CuO NPs短期暴露对SBR水处理效果的影响

研究了不同浓度氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)对序批式活性污泥工艺(SBR)中化学需氧量、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮去除率的影响。实验结果表明,当环境中浓度为1 mg/L和10 mg/L的CuO NPs短期暴露时(1 d),其对活性污泥生存能力和周期内有机物去除、脱氮除磷都没有造成急性影响。经过20 d的短期运行,对SBR系统出水COD、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮也没有造成明显的影响。活性污泥呼吸抑制实验结果显示,CuO NPs对活性污泥的呼吸抑制作用与浓度呈正相关性,浓度越高呼吸抑制现象越明显,低浓度CuO NPs对活性污泥活性并没有明显的抑制作用。     

生物脱氮除磷活性污泥系统复合模拟方法

为避免繁琐的参数校核工作,提出了活性污泥2 d号模型(ASM2d)和人工神经网络(ANNs)相结合的复合模拟方法。考察了复合方法在某污水处理厂生物脱氮除磷工艺中的应用情况。研究表明,ANNs能够准确地模拟出水实测值与未经校核的ASM2d机理模型的估计值之间的差值。利用Levenberg-Marquardt算法,对出水氨氮、总氮和总磷分别建立网络结构为5-12-1、5-8-1和5-8-1的ANNs子模型,将这些子模型输出同ASM2d机理模型输出相加便得到复合模型输出。复合模型估计值对前10.4 d(ANNs子模型训练数据时段)出水氨氮、总氮和总磷浓度的拟合平均绝对百分比误差分别为0.267、0.055和0.048;其对后2.6 d(ANNs子模型测试数据时段)出水氨氮、总氮和总磷浓度的预测平均绝对百分比误差分别为0.332、0.083和0.069。均方根误差、平均绝对误差等评价指标也表明复合模型能够给出合理的模拟结果。     

MBBR处理城市生活废水的污染物降解动力学

采用一种新开发的多孔流动态悬浮填料结合自主设计的高效移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor)处理城市生活废水并利用Lawrence-Mc Carty模型建立该系统的污染物降解动力学方程组,考察系统对有机物、氨氮、总氮的降解速率及去除效果与微生物量之间的关系。结果表明,有机物、氨氮、总氮降解动力学方程的出水浓度模拟值与实际废水处理后的出水浓度测量值拟合度良好,绝对误差分别为0.03~0.13、0.05~0.68、0.06~0.56。其中,有机物降解动力学方程的动力学常数为v_(max)=7.18 d~(-1),K_S=84.67 mg·L~(-1)(以COD计),明显高于普通活性污泥法动力学常数的一般参考值,说明MBBR系统处理生活污水中有机污染物的降解速率和去除效果优于活性污泥法。     

沸石联合微生物固定化去除微污染水体中氨氮的研究

将沸石联合经过驯化的活性污泥微生物固定化,通过静态实验.考察了不同粒径沸石及不同组分固定化方法对沸石联合微生物固定化去除氨氮的影响;通过动态实验,考察了沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮的机制.结果表明,活性污泥经过16 d的驯化,氨氮去除率为90%以上;沸石吸附氨氮为快速吸附,粒径<0.5 mm的沸石的吸附容量明显大于其他粒径的沸石;不同组分固定化小球对氨氮的去除效率不同,各组分均有贡献,吸附容量依次为:沸石固定化小球>沸石联合微生物固定化小球>微生物固定化小球;沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮可分为4个阶段,即沸石吸附阶段、吸附饱和及微生物适应阶段、硝化作用明显加强和沸石部分再生阶段、微生物作用良好和沸石进一步再生阶段,最终沸石吸附与生物再生处于良好的动态平衡中,氨氮去除率达到60%左右.     

