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多级环流曝气及厌氧——好氧耦合环流曝气污水生物处理技术
1 成果简介利用生物方法进行污水处理,已经经历了一个多世纪的发展。但是,在活性污泥法的应用中,仍然存在以下主要缺点:曝气池占地面积很大,曝气后气体排放造成二次污染;曝气过程中活性污泥、空气和污水三相混合不均匀,氧传递速率较慢,氧气利用率不高,使得曝气效率低;剩余污泥排放量大。本研究室基于多年来对环流反应器流体力学特性和工程应用的研究,提出了采用多级环流装置作为活性污泥曝气的新方式,并经过 10 多年的基础、应用以及工业化研究,形成了一套高效的活性污泥的处理污水的新工艺—多级环流曝气工艺。该工艺可改善氧的传质,增加氧的利用率,从而减少动力消耗;该工艺还可减少生物处理过程中剩余污泥的产量,减轻处理污泥的负担;同时,该工艺的生物处理构筑物占地面积显著减小,可节约投资。该工艺已经完成了 20 吨/天的工业中试,通过了专家鉴定;并在处理印 染污水等方面已经建成了工业应用装置,目前运行良好。 在多级环流曝气工艺的基础上,针对含有中低浓度难降解有机物的污水,本研究室又开发了厌氧-好氧耦合环流曝气污水生物处理技术,以提高难降解有机物的处理效率。通过在多级环流塔内的悬浮污泥中添加具有特殊孔隙结构和尺度的载体材料,利用氧的传递阻力在载体内部形成厌氧菌生存的环境,构成专性厌氧菌生长区。通过被动扩散和流体的冲刷作用,有机物可以扩散进入载体内部,并被厌氧菌降解,同时载体内部的厌氧降解产物也可进入流化床主体,实现厌氧生物降解和好氧生物降解的耦合。该工艺具有高效的好氧降解过程和厌氧降解过程, 且将厌氧和好像过程结合在一个装置中进行,高度集成化,设备投资小、处理效率高、占地面积小。该工艺已经在含酚废水、 PTA 废水、炼油废水方面已经开展了大量的工艺开发和工业模拟实验,取得了理想的处理效果。2 技术指标( 1) 多级环流曝气:溶解氧浓度可达到 6mg/L 以上,较廊道式曝气池,占地面积可减小 80% 以上,处理时间可缩短 50%以上。 ( 2) 厌氧-好氧耦合环流曝气: COD 的容积负荷可达到 7g/L∙d 以上,对 COD 浓度小于2500 mg/L 的含酚废水、 PTA 废水等废水, COD 去除率达到 95%以上。3 应用说明该技术主要针对各类石化、化工及其他含有难降解有机物废水的处理,小规模现场集成式污水处理(如机场、远郊住宅小区等)以及污水的点源治理。 多级环流曝气应用包括两种方式:① 以环流曝气塔式设备替换现有的曝气池、初沉池;② 在现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造。多级环流曝气塔为新型塔式曝气处理设备为专利设备,具有处理效率高,占地面积小等显著优势。 20 吨/天的工业中试结果(乙烯综合废水, COD 约为 1000 mg/L,)显示,和该厂现有的廊道式曝气池相比,占地面积可减小 80% 以上,处理时间可缩短 50%以上, 出口废水稳 COD 定在 60 mg/L 以内,特别适合于土地资源紧张、处理效率要求高的生产、生活部门。多级环流曝气塔顶部还有集成的泥水分离器,可将出水中的污泥分离,在污泥沉降良好的情况下,可直接排放,不需要初沉和二沉设备,使设备投资、能耗以及占地面积大幅度降低;即使对沉降性能不佳的污泥,也可达到初沉的作用,节省初沉设备和运行费用。 通过对现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造,也可实现多级环流曝气,方法是在曝气池内改造曝气系统,加装多级导流筒内构件。其改造简单,投资小,但对废水处理的效果有显著的提高。采用多级环流曝气后,曝气池内的溶解氧浓度提高 50% (可达到 6 mg/L以上)以上,悬浮污泥浓度提高 30%以上,在达到相同处理效果的前提下,水力停留时间可减小 50%以上,处理负荷提高 50%以上,特别适合于对现有装置增容的技术改造。由于溶解氧浓度高,剩余污泥的产量也显著降低。 