膜污染成因及控制对策研究新进展

膜生物反应器是污水处理领域里一项新型、高效处理工艺,近几年在工程中得到了广泛应用。但膜污染的防治和膜的使用寿命却成为限制膜生物反应器广泛应用的关键因素,文章系统论述了膜生物反应器在处理污水过程中膜污染的成因、影响因素及防治措施,总结了近年来关于膜污染的研究进展。     

活性污泥法的多变量最优控制Ⅰ.基础理论与DO浓度对运行费用的影响

在现有的关于活性污泥法最优控制研究的基础上，首次提出了以两个最重要的控制参数污泥排放量和溶解氧浓度为控制变量，以出水不质为约束条件，以运行费用为性能指标的活性污泥法变量最优控制的研究问题，并着重进行了基础研究。     

UniFed SBR工艺除磷脱氮机理研究

采用UniFed SBR工艺试验装置处理实际生活污水,确定了出水不受进水扰动影响的合适排水比.当将进水/排水时间固定为2 h,排水比不高于41.67%时,可以实现进水与出水的分离,保证良好的出水水质.通过试验分析了UniFed SBR工艺的除磷脱氮机理在于:进水/排水阶段在反应池底部先后发生了反硝化作用和厌氧释磷反应,后续曝气阶段发生硝化作用和好氧吸磷,因此通过该工艺,可实现同步除磷脱氮.     

供氧方式对SBR法硝化过程控制的影响

采用SBR法对不同供氧方式下硝化过程的控制进行研究，结果表明：在曝气量恒定的条件下，DO和PH值可联合作为硝化时间的控制参数，但ORP无法单独作为控制参数，在DO恒定的情况下，DO无法作为控制参数；PH值在硝化过程中缓慢下降或趋于稳定，当硝化反应结束时突然升高，因此，PH值可作为硝化时间较好的控制参数；ORP的硝化初期快速升高，然后升高的速度愈来愈慢，直至趋于平稳，对硝化结束的指示作用不是很明显，无法单独作为控制参数；为维持硝化过程中DO的恒定，曝气量将逐渐减小，只要系统污泥浓度和所要控制的DO水平相同，任何浓度的原水在硝化结束时调节的最小曝气量都是相同的，因此，将曝气量下限值的控制方法与PH值控制相结合，可使SBR硝化时间的控制更稳定可靠。     

不同进水方式对于EPBR系统厌氧释磷的影响

为了提高实际污水处理工艺中除磷效率,优化系统中厌氧释磷的条件,主要研究了三种不同原水投加方式对厌氧释磷过程的影响。本试验采用UniFed SBR系统内的活性污泥,考察了实际生活污水对活性污泥的释磷影响,采用1次进水、4次进水和连续进水3种不同原水供给方式对于厌氧释磷性能进行比较。研究结果表明,不同进水方式可有效延长实际生活污水的注入时间,大大提高其中有机底物的可利用性,释磷速率由0.082增至0.143 mg/(L.min),其中单位活性污泥释磷量分别为2.24×10-3、3.26×10-3和3.80×10-3mg/mg,这种碳源投加方式的改变,使得利用实际生活污水的厌氧释磷特性得到优化,并提高了实际生活污水中有机碳源的可利用性和除磷效率。     

A2N双污泥反硝化除磷系统微生物的先间歇后连续培养及快速启动

以实际生活污水为对象,研究了反硝化聚磷菌(DPB)的驯化培养以及A2N双污泥反硝化除磷系统的快速启动.采用先独立培养反硝化聚磷菌和好氧硝化生物膜再连续运行的方式成功地快速启动了A2N系统.采用污水处理厂除磷工艺中的活性污泥为种泥,在SBR系统中以先A/O(厌氧,好氧)后A/A(厌氧,缺氧)的方式运行.32 d成功地使反硝化聚磷菌成为优势菌属.在SBR反应器中,采用硝化效果较好的活性污泥为种泥,好氧硝化生物膜30 d挂膜成功.氨氮去除率稳定在99%以上.然后.A2N系统连续运行,11d后系统反硝化除磷效果进入稳定状态,出水氨氮和正磷酸盐浓度均为O,硝态氮为10.26 mg/L,出水COD为19.56 mg/L,COD、氨氮、总氮和磷去除率分别为91%、100%、77%和100%,说明A:N系统具有很好的脱氮除磷效果,认为系统启动成功.     

