城市再生水景观利用水华识别和预警方法探讨

城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发。为了抑制藻类的大规模生长,需要提前采取预防措施,以便将有可能爆发水华的藻类及时杀死或除去。目前,人们已经对景观水体中常见藻类的生长规律做了深入的研究,发现水体中藻数量(藻密度)的多少与水体的pH值和DO值的变化有密切而相对稳定的关系。通过在线实时监控pH值和DO值,找到△pH、△DO与藻类生长之间的关系,并结合pH、DO、温度、正磷酸盐和总氮等指标,实现实时识别和预测水华爆发的目的。     

污水处理厂不同工艺的污泥脱水效能分析及其影响因素研究

污泥脱水是污泥减量的主要手段,直接影响到后续污泥处理处置.本研究以北京某大型污水处理厂A2/O工艺和A2/O-MBR工艺污泥脱水为对象,基于2013年全年的运行数据,分析不同工艺的污泥脱水效果、絮凝剂投配率、污泥脱水电耗和污泥脱水成本,并通过冗余分析(RDA)研究了不同污水处理工艺污泥脱水性能的影响因素.结果表明,污泥脱水性能和絮凝剂投配率均呈现季节性变化特征,冬季污泥较难脱水,絮凝剂消耗大.A2/O-MBR工艺的脱水污泥含水率年均值为(81.92±1.64)%,A2/O工艺为(82.56±1.35)%,污泥脱水絮凝剂消耗(以DS计,下同)分别为(8.70±7.25)kg·t-1和(7.42±2.96)kg·t-1,电耗(以DS计,下同)分别为331.82 k W·h·t-1和121.57 k W·h·t-1.A2/O-MBR工艺的污泥脱水絮凝剂成本(以DS计,下同)为204.76元·t-1,用电成本为231.61元·t-1;A2/O工艺的污泥脱水絮凝剂成本为175.00元·t-1,用电成本为84.86元·t-1.RDA分析表明,水温等季节性因素引起污泥有机质变化是影响污泥脱水性能的关键因素之一,此外,污泥龄也与污泥脱水性能有一定相关性.     

基于改进支持向量回归机的污水处理厂出水总氮预测模型

在小样本数据的情况下,采用粒子群优化算法(PSO)对传统支持向量回归机(SVR)进行改进,将其应用于北京某大型污水处理厂出水总氮浓度预测上。预测结果精度对比分析表明,PSO-SVR模型预测结果平均相对误差为1.836%,决定系数为67.76%,均方根误差为0.693 9,各评价指标均优于多元线性回归模型、BP神经网络模型。因此在小样本情况下,利用PSO-SVR模型对污水处理厂出水总氮浓度进行预测是可行有效的,为应用数据驱动模型对污水处理过程进行建模模拟提供了一种新方法尝试。     

碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd2+的吸附

以粉煤灰为主要原料，采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD，SEM，TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构，并对其吸附Cd²⁺的性能进行了研究。表征结果显示，粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成，粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在，其孔穴和孔道大小分布均匀，致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m²/g，平均孔径为3.779 nm，孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明，在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下，Cd²⁺去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd²⁺的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合，相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程，该吸附过程是单分子层吸附，主要是化学吸附，粉煤灰沸石对Cd²⁺的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

用于生物接触氧化工艺的填料特性比较研究

填料材质、结构等影响到生物膜的性状和水力学特性，是决定生物接触氧化工艺处理效果的关键因素。本文分别选取了悬挂式填料和悬浮式填料各2种填料，分别从COD与NH2-N的去除、充氧效率和出水浊度等方面对各种填料处理城市污水进行了比较研究。实验结果表明，悬挂式填料具有挂膜快、处理效果稳定，受环境变化影响较小；悬浮式填料受气水作用能够悬浮转动而具有较强的布水、布气功能；生物量的差异导致悬浮式填料和悬挂式填料处理效果和充氧效率不同，悬浮式填料生物膜容易脱落导致系统受负荷冲击时生物量流失而处理效果变差；软性填料生物膜容易板结成球，容易导致其处理效果降低。     

不同深度处理工艺去除污水处理厂出水中氮磷的比较研究

城市污水厂出水直接进入天然水体、或经过深度处理后回用于灌溉、补充景观水体和回灌地下水,均需要进行安全性评价.针对北京市北小河污水处理厂出水经过深度处理后回用于奥运公园的安全性,比较了不同深度处理工艺对营养盐(氮、磷)总量和不同形态的去除效果.研究表明,二级处理本身对氮磷的去除效果十分有限,回用水需经过深度处理.在所研究的生物活性炭吸附、微滤、超滤、反渗透以及上述技术的组合工艺中,使用超滤和反渗透联用的工艺路线对脱氮除磷的效果较为理想,其他工艺对去除氮磷的效果十分有限.     

城市污水厂水质相关性及分布状态的研究和应用

采用统计学及质量控制的一些基本理论及方法对污水处理厂的运行数据进行分析,得出城市污水处理厂BOD5、COD、SS、TN、TP等主要出水指标呈正态分布的规律;城市污水BOD5、COD、TN、TP等指标间存在显著线性相关性的结论.研究结论可用于污水处理厂制定经济合理的出水监测方案以及对污水处理厂运行可靠性等进行评估.     

不同深度处理工艺去除污水处理厂出水中氮磷的比较研究

城市污水厂出水直接进入天然水体、或经过深度处理后回用于灌溉、补充景观水体和回灌地下水,均需要进行安全性评价.针对北京市北小河污水处理厂出水经过深度处理后回用于奥运公园的安全性,比较了不同深度处理工艺对营养盐（氮、磷）总量和不同形态的去除效果.研究表明,二级处理本身对氮磷的去除效果十分有限,回用水需经过深度处理.在所研究的生物活性炭吸附、微滤、超滤、反渗透以及上述技术的组合工艺中,使用超滤和反渗透联用的工艺路线对脱氮除磷的效果较为理想,其他工艺对去除氮磷的效果十分有限.     

SBR法短程深度脱氮过程分析与控制模式的确立

为了实现稳定的SBR法短程深度脱氮技术,考察了实际生活污水处理过程中pH值的变化规律及其影响因素.通过对生物脱氮过程机制和碳酸平衡过程的分析可知,pH值在氨氧化结束和反硝化结束时都会出现明显的变化点,对于采用SBR工艺处理有机物浓度较低、碱度适中的生活污水或城市污水的过程来说,采用pH值作为控制参数一方面可以保证出水水质达到TN＜1 mg/L的深度脱氮效果;另一方面防止了过度曝气引起短程硝化率降低,对于短程深度脱氮的稳定起到了重要作用.在理论分析和试验研究的基础上建立了SBR法短程深度脱氮过程的实时控制策略,在控制策略中设置了18个可调节的变量,以适应不同的水质并保持控制策略的准确性.该控制策略的建立为开发短程深度脱氮的控制软件和控制系统奠定了基础.     

城市污水处理系统中氨氧化细菌种群结构研究

利用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术对北京7个城市污水厂中10个处理系统的氨氧化细菌(AOB)种群结构进行了调查研究,发现城市污水厂的AOB种群多样性不高,除了硝化效果不好的一个污水厂外,其他9个污水处理系统中均检测到AOB的存在.切胶测序结果表明主要属于Nitrosomomu oligotropha/aestuarii-like cluster.