动态污水处理过程的多模型动态矩阵控制

针对活性污泥法污水处理系统的强耦合和动态变化特性,提出一种用于前置反硝化脱氮工艺的多模型动态矩阵(DMC)解耦控制方法;通过K-均值聚类分析法对外界入水中氨氮浓度进行聚类,获得以聚类中心为入水氨氮浓度的静态模型集合,分别设计线性DMC解耦控制器;再以当前时刻外界进水氨氮浓度和聚类中心为基本元素,构造切换函数,实现多模型切换。将该方法应用于活性污泥1号模型(ASM1)中,获得了较好的动态仿真效果。     

利用污泥熟肥作为高含水率污泥堆肥调理剂

采用静态强制通风好氧堆肥的方法,以木屑作为对比,考察了利用污泥熟肥作为调理剂对污泥堆肥过程的影响。结果表明,与以木屑作为调理剂的污泥堆体(对照组)相比,以污泥熟肥作为调理剂的污泥堆体(实验组)升温快,高温阶段(>50℃)持续时间长达10 d,满足粪便无害化卫生标准的要求,而对照组仅持续了2 d;实验组腐熟的堆肥含水率从60%降到39%,下降了21%,pH维持在7.5～8.5范围内,微生物活性较强,而对照组含水率仅下降15%,pH始终低于7.5;实验组种子发芽指数(GI)在第14天就回升到80%以上,基本上去除了植物毒性,而对照组GI在第22天才回升到50%。总体而言,污泥熟肥能显著改善堆肥中微生物的微环境,促进有机物的降解,缩短堆肥腐熟时间,是一种优质的调理剂。     

MFC-MBR耦合系统运行效果

膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,而微生物燃料电池(MFC)能有效降解污泥中的胞外生物有机质(EBOM)并回收电能.将MFC与MBR联用,建立了一套能够有效抑制膜污染同时回收电能的新系统——MFC-MBR耦合系统,MBR的剩余污泥经MFC处理后回流.以传统MBR为对照,对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况和污泥混合液的性质进行研究.研究表明,耦合系统的污水处理效果没有明显恶化,COD去除率为94％,NH4+-N的去除率为92％.耦合系统能够有效减缓膜污染的发生,清洗周期延长了28％.污泥混合液的MLVSS/MLSS稳定在80％ ～ 88％,系统内几乎没有无机颗粒积累.松散结合态胞外聚合物(LB-EPS)降低了48％,使污泥混合液性质得到改善.较低的污泥比阻(2.69×1012m/kg)和标准化毛细吸水时间(1.67 s·L/g MLSS),证明耦合系统污泥混合液脱水性能提高了.     

柠檬酸盐络合铜在污泥上的吸附

利用二沉池污泥进行吸附柠檬酸盐络合铜实验。研究了吸附动力学、热力学、液固比以及pH值对吸附的影响,同时对比污泥吸附前后FTIR光谱推测吸附主要基团。结果表明,吸附速率受多种机制共同影响;准二级动力学模型能较好地描述污泥吸附柠檬酸盐络合铜动力学数据;增加液固比,总铜去除率下降;偏酸性环境下污泥对络合铜吸附效果较优;吸附过程符合Langmuir等温模型;红外光谱特征分析表明,污泥含有的—OH、酰胺基、—COO-、硅酸盐物质可能是污泥吸附络合铜的主要活性基团。     

芦苇和香蒲在人工湿地城市污泥处理系统中的应用

用有机玻璃材料做成模拟人工湿地,分别种植芦苇和香蒲考察2种模拟植物湿地对城市污泥干化和稳定化、污泥中营养元素和重金属去除效果,并和空白湿地对比。实验污泥取自当地污水厂二沉池,污水处理采用厌氧池加氧化沟工艺。模拟人工湿地进泥负荷为0.72 kg TS/(m2.d),进泥中TS平均含量为5.58 g/L,pH为6.80。实验期为1年,采用间歇式进泥,渗滤液月采集测样一次,湿地剩余污泥2月1次。实验结果受天气和气候影响较大,处理效果夏季好于冬季,出水水质和剩余污泥的干化及稳定效果芦苇湿地好于香蒲湿地。剩余污泥中各种重金属含量低于污泥农用标准中各重金属离子浓度要求。结果表明,人工湿地植物净化系统对城市污泥有较好的脱水和稳定化效果。     