负载型纳米铁吸附剂去除饮用水中As(Ⅴ)的研究

以活性炭为载体制备了一种负载型纳米铁吸附剂.纳米铁在活性炭孔内为针状,其直径为30～500 nm,长度为1 000～3 000 nm,载入量[m(Fe)/m(炭)]为82.1 mg/g.用1.5 g/L该吸附剂对pH 6.5、 (25±2)℃、 2 mg/L的As(Ⅴ)进行吸附其去除率为99.5%,在平衡浓度1.0 mg/L时,该吸附剂对As(Ⅴ)的吸附容量为15.4 mg/g;吸附速度较快,12 h可达91.4%,72 h达到吸附平衡.吸附过程可由孔内扩散模型较好地说明.除PO_4~(3-)、SiO_4~(2-)外其它常见阴阳离子均对As(Ⅴ)的去除影响不大.吸附剂可以用0.1 mol/L NaOH溶液再生,再生效率较高.实验室初步实验数据表明,该吸附剂对饮用水砷去除具有较好的应用前景.     

SBR工艺实时控制策略研究进展

随着工艺设备、自动化控制技术的快速发展,SBR工艺对设备稳定性和自动化控制技术水平的基本要求得到满足,SBR工艺在世界范围内得到广泛发展和应用并取得了巨大的成功.现今全世界绝大多数的SBR污水处理厂都实现了最简单的自动控制(定时开/关控制或PID控制),但定时自动控制存在很大的缺陷.很多研究者开始尝试利用各种控制技术建立SBR实时控制策略.本文回顾了目前SBR实时控制策略的最新研究进展和实际应用,并对各种实时控制策略的优缺点进行分类、归纳和总结.虽然实时控制策略在SBR工艺的优化控制和节能降耗方面具有明显的优势,但在实际应用过程中还是存在很多问题尚待解决.最后通过分析SBR实时控制策略普遍存在的不足和问题,指出今后SBR实时控制策略的发展方向和应用前景.     

碳源类型对低温条件下生物反硝化的影响

为了研究低温环境下反硝化细菌对各种碳源的直接反应,利用Carrousel氧化沟系统的活性污泥,以甲醇、乙醇、乙酸钠、丙酸钠、葡萄糖、生活污水及内源物质为碳源,在15.4℃±0.8℃低温状态下开展序批式缺氧反硝化试验.结果表明,乙酸钠为碳源时的最大比反硝化速率(maximum specific denitrification rate, MSDR)最高,达6.51 mg/(g·h),但是其反硝化效率(denitrification yield, DY)最低,只有0.48,而且存在亚硝酸盐积累现象.甲醇为碳源时的MSDR相比其他几种单一碳源要低,只有0.91 mg/(g·h),反硝化细菌对甲醇碳源需要一定时间的适应．当不投加任何外碳源时,反硝化细菌能利用自身体内的原生物质进行内源反硝化,其反硝化速率最低.而以经过厌氧发酵的生活污水作为碳源,其MSDR为３.６３　mg/(g·h),达到挥发性脂肪酸(volatile fatty acids, VFAs)作碳源时的水平.低温(15.4℃±0.8℃)下的MSDR相对20℃以上的要低许多,而通过不同的碳源补偿均能在一定程度上改善脱氮效果.     

沉积物中氧化物结合态镉对芦苇的生物有效性研究：氧化物种类、结合形式、老化的影响

沉积物中重金属的生物有效性在很大程度上取决于其赋存形态.选用沉积物中2种典型氢氧化物矿物:氢氧化铁和氢氧化铝,以水培法和矿物结合态Cd为培养介质,以芦苇为受试植物,研究环境中吸附和共沉淀态Cd生物有效性差别,并探究老化过程对生物有效性的影响.经过13 d的培养,发现2种结合形式的Cd均可被芦苇富集,不同处理体系中富集强度不同,根中富集量为9.1~37.8 mg.kg-1;地上部分富集量为0~10.0 mg.kg-1.其中,结合在Fe0.5Al0.5(OH)3矿物上的Cd的生物有效性最大,其次是Fe(OH)3和老化的Fe0.5Al0.5(OH)3,富集量最少的是老化的Fe(OH)3的处理.采用2种低分子量有机酸对Cd进行解吸实验,Cd的解吸规律与芦苇对Cd的富集规律一致.因此,共沉淀处理降低了Cd的富集,矿物的理化性质决定了含铝矿物对Cd的结合较差,老化作用抑制了吸附态Cd的富集,有机酸解吸实验也验证了不同形态Cd生物有效性的差异.