溶解氧对短程硝化稳定性及功能菌群的影响

在常温条件下,采用序批式反应器（SBR）研究不同溶解氧（DO）浓度对短程硝化稳定性的影响.在低DO （0.5mg/L）条件下,前75个周期可以一直维持短程硝化,亚硝积累率（NAR）在80%以上,但是随着运行周期增加,NAR逐渐减少,到105个周期已完全变为全程硝化.通过接种同一污泥提高DO浓度到2.5mg/L,经过180个周期,NAR始终在90%以上,能够长期维持短程硝化的稳定运行.通过不同DO条件下AOB和NOB的氧半饱和常数对比分析及qPCR试验研究,结果表明长期低DO条件下容易使Nitrospira的生长获得优势,Nitrospira是影响短程硝化稳定的重要因素,高DO条件下,AOB对溶解氧具有更高的亲和力,通过提高供氧浓度的策略,可以维持短程硝化的长期稳定.     

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.     

城市污水SBR法短程生物脱氮的中试研究

采用处理量为60m³/d的SBR大型中试系统对实际城市污水的短程脱氮效果和稳定性进行研究.通过对传统时间控制模式和在线实时控制模式的对比分析可知,应用实时在线控制的分段进水交替缺氧/好氧运行模式,在达到相同深度脱氮效果的前提下,相对于传统运行方式的反应时间显著缩短,投加的外碳源量也缩减了25%.系统在保证平均总氮去除率98.2%的基础上,获得了较好的短程硝化效果,各好氧反应段的亚硝化率均在95%以上.精准的在线实时过程控制与交替缺氧/好氧的运行方式是短程生物脱氮实现及稳定的主要因素.     

脉冲SBR处理城市污水深度脱氮的工艺特性

采用脉冲式SBR法,对城市污水进行了深度脱氮试验研究.从理论上分析了进水次数和进水量对脉冲式SBR工艺运行特性的影响,得出了脱氮效率公式,并通过试验研究了这些因素对工艺运行的实际影响.理论分析表明,在不投加外碳源的情况下,随着进水次数的增加,脱氮效率依次增加.根据进水C/N的高低,进水方式可分为不等量递增进水、等量进水和不等量递减进水.试验表明,当原水中有机碳源充足时,不等量递减的进水方式相对于等量的进水方式投加较少的外碳源就能实现深度脱氮;随着进水次数的增加,外碳源的投量依次减少,但操作变得复杂,对于普通的城市污水建议采用3次等量的进水方式.采用脉冲式SBR只需投加少量外碳源就可以使处理后的城市污水出水TN低于2mg/L,TN平均去除率达到97.3%.     

骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附特性

通过间歇实验研究了骨炭对重金属Pb(Ⅱ)的吸附特性。探讨了固液比、pH、离子强度、反应时间、温度及初始浓度等因素的影响。实验结果表明,pH与固液比显著影响去除率,温度与离子强度的影响较小。当温度为20℃,pH=2.5,Pb(Ⅱ)的初始浓度为200 mg/L,固液比为1 g/L时,最大去除率近100%。动力学实验结果表明,骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附为快速反应,在30 min内可达到平衡,准二级动力学模型可较好地拟合实验结果。等温吸附实验结果表明,Freundlich模型与Langmuir模型均可较好地拟合等温吸附实验结果。骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为表面络合反应与分解置换-沉淀反应。     

聚丙烯超滤膜的低温等离子体改性方法比较

为了研究低温等离子体对中空纤维膜的改性效果,对聚丙烯(PP)中空纤维膜进行了4种等离子体改性处理,以接枝率、力学性能、膜面官能团变化以及膜面形态为评价指标,比较了不同改性方法的改性效果。FT-IR特征分析发现,以同时照射法改性后的膜面官能团变化最大,且接枝率高,力学性能好。元素能谱分析表明,处理后的膜表面的N、O含量均有不同程度的变化,且与接枝率成正相关。SEM照片及力学性能反映出:改性后膜面存在损失,柔韧性变差。综合各指标的比较发现,同时照射法是一种最佳的改性方法。因此,特别考察了同时照射改性膜的清水通量的变化,结果表明,该方法能够大幅度提高膜的清水通量。     

分段进水SBR短程生物脱氮过程中N2O产生及控制

利用SBR,控制曝气量为60 L/h,利用在线pH曲线控制曝气时间,成功实现了短程生物脱氮过程,并考察了不同进水方式下SBR运行性能及N2O产量。结果表明,分段进水能够有效降低短程生物脱氮过程中外加碳源投加量。在原水进水碳氮比较低时,采用递增进水量的进水方式,能够有效降低生物脱氮过程中NO-2积累量,从而降低系统N2O产量。1次进水、2次等量进水和2次递增进水方式下,生物脱氮过程中N2O产量分别为11.1、8.86和5.04 mg/L。硝化过程中NO-2-N的积累是导致系统N2O产生的主要原因。部分氨氧化菌(AOB)在限氧条件下以NH+4-N作为电子供体,NO-2-N作为电子受体进行反硝化,最终产物是N2O。     

基于数值模拟的河道再生水补充区地下水监测网构建

再生水作为改善城市景观用水纳入河道,可其对地下水具有潜在的污染风险。通过构建区域地下水数值模型,应用质点追踪技术,计算出永定河补水区在河湖受水后地下水5 a运移1.47 km、20 a运移6.32 km,年均运移0.32 km。在数值模拟的基础上,依据地下水运移轨迹,结合区域水文地质条件,将研究区划分为核心监控区、二级监控区和控制监控区3个地下水监测分区,并提出各分区地下水监测井的布设原则及布设方式,实现地下水环境监测网络的优化。     

非饱和土体变试验研究及其在地面沉降中的应用

地下水位降低将导致非饱和土体中净平均应力和基质吸力发生变化,从而引起土体体积变化。针对重塑非饱和砂土、粉土、黏土和软土,结合土水特征曲线和收缩曲线,考察了土体在干燥收缩过程中基质吸力与孔隙比的关系;运用固结曲线分析了土体在经受净平均应力下的变形特性。基于试验结果,根据Fredlund弹性体变本构模型估算了不同的地下水位降低情况时非饱和土区域的沉降量。结果表明,在总沉降量中非饱和土区域的沉降量是不可忽略的,随着地下水位的降低,非饱和土区域的沉降量在总沉降量中所占比例逐渐增大。     

调整气水比优化高氨氮废水BAF一体化脱氮

为实现常温下高氨氮废水中氮的高效去除,选取8：1、12：1和15：1等3个气水比（GWR）条件,考察常温下曝气生物滤池（BAF）短程硝化-厌氧氨氧化（ANAMMOX）一体化自养脱氮工艺稳定运行的性能.研究结果表明：进水氨氮（NH₄⁺-N）浓度为400mg/L、回流比为1：1的条件下,GWR为15：1脱氮效果最好,氨氮去除率（ARE）达90%以上,总氮（TN）去除负荷为1.1kgN/（m³·d）,去除率达83%.GWR为15：1时,溶解氧（DO）为2.41~4.22mg/L,进水NH₄⁺-N转化为亚硝（NO₂^--N）量增加,ANAMMOX活性增强.对生物膜进行功能菌种实时荧光定量PCR（qPCR）分析得出,GWR为15：1时,ANAMMOX和氨氧化菌（AOB）两者丰度均最高,高达10¹² copies/g dry sludge以上,一体化脱氮效果最好.同时,研究表明提高GWR后ANAMMOX反应增强,而过程中无N₂O生成,GWR为15：1时,N₂O总释放量最小,释放因子为0.0012.