大型再生水厂不同污水处理工艺的能耗比较与节能途径

能耗是再生水厂运行主要的考核指标.采用比能耗分析法、单元能耗分析法以及冗余分析法等探讨了清河再生水厂不同污水处理工艺(倒置A2/O、A2/O和A2/O-MBR)的能耗构成和时空分布特征.重点考察了A2/O-MBR工艺的主要能耗环节和原因,探讨了A2/O-MBR工艺的节能改造方法,并比较了其改造前后的能耗.结果表明,曝气是清河再生水厂污水处理的常规工艺和A2/O-MBR工艺的主要耗能需求,分别占总能耗的42.97%和50.65%.在保证A2/O-MBR工艺出水水质的同时,采用脉冲曝气改造后节能效果明显.改造后的膜运行通量增大约20%,吨水能耗为0.53 k W·h·t-1,降幅达42.39%,去除单位COD能耗为1.29 k W·h·kg-1,降幅达54.74%.该厂A2/O-MBR工艺回流量大,但与出水水质相关性较弱.在一定范围内降低回流比不会造成出水水质恶化,因此可作为进一步节能的方向之一.     

生态浮岛技术用于河湖污染修复进展研究

中国江河湖库水体污染状况严重,且难以用传统的物理、化学方法进行修复,生态浮岛作为一种生物－生态修复技术以其操作简单、处理效果好以及环境风险低等优点在河湖污染修复中得到大家的广泛关注。以发展进程为线索,作用主体和动力模式为依据对生态浮岛技术进行归纳总结,分类阐述了传统生态浮岛、组合型浮岛和微动力浮岛的研究及应用情况。展望了今后的研究方向,包括创建适于硝化菌和反硝化菌生长的微环境,加强生态系统交互作用和引入太阳能装置等。以期对生态浮岛在河湖污染修复中的研究及应用提供参考。     

接触水解-藻类微曝气复合污水处理系统在污水处理中的应用

本文着重介绍了接触水解藻类微曝气复合反应系统的原理、反应特征及效果。将厌氧、兼氧、好氧、藻类等引入到一个反应器构成一个复杂的反应系统,从而达到去除污染物的目的。     

基于HPR在线监测控制SBR曝气历时实现短程脱氮

应用新型自动呼吸-滴定测量仪在线测量pH值、HPR等信号,进行了在SBR内实现短程脱氮的研究.采用SBR处理人工合成废水,COD和NH4+-N浓度分别为360,40mg/L,温度稳定在20℃,DO低于2mg/L,基于HPR在线监测控制SBR曝气历时.运行约60d后,亚硝酸盐积累率达到88%,COD和NH4+-N去除率均在90%以上,稳定实现了短程硝化反硝化.应用HPR估计硝化过程的NH4+-N浓度发现,NH4+-N实测值与基于HPR的计算值间存在良好的线性关系,相关系数为0.9722;计算值整体低于实测值,主要是由曝气初期的滴定启动滞后所致.     

分层水库温度梯度对扬水曝气原位控藻效果的影响

基于计算流体力学(CFD)方法,数值模拟了不同温度梯度条件下扬水曝气器外围流场及藻类浓度场,并与实际工程运行数据进行对比.当水深为80m、水面下30m内的温度梯度从0.17℃/m增加到0.73℃/m时,核心控藻区域的半径从100m增加到150m,控藻区域百分比从25.16%增大到28.60%,藻类完全混合的时间分别从16d增加到24d.在稳定条件下,藻类在补偿点以下的停留时间均大于48h,基本不受温度梯度的影响,藻类生长受抑制.藻类浓度模拟结果与实际工程运行结果吻合良好.推荐水库中扬水曝气器合理设计间距为250m.     

混合胁迫条件下蓝藻运动特性研究

为了探究混合控藻技术对蓝藻运动分布特性的影响,实验测定了太湖蓝藻在不同光照度、温度、压力等条件下的上浮/下沉速度.蓝藻在1 500~6 000 lx光照度范围内均表现出很强的上浮性能,光照度大于1 500 lx时,上浮速度大于0.8cm·min-1的藻颗粒占58%;当光照度小于1 500 lx或大于6 000 lx时上浮速度将减弱.在8~25℃环境下,蓝藻呈上浮运动,且随着温度的升高,上浮速度增加.在0~0.1 MPa压强条件下蓝藻上浮,且随着压强的增加上浮速度减慢;当压强达到0.2~0.3 MPa时大部分蓝藻悬浮于水中,只有少部分上浮或下沉;当压强达到0.4~0.6 MPa时,蓝藻明显下沉,且随着压强的增加下沉速度增大,0.6 MPa压强下,下沉速度大于1.0 cm·min-1的藻颗粒占52.5%.当外界压力超过藻细胞气囊所能承受的范围,气囊开始破裂,藻细胞的浮力变小直至小于其重力,导致藻颗粒下沉.常压下,藻颗粒粒径越大,上浮速度越快,密度越小;高压下,藻颗粒粒径越大,下沉速度越快,密度越大.     

