以DO作为MSBR污水处理系统模糊控制参数的研究

改良序批式活性污泥法（Modified Sequencing Batch Reactor，MSBR）处理污水主要是一个好氧过程，需氧量与有机物的降解有关。反应池内溶解氧（DO）的变化取决于进水的浓度、曝气量、污泥浓度等因素。试验研究表明，进水浓度高，需氧量大，反应时间长；供气量大，有机物降解快，反应时间短。而以上污水处理过程的特征都可以由反应池中DO的变化来反映，采用DO的在线检测来作为MSBR的污水处理过程和终点控制参数是可行的。     

pH值与温度对SBR法反应时间控制的影响

采用SBR工艺处理某化工厂废水,研究原水pH值与温度对有机物降解过程的影响以及DO、ORP作为反应时间控制参数的可行性.试验结果表明,将原水pH值调节为6,温度控制在20℃左右,可取得较高的处理效率.原水在不同pH值与温度条件下,当有机物达到难降解程度时,DO和ORP均会迅速大幅度升高,DO和ORP的这一变化特点可以间接指示有机物降解的程度.因此,以DO、ORP作为SBR反应时间的控制参数是切实可行的,这对于实现SBR工艺的在线控制、保证出水水质和节约能耗具有重要意义.     

温度变化对DO和ORP作为过程控制参数的影响

前对DO和ORP作为控制参数的研究仅局限在恒定温度下,而实际工程中,由于各种原因很难维持反应器内温度在一个水平上,因此,开展了变温度下DO和ORP作为过程控制参数的可行性研究.采用SBR法研究了不同曝气量、初始MLSS浓度和进水COD浓度等条件下温度对反应过程中DO和ORP变化的影响.结果表明,环境温度的波动极大地影响了反应器内DO的变化趋势,而ORP的变化趋势基本不受影响.并从理论上探讨了DO受温度影响的原因,提出当环境温度变化时,采用ORP作为控制参数更能反映有机物的降解情况.试验中还发现,ORP凹点出现的时间与进水COD浓度有关,ORP的上升速率与COD降解程度有关.通过对ORP导数图进行分析,发现ORP二阶导数近似为0时,COD已不再降解.联合ORP凹点和二阶导数近似为0两个条件,可以实现SBR法处理豆制品废水的在线控制,合理安排曝气量和曝气时间,最终达到节约能源的目的.     

碳源和硝态氮浓度对反硝化聚磷的影响及ORP的变化规律

利用间歇试验研究了反硝化除磷过程中有机碳源和硝态氮浓度对厌氧放磷和缺氧吸磷的影响,同时对反硝化除磷过程ORP的变化规律及以其作为控制参数的可行性作了探讨.试验结果表明:厌氧段碳源COD浓度越高(100～300mg/L),放磷越充分,则缺氧段反硝化和吸磷速率越大;但当碳源COD浓度高达300mg/L时,未反应完全的有机物残留于后续缺氧段对缺氧吸磷产生抑制作用.随着缺氧段硝态氮浓度升高(5、15、40 mg/L),反应初期反硝化和吸磷速率也随之升高;当硝态氮耗尽后,系统由缺氧吸磷转变为内源放磷,且随着初始硝态氮浓度的增高,这个转折点的出现时间向后延迟.ORP可作为厌氧放磷的控制参数,在缺氧吸磷过程可预示反硝化的反应程度,但是无法作为吸磷过程的控制参数.     

2-n-丙基酚在模拟海水中的耗氧特性及降解动力学

以2-n-丙基酚为研究对象,分3个质量浓度系列研究其在人工模拟海水中的耗氧特性及降解过程.试验结果表明,在该模拟海水体系中,ρ(DO)呈现先下降后上升的趋势,ρ(DO)变化过程与2-n-丙基酚的生物降解过程密切相关,ρ(DO)最低值出现在2-n-丙基酚降解率达85%～90%的阶段.2-n-丙基酚在该体系中的生物降解反应符合一级反应动力学规律,其生物降解速率与2-n-丙基酚初始质量浓度有关.2-n-丙基酚初始质量浓度增加,生物降解速率下降,滞后期和半衰期也相应延长.      

