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.     

短程深度脱氮中试工艺的低温启动和维持

试验采用有效体积为7.0 m3的SBR中试反应器处理生活污水,考察了低温条件下短程深度脱氮工艺的启动方法及稳定性.利用基于鼓风机频率(BF)和pH的实时控制策略对SBR系统进行实时控制.结果表明,SBR系统在低温条件(11～16℃)和50 d内快速启动短程深度脱氮工艺,亚硝酸盐积累率从19.8%上升到90%.在中低温条件(9～28℃)下短程深度脱氮性能维持长达550 d,亚硝酸盐积累率始终维持在95%左右,出水TN浓度维持在3 mg·L-1,TN去除率维持在95%以上.由此可见,低温下启动SBR短程深度脱氮工艺并长期维持完全可行.     

盐度对硝酸细菌活性的影响及动力学特性

为分析盐度对硝酸细菌（NOB）活性的影响及其动力学特性,本文采用高浓度亚硝态氮污水富集培养NOB.对NOB富集污泥进行荧光原位杂交技术（FISH）分析表明Nitrobacter占细菌总数的（81%±6%）.污泥的最大比亚硝态氮氧化速率为（42.5±0.9）mgN/（gVSS·h）.用此污泥考察了盐度对NOB活性的影响,并测定了盐度为10g/L时NOB的动力学参数（Ko、K_S）.结果表明,与盐度为0g/L时的NOB活性相比,盐度为15g/L时NOB活性降低了3.3%;盐度为10和20g/L时的NOB活性分别降低了11%.盐度为10g/L时,NOB的最大比亚硝态氮氧化速率为（37.9±0.7）mgN/（gVSS·h）,氧的半饱和常数K_o值为（1.51±0.06）mg/L,底物（亚硝态氮）半饱和常数K_S值为（6.06±0.15）mg/L,Ko、K_S测定值均高于ASM2模型中氨氧化细菌（AOB）推荐值.盐度对NOB的抑制降低了最大比亚硝态氮氧化速率,对氧传递和底物（亚硝态氮）传递均存在影响.     

SBR工艺数学模型研究进展及其应用

SBR法具有操作简单、运行方式灵活、占地面积小等优点，用于处理间歇排放的工业废水及中小城镇污水取得了巨大成功，并在全世界范围内迅速得到发展和推广应用。随着自控技术的飞速发展和对SBR工艺机理的深入认识，围绕SBR工艺数学模型的研究引起各国学者的重视。回顾了目前SBR法数学模型的研究进展和应用现状，并总结和比较了各种数学模型的优势和不足，特别是对机理模型（白箱模型）和统计模型（黑箱模型）进行了分类、归纳和分析。所有这些数学模型建模与仿真的目的都是为了实现SBR工艺优化控制，为实际SBR污水处理厂的运行提供依据和技术支持。虽然以前的研究有力地推动了数学模型在SBR工艺中的应用，但是在实际应用中还存在很多值得深入研究的问题。最后对SBR工艺数学模型尚待解决的问题进行了总结，并指出今后SBR数学模型的发展方向。     

中试SBR长期运行中粘性膨胀现象及原因分析

通过对SBR中型试验系统长期(200d)处理实际生活污水过程中的污泥膨胀现象进行考察,研究了温度、污泥中胞外聚合物(EPS)含量、污泥负荷及DO浓度与污泥膨胀现象之间的内在联系.试验结果表明,系统污泥膨胀属于粘性膨胀,是一种在低温(16℃以下)条件下容易发生的污泥膨胀现象,且这种膨胀会导致污泥流失并致使系统混合液污泥浓度(MLSS)逐渐降低至1200mg·L-1.粘性膨胀污泥分泌的EPS水