多生境膜生物反应器中活性污泥的流变特性

以多生境膜生物反应器运行过程中活性污泥的流变性能为研究对象,考察污泥浓度(MLSS)和剪切速率(γ)对活性污泥流变特性的影响,以期揭示其中活性污泥的流变学特性,从而为优化其运行提供理论及实验基础。反应器系统在不排泥的情况下运行,持续运行105 d,反应器内生物质浓度从刚开始驯化的3 200 mg·L~(-1)累积到最终的12 500 mg·L~(-1)。在运行过程中,在常温下同步测定了污泥的动力黏度、极限黏度和上清液黏度。结果表明:随着剪切速率的增大,污泥黏度均减小,表现出剪切稀化的特性,非牛顿流体的特征十分明显;活性污泥极限黏度随MLSS、EPS增加而增大,在低质量浓度(8 000 mg·L~(-1))下的活性污泥流变特性与Bingham模型十分吻合,而在高质量浓度(8 000 mg·L~(-1))下的则近似于Ostwald de Vaele模型。     

邻苯二甲酸酯对序批式活性污泥法运行的影响

环境内分泌干扰物邻苯二甲酸酯(PAEs)在废水处理系统中广泛存在,难降解且易产生累积。PAEs的长期积累难以从废水处理工艺上解决。以序批式活性污泥(SBR)工艺处理人工配置的氨氮废水为例,考察PAEs存在条件下对SBR反应器运行的干扰。结果表明:随着原水中PAEs浓度增加,SBR反应器的活性污泥中,微生物最终能够以PAEs为唯一碳源;PAEs为10～150mg/L时,其浓度的变化对SBR反应器内活性污泥性状有明显影响,悬浮固体(MLSS)最终维持在2 000mg/L;随PAEs浓度的改变,SBR反应器内COD去除率变化不显著,而氨氮去除率随着PAEs浓度的升高而降低,最低值约为50%;亚硝态氮出现积累现象,积累量最高时接近60mg/L。     

MBBR一体式耦合短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥水

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理已回收磷后的实际污泥水,在进水平均氨氮浓度为167.51 mg·L~(-1)、HRT为22.24 h、DO为0.5 mg·L~(-1)和温度为24～26℃的条件下实现了一体式短程硝化-厌氧氨氧化过程的耦合,对氨氮和总无机氮的最大去除率可达96%和79.7%。但是,一体式反应器受DO浓度影响较大,维持稳定的DO浓度对于系统的氮去除非常重要。荧光原位杂交(FISH)及高通量测序结果表明,MBBR的生物膜及活性污泥中Nitrosomonas菌分别占总菌数的10.46%和21.46%,厌氧氨氧化菌的优势菌种Candidatus Kuenenia在生物膜和活性污泥中分别占总菌数的4.13%和0.71%。因此,MBBR中活性污泥主要完成亚硝化,生物膜主要完成厌氧氨氧化,常温条件下,两者在一个反应体系中共同完成了对污泥水中氮的高效自养脱除。以上结果表明了一体式反应器处理实际污泥水的可行性,可为该工艺在实际工程中的应用提供参考。     

利用逐级提高进料浓度的方法启动完全混合反应器处理鸡粪

为了改进完全混合反应器(continuous stirring tank reactor,CSTR)厌氧消化处理鸡粪的启动效果,通过逐级提高进料鸡粪浓度的方法在CSTR中进行中温(36?C)厌氧消化的启动实验,实验分为2个步骤:污泥适应性驯化和消化能力提升,即通过间歇添加2%浓度鸡粪的方法驯化活性污泥;利用逐级提高进料鸡粪浓度(2.1%、3.2%和5.2%)的方法提高污泥消化能力。结果表明:通过逐级提升进料鸡粪浓度的方法能够驯化出处理一定浓度鸡粪的活性污泥,当进料鸡粪浓度达到5.2%时,CSTR进料有机负荷(organic loading rate,OLR)、总固体含量(total solid,TS)去除率和产沼气量分别达到1.5 g·(L·d)~(-1)、60%和1 L·(L·d)~(-1),甲烷体积分数稳定在(65±3)%左右,总氨氮浓度最高达到1 200 mg·L~(-1),没有出现氨抑制的现象,污泥活性随进料鸡粪浓度提升而逐步得到驯化,从而成功启动反应器正常运行。为CSTR厌氧消化处理高氮基质启动提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。     