溶解氧对HLB-MR反应器回收城市污水中有机物的影响

为优化高负荷生物絮凝-膜反应器(HLB-MR)的工艺参数,提高其资源化城市污水的效能,文章采用平行对比实验,考察了不同溶解氧(DO)条件下反应器的有机物去除效率、生物絮凝效果、有机物回收效果和膜污染状况。结果表明:在DO分别为1～2 mg/L和6～8 mg/L时,HLB-MR反应器有机物去除效率均在90%以上,其出水总COD均保持在30 mg/L左右;DO为1～2 mg/L时,反应器内胶体COD的絮凝效率为83%,其值低于DO为6～8 mg/L时的89%;总COD的回收率在DO为1～2 mg/L条件时为70.2%,也低于DO为6～8mg/L时的77.5%,但两反应器内悬浮态COD占浓缩液总COD的比例相差不大且均超过了94%,均利于有机物的回收利用;跨膜压差变化表明DO为6～8 mg/L时反应器膜污染程度较DO为1～2 mg/L时严重。从有机物回收与膜污染控制两方面综合比较,浓度为1～2mg/L是HLB-MR反应器较优的DO控制参数。     

两级序批式生物膜法对厌氧消化液的处理研究

采用两级序批式生物膜法(SBBR)处理猪场废水厌氧消化液,考察了不同类型的填料以及填料的不同组合方式对污染物的去除效果。试验结果表明:组合3(1级反应器中投加碳素纤维填料,2级反应器中投加组合填料)COD去除能力较好,可达93.7%,组合1(1级,2级反应器中均投加碳素纤维填料)NH4+-N和TN去除率最高,分别为69.2%、70.4%;此外对运行过程中的DO浓度和pH值的变化情况进行监测,DO浓度受有机物降解和硝化反应的共同影响,pH值受曝气量的影响较多。因此,可以通过DO浓度和pH值来判断反应系统中污染物的变化情况和反应所处阶段。     

预处理-混凝-水解酸化-循环式活性污泥法处理制革废水

制革废水水质、水量波动大,污染负荷重,有毒性,较难处理。本工程采用“预处理-混凝-水解酸化-循环式活性污泥法”处理制革废水,研究了C-TECH池曝气时间与CODCr、NH3-N负荷及DO的变化规律。结果表明,控制水解酸化池HRT12.5h,曝气时间8h,C-TECH池污泥浓度4.5g/L,CODCr污泥负荷0.4kg/(kg.d),NH3-N污泥负荷0.07kg/(kg.d),出水可达一级排放标准;通过可编程逻辑控制器PLC、在线DO测定仪及鼓风机变频装置控制DO浓度,用DO浓度作为循环式活性污泥池过程和反应时间控制参数,可节约能耗。     

SBR法去除有机物、硝化和反硝化过程中pH变化规律

为实现SBR法脱氮在线模糊控制 ,以啤酒废水为研究对象 ,通过不同进水氨氮浓度和不同进水有机物浓度的试验 ,研究了SBR法去除有机物、硝化和反硝化过程中pH的变化规律。试验结果表明在有机物去除过程中pH呈现大幅上升的现象 ;有机物去除结束时pH停止上升 ,随着硝化反应的进行pH不断下降直至反应结束 ,然后pH突然快速上升或维持不变。在反硝化过程中 ,pH不断上升直至反硝化结束出现转折点 ,然后持续下降 ,指示反硝化已经结束。不同进水氨氮浓度和进水有机物浓度的试验进一步验证了pH特征点的重现性 ,可以作为SBR法去除有机物、硝化和反硝化的模糊控制参数     

