厌氧生物流化床处理啤酒废水动力学研究

通过合理假设推导出了厌氧生物流化床处理啤酒废水过程中的基质降解的动力学模型和微生物生长的动力学模型,并通过实验测出了模型中的相关参数.     

基于Matlab系统的微污染原水生物硝化过程仿真

通过原水预处理氨氮降解试验,利用考虑最小基质浓度的Michaelis-Menten方程,采用Matlab优化工具函数curvefit,拟合得出原水生物硝化氨氮去除速率动力学模型;同时使用symbolic工具包中的solve函数对多级完全混合式原水生物预处理硝化反应器动力学方程进行了求解.模型计算值与实际中试运行效果较为一致.进而利用GUI系统,采用Matlab系统开发出微污染原水生物过程仿真系统,该系统可实现运行参数选择和设置、实时仿真、效果预测和动力学参数修改等功能,可方便应用于工艺的设计、控制和管理.     

曝气生物滤池中有机底物的降解模型分析

通过对有机底物降解动力学的分析和建模,得出有机物降解模型为:Se=So×e-0.007 9H/q0.1447.该数学降解模型表达了曝气生物滤池出水与进水水质和填料厚度等参数的关系.并以此可预测反应器在不同条件下的运行结果.推导得出的动力学模型预测出水溶解性COD浓度值与实测值能够较好的吻合.基本反映出生物滤池的实际运行状况.说明所建立的底物降解动力学模型能在一定误差范围之内对出水有机物浓度进行近似估计.     

石油烃在胶州湾多介质中迁移-转化模型研究

在分析石油烃主要迁移-转化过程的基础上,根据化学污染物在多介质环境中迁移-转化模型的基本原理,建立了石油烃在胶州湾多介质海洋环境中迁移-转化箱式模型,主要包括大气挥发、浮游植物富集、微生物降解、悬浮颗粒物吸附和水动力交换5个迁移-转化过程.通过模型模拟与验证表明,该模型逻辑结构及动力学方程基本合理,而且所确定的模型参数也基本能够反应胶州湾海域的地域化特征.结合模型灵敏度分析表明,石油烃在胶州湾多介质海洋环境中主要决定于大气挥发、微生物降解和水动力交换等迁移-转化过程.     

厌氧条件下纤维素降解产气的研究

进行了生活垃圾中纤维素组分在厌氧条件下的降解特性试验,选用纯纤维素物料作为原料,采用单因素试验设计,考察了不同温度下(30~50℃)纤维素物料的降解动力学规律.结果表明,30℃为纤维素物料厌氧降解的最佳温度,最高产气和产甲烷量分别达到了620.4,357.2mL/g,产气过程分为适应期、快速增长期和稳定期3 个阶段.基于物料守恒和Monod 方程的动力学模型参数根据试验数据来确定,而不是来自于经验值.通过混合物料降解试验验证,试验值与模拟值吻合得较好.     

氯苯类化合物的生物降解

经过2个月的驯化,从某染料厂和某毛纺厂活性污泥中分离出能够生长于1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯苯的4种微生物.通过测定该混合菌降解氯苯类化合物过程中的累积好氧量、微生物生长曲线及降解产物Cl^-的释放,证明在好氧条件下该混合菌能够以1,4二氯苯和1,2,4-三氯苯为唯一碳源和能源,降解产物Cl^-浓度的变化与微生物生长周期有关.通过好氧振荡瓶培养法测得3种氯苯的生物降解顺序为:1,4-二氯苯[356.7μg/(L·d)]>1,2,4-三氯苯[110.4μg/(L·d)]>六氯苯[～6μg/(L·d)],说明氯取代数越多,氯苯类化合物越难被好氧降解.     

结晶紫生物共降解的动力学研究

以葡萄糖作为初级基质,采用初始速率法对细菌KingellaH共降解结晶紫(CV)染料的动力学过程进行了研究.结果表明,KingellaH对葡萄糖的降解符合Monod方程,休眠细胞降解CV的过程可用Andrews方程描述.葡萄糖能提高CV的降解速率,扩大降解CV的浓度范围,CV对葡萄糖存在非竞争性抑制.测定了相关的动力学参数,建立起以细胞为中心的关于CV、葡萄糖降解的复合数值模型.     