碱预处理污泥产酸效果及其生物群落研究

为了提高污泥水解酸化过程中的挥发酸产量,获取污水脱氮除磷所需的内碳源,以深圳市罗芳污水厂的二沉池污泥为研究对象,采用不同的碱量对其进行预处理。通过测定碱预处理污泥水解酸化过程中的挥发酸浓度,并采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction denature gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术对参与碱预处理污泥水解酸化产酸过程的主要微生物种群进行分析,结果表明,当碱投加量为0.20 g NaOH/g VSS时,初始溶出的蛋白浓度为1 780 mg/L;水解酸化15 d时,挥发酸总量达到3 473 mg/L;参与产酸的主要细菌属于Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes三个门类。     

混合酶强化剩余污泥微生物燃料电池性能

为了提高剩余污泥为燃料的微生物燃料电池(SMFC)产电性能以及污泥减量化效果,在不同的温度(40、45和50℃)研究单室无膜微生物燃料电池中酶对SMFC产电特性的强化效果.加入单一酶(蛋白酶或α-淀粉酶)的结果表明,随着温度的上升,SMFC功率密度均上升,但40℃时强化效果最明显,与加入失活酶的对照组相比分别增加198％和130％.在40℃下,混合酶比(蛋白酶浓度:淀粉酶浓度)为2∶3时,SMFC最大功率密度为776 mW/m2.随着混合酶中淀粉酶的比例提高,SMFC库伦效率逐渐增加,当混合酶比为4∶1时,CE(库伦效率)可达18.3％,同时TCOD、TSS和VSS去除率分别为70.3％、66.7％和80.4％.因此,温度相对较低时,外加酶强化效果更明显;与单种酶相比,混合酶对SMFC产电性能和污泥减量化的强化效果更显著.     

PCDDs and PCDFs in sewage sludges from two wastewater treatment plants in Beijing, China

The levels of polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and dibenzofurans (PCDFs) were analyzed by an isotope-dilution high-resolution mass spectrometric in 16 sewage sludges, sampled from 2004 to 2009, from two municipal wastewater treatment plants (WWTPs) in Beijing. Total toxicity equivalent (TEQ) values were evaluated using the toxicity equivalent factors proposed by International for PCDD/Fs. The I-TEQs for these sewage sludges were from 0.97 to 15.0 pg g⁻¹ dry weight (dw) with a mean value 4.43 pg g⁻¹ dw, indicating that all I-TEQs were below Chinese legislation limit value regulated for agricultural use in soils.The results from limited samples (16 samples) showed that the levels of PCDD/Fs might be correlated with the sludge age. Meanwhile, the temporal trends of PCD/Fs suggested that the I-TEQs may correlate with rainfall in the present study.     

pH和元素摩尔比对污泥酸化液沉淀法脱氮除磷的影响

针对剩余污泥水解酸化产生大量多糖、蛋白质和VFAs碳源的同时会有较高浓度的NH+4-N和PO3-4-P溶出的问题,考察了pH值和元素摩尔比对以沉淀法同时去除NH+4-N和PO3-4-P的影响.结果表明,最佳pH为9.0,当pH升高到10.0时NH+4-N去除率略有下降,在特定摩尔比范围内摩尔比对沉淀形成的影响大于pH值...     

基于活性污泥的厨余垃圾厌氧发酵产酸研究

以厨余垃圾和活性污泥为原料,考察了不同接种比例对厌氧发酵产物的挥发性脂肪酸产量、pH值和COD去除率的影响.结果表明,当厨余垃圾和活性污泥接种比例为4∶1时,挥发性脂肪酸产量在第3天达到最大值为42.7 g/L,产率提高了40%,COD去除率达到了35.6%,pH值没有发生较大的差异,其变化幅度在4～6之间.