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气升循环分体式MBR的CFD模拟及优化 被引量:8
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作者 张晴 樊耀波 +2 位作者 魏源送 郁达伟 徐荣乐 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期107-119,共13页
基于计算流体力学(CFD)方法,对气升循环分体式膜生物反应器(AL EC MBR)的关键结构参数与水力学参数的相关关系进行了模拟、优化和敏感性分析.研究结果表明,增加气液混合高度和曝气元件数量可提高混合液的混合程度及膜面流速、剪切力分... 基于计算流体力学(CFD)方法,对气升循环分体式膜生物反应器(AL EC MBR)的关键结构参数与水力学参数的相关关系进行了模拟、优化和敏感性分析.研究结果表明,增加气液混合高度和曝气元件数量可提高混合液的混合程度及膜面流速、剪切力分布的均匀性,有利于膜污染控制;曝气器位置升高会使MBR流场分布的均匀性下降;混合液黏度的增加会降低混合液循环流速,但使膜组件中气液混合流的均匀度提高.在MBR膜组件中存在着混合液流速和剪切力分布中部区域高外部区域低的不均匀性,这种不均匀性是导致膜有效利用面积降低和水处理成本升高的重要流体力学因素. 展开更多
关键词 计算流体力学 气升循环分体式膜生物反应器 构型优化 敏感性分析 污染控制
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气升循环分体式MBR中H循环管水力学研究 被引量:1
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作者 张晴 樊耀波 徐荣乐 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期39-44,共6页
以气升循环分体式MBR为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法,展开H循环管水力学条件优化研究.对H循环管的作用及H循环管管径大小的影响进行了模拟分析,并推导出H循环管循环流速U的计算公式.结果表明,H循环管对于气升循环分体式MBR具... 以气升循环分体式MBR为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法,展开H循环管水力学条件优化研究.对H循环管的作用及H循环管管径大小的影响进行了模拟分析,并推导出H循环管循环流速U的计算公式.结果表明,H循环管对于气升循环分体式MBR具有必要性;膜单元与生物单元之间的循环流量随H循环管管径增大而增大,而当D/L(H循环管管径/膜池回流口长度)=22.2%时,H循环管平均循环流速最大,循环效率较高;推导得出H循环管内流速计算公式为:U=1/n R2/3(H0/l)(Qa1/v1A1-Qa2/v2A2[])1/2.本文研究结果可为MBR水力学研究与气升循环分体式MBR研究与应用提供科学依据和参考. 展开更多
关键词 气升循环分体式膜生物反应器 H循环 计算流体力学
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气升一体式膜生物反应器同步硝化反硝化研究
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作者 李辰 何文杰 +1 位作者 黄廷林 杨勇 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第5期10-13,共4页
为克服传统膜生物反应器脱氮工艺的弊端,实现脱氮基础上的有效节能,构建了气升一体式膜生物反应器,并从宏观和微观脱氮理论出发,对其脱氮形成过程及机理进行了分析研究.实验结果表明,传统活性污泥-膜生物反应器(CAS-MBR)在适当曝气条件... 为克服传统膜生物反应器脱氮工艺的弊端,实现脱氮基础上的有效节能,构建了气升一体式膜生物反应器,并从宏观和微观脱氮理论出发,对其脱氮形成过程及机理进行了分析研究.实验结果表明,传统活性污泥-膜生物反应器(CAS-MBR)在适当曝气条件下,反应器内DO在垂直方向存在梯度,宏观上能够有效实现对TN的去除,平均去除率为45.5%;复合生物-膜生物反应器(HB-MBR)由于填料上所挂生物膜内外分别存在缺氧和好氧环境,在宏观脱氮的基础上,有效实现了微观脱氮,对TN的平均去除率提高为57.4%,并改善了生物系统的稳定性;曝气强度是制约DO大小和分布的最主要因素,曝气强度控制在50~70m3(/m2·h)时,TN去除率稳定在48.1%~54.0%,实现了较好的脱氮效果. 展开更多
