移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的影响研究

为研究移动床生物膜反应器(MBBR)中微生物呼吸作用对微孔曝气氧传质效率(OTE)的影响,向清水中持续通入一定浓度的消氧剂——亚硫酸钠溶液,通过亚硫酸钠的氧化来模拟微生物的呼吸耗氧。基于不同填充率和曝气量工况条件下,考察了微生物耗氧速率(OUR)对OTE的影响。结果表明:在40L/h曝气量条件下,装置填充率在20%~50%时,标准氧传质效率(SOTE)与OUR存在着明显的正相关性,其线性拟合R2介于0.789 8~0.976 2;填充率为60%时,SOTE随OUR的增大无明显变化。装置填充率在50%、曝气量分别为40、80、100L/h时,SOTE随OUR的增大无明显变化;而曝气量为60L/h时,SOTE随OUR的增大明显增大。进一步分析试验结果得出,MBBR中,微生物OUR可用来近似表征OTE,但不同填充率和曝气量会对两者的相关性产生一定影响。     

通气量及曝气密度对微孔曝气器充氧性能影响的中试研究

通气量及曝气密度是曝气系统重要的运行参数,在中试条件下,以充氧能力和氧利用率为评价指标,研究了橡胶膜及刚玉微孔曝气器在不同通气量及曝气密度下充氧性能的变化规律。结果表明:橡胶膜微孔曝气器的充氧能力随通气量及曝气密度的增大而增大,氧利用率随通气量及曝气密度的提高先增大后减小。刚玉微孔曝气器充氧能力随曝气密度的增大而增大,氧利用率随通气量的增大而减小,而随曝气密度的增大先增大后减小。橡胶膜微孔曝气器氧利用率最大时,其最佳通气量为3.0 m3/h时,最佳曝气密度为4.5%~5.5%,刚玉微孔曝气器最佳曝气密度为11%~15%。     

活性污泥表面性质对絮凝沉降性能与出水悬浮物的影响

为了研究污水处理厂活性污泥表面性质对絮凝性能(flocculation ability,FA)和出水悬浮物(effluent suspend solid,ESS)的影响,测定了北京市7个不同污水处理厂活性污泥的表面性质,包括污泥容积指数(sludge volume index,SVI)和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)中的蛋白质/多糖(protein/carbohydrate,P/C)比例、Zeta电位以及二维分形维数(twodimensional fractal dimension,D2f),并且通过相关性分析和拟合,探讨了这几个参数与活性污泥的FA和ESS的关系.结果表明,SVI与活性污泥的FA和ESS并不存在明显的相关关系,但FA和ESS存在明显的负线性相关关系(R_2=0.787);当EPS中的P/C从1.28增加到25.34时,FA可从0.19增加到0.73,ESS从14.89 mg·L~(-1)降低到6.08 mg·L~(-1),蛋白质中的氨基带有正电荷能够中和絮体表面的负电荷,其在EPS中所占的比例越大,有利于降低表面Zeta电位的绝对值和形成更稳定的絮体结构,进而提高絮凝能力.而且,Zeta电位与活性污泥的FA和ESS分别存在负线性相关(R_2=0.883)和正线性相关(R_2=0.902),当Zeta电位的绝对值每减小1 m V,FA提高0.059,ESS减少0.934 mg·L~(-1).此外,活性污泥的D2f与FA基本上呈现指数关系(R_2=0.935,P0.01),当D2f从1.10增加到1.45,FA提高了4.3倍,而同时D2f与ESS具有较好的负线性相关(R_2=0.868).     

平流式二沉池三维数值模拟分析

采用Fluent15.0软件对城市污水处理厂的平流式二沉池进行模拟分析。选取RNG k-ε模型和欧拉双流体模型,利用加拿大温莎大学Imam实验数据验证了该模型的准确性。基于该模型,以出水悬浮物浓度(ESS)和异重流比例为表征指标,对影响二沉池沉淀效率的3个因素——污泥颗粒粒径、表面溢流率和挡板比例进行分析。结果表明:污泥颗粒粒径影响泥水分离的效果,模拟实验得到的最佳颗粒粒径为300μm。表面溢流率对出水悬浮物浓度值影响较大,随表面溢流率增大出水悬浮物浓度值和异重流比例呈非线性急剧增加。同时,二沉池中最佳的挡板比例为60%,此结构不仅有利于能量的耗散和异重流比例的减小,而且能保证较低的出水悬浮物浓度值。     

美国污水处理厂深度除磷技术分析

污水处理厂控磷是防治湖泊等封闭性水域富营养化最有效的对策之一。但国内污水处理厂传统的除磷技术不足以改善水质,控制水体富营养化。综述了美国环境保护署推荐的深度除磷技术,介绍了美国污水处理厂深度除磷技术的工程案例。结果表明,美国深度除磷技术主要分为3大类:生物除磷+化学除磷+沉淀过滤、生物除磷+化学除磷+两级过滤、生物除磷+化学除磷+膜分离。通过对美国深度除磷技术的综述和分析,为中国污水处理厂除磷技术改进及已建设施的提升改造提供了重要参考依据和借鉴意义。