电极生物法强化A/O工艺反硝化及动力学研究

在模拟A/O工艺A池工况的条件下,研究了外加电压对反硝化的影响,分析了不同外加电压下TN、NO₃^--N及NO₂^--N浓度随时间的变化.结果表明,适当的外加电压可以大幅度提高反硝化速率,同时抑制NO₂^--N的积累,过高的外加电压会对反硝化产生抑制.本实验条件下,最佳外加电压为3.0V,此时TN和NO₃^--N降解速率分别提高了74%和20%.用单一底物Monod方程完成了TN降解的动力学分析并用matlab软件对方程进行了求解,模拟值与实验值吻合良好.分析外加电压与模型中参数的关系,得到TN降解动力学方程,模型计算值与实验值误差小于3mg/L.     

于桥水库浮游藻类时空分布规律的数值模拟研究

于桥水库作为天津市重要的饮用水水源地,为改善水库环境、防治水华爆发,有必要研究其浮游藻类时空分布规律.本研究的主要方法是引入可以反映影响藻类生长的多个复杂非线性因子的综合参数——藻类综合生长系数,用于表征其生长变化趋势,该综合参数作为参变量添加到动力迁移模型中的对流—扩散传导方程中求解,实现生长模型与动力迁移模型的耦合,得到的耦合模型即可达到对藻类的生长规律和动力迁移作用同时兼顾的效果.应用耦合模型对于桥水库库区藻类进行模拟预测,模拟输出的时空分布图能够直观清晰地显示库区藻类浓度偏高时期和易富集区域,模拟值与实测值的平均误差为15.4%,在可以接受范围之内.模拟结果表明该模型可用于探索藻类的生长、富集和迁移规律,并为水库防治水华采取相应措施提供科学依据.     

反硝化型甲烷厌氧氧化（DAMO）系统温度耦合模型研究

对Anammox-DAMO系统、Nitrite-DAMO系统、Nitrate-DAMO系统进行基质降解动力学研究,建立了3个DAMO系统温度耦合模型,并对建立的温度耦合模型进行拟合分析.结果表明,二级基质降解动力学能更好地描述Anammox-DAMO系统脱氮动力学行为,半级基质降解动力学能更好地描述Nitrite-DAMO系统和Nitrate-DAMO系统脱氮动力学过程.在15~50 ℃条件下,3个系统脱氮效率均在35 ℃时达到最高,对脱氮动力学的评估表明,3个系统反应动力学均符合Arrhenius方程.根据动力学模拟得出,Anammox-DAMO系统受高温影响更明显,而另外两个 系统则受低温影响更明显.     

松花江水中23种有机污染物的迁移转化研究——应用野外实验池方法

应用野外实验池实测及模式模拟等实验与计算方法对松花江水中２３种有机污染物的迁移转化行为进行了模拟研究，应用３个小型野外池于江边现场，经７３ｈ，３个不同实验条件的同时测定，得到各池条件下，每一化合物表观总一级动力学常数，由之估算了挥发性有机物的挥发速率常数，硝基芳烃的光解速率常数，建立了适于实验池及河流的箱式模型，应用箱式模型及所得上述参数，数学模拟了污染物在实验池及江水中变化规律，得到现实际符合的     

流化床微生物燃料电池基质降解动力学研究

研究了在30℃左右条件下,流化床微生物燃料电池(FBMFC)处理有机废水的基质降解动力学。在空气阴极、单室、无膜液固流化床微生物燃料电池中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,通过实验考察不同水力停留时间的污水COD变化。选取Monod模型和简单动力学模型,通过合理的假设推导出流化床微生物燃料电池处理模拟有机废水时的基质降解动力学模型。将实验数据代入到理论推导得到的动力学模型中,进行线性拟合和对比分析,得到Monod模型和一级反应动力学模型表达式。结果表明流化床微生物燃料电池基质降解为一级反应;Monod模型表达式为:t/s0-st=4.769 7/st+15.885,一级动力学模型为:lnCA=-0.025 32t+8.109 15,理论推导模型与实验数据具有较好的吻合性。     

松花江休养生息前后典型有机污染物变化情况分析

水质中的多环芳烃、多元酚这二类有机污染物因具有污染危害大、检出频率高、迁移能力强和难于降解等特点,一直是松花江污染防控的重点目标物。研究其在休养生息后的时空演变状态,探讨来松花江水质有机污染变化趋势,对松花江污染防治具有指导性意义。     