关键词 体式生物反应器 活性污泥 强度
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内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器I.水力学特征及其影响因素 被引量:8
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作者 张永明 尹永华 +3 位作者 全向春 施汉昌 钱易 俞俊棠 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2003年第2期144-147,151,共5页
在鼓泡塔式(BC)和气升式内循环(IAL)生物反应器的基础上,于内循环导流管中间安装了蜂窝陶瓷载体,构成了带有蜂窝陶瓷载体的气升式内循环(IAL-CHS)生物反应器.用示踪技术测定了流体在BC、IAL和IAL-CHS反应器内的停留时间分布,并用组合模... 在鼓泡塔式(BC)和气升式内循环(IAL)生物反应器的基础上,于内循环导流管中间安装了蜂窝陶瓷载体,构成了带有蜂窝陶瓷载体的气升式内循环(IAL-CHS)生物反应器.用示踪技术测定了流体在BC、IAL和IAL-CHS反应器内的停留时间分布,并用组合模型建立了描述反应器中流体停留时间分布的数学模型.比较研究了这3种形式的生物反应器的水力学特性,探讨了曝气量对停留时间分布的影响.结果表明,相同条件下,相比BC和IAL,IAL-CHS生物反应器提高了反应器内完全混合区的比例,减少了流体走旁路的比例.曝气量越大,完全混合区越大,而流体走旁路的比例越小. 展开更多
关键词 式内循环生物反应器 水力学 停留时间分布 蜂窝陶瓷 影响因素 废水生物处理
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内置筛板外循环气升式生物反应器中液相循环时间的研究 被引量:4
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作者 郑裕国 汪钊 陈小龙 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期105-108,共4页
在上升管与下降管直径之比为6.6,罐体高径比为2.9的内置筛板外循环气升式生物反应器内,以羧甲基纤维钠水溶液为模拟介质,测定了反应器内液相循环时间与操作参数的关系,用均匀设计考察了操作参数对液相循环时间的影响程度,结... 在上升管与下降管直径之比为6.6,罐体高径比为2.9的内置筛板外循环气升式生物反应器内,以羧甲基纤维钠水溶液为模拟介质,测定了反应器内液相循环时间与操作参数的关系,用均匀设计考察了操作参数对液相循环时间的影响程度,结果表明介质粘度对循环时间影响最大。 展开更多
关键词 生物反应器 液相循环时间 生物制药
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气升式环流中空纤维膜生物反应器内骨髓间充质干细胞的培养与扩增 被引量:5
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作者 李香琴 刘天庆 +3 位作者 朱琳 宋克东 马学虎 崔占峰 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期985-991,共7页
骨髓间充质干细胞(MSCs)具有多向分化的潜能,是重要的组织工程"种子细胞"和理想的基因治疗靶细胞,但在骨髓中的含量非常少,需体外扩增才能满足临床需求。今将第四代MSCs与Ⅰ型胶原溶液混合后接种于中空纤维膜(HFMs)内,置37℃... 骨髓间充质干细胞(MSCs)具有多向分化的潜能,是重要的组织工程"种子细胞"和理想的基因治疗靶细胞,但在骨髓中的含量非常少,需体外扩增才能满足临床需求。今将第四代MSCs与Ⅰ型胶原溶液混合后接种于中空纤维膜(HFMs)内,置37℃、5%CO2、饱和湿度的培养箱内1h后形成凝胶,然后将此HFMs接种至气升式环流生物反应器(ALB)内,进行MSCs的三维动态培养与扩增。实验过程中每24h取样测吸光度、计细胞数、绘制细胞生长曲线,测定细胞代谢参数,并对扩增的细胞进行流式细胞仪分析及多向诱导分化检测。结果表明:在气升式环流中空纤维膜生物反应器(ALHFMB)内,O2含量基本保持恒定;细胞代谢旺盛,MSCs扩增倍数明显增加,7d后扩增近16倍;扩增的细胞仍保持MSCs表型并具有较强的成骨、成软骨及成脂肪的多向分化能力。 展开更多