厌氧-好氧耦合环流曝气工艺,通过在多级环流曝气塔中添加高孔隙率的聚合物填料,在填料内部形成的缺氧环境,可发生水解-酸化反应,通过水解-酸化将难降解有机物降解为挥发性脂肪酸,进一步由装置中主体的悬浮污泥进行好氧代谢,实现了厌氧—好氧生物降解的耦合,提高了难降解有机物的降解效率。工业模拟装置的研究表明,对 COD 浓度达到 3500mg/L 的含酚废水,采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺, 24h 内 COD 可降解至 100 mg/L 以下;对 COD 浓度达到 2500 mg/L 的 PTA 废水,采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺, 16 h 内 COD可降解至 100 mg/L 以下;对 COD 达到 2000 mg/L, BOD/COD<0.1 的炼油废水,采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺, 24 h 内 COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述处理效果,均优于传统的 A/O 或者 A/A/O 续批式联合工艺,占地面积低于这些工艺的 1/8。4 合作方式商谈。
清华大学 2021-04-13
染整废水集中深度处理新工艺
本工艺采用染整废水集中处理,把棉、毛、丝、麻、毛巾、床单、丝织等各种各样的染整废水集中在一起进行处理。①稳定了水质,有利于生产管理;②对处理系统中一群混合的微生物来说,多种多样的营养可以培养多种多样的细菌,提高了系统的处理效率;③大规模集中处理具有规模效应,克服了各厂单独处理废水时,由于水质波动而引起的冲击以及污泥膨胀、处理效果不佳、处理成本高等弊病。特别是染整废水生物处理后排出的剩余污泥,一般采用化学处理,将含水率99%的剩余污泥浓缩至含水率为98~97%,然后投加大量无机化学凝聚剂、高分子混凝剂、石灰进行机械脱水成含水率70~80%的泥浆、泥饼,外运填埋或是焚烧。一般很难找到出路,且易造成二次污染。 本成果在集中处理的基础上,提高单元处理设备的能力,把一个曝分成三段,通过改变污泥负荷来控制污泥指数,减少剩余污泥产生该成果获中国纺织总会科技进步三等奖。
东华大学 2021-02-01
固废安全处理处置与资源化
市场背景:我国具有世界上最大的有机质废弃物产生量:城镇污泥年产量已经超过4000万吨(以含水率80%脱水污泥计,以下同),以有机垃圾、餐厨废弃物为代表的城市有机质废弃物产量超过1亿吨/年。但我国对有机质废弃物的稳定化处理与资源化处置显著落后于发达国家,目前我国主要处理处置措施仍为填埋和焚烧,对城市环境造成严重的二次污染威胁。随着欧洲等发达国家可再生能源战略的实施、国际能源危机的进一步加深、我国对大气环境及水环境质量要求的进一步提高,城镇有机废弃物的高效生物燃气化技术,尤其可以满足大型城市集中式处理处置与能源资源综合利用需要的有机废弃物干法厌氧生物制气技术,可以把有机质废弃物高效转化为生物燃气,生产清洁能源,实现废弃物的减量化和高值循环利用,已经成为目前国际上有机垃圾、城市污泥等富含有机质废弃物处理和资源化利用的重点发展方向,各国纷纷在该领域投入大量研究,抢占城市有机质废弃物资源化与能源化产业化技术的制高点。由于我国污泥泥质的特殊性,其有机质含量远低于国外、含砂量高、生物反应池负荷低等,国外传统成熟的污泥厌氧消化处理技术在我国无法得到稳定应用,造成国内大量污泥处理处置设施的故障闲置,城市污泥及有机质处理处置技术存在着重大的瓶颈性问题。 国内外现状:国内外有微波强化预处理促进低有机质污泥厌氧资源化、城市低有机质污泥的好氧堆肥研究、温和热处理对低有机质污泥厌氧消化性能的影响等相关城市污泥厌氧化资源化技术,但针对我国污泥有机质低、含砂量高、区域差异大的特点的合适的污泥资源化处理处置技术却鲜少,本技术方案突破了传统厌氧消化要求进料含固率为5%的技术要求,实现了将进料含固率提升至10%~20%实现连续稳定厌氧消化的可行性与调控措施,并在国际上较早报道了脱水污泥直接实现厌氧消化的连续流试验结果,并提出了高含固体系下污泥与餐厨等城市有机质废弃物的协同厌氧消化调控技术,创造性的提出了适用于我国典型低有机质污泥高含固厌氧消化的技术路线。 目前本项目组针对我国污泥低热值的泥质特点,开发了适用于生污泥与消化污泥的热解/焚烧耦合技术,并形成核心装备,解决了污泥及工业固废高效热化学处理的技术难道与成套装备。