2种填料BAF深度处理印染废水沿程污染物变化规律研究

针对某印染工业园区污水处理厂二级生化处理出水,采用处理规模为15 t·d-1的中试试验,研究了活性炭填料和悬浮填料曝气生物滤池沿程的污染物浓度变化,探讨了用低价、轻质悬浮填料替代活性炭的可行性.结果表明,在进水COD和色度分别为50.2 mg·L-1和58倍时,活性炭和悬浮填料曝气生物滤池最终出水COD和色度分别为35.0 mg·L-1、18倍和44.3mg·L-1和26倍,均可达到城镇污水厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中的一级A排放标准要求,但是悬浮填料曝气生物滤池达标所需沿程的高度为2 400 mm,高于活性炭曝气生物滤池的1 800 mm.悬浮填料曝气生物滤池对色度、总氮、氨氮的去除效果及沿程变化趋势与活性炭曝气生物滤池相仿,但COD去除效果不佳,主要是与其生物量少有关.因此,用悬浮填料替代活性炭在该污水厂是可行的,但仍需要对填料大小和材质进行优选,增大生物量,必要时可考虑使用活性炭和悬浮填料的组合工艺减少造价成本.     

MAP晶体捕集反应器回收猪场厌氧消化液中磷的研究

研究了磷酸铵镁(MAP)结晶法晶体捕集反应器在曝气条件下回收猪场厌氧消化液中磷元素的能力.结果表明,利用曝气方式提高猪场厌氧消化液的p H值,进行MAP结晶回收磷完全可行.MAP的饱和度指数(SI)与废水p H值呈多项式函数关系,结晶反应的最佳p H值为8.5~9.0;随着曝气时间延长至180 min,反应器内废水p H值可提高至8.5;常温下(25℃),反应器内MAP回收磷的反应动力学的反应级数(n)为1.98,速率常数(K25)为7.04×10-4L·mg-1·min-1;反应器单个运行周期为270 min;磷的平均去除率为82%左右.MAP晶体捕集反应器上的晶体在一个反应周期内即可成形,随着反应周期的增加,晶体颗粒逐渐增大.利用扫描电镜和X射线衍射仪对捕集器所捕集的晶体进行了表征,证实晶体为高纯度的MAP.     

分层水库水深对扬水曝气原位控藻效果的影响

扬水曝气是分层水源水库原位藻类控制的有效技术.针对西安金盆水库扬水曝气水质改善工程典型设计工况,采用商业化Fluent软件模拟计算了不同水深条件下扬水曝气器的外围流场,分析了水深对扬水曝气控藻区域和效果的影响.结果表明,当扬水曝气器外围流场稳定时,进水口附近的顺时针环流和其他区域的逆时针环流共存,进水口顺时针环流范围和强度不受水深影响,水流速度沿扬水曝气器径向减小.当水深从50 m逐渐增加到110 m时,扬水曝气核心控藻区域的百分比从12.5%增大到30.6%,核心控藻区域半径从60 m增加到175 m,藻类完全混合的时间从16 d增加到30 d.当水深不浅于65 m时,藻类在补偿点以下的停留时间均大于48 h,且随水深的增加而延长.非核心控藻区域内的藻类随逆时针环流被动迁移至核心区域,最终悬浮并滞留在扬水曝气器底部附近.分层水库中扬水曝气器合理设计间距为水深的1.2~1.6倍.     

常温条件下两级曝气生物滤池启动及短程硝化研究

采用以陶粒和天然沸石为填料的两级上向流曝气生物滤池处理模拟废水,进水COD浓度为176~353 mg/L,NH4+-N浓度为56~175 mg/L,水力负荷范围为0.03~0.09 m/h,考察了水温、溶解氧(DO)、游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)以及反冲洗对NO2--N积累的影响。结果表明,水温在6~10℃和≥22℃时能够实现NO2--N的积累,而13~18.2℃并未出现短程硝化特性;水温6~10℃时,BAF N段最佳DO浓度范围为2.43~4.75 mg/L,NO2--N平均积累率为65.8%,NH4+-N平均去除率为84.1%;另外,FA、FNA对亚硝酸盐氧化菌(NOB)具有联合抑制作用,能够实现NO2--N累积,最佳抑制浓度分别为0.10 mg/L≤FA≤8.77 mg/L和0.069 mg/L≤FNA≤0.249 mg/L,对应NO2--N平均积累率分别为67.7%和56.9%;反冲洗有利于NO2--N积累,反冲洗10 h后BAF N段对NH4+-N总去除率提高到80%,17 h后NO2--N积累率为82.5%,明显高于反冲洗前的74.5%。