关键词 骨髓间充质干细胞(MSCs) 中空纤维(HFMs) 式环流生物反应器(ALB)凝胶 扩增
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内循环气升式生物反应器培养甘草细胞 被引量:3
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作者 陈士云 杨茂忠 +2 位作者 侯嵩生 张健 李新明 《武汉植物学研究》 CSCD 1994年第4期380-384,共5页
自行设计研制了7L,9L及25L内循环气升式生物反应器,并应用于甘草细胞的放大培养研究。在接种量为8%(W/V)通气率为0.2—0.25vvm的条件下,甘草细胞在反应器中生长迅速。其中在9L反应器中生长最好,最高生物... 自行设计研制了7L,9L及25L内循环气升式生物反应器,并应用于甘草细胞的放大培养研究。在接种量为8%(W/V)通气率为0.2—0.25vvm的条件下,甘草细胞在反应器中生长迅速。其中在9L反应器中生长最好,最高生物量达16.25g/L,生长速率达0.9g/L.d,均高于摇瓶培养。培养过程中pH值、溶氧状况通过电极自动显示记录,说明设计的气升式生物反应器适合于甘草细胞的大规模培养。 展开更多
关键词 循环 生物反应器 甘草 细胞培养
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气提式循环反应器生物膜与游离活性污泥的对比试验探讨 被引量:6
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作者 李探微 韦苏 +1 位作者 SillkeBen AngenikaBan 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期34-37,共4页
通过对气提式循环反应器处理污水中载体生物膜和游离活性污泥的对比试验,分析指出:活性污泥有利于有机物的去除和混合液的沉降性;生物膜的存在,增加了生物量,提高了处理效率。
关键词 提式 循环反应器 生物 活性污泥
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气提式三重循环生物膜反应器处理制药废水中的甾体雌激素 被引量:3
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作者 崔成武 纪树兰 +2 位作者 任海燕 NAEEM ud din Ahmad 韩磊 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期56-60,共5页
为验证气提式三重循环生物膜反应器处理甾体雌激素的效能,建立了一套SPE/HPLC/MS/MS分析方法,对反应器进、出水中的甾体雌激素——甾酮(E1),17β-雌二醇(E2),雌三醇(E3)以及17α-乙炔基雌二醇(EE2)进行检测.该方法的加... 为验证气提式三重循环生物膜反应器处理甾体雌激素的效能,建立了一套SPE/HPLC/MS/MS分析方法,对反应器进、出水中的甾体雌激素——甾酮(E1),17β-雌二醇(E2),雌三醇(E3)以及17α-乙炔基雌二醇(EE2)进行检测.该方法的加标回收率为88%~103%,精密度为4%~9%.该方法对E1,E2,E3和EE2的进水定量限(LOQ)分别为0.7,0.8,0.9和0.5ng/L;对出水的定量限分别为2.0,1.0,2.0和1.0ng/L.CODCr和氨氮容积负荷最高为7.5和1.6kg/(m^3·d),出水依然能够保持稳定.进水pH稳定在9.0~10.5,而反应器的pH一直稳定在9.0以下,体系对pH变化造成的冲击比较适应.同时,反应器内形成了稳定的NO2^- -N积累,CODCr和氨氮的去除率分别达到了70%和73%. 展开更多
关键词 提式三重循环生物反应器 SPE/HPLC/MS/MSW分析方法 甾体雌激素 短程硝化
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气升式环流生物膜反应器硝化反硝化除磷过程的研究 被引量:1
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作者 张志勇 周集体 +1 位作者 郭海燕 姜苏 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期598-600,共3页