厌氧颗粒污泥流化床降解有机物的动力学分析

在前人研究的基础上,运用反应器理论,建立了厌氧颗粒污泥流化床反应器内有机物降解的动力学模型,在测定动力学模型参数的基础上,以大量实验资料验证了模型及其假设的可靠性,并对反应器效率进行了模拟分析。结果表明,在本试验条件下的最佳颗粒污泥粒径为０．８２ｍｍ,反应器最佳生物浓度为５０ｇ／Ｌ。     

河岸材料对河流有机污染物净化能力的影响

在河流水质号模型(RWQM1)的基础上,根据河岸材料影响河流对有机污染物净化能力的机理,建立了"简化河流水质1号模型"(S-RWQM1),并利用该模型模拟受河岸材料影响的生物化学反应过程,以及分析河岸材料及水体中微生物含量、代谢状况、有机污染物降解率与模型参数的相关性。对S-RWQM1的动力学参数进行灵敏度分析,发现对CODCr组分中易生物降解溶解性有机物Ss以及异养菌XH模拟计算结果影响较大的参数分别为异养菌好氧生长速率常数Kgro,H,aer,T0、异养菌好氧内源呼吸速率常数Kresp,H,aer,T0。相关性分析结果显示,以釉面瓷砖、透水砖、松木片为河岸材料的微生物脂磷含量、甲基萘醌与泛醌的摩尔比值MK/UQ、有机污染物降解率与模型参数中Kgro,H,aer,T0的相关系数分别为0.995、-0.904、0.988;格宾护岸的微生物脂磷含量、有机污染物降解率与Kgro,H,aer,T0的相关系数分别为0.862、0.990,与Kresp,H,aer,T0的相关系数分别为0.951、0.997。通过调整Kgro,H,aer,T0以及Kresp,H,aer,T0值,可提高CODCr模拟精度。结果表明,S-RWQM1可较好地反映河岸材料对水体中有机污染物净化能力的影响。     

20年来第二松花江汞污染自净规律研究

研究了受到汞严重污染的第二松花江20年来水体净化过程,并对已有的模型进行了检验.利用切断污染源后5次系统监测资料,通过回归分析建立了沉积物和平水期江水汞浓度变化的数学模型.同时,对未来15a水体汞污染趋势进行了预测.结果表明,第二松花江汞污染自然净化取得明显成效;表层沉积物净化速率高于中下层;第二松花江水体自然净化经历两个阶段,在汞污染源切断初期第二松花江汞污染净化速率较快,目前处于净化速率较慢的时期.预测结果显示,未来水体净化速率将更为缓慢.     

厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器稳态运行的过程动力学

从AAFEB反应器运行工况特点和全混合活性污泥动力学的理论出发,建立了AAFEB反应器稳态运行的过程动力学模型。并作了动力学模型参数估值、灵敏度分析,模型检验,以及运行参数影响的动力学模拟.     

A-O1-O2生物膜系统动力学模型的研究

采用A—O1-O2生物膜系统处理模拟废水,通过动力学分析与推导,并根据实验数据求取相关的动力学参数,最后得出A、O1、O2单段以及系统整体对于CODCr,和NH4＋-N降解的动力学模型,一方面为了便于从理论上分析去除CODCr、NH4＋-N的规律,另一方面为该系统的实际工程设计和应用提供理论依据。     

基于地球化学因子影响的生活垃圾降解动态模型

在生物反应器填埋场厌氧填埋实验研究的基础上,进行了垃圾降解的地球化学过程分析,建立了受地球化学因子影响,反映生物反应器填埋场水质变化的COD、VFA、及NH4+-N浓度变化的动态模型。研究表明:该模型拟合值与实测值吻合较好,能较好地预测垃圾填埋降解过程中水质的变化,为填埋场的渗滤液处理和水质污染控制提供理论依据。     

几种硫化物对废水厌氧生物处理的抑制及其动力学研究

本文推导出适合试验研究的纯酶和微生物的抑制动力学模式。并就硫酸盐、亚硫酸盐和硫代硫酸盐对甲烷菌的抑制动力学模式进行了实验研究,分别得出它们的抑制动力学方程,求出了硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐对甲烷菌的临界抑制浓度。