ASM3模型的改进和应用

以ASM3原理为基础,引入污染物迁移方程,并加入位移变量,建立了基于ASM3的改进活性污泥模型模拟系统。以序批式呼吸计量试验对ASM3中异养菌好氧产率系数YH1O2、异养菌好氧内源呼吸速率系数bH1O2、异养菌的最大比生长速率μH和自养菌的最大比生长速率μA等4个重要的模型参数进行了确定,其它参数采用IWA推荐的典型值对工艺试验进行模拟。通过对COD,NH4^＋-N以及NO3^- -N进行模拟,模拟结果和实测结果吻合较好。     

竹园污水厂闭式双泥龄工艺活性污泥数学模型的参数研究

竹园第二污水厂采用一种闭式双泥龄新型工艺。以活性污泥1号模型(ASM1)为基础,测定污水厂的进水水质特性参数、异养菌产率系数(YH)和异养菌衰减系数(bH),为后续工艺模型的建立和校正提供基础数据。结果表明:竹园第二污水厂进水易生物降解有机物(Ss)、慢速生物降解有机物(Xs)、溶解态惰性有机物(SI)、异养菌(XBH)、颗粒态惰性有机物(XI)占总COD的平均比值分别为20.0%、32.1%、17.4%、9.6%、20.9%。进水氨氮(SNH)、溶解态可生物降解有机氮(SND)、颗粒态可生物降解有机氮(XND)占TN的平均比值分别为71.5%、10.0%、18.5%。闭式双泥龄工艺平行组合中的传统活性污泥池和A/O池分支的异养菌产率系数(YH)分别为0.68和0.78,异养菌衰减系数(bH)分别为0.501 d-1和0.621 d-1。     

ASM1模型动力学参数敏感度分析

文章对ASM1动力学参数的敏感度进行了研究。在COST模拟基准条件下,结果表明敏感度较大的动力学参数有自养菌最大比生长率uA、异养菌衰减系数bH、最大比水解速率kh、水解饱和常数KX和缺氧区缺氧水解修正因子ηh。敏感度分析结果为ASM1实际应用中校核参数的选择提供了依据。     

ASM1耦合曝气模型对污水处理厂的模拟研究

为了更好地模拟污水处理厂实际的曝气方式及溶解氧浓度,采用更加精确的曝气模型对某污水处理厂进行了模拟研究.该模型考虑了污泥浓度、堵塞及温度等因素对氧传质的影响,并将该曝气模型与ASM1相耦合.首先,通过灵敏度分析确定了对该污水处理厂出水指标影响较大的参数,分别为异养菌产率系数YH、异养菌最大比增长速率μH、自养菌最大比增长速率μA及自养菌氧利用半饱和系数KOA.然后,测定部分灵敏度较高的参数并使用测量结果对模型进行校正,校正结果使用希尔系数表征.最后,使用另一批数据对校正参数进行验证.模拟的COD、氨氮、总氮和好氧池末端溶解氧的希尔不等系数分别是0.13、0.23、0.20和0.15,而通过控制溶解氧浓度或理论氧转移效率模型模拟则出现氨氮、溶解氧、总氮及COD的希尔不等系数不同程度上升的结果.校验后的ASM1/曝气耦合模型参数可以很好地应用于污水处理厂的模拟当中,对于优化污水厂曝气控制具有重要意义.     

基于呼吸计量法的异养菌动力学参数优化估计

利用双水解模型对活性污泥数学模型(ASM)进行改进,并通过呼吸计量试验和非线性最优化算法建立了异养菌动力学参数的优化估计方案.该方案在上海2个污水处理厂的测定结果表明,经优化求解后,ASM改进模型能够准确模拟批式试验的耗氧速率曲线.26℃下,曲阳厂和白龙港厂活性污泥的异养菌衰减系数分别为0.58,0.55d-1,异养菌最大比增长速率常数(均约为4d-1)和半饱和常数(2.00,2.36mg/L)较为接近.白龙港厂进水中慢速可生物降解有机物的水解速率明显高于曲阳厂,这是由于长距离管道输送显著降低水解组分的粒径所致.     

活性污泥一号模型参数影响的分析研究

自从国际水质污染与控制协会（IAWQ）推出的活性污泥数学模型ASM系列以来,活性污泥工艺中的动力学过程得到了更精确的描述。通过对活性污泥一号模型（ASM1）的诸多参数文献值进行了分析研究,从中筛选出对模拟结果影响较大的部分,并做出灵敏度分析,为模拟研究和污水处理实际控制提供帮助。研究发现pH、Ks、bH、KH、Kx和YH对于出水中有机物影响较大,bH、YH、bA、μA、K0A、KNH和YA对氮组分的影响较大;bH和YH对硝酸盐氮降解影响较大。     