光催化剂Bi3.84W0.16O6.24在模拟太阳光下对双酚A的降解

采用水热合成法在pH12的条件下合成圆片状Bi3.84W0.16O6.24催化剂.通过XRD、FESEM、TEM、UV-vis漫反射等表征分析Bi3.84W0.16O6.24的物相、形貌和吸光性能.以双酚A(BPA)为目标污染物,研究了Bi3.84W0.16O6.24在模拟太阳光辐射下的光催化反应活性.设计L18(37)正交试验研究了BPA初始浓度、催化剂投入量、反应溶液pH值以及光催化反应时间对Bi3.84W0.16O6.24光催化降解BPA的影响.正交试验的极差和方差分析结果表明,BPA初始浓度和反应时间影响非常显著,催化剂用量影响显著,反应溶液pH值影响不显著,初始浓度和催化剂量的交互作用很小.在BPA初始浓度为20mg/L、催化剂量2g/L、反应溶液pH7、反应时间为90min的条件下Bi3.84W0.16O6.24对BPA去除率达99.5%,TOC去除率为86.0%,BPA的降解符合一级反应动力学.     

SBR反应器内短程硝化系统快速启动及影响因素研究

探讨了采用序批式反应器(SBR)快速启动自养短程硝化系统的方法,研究了溶解氧(DO)、pH、温度、外加有机碳源对自养短程消化系统的影响。以硝化污泥接种反应器(SBR),在纯自养条件下利用高浓度溶解氧1.0～1.6mg/L和中温(35±1)℃达到亚硝酸氮的快速积累。结果表明,在进水氨氮浓度为280～300mg/L,HRT为12h,控制pH值为7.5～8.5、温度在(28±1)℃、溶解氧浓度为0.8～1.2mg/L条件下,氨氮去除率达到90%以上,亚硝酸氮积累率高达95%。试验证明投加有机碳源(COD)50mg/L左右时,不会对短程硝化系统产生影响,且能实现较高氨氮去除率和稳定的亚硝酸氮积累率。     

SBR亚硝化快速启动过程中影响因子研究

在低DO条件下对SBR反应器实现快速亚硝化的途径及影响因素进行研究.控制反应器主要参数为：DO 0.15～0.40mg/L,pH值7.52～8.30,温度22.3～27.1℃,曝气时间为8 h.通过高、低氨氮浓度（245.28 mg/L与58.08 mg/L）交替进水的方式,经过57个周期（36 d）的稳定运行成功实现...     

SBR工艺中反硝化除磷特性研究

在ＮＯ^-₃-N/COD为0.04、0.095、0.125和0.27条件下,采用SBR反应器研究了反硝化除磷的特性.试验表明,污染物与控制参数（pH、ORP、 DO）具有良好的相关性.在搅拌阶段,ORP可以指示是否发生了反硝化聚磷反应;在好氧阶段,上述3个参数都可以监测TN浓度的低谷（NAS point）,但是pH最为灵敏.在NAS point排放上清液,能提高反应器的效率和出水水质.在反硝化聚磷的过程中,反硝化聚磷菌（DPBs）首先快速将ＮＯ^-₃-N转化为某种中间产物,然后再将该产物逐渐转化为N₂.有机碳源对DPBs的除磷能力有较大影响,当ＮＯ^-₃-N/COD大于0.095时,随着比值的升高,DPBs除磷能力增强.结果表明,为取得良好的反硝化除磷效果,ＮＯ^-₃-N/COD应不低于0.125.     

SBR后置缺氧反硝化除磷的启动及去除性能

为实现对氮磷的高效同步去除,采用将缺氧后置的SBR工艺,以生活污水为处理对象,考察反硝化除磷工艺的启动与运行效果.结果表明,先通过短污泥龄(SRT)驯化富集聚磷菌(PAOs),再延长污泥龄并引入缺氧段,39d即可实现反硝化除磷工艺的启动,COD、TP、NH₄⁺-N、TN去除率分别为92.9%、98.4%、100%和87.6%.进水COD与TN比(C/N)对系统氮磷去除有一定影响:C/N短暂的降低幅度不超过17.65%时,氮磷去除效率并没有明显变化;当超过33.3%时,脱氮除磷性能下降,但伴随着运行时间的延长,出水COD浓度减少,反硝化除磷菌(DPAOs)在PAOs比例也会提升,这在一定程度上弥补了DPAOs反硝化脱氮效率的下降.周期实验表明,pH值与DO可以作为厌氧释磷结束与周期结束的实时控制参数,大大缩短反应时间,降低曝气能耗.     