针对反硝化聚磷菌的生物学特性,设计并制作了硝化反硝化除磷气升式环流生物膜反应器,并就其对生活污水的脱氮、脱碳和除磷过程进行了试验。试验结果表明,当进水COD为309.8 mg/L、NH4+-N为116.0 mg/L、PO43--P为10.5 mg/L时,它们的去除... 针对反硝化聚磷菌的生物学特性,设计并制作了硝化反硝化除磷气升式环流生物膜反应器,并就其对生活污水的脱氮、脱碳和除磷过程进行了试验。试验结果表明,当进水COD为309.8 mg/L、NH4+-N为116.0 mg/L、PO43--P为10.5 mg/L时,它们的去除率分别为95.3%、94.6%和73.1%。通过间歇试验表明该反应器可以实现反硝化除磷。 展开更多
关键词 脱氮 除磷 式环流反应器 生物 反硝化除磷
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带内件外循环气升式生物反应器的气含率 被引量:1
11
作者 郑裕国 汪钊 陈小龙 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 1999年第5期39-42,共4页
在上升管与下降管直径之比为6.6、罐体高径比为2.9的带内件外循环气升式生物反应器内,以羧甲基纤维素钠水溶液为模拟介质,测定了反应器内气含率与操作参数的关系,用均匀设计考察了操作参数对气含率的影响程度,结果表明通风量是影响反应... 在上升管与下降管直径之比为6.6、罐体高径比为2.9的带内件外循环气升式生物反应器内,以羧甲基纤维素钠水溶液为模拟介质,测定了反应器内气含率与操作参数的关系,用均匀设计考察了操作参数对气含率的影响程度,结果表明通风量是影响反应器气含率的最关键因素。 展开更多
关键词 生物反应器 含率 循环
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带内件外循环气升式生物反应器氧传递的研究 被引量:1
12
作者 郑裕国 汪钊 +1 位作者 陈小龙 陈之江 《浙江工业大学学报》 CAS 1999年第1期6-10,共5页
考察了操作、物性和结构参数对外循环气升式生物反应器氧传递性能的影响,指出了影响体积氧传递系数的关键因素。结果表明,在气升式生物反应器上升管中加置内件可以有效地促进气泡的分散,改善气液两相的混合,强化氧传递过程。
关键词 生物反应器 氧传递 循环
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内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器Ⅱ.固定化Achromobacter sp.降解氯酚和苯酚
13
作者 张永明 全向春 +3 位作者 施汉昌 王建龙 钱易 俞俊棠 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2003年第2期148-151,共4页
蜂窝陶瓷固定化细胞气升式内循环生物反应器(IAL—CHS)降解氯酚和苯酚。对该反应器进行了批式和连续流降解实验,固定于陶瓷载体上的微生物经过短时间适应后,能有效地降解氯酚和苯酚,表现出较好的稳定性和抵抗冲击负荷性能,在350h的... 蜂窝陶瓷固定化细胞气升式内循环生物反应器(IAL—CHS)降解氯酚和苯酚。对该反应器进行了批式和连续流降解实验,固定于陶瓷载体上的微生物经过短时间适应后,能有效地降解氯酚和苯酚,表现出较好的稳定性和抵抗冲击负荷性能,在350h的连续流处理过程中,氯酚的降解率越来越高,达到98%以上。 展开更多
关键词 固定化细胞 式内循环生物反应器 废水处理 生物降解 氯酚 苯酚 蜂窝陶瓷
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气升式内循环竹丝填料生物反应器处理二级尾水实验研究 被引量:4
14
作者 韩锡荣 曹文平 +3 位作者 何陈照 黄浩 袁朝 施亮亮 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期112-115,共4页
采用气升式内循环竹丝填料生物反应器处理污水处理厂二级尾水,考察了对COD、TN、NH4^+-N、NO3^-N和NO2^-N去除能力及其除污特性。结果表明,该反应器对二级尾水中COD、TN、NH4^+-N、NO3^-N和NO2^-N去除率分别为78.95%~88.89%、66.58%... 采用气升式内循环竹丝填料生物反应器处理污水处理厂二级尾水,考察了对COD、TN、NH4^+-N、NO3^-N和NO2^-N去除能力及其除污特性。结果表明,该反应器对二级尾水中COD、TN、NH4^+-N、NO3^-N和NO2^-N去除率分别为78.95%~88.89%、66.58%~75.23%、50.96%~66.43%、75.56~85.57%和85.30%~87.79%,其出水TN、NH4^+-N含量和COD远低于GB 18918-2002的一级A标准。从生物相分析和红外光谱图分析认为,竹丝填料非常适合于二级尾水的深度处理。 展开更多