简化活性污泥1号模型在间歇式循环上流污泥床中的应用

以活性污泥1号模型(ASM1)为基础,结合间歇式循环上流污泥床工艺结构和实际进水水质特征,建立了简化的活性污泥模型(ASM1-S),该模型与ASM1模型相比,减少了反应过程、进水组分和参数,大大减少了模型参数测定的工作量和模拟过程中的计算量,从而提高了模型的实用性。本文通过测定模型进水组分和对模型模拟结果影响较大的4个参数(YH、μH、μA、bH)值进行测量,并利用Matlab编制模拟程序,就ASM1-S模型对间歇式循环上流污泥床实际运行状况进行了动态模拟,并将出水中COD、氨氮和总氮模型预测值与实测值进行对比,结果表明:该模型对出水中COD、氨氮和总氮的浓度模拟效果较好,最大误差小于10%,从而验证了ASM1-S模型的可靠性和实用性。     

颗粒活性炭对膜生物反应器脱氮性能的影响

为了考察投加颗粒活性炭(GAC)对膜生物反应器(MBR)运行过程和处理效果的影响,研究了MBR和GAC-MBR透膜压差、膜通量的变化情况和脱氮性能,并采用ASM1模型对2个反应器进行数学模拟.结果表明,MBR和GAC-MBR的运行周期分别为75,150h,说明GAC的加入能够显著减缓MBR膜污染的速度,延长MBR的运行周期.MBR和GAC-MBR氨氮浓度分别为0.5,6mg/L;硝氮浓度分别为4.5,2mg/L;总氮浓度分别为5,10mg/L,出水COD均低于20mg/L,出水能符合《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准.采用ASM1进行工艺数学模拟,模拟出水与实际测量值基本吻合,2个反应器中主要微生物为异养菌和氨氧化菌,异养菌在MBR和GAC-MBR中的质量分数分别为95.5%和97.7%;好氧氨氧化菌分别为4.4%和2.3%,说明投加颗粒活性炭能有效的缓解膜污染,并对污染物具有良好的处理效果.     

简化活性污泥数学模型在城市污水厂中的应用

以活性污泥 1号模型 (ASM1 )为开发平台 ,建立了简化的活性污泥数学模型 (ASM CN)。该模型主要描述了碳氧化和硝化过程 ,其中模型组分、反应过程和参数的数量都少于ASM1 ,从而提高了该模型在城市污水厂中的实用性。通过测定模型组分、化学计量系数和动力学参数 ,为模型的应用提供了重要的前提和基础。最后利用ASM CN模型对实际城市污水厂的运行进行了动态模拟 ,模拟结果良好 ,验证了ASM CN模型的实用性和有效性 ,并且也验证了模拟程序的准确性。     

天然沸石生物再生途径机理研究

在模拟沸石床系统中,对比探讨了曝气、异养菌和硝化细菌3个因素单独或共同作用对沸石再生效果的影响.结果表明,在本试验条件下,曝气作用、异养菌代谢和硝化作用分别可将沸石的再生效率提高0.5%~1.0%、20.9%~31.1%和120%~180%,3个因素影响大小依次为硝化细菌＞异养菌＞曝气吹脱.当异养菌与硝化细菌共存时具有协同再生作用,不仅可提高系统的再生效率(接近100%),而且还可提高沸石的再生率(约10%).离子交换、曝气和异养菌单独或共同作用下沸石的再生过程可用y =1-e-kx方程模拟;存在硝化细菌作用时沸石的再生过程前、后段分别用线性方程y =kx和Monod方程拟合(R2＞0.99).结合沸石再生前后表观形态变化的观测,探讨了沸石的再生机理.     

膜生物反应器异养硝化菌的分离及硝化特性

对具有80%的同步硝化反硝化(SND)效果的MBR系统中存在的异养硝化菌进行了分离培养,并对其硝化特性进行了研究.结果表明,采用将传统微生物学方法与现代分子生物学手段相结合的新型异养硝化细菌的分离筛选方法,分离出的3株细菌可以充分利用有机碳进行有氧呼吸,具有异养生物的性质,且具有产生NO_x^-的硝化性能.经21d好氧培养后,系统中B1、B2、B33株细菌对COD的去除率分别为52.58%,71.72%,和77.74%;总氮去除率分别为35.6%,61.2%及68.7%.     

发酵液作为EBPR碳源的动力学模拟

发酵液是一种优质的碳源,能够提高生物除磷系统(EBPR)的除磷效果.采用基于碳源代谢的修正ASM2模型,能够较好地模拟发酵液作为EBPR碳源的动力学变化规律.发酵液作为EBPR唯一碳源时,系统中的异养菌不仅不对聚磷菌(PAO)的生长构成竞争关系,反而促进PAO的生长.发酵液作为实际污水的补充碳源时,优化了污水中的碳源组成,创造了有利于聚磷菌生长的环境,使EBPR中聚磷菌达到微生物总量的40%以上,比实际污水作为碳源的EBPR中的PAO含量提高了3.3倍.     