电路板生产废水硝化系统波动解析及生物增效应用

以某电路板生产企业硝化系统崩溃后的物化出水为研究对象,采用气相色谱-质谱(GC-MS)对物化出水成分进行了分析,解析了硝化系统崩溃的原因,同时采用活性炭吸附、Fenton强化和活性污泥回流3种预处理方法结合生物增效剂重建硝化系统。结果表明:物化出水中含有的硫脲和其他苯酚类硝化抑制物是导致硝化系统崩溃的主要原因;投加生物增效剂并结合剩余污泥回流点切换的方式,可快速地重新建立硝化系统,使氨氮含量降低至0.41 mg·L~(-1),去除率达到98.9%。工程实践结果表明,将此方法应用于电路板生产企业硝化系统,在15 d内将A/O生化系统的氨氮的去除率从-20%～20%提升至90%～95%。以上结果为电路板生产废水生产企业污水处理系统硝化系统重建提供一种经济、可行的方法。     

内源电子受体对剩余污泥释磷行为的影响

采用生物脱氮除磷工艺中剩余活性污泥所含硝化细菌处理生产废水的新型硝化工艺,将生产废水中所含氨氮转化为硝酸盐,获得一种从污水处理工艺中产生的内源电子受体。研究内源电子受体的产生特征及其用于抑制富磷剩余污泥在重力浓缩过程中磷的释放特征。结果表明:(1)采用剩余污泥处理生产废水工艺用于产生内源电子受体时,最佳曝气时间为24 h,可将液相中氨氮由41.20 mg/L降为0.19 mg/L;同时,硝酸盐由1.14 mg/L升高至32.62 mg/L,可作为一种潜在的内源电子受体用于抑制重力浓缩过程中剩余活性污泥释磷;(2)当内源电子受体硝酸盐浓度为36.16 mg/L时,经后续的重力浓缩(24 h)后,回流液中磷浓度为44.87 mg/L,与浓缩池上清液直接回流(100%回流并积累)相比,磷积累量降低了65.44%;同时,硝酸盐氮在这一过程中发生反硝化,由36.16 mg/L降至4.84 mg/L。同时,与生产废水直接回流(100%回流并积累)相比,该新型工艺引起氨氮积累量仅为17.68%。上述结果表明:采用内源电子受体,不仅可以有效降低生物脱氮除磷工艺中生产废水回流而引起的磷积累量,而且可同步减少氨氮的循环积累量。     

Plackett-Burman法筛选污水中氨氮去除的主要影响因素

结合生产实际运行数据,分析了深圳市某污水处理厂A2O生物处理单元、AB生物处理单元、微絮凝过滤单元和次氯酸钠消毒单元等对氨氮的去除效果,采用基于蒙特卡罗(Monte-Carlo)模拟的概率统计方法对该厂再生水中氨氮符合相应标准的概率(保障率)进行了定量计算。结果表明,氨氮存在较大的超标风险,对此采用Plackett-Burman设计对全流程处理工艺中影响氨氮去除效果的因素进行了研究,筛选出了主要控制因子:混合液回流比、过滤池聚合氯化铝(PAC)投加量和接触池中次氯酸钠投加量,为进一步优化工艺参数提供了重要理论依据和实践基础。     

天然沸石颗粒对NH4^＋动态吸附过程中的离子交换特性研究

采用天然斜发沸石颗粒,进行了沸石吸附水溶液中NH4^＋的动态吸附实验研究。实验结果表明,沸石颗粒粒径、沸石床高度、上升流速、进水氨氮浓度、进水水质等因素对沸石颗粒吸附NH4^＋有着明显的影响,在工程实践应用时,要根据动态吸附实验结果选择合适的设计及运行参数。离子交换机理研究表明,Na^＋首先被交换出来,随着反应进行,Ca^2＋浓度逐渐增加,两者成为离子交换的主要对象。对于人工氨氮配水,整个运行期间金属阳离子液相增加量明显大于NH4^＋去除量,这与金属阳离子在固液两相间的再分配作用有关;对于厌氧工艺出水,在吸附初期,NH4^＋去除量大于金属阳离子液相增加量,随着反应进行,两者逐渐持平。     