同济大学 2021-02-01
固废安全处理处置与资源化
项目成果/简介:市场背景:我国具有世界上最大的有机质废弃物产生量:城镇污泥年产量已经超过4000万吨(以含水率80%脱水污泥计,以下同),以有机垃圾、餐厨废弃物为代表的城市有机质废弃物产量超过1亿吨/年。但我国对有机质废弃物的稳定化处理与资源化处置显著落后于发达国家,目前我国主要处理处置措施仍为填埋和焚烧,对城市环境造成严重的二次污染威胁。随着欧洲等发达国家可再生能源战略的实施、国际能源危机的进一步加深、我国对大气环境及水环境质量要求的进一步提高,城镇有机废弃物的高效生物燃气化技术,尤其可以满足大型城市集中式处理处置与能源资源综合利用需要的有机废弃物干法厌氧生物制气技术,可以把有机质废弃物高效转化为生物燃气,生产清洁能源,实现废弃物的减量化和高值循环利用,已经成为目前国际上有机垃圾、城市污泥等富含有机质废弃物处理和资源化利用的重点发展方向,各国纷纷在该领域投入大量研究,抢占城市有机质废弃物资源化与能源化产业化技术的制高点。由于我国污泥泥质的特殊性,其有机质含量远低于国外、含砂量高、生物反应池负荷低等,国外传统成熟的污泥厌氧消化处理技术在我国无法得到稳定应用,造成国内大量污泥处理处置设施的故障闲置,城市污泥及有机质处理处置技术存在着重大的瓶颈性问题。 国内外现状:国内外有微波强化预处理促进低有机质污泥厌氧资源化、城市低有机质污泥的好氧堆肥研究、温和热处理对低有机质污泥厌氧消化性能的影响等相关城市污泥厌氧化资源化技术,但针对我国污泥有机质低、含砂量高、区域差异大的特点的合适的污泥资源化处理处置技术却鲜少,本技术方案突破了传统厌氧消化要求进料含固率为5%的技术要求,实现了将进料含固率提升至10%~20%实现连续稳定厌氧消化的可行性与调控措施,并在国际上较早报道了脱水污泥直接实现厌氧消化的连续流试验结果,并提出了高含固体系下污泥与餐厨等城市有机质废弃物的协同厌氧消化调控技术,创造性的提出了适用于我国典型低有机质污泥高含固厌氧消化的技术路线。 目前本项目组针对我国污泥低热值的泥质特点,开发了适用于生污泥与消化污泥的热解/焚烧耦合技术,并形成核心装备,解决了污泥及工业固废高效热化学处理的技术难道与成套装备。应用范围:项目已经进入示范运行阶段,在长沙(基于热水解预处理的高含固污泥厌氧消化工程,500吨/天)、镇江(污泥热水解+污泥/餐厨高含固协同厌氧消化工程,260吨/天)、丽水(市政与工业污泥热解/焚烧耦合无害化处理,100吨/天)等地建立了示范工程,取得了良好的运行效果。 通过本技术的应用实行,市政污泥及城市有机质高级协同厌氧消化制气技术的研发及产业化有助于解决我国有机质废弃物处理设施普遍存在的厌氧消化产气率低、降解率低的问题,在原有工艺基础上提供更高的生物质能源利用率。既可以解决城镇污泥及其他城市有机质的处理处置问题,又实现资源的充分利用和能量流的最大化循环,突破了我国在生物质能这一重大国际热点新能源领域的技术与产业竞争力,具有重要的社会和创新效益。项目阶段:其他(进入示范运行阶段)效益分析:技术亮点:该项研究工作突破了传统厌氧消化要求进料含固率为5%的技术要求,实现了将进料含固率提升至10%~20%实现连续稳定厌氧消化的可行性与调控措施,提出了适用于我国典型低有机质污泥高含固厌氧消化的技术路线,解决了我国城市不同废弃物在高含固的条件下实现协同厌氧消化问题,增加消化设施的工程效益,提高反应效率的问题,为我国城市有机质的协同消化提供了机理与技术研究的支撑,突破了国外技术垄断。在此基础上,进一步针对我国污泥低热值的泥质特点,开发了适用于生污泥与消化污泥的热解/焚烧耦合技术,并形成核心装备,解决了污泥及工业固废高效热化学处理的技术难道与成套装备。 技术优势:相较于传统消化技术,解决了我国有机质废弃物处理设施普遍存在的厌氧消化产气率低、降解率低的问题,实现了高进料含固率下的持续稳定运行,提高了单位体积产气率,从而提高了单位体积产能,在原有工艺基础上提供了更高的生物质能源利用率,从而实现市政污泥、餐厨、禽畜粪便、有机垃圾等废弃物中营养物质与能源的协调调配与高值利用。