关键词 式内循环 竹丝填料 二级尾水 深度处理 生物反应器
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微压气升循环流反应器与完全混合式反应器运行效果及微生物种群结构比较 被引量:4
15
作者 万立国 边德军 +3 位作者 卢文喜 肖艳波 任庆凯 林巧 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期11-14,18,共5页
微压气升循环流反应器(MP-ALR)是在完全混合式反应器(CMR)基础上开发的一种新型污水处理装置。对比研究了MP-ALR和CMR对COD和氨氮的去除效果,并分析了微生物的种群变化和相似性。结果表明,MP-ALR对COD与氨氮的去除效果比CMR更强,抗有机... 微压气升循环流反应器(MP-ALR)是在完全混合式反应器(CMR)基础上开发的一种新型污水处理装置。对比研究了MP-ALR和CMR对COD和氨氮的去除效果,并分析了微生物的种群变化和相似性。结果表明,MP-ALR对COD与氨氮的去除效果比CMR更强,抗有机负荷冲击的能力也更强,更适合高浓度有机工业废水的处理。变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析表明,MP-ALR和CMR微生物种群结构差异较大,第91、103、116、124个周期末,MP-ALR内的微生物种群数均小于CMR。进一步聚类分析表明,MP-ALR和CMR内的种群均呈现出了逐渐演替的过程,且MP-ALR的演替程度大于CMR。 展开更多
关键词 微压循环反应器 完全混合式反应器 COD 氨氮 生物种群 变性梯度凝胶电泳
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自循环曝气厌氧膜生物反应器培养厌氧氨氧化菌的研究 被引量:1
16
作者 许新迪 杨凤林 +2 位作者 徐晓晨 李子音 赵传起 《水资源与水工程学报》 2014年第4期129-133,共5页
利用浸没式厌氧膜生物反应器(SAnMBR)对Anammox细菌进行富集培养,同时利用Anammox反应产生的氮气对膜组件进行自循环吹扫,有效地缓解膜污染,实现SAnMBR与Anammox工艺的有机结合。选用絮状污泥为接种泥,反应器成功运行了69 d。在此过程中... 利用浸没式厌氧膜生物反应器(SAnMBR)对Anammox细菌进行富集培养,同时利用Anammox反应产生的氮气对膜组件进行自循环吹扫,有效地缓解膜污染,实现SAnMBR与Anammox工艺的有机结合。选用絮状污泥为接种泥,反应器成功运行了69 d。在此过程中,最大氮负荷为1.8 kg/m3·d,总氮去除率整体维持在83%,增加曝气量对Anammox菌的活性和颗粒粒径无明显影响。除此之外,应用循环曝气系统对膜表面进行在线冲刷,相比无曝气条件,保持曝气量为0.2 m3/h时,膜使用周期由4 d延长到38 d。选用Lawrence-McCarty模型研究Anammox菌的生长动力学特性,得真实产率(YT为0.17 mg/mg,衰减系数(Kd)为0.01 d-1,Anammox菌增长速度快。相比其他反应器(如SBR、UASB),MBR具有更好的富集效果。 展开更多
关键词 厌氧氨氧化 生物反应器 循环 污染 生长动力学
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一体式膜-生物反应器降低能耗的中试试验 被引量:14
17
作者 王孟杰 魏春海 +3 位作者 黄霞 文湘华 张建新 崔希龙 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期297-301,共5页