小型焦炉废气和废水处理方法

焦炉装煤和推焦烟气合用 1套收集系统。除尘废水经吸附后用于熄焦 ,熄焦水经吸附后用于湿式除尘 ,实现循环零排放。煤气洗涤水循环为废水中氨氮的处理提供了可行的方法     

海水改性沸石处理氨氮废水

沸石因具有独特的架状结构而表现出良好的选择吸附和离子交换性能,在废水处理中被广泛应用,但吸附容量偏低,需要进行改性。针对天然沸石的局限性,研究了不同改性方法对氨氮吸附的影响,确定了最佳的沸石改性方法,并进行了吸附等温模型,吸附动力学研究。结果表明,采用高温300℃焙烧后再用预处理后的海水浸泡24 h改性沸石去除氨氮效果最佳。当活化沸石投配量为10 g/L,接触时间为150 min,进水氨氮浓度为37.91 mg/L时,沸石对氨氮吸附容量为4.08 mg/g,氨氮去除率为90.45%;沸石及改性沸石对氨氮的吸附等温线符合Langmuir方程和准一级动力学方程。用海水来改性沸石的方法,不仅可提高沸石对氨氮的吸附容量和吸附速度,而且无任何添加药剂,具有简单易行、费用低廉的优点,为沸石在水处理工程中的应用提供技术支撑。     

废水中KMnO4对生物处理效果的影响

为减轻和消除含高浓度KMnO4的牛仔服加工废水对生物处理系统的毒害作用,采用模拟序批式活性污泥法,研究KMnO4对活性污泥微生物生长的影响及COD和NH4+-N的降解规律。结果表明,当处理进水COD浓度500 mg/L,NH4+-N浓度23.5 mg/L,污泥浓度为2 000 mg/L时,曝气时间为4 h,KMnO4质量浓度增加对COD和NH4+-N的降解影响很大;同样条件下曝气时间改为8 h,对NH4+-N的降解影响显著减小,但对COD的降解影响减少不多;并且,高浓度KMnO4对NH4+-N去除效果的抑制作用比对COD的大。因此,处理含高浓度KMnO4的废水需要延长一倍曝气时间,可以获得良好的COD和NH4+-N的降解效果。同时,KMnO4对活性污泥的抑制影响较好地吻合非竞争性抑制机理修正莫若特方程的规律。     

Gaseous ammonia uptake in compost biofilters as related to compost water content

Sewage sludge and yard waste compost were used as biofilter materials and tested with respect to their capacity for removing ammonia from air at different water contents. Ammonia removal was measured in biofilters containing compost wetted to different moisture contents ranging from air dry to field capacity (maximum water holding capacity). Filters were operated for 15 days and subsequently analyzed for NH3/NH4+, NO2-, and NO3-. The measured nitrogen species concentration profiles inside the filters were used to calculate ammonia removal rates. The results showed that ammonia removal is strongly dependent on the water content in the filter material. At gravimetric water contents below 0.25 g H2O g solids(-1) for the yard waste compost and 0.5 g H2O g solids(-1) ammonia removal rates were very low but increased rapidly above these values. The sewage sludge compost filters yielded more than twice the ammonia removal rate observed for yard waste compost likely because of a high initial concentration of nitrifying bacteria originating from the wastewater treatment process and a high airwater interphase surface area that facilitates effective ammonia dissolution and transport to the biofilm.     