活性污泥3号模型(ASM3)的发展与应用

IAWQ又于1999年推出ASM3,它不以水解作用为重点,更深入考虑了胞内存贮过程,并考虑环境因素对衰减过程的修正,把溶解性、颗粒性有机氮的降解与微生物的水解、衰减和生长结合在一起。带有EAWAG生物除磷模块的ASM3能预测除磷效果;通过校正的ASM3能预测脱氮除磷、污泥产量。     

基于改良ASM1的SNAD工艺启动和优化

采用微氧升流式膜生物反应器（UMSB-MBR）启动同步亚硝化-厌氧氨氧化耦合异养反硝化（SNAD）工艺,拟通过构建数学模型实现工艺启动过程分析及其优化过程预测.结果表明：反应器历经厌氧氨氧化和全程自养脱氮（CANON）工艺后,通过引入有机碳源（C/N比为0.5）启动SNAD工艺（总氮去除率可达87.66%）,并运用ASM1模型及实验数据成功建立SNAD工艺启动模型;通过模型分析发现,氮负荷（NLR）的增大（由0.24~1.88kg/（m³·d））,适宜的溶解氧（DO）浓度（0.2~0.4mg/L）均有利于SNAD工艺的快速启动;通过模型预测发现,随着C/N比（由0.5~3.0）增大,反硝化菌（DNB）对厌氧氨氧化菌（AnAOB）活性的抑制程度不断增强,造成脱氮主要途径由厌氧氨氧化向异养反硝化过程转化,综合考虑C/N比为1.5时SNAD工艺效能和微生物菌群配置处于最佳状态.     

用呼吸仪监测取代酚类化合物对活性污泥的抑制

应用呼吸仪测定活性污泥中微生物的活性。研究了九种取代酚对微生物活性的影响,发现抑制效应与有机物的正辛醇-水分配系数、最低未占轨道能级有着相关联系,并发现取代酚对活性污泥硝化细菌比起异养细菌有着更强的抑制。生物膜比活性污泥具有更好的耐抑制能力,驯化对抗抑制有明显的效果,增大污泥浓度在一定程度上可以减轻毒害。     

无锡市污水处理厂抗生素抗性菌分布与去除特性研究

近年来,污水处理厂已成为环境中抗生素抗性菌的重要来源.本研究利用传统的异养菌培养法对无锡市6座污水处理厂进出水中的5种抗生素(氨苄霉素、红霉素、四环素、卡那霉素、环丙沙星)抗性菌进行调查与分析,并对比了在不同工艺和不同季节条件下抗性菌的去除效果.结果表明,5种抗性菌在污水处理厂进出水中均可检出,进水中抗性菌浓度为103~10~5CFU·m L~(-1),出水中抗性菌浓度为10~2~10~4CFU·m L~(-1),其中,氨苄霉素抗性菌最多,占总异养菌的比例超过50%.污水处理工艺没有选择性去除抗性菌的效果,出水中抗性菌占总异养菌的比例相对于进水有增加趋势.相比其它传统工艺(氧化沟、SBR等),MBR工艺对去除氨苄霉素、红霉素抗性菌表现出一定优势;夏季目标污水处理厂对抗性菌的去除量略多于冬季,且只有环丙沙星抗性菌的去除量表现出显著的季节性差异(p0.05).     

饮用水中几种细菌计数方法的比较

比较采用不同培养基的平板计数(Plate Counts,PC)方法,以及不同荧光染色剂的显微镜直接计数方法与常规计数方法的差别.研究认为,常规平板计数方法并不能准确反映饮用水中实际存活的细菌数量;吖啶橙直接计数(Acridine Orange Direct Counts,AODC)的结果最高,较常规平板计数方法高出3～4个量级;活细菌直接计数(Direct Viable Counts,DVC)中,DVC-N.A.、DVC-CTC和DVC-BacLight等计数方法的结果较常规平板计数结果高出2～3个量级.以地表水为水源的水厂出水中活细菌数占总细菌数的比例在10%左右.     

Isolation and characterization of heterotrophic nitrifying bacteria in MBR

The study presented the method for isolating the heterotrophic nitrifiers and the characterization of heterotrophic nitrification. Continuous tests via a membrane bioreactor (MBR) were operated under the controlled conditions to proliferate the nitrifiers. Heterotrophic nitrifying bacteria were isolated from the system in which the efficiency of total nitrogen(TN) removal was up to 80%. Since no autotrophic ammonium and nitrite oxidizers could be detected by fluorescence in situ hybridization(FISH), oxidized-N production was unlikely to be catalyzed by autotrophic nitrifiers during the heterotrophic nitrifiers‘ isolation in this study. The batch test results indicate that the isolated heterotrophic bacteria were able to nitrify. After 3 weeks incubation, the efficiencies of the COD removal by the three isolated bacterial strains B1,B2 and B3 were 52.6%, 71.7%, and 77.7%, respectively. The efficiencies of the TN removal by B1, B2, and B3 were 35.6%, 61.2% and 68.7%, respectively.