SBR法处理味精废水脱氮机理研究

味精生产过程中产生的废水有机物及氨氮含量较高,一直影响味精行业废水处理达标排放。文章采用SBR法对某企业味精废水进行处理,通过连续多周期的DO、pH、COD、NH3-N、NO3--N和TN跟踪研究,分析得到了该反应工艺的主要脱氮机理,确定该工艺在曝气反应阶段存在明显的同步好氧硝化反硝化。连续20个周期的进出水NH3-N与COD监测结果表明,该反应工艺能稳定运行并保证NH3-N和COD的脱除率分别达到98.9%和90%以上,出水NH3-N和COD分别稳定在5mg/L和100mg/L以下,远远低于国家味精行业废水排放标准。该研究表明此工艺具有很强的废水处理稳定性,可以在整个味精行业推广,并提出了在提高进水负荷、取消静置反硝化及缩短曝气反应时间上进一步优化SBR水处理工艺的建议。     

低溶解氧下SBR内短程硝化影响因素试验研究

为了明确低溶解氧下短程硝化的其它控制因素,文章采用序批式反应器(SBR)系统研究了低溶解氧下实现短程硝化影响因素的控制范围。试验结果表明:SBR内较高的游离氨浓度(0.50～20.73 mg/L)对亚硝酸的积累起到一定促进作用;实现低溶解氧下短程硝化的温度和泥龄范围较大,在温度为21～30℃、泥龄为15～40 d的范围内都可以实现稳定的短程硝化,实验过程中亚硝酸积累率一直维持在80%以上;有机物的存在对氨氧化速率影响不大,但高有机物浓度(COD为900 mg/L)下,SBR内发生了高粘性膨胀。     

微量曝气条件下SBR反应器的运行特性研究

在 4种不同供气量条件下 ,研究了SBR反应器去除COD和氧化氨氮的沿程变化规律 ,重点考察了在微量供气、低溶解氧条件下的反应器运行特性 .在本试验运行条件下 ,4 0L h的供气量刚好提供了去除COD和氨氮所需的氧 ,此状态下反应器内的溶解氧平均水平为 0 5mg L .试验中对运行工艺参数DO、ORP和pH的监测表明 ,这些参数在一个运行周期内具有一定的变化规律 ,并且它们的变化与反应器内的物质状态存在严格的对应关系 .     

SBR反应器中有机物去除与硝化反硝化过程INT-ETS活性变化

通过检测不同进水氨氮浓度和有机物浓度下的SBR工艺系统的INT-ETS活性,研究了SBR工艺去除有机物与硝化反硝化过程中污泥生物活性的变化规律.结果表明,INT-ETS活性可以有效地表征SBR工艺系统的生化反应进程;SBR工艺一个反应周期内,有机物降解、硝化和反硝化阶段生物活性依次降低;当进水COD为300 mg/L,氨氮为40 mg/L时,系统的INT-ETS活性从232.59 mg/(g·h)下降到190.65 mg/(g·h),最终降至113.88 mg/(g·h);伴随有机物的去除和硝化反硝化的进程,INT-ETS活性一般会出现特征点,预示着不同反应阶段的开始与结束;通过不同进水氨氮浓度(14.5 mg/L 和42.0 mg/L)和有机物浓度(COD为293 mg/L 和685 mg/L)的试验,发现运行条件的变化并未明显改变SBR系统的INT-ETS活性变化规律,但会影响INT-ETS活性曲线上标志不同反应阶段的特征点出现时间.