工艺条件对鸟粪石法回收磷耗碱量的影响及其理论计算

通过分析磷回收过程中存在的各种耗碱因素,推导出耗碱量的理论计算公式,计算出了不同工艺条件下的理论耗碱量,并与小型连续搅拌反应-沉淀磷回收过程的实验实测值进行比较。结果表明,耗碱量的理论计算值与实验测定值的平均相对误差为13.20%,说明计算方法可用于耗碱量的工程估算;耗碱量随出水pH值的增大而急剧增加,随废水中氨氮含量和磷初始浓度的增加都近似于线性增加,但随镁磷比的增加基本不变。因此,从节约废水处理成本的角度看,磷回收过程中pH值应控制在9.2-9.3,氮磷比控制在3.0-5.0,镁磷比控制在1.1-1.2为佳。磷回收过程的药剂消耗量与废水中磷的浓度和工艺条件有关,以磷初始浓度为124 mg/L,N/Mg/P=5∶1.2∶1,出水pH值为9.20的回收过程为例,处理毎吨废水需消耗片碱0.5313 kg,成本约为1.328元,需消耗氯化镁（含六个结晶水）0.9758 kg,成本约为0.634元。因此,处理每吨废水的药剂成本约为1.962元,其中耗碱约占67.7%。     

Design of control strategies for nutrient removal in a biological wastewater treatment process

Wastewater treatment plants (WWTP) are highly non-linear operations concerned with huge disturbances in flow rate and concentration of pollutants with uncertainties in the composition of influent wastewater. In this work, the activated sludge process model with seven reactor configuration in the ASM3bioP framework is used to achieve simultaneous removal of nitrogen and phosphorus. A total of 8 control approaches are designed and implemented in the advanced simulation framework for assessment of the performance. The performance of the WWTP (effluent quality index and global plant performance) and the operational costs are also evaluated to compare the control approaches. Additionally, this paper reports a comparison among proportional integral (PI) control, fuzzy logic control, and model-based predictive control (MPC) configurations framework. The simulation outcomes indicated that all three control approaches were able to enhance the performance of WWTP when compared with open loop operation.

     

改性沸石对低浓度氨氮废水的动态吸附

采用氯化钠溶液对甘肃白银天然沸石改性,以低浓度氨氮(NH4+-N)废水为处理对象,对比了天然沸石和改性沸石的动态吸附特性并绘制穿透曲线,利用Origin软件对实验数据分析处理,得出穿透曲线的通式。结果表明:在相同条件下,改性沸石的穿透时间和吸附饱和时间都比天然沸石的长约1.5倍;沸石经氯化钠改性后,对NH4+-N的吸附速率和饱和吸附量都明显提高,吸附性能显著改善。Origin软件对水溶液中NH4+-N的吸附穿透曲线的Logistic模型回归式具有较高的精度,该模型可以很好地反映沸石吸附剂的动态吸附过程。     

Aerobic Treatment of a Nitrogen-Limited Chemical Process Waste water

Abstract

Nitrogen transformations and their effect on aerobic suspended growth treatment of an industrial wastewater were studied in three parallel bench-scale reactors operated at 5 "C at mean cell residence times (MCRT) of 15, 30, and 60 days. In normal process wastewater, the bulk of influent nitrogen was in organic form, and the fraction transformed was almost totally incorporated into synthesized biomass. Assimilative control by heterotrophs maintained ammonianitrogen levels below permitted effluent levels, and nitrification was not significant. Although volatile suspended solids had a nitrogen content of only 5% to 8%, effective organics removal was maintained, and total organic carbon and filtered daily average five-day biochemical oxygen demand (BODS) were below permitted effluent levels. A marked improvement in settleability and lower effluent total suspended solids was achieved by adding ammonia-nitrogen to the wastewater in excess of stoichiometric growth requirements.

During a batch production cycle of a cationic chemical, the ratio of nitrogen to chemical oxygen demand and the fraction of the total influent nitrogen in soluble form increased in the wastewater. Reactor effluent ammonia levels increased to above permit levels at all three MCRTs during treatment of wastewater containing cationic production effluents. The magnitude of ammonia increase was greater for longer MCRTs, suggesting that synthesis of cell mass was not capable of assimilating the increased ammonia supply under these non-steady conditions. The experimental results suggest several potential strategies for operating the aerobic process at the treatment facility, including adding nitrogen to improve settleability and discontinuing these additions when wastewater contains a high ratio of nitrogen to chemical oxygen demand and an elevated soluble nitrogen fraction