同济大学 2021-04-10
集成国产处理器的SoPC芯片
目前,国产集成电路“缺芯少减”的现象非常严重,特别是在编程逻辑器件被美国几家著名大公司所垄断.国内与固外差距巨大,可编程器件目前广泛应用于通信航天航空导航遥感遥测。大的应用需R和发展前展。本项目针对嵌入了处理器的SoPC芯片(SystemonPogrammableChip)具有该现状,与成都华微公司合作,研制了完全自主可控的SoPC芯片。
电子科技大学 2021-04-10
图像合成方法及图像处理装置
本发明公开了图像合成方法及图像处理装置。
电子科技大学 2021-04-10
智能信息处理与认知神经工程
一、 项目简介智能信息处理与认知神经工程是软件理论、人工智能、多媒体信息处理、认知科学等交叉发展的结果,其研究已成为国内外理论及应用领域广泛关注的热点。经过多年的研究发展,课题组在复杂系统的算法设计和分析、脑认知与神经工程、生物计算、机器学习理论和算法等方面的理论与应用研究取得了显著的成果。二、 项目技术成熟程度1、将智能计算与神经工程相结合,建立了128导脑电信号采集分析和处理研究平台,对各种自发和诱发脑电信号进行采集,研究各种信号分析、特征提取方法,进行脑源时空定位研究,开展了认知工程与脑功能网络研究。2、建立了经颅磁刺激(TMS)技术的软硬件研究平台,将磁刺激技术与传统中医针灸理论相结合,进行磁刺激穴位诱发脑电特性分析及信号传导机理研究。开展了重复脉冲磁刺激穴位的作用效应研究,分析磁刺激穴位的作用效果及穴位的特异性。3、进行了基于运动想象、听觉的脑机接口(BCI)技术的研究,并在脑电数据进行离线分析的基础上,建立了在线的BCI系统平台。4、开展了智能计算方法在医学图像分割、处理与三维重构中的应用研究。三、 技术指标(包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况)近年来完成和承担国家自然科学基金项目2项,省部级项目10项,发表论文45篇,其中SCI、EI检索33篇。四、 高清成果图片3-4张磁刺激技术研究脑机接口技术研究图像分割与三维重建研究
河北工业大学 2021-04-11
节能MBR污水处理系统
浙江大学 2021-05-10
新型饮用水处理改性过滤
自行采用采用含铁、铝和锰的化合物以及吡咯(Py)作为改性剂,以石英砂为载体, 制备多种改性滤料;种改性滤料大大改变了石英砂滤料表面的物理化学性质,使滤料表 面的孔隙率增大,比表面积增加,达到原石英砂的 8-11 倍;零电荷点 pH 值由石英砂 的 0.7-2.2 提高到 5.2-9.3,有效提高了溶解性污染物、藻毒素等去除效果;已开发 出简单实用的改性滤料再生方法。
同济大学 2021-04-13
一种新型水处理工艺
针对活性污泥法负荷能力较差,运行不够稳定、易产生污泥膨胀、曝气池中的生物浓度低等问题,我们利用微生物集群效应的EPS(Extracellular polymeric substance)形成移动床生物膜反应器工艺,并发现了优良生物活性泡沫载体填料。利用表面改性的方法实现了载体所特有的反应性功能基和活性基团可与微生物肽链氨基酸残基作用,形成离子键结合或共价键结合,将微生物和酶固定在载体上。移动床生物膜反应器工艺具有污泥浓度高、高环境抗性和耐受性占地面积小、基建投资低、运行成本低、具有多样性等优点。
南京工业大学 2021-04-13
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