙烯(T1)填料更适宜ANAMMOX菌的富集.

关键词：城市生活污水厌氧氨氧化生物膜聚乙烯填料聚氨酯填料

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MBBR处理生活、生产混合污水

中国给水排水 2005年第1期21卷 49-52页

作者：于洪斌全燮丁蕴铮赵晓博陈晓会大连理工大学环境与生命学院辽宁大连116024 东北师范大学环境科学与工程系吉林长春130024 大连宇都环境工程与技术公司辽宁大连116022

　采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理生活、生产混合污水,研究了对有机物的去除效果,并考察了容积负荷、填料填充比例、水力停留时间等参数对MBBR处理效果的影响。试验发现,在填料填充比例为60%(体积比),单级反应器的水力停留时间为6h... 详细信息

　采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理生活、生产混合污水,研究了对有机物的去除效果,并考察了容积负荷、填料填充比例、水力停留时间等参数对MBBR处理效果的影响。试验发现,在填料填充比例为60%(体积比),单级反应器的水力停留时间为6h、容积负荷为4.0～5.0kgCOD/(m3·d)的条件下,反应器运行稳定且处理效果好,最终出水COD平均为60mg/L,去除率>90%。

关键词：移动床生物膜反应器混合污水聚乙烯填料

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MBBR处理制药废水的试验研究

环境科学与技术 2007年第3期30卷 66-67页

作者：于龙赵雅芝童健全燮大连理工大学环境与生命学院大连理工大学环境工程研究设计所大连116024

采用二级移动床生物膜反应器(MBBR)处理呋喃铵盐制药废水。在填充比为40%,总水力停留时间为32h时,COD的去除率为88.6%,TN的去除率为25.7%,第二级反应器对NH3-N的去除率为56.2%。

关键词： MBBR制药废水生物膜聚乙烯填料

新型填料移动床生物膜反应器中有机碳氧化、氨硝化的研究

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新型填料移动床生物膜反应器中有机碳氧化、氨硝化的研究

作者：于洪斌东北师范大学

学位级别：硕士

废水生物处理方法以其反应条件比较温和，微生物来源广，对环境适应性强;不需投加药剂，可以避免造成二次污染等优点成为废水处理方法中的重要分支。其中，移动床生物膜反应器(简称MBBR)这一处理工艺越来越受到人们的重视，但在国内报... 详细信息

废水生物处理方法以其反应条件比较温和，微生物来源广，对环境适应性强;不需投加药剂，可以避免造成二次污染等优点成为废水处理方法中的重要分支。其中，移动床生物膜反应器(简称MBBR)这一处理工艺越来越受到人们的重视，但在国内报道较少，还基本处于实验室小试研究阶段，是一个非常具有发展前景的科研领域。本文介绍了废水生物处理及生物膜法废水处理的基本原理，并对移动床生物膜反应器的概念及其运行效果的影响因素进行了概述。实验部分主要是采用新型聚乙烯填料作为微生物附着生长的载体，考察此法除碳脱氨的能力。首先，研究了填料对充氧性能的影响和预挂膜的作用，实验表明：填料填充比例为60％(空床体积比)时充氧能力提高最多，约为29％;而预挂膜有利于系统快速启动。其次，对移动床生物膜反应器处理较高浓度有机生活污水(混有部分工业废水)的能力进行了研究，结果显示：系统去除CODcr效果很好，反应器单级水力停留时间大于8h时，移动床1对有机物去除率达到90％。当移动床1容积负荷小于5 kgCOD／(m·d)时，其容积负荷与去除负荷表现出良好的相关性，最大去除负荷可达4 kgCOD／(m·d)左右，两级移动床联用，可保证COD去除率在90％以上，出水COD在100mg／L以下;此外，通过对实验数据进行拟合，认为此法基质去除动力学模型符合Stover-Kincannon模式，即L=M·L／(K+L)，相关系数R=0.9979，最大比基质去除速率M和比例常数K，分别为57.77g／(m·d)和59.89g/(m·d)。最后，考察了移动床生物膜反应器对低有机负荷高氨模拟废水的硝化能力，结果表明：操作条件对系统运行效果影响很大，研究中发现碱度加入量以NaHCO／NH-N(质量比)8～10为宜;pH值8.0～9.0比较有利于硝化反应;硝化系统对进水有机负荷比较敏感，随负荷增加硝化速率迅速降低。另外，实验中游离氨对硝化产物形态作用明显，东北师范大学硕士毕业论文其浓度超过2.5一3.0m叭时，硝态氮中亚硝酸盐比例超过95%。实验过程中MBBRI氨氮最大容积负荷与去除负荷分别为1，16K留(m，·研口 0.85K留(m3·由。系统稳定运行时，移动床1内氨氮去除速率为 “***践+一(m，·由，脱氨能力远高于活性污泥法。移动床生物膜反应器去除氨氮能力很强，在进水氨氮浓度小于300m留L时，两级移动床联用，氨氮去除率超过99%，最终出水氨氮浓度在lmg/L左右;即使在接近400m留L较高浓度的冲击下，氨氮去除率仍可维持在95%，出水氨氮少于25m岁L。关键词:移动床生物膜反应器有机负荷高按负荷聚乙烯填料石肖化