基于气升式内循环反应器原理,对一体式膜-生物反应器结构进行了优化设计,构建了处理量为15.6m3/d的中试装置.通过水动力学特性的考察,得到中试装置的经济曝气强度为96m3/(m2·h);通过经济曝气强度条件下的临界通量试验,得到污泥浓... 基于气升式内循环反应器原理,对一体式膜-生物反应器结构进行了优化设计,构建了处理量为15.6m3/d的中试装置.通过水动力学特性的考察,得到中试装置的经济曝气强度为96m3/(m2·h);通过经济曝气强度条件下的临界通量试验,得到污泥浓度小于13g/L时的膜临界通量区域为30~35L/(m2·h).由此确定了中试装置连续运行的操作参数,实现了次临界通量[30L/(m2·h)]条件下处理城市污水的稳定运行.能耗分析显示,该中试反应器的气水比为21:1,有效单位产水能耗为0.42kW·h/m3. 展开更多
关键词 体式-生物反应器 式内循环反应器 经济曝强度 次临界通量 能耗
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环隙气升式生物反应器三维CFD建模与仿真 被引量:2
18
作者 许媛媛 杨汶雨 袁景淇 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第S2期72-73,77,共3页
气升式生物反应器被广泛地用于低耗氧微生物发酵过程中,如维生素C的发酵生产。采用计算流体力学对一个缩小的、工业环隙气升式生物反应器内的流体流动进行了建模与仿真,寻找该反应器内流体流动状态的规律。结果表明,在通气量比较小的情... 气升式生物反应器被广泛地用于低耗氧微生物发酵过程中,如维生素C的发酵生产。采用计算流体力学对一个缩小的、工业环隙气升式生物反应器内的流体流动进行了建模与仿真,寻找该反应器内流体流动状态的规律。结果表明,在通气量比较小的情况下,生物反应器内的流体流动是极为复杂的,气含率分布和液体速度分布都存在着很大的不均匀性。但通过三维CFD仿真可以近似地确定流态接近CSTR和PFR的区域,从而为简化的CSTR-PFR组合流动模型的建模提供依据。 展开更多
关键词 环隙生物反应器 计算流体力学 含率 循环液速
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气升式外循环流化床生物反应器中成药废水处理研究
19
作者 储潇枭 陈小光 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期115-119,共5页
以中成药废水厌氧出水为处理对象,以传统内循环好氧流化床(反应器II)反应器做参比,对比研究了具有自主知识产权的气升式外循环流化床生物反应器(反应器I)的运行性能;并通过对反应器I投加悬浮填料,分析挂膜运行对反应器I性能强化的可能... 以中成药废水厌氧出水为处理对象,以传统内循环好氧流化床(反应器II)反应器做参比,对比研究了具有自主知识产权的气升式外循环流化床生物反应器(反应器I)的运行性能;并通过对反应器I投加悬浮填料,分析挂膜运行对反应器I性能强化的可能性。实验结果表明,经过60 d启动,稳定运行阶段反应器I出水COD和TN、NH4+-N的质量浓度及分别为99.8 mg/L和11.7、9.7 mg/L,去除率分别为85.6%、86.6%、87.6%,优于反应器II,可达到GB 21906-2008的要求;挂膜运行可强化反应器I运行性能,添加悬浮填料后,反应器I的出水COD和TN、NH_4^+-N的质量浓度及优于稳定运行期达14.2 mg/L和1.6、0.8 mg/L,去除率分别为8%、5.6%、5.4%。可为其后续工程化应用奠定基础。 展开更多
关键词 式外循环流化床 生物反应器 中成药废水 填料 稳定运行
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一体化脱氮除磷反应器研究进展 被引量:1
20
作者 徐东耀 姜志琛 +2 位作者 赵曙光 梁文康 樊耀波 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1-5,15,共6页
叙述了一体化脱氮除磷反应器现状及新进展,对目前一体化脱氮除磷反应器存在的问题进行了分析。认为基于MBR反应器构型、高效脱氮除磷菌种应用及计算流体力学(CFD)优化设计的一体化脱氮除磷反应器是未来研究与开发应用的一个热点方向。... 叙述了一体化脱氮除磷反应器现状及新进展,对目前一体化脱氮除磷反应器存在的问题进行了分析。认为基于MBR反应器构型、高效脱氮除磷菌种应用及计算流体力学(CFD)优化设计的一体化脱氮除磷反应器是未来研究与开发应用的一个热点方向。一体化高效脱氮除磷反应器的创新发展与应用将为点源水污染控制、水源水质保护和污水资源化提供一种具有广阔应用前景关键实用技术,产生出良好环境效益及可观经济效益。 展开更多
关键词 一体化脱氮除磷反应器 生物反应器 循环 计算流体力学
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