关键词：移动床生物膜反应器聚乙烯填料有机负荷高铵负荷硝化

多级好氧移动床生物膜—曝气生物滤池串联处理涂料工业废水的研究

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多级好氧移动床生物膜—曝气生物滤池串联处理涂料工业废水的研究

作者：赵凯东北师范大学

学位级别：硕士

生物膜法具有稳定性好,抗冲击负荷能力强,无污泥膨胀、不需回流等优点,在水处理领域受到普遍青睐,成为废水处理方法的主流。目前,移动床生物膜反应器(MBBR)和曝气生物滤池(BAF)作为两种新型的生物膜处理工艺,凭借各自的特点和优势,发展... 详细信息

生物膜法具有稳定性好,抗冲击负荷能力强,无污泥膨胀、不需回流等优点,在水处理领域受到普遍青睐,成为废水处理方法的主流。目前,移动床生物膜反应器(MBBR)和曝气生物滤池(BAF)作为两种新型的生物膜处理工艺,凭借各自的特点和优势,发展成为两种高效的污水处理方法。MBBR法在国外应用较为广泛,但在国内应用较少,基本上还处在实验室研究阶段。BAF法在我国得到了很好的研究和开发,并已在多个大、中、小型工程中得到了实际应用。鉴于这两种方法均为近年来新兴的生物膜法处理工艺,且具有不同的特点,将二者进行多级串联可发挥各自的优势,目前在国内外尚未见相关的报道。随着涂料工业的迅猛发展,涂料废水的妥善处理成为人们日益关注的焦点。本文综述了目前国内外处理涂料工业废水的几类主要方法,并着重分别介绍了移动床生物膜和曝气生物滤池的原理、特点及应用。实验部分采用将这两种生物膜法进行多级串联的方式处理涂料工业废水,考察了系统对有机物的降解以及对悬浮物和浊度的去除能力,取得了令人满意的结果。本文首先研究了火山岩作为曝气生物滤池填料的吸附能力,即将两级反应器串联,每段反应器均采用70%的体积比来投加火山岩,温度控制在25℃,在单级HRT为8h的条件下,出水COD去除率最高可达66.67%。这是由于火山岩本身有大量的孔隙,具有优良的吸附能力。因此,将它作为BAF的填料,一方面可以为微生物提供很好的生存、繁殖场所,进一步深度去除有机污染物;另一方面,也可以利用它很强的吸附能力,对悬浮物和浊度也能进行很好的截流、净化作用。其次,比较了两种填料(聚乙烯填料和火山岩)预挂膜的速度以及效果,结果表明:在采用了快速接种排泥法后,两种填料的挂膜速度均很快,生物膜在一周左右便都可以达到成熟;而且挂膜的效果也很好,生物相多样而丰富,出水COD的平均去除率均可达到80%以上。然后,对串联起来的反应系统处理高浓度涂料工业废水(混有部分人工合成生活污水)的能力进行了研究,实验数据显示:系统去除COD效果很好,反应器在单级水力停留时间大于5h时,可以保证出水COD总去除率高达93%。最后,考察了系统对于废水中悬浮物、浊度的去除效果。结果显示:处理系统对悬浮物的去除效果很好,平均去除率达到了95.38%。同时,因为后续的两级BAF反应器具有良好的截留、吸附作用,使得最终出水的浊度均在检测限(3NTU)以下,达到了国家饮用水的标准。在系统运行期间,对各级反应器pH值的变化也进行了连续测定,废水在经过MBBR1反应池处理后,出水的平均pH值由进水时的5.49升至7.20;而后面串联的三个反应池出水的pH值变化均很小;最终出水的平均pH值为7.69。该研究为提高生物膜法处理废水的效率提供了充足的参考依据。

关键词：移动床生物膜反应器曝气生物滤池聚乙烯填料火山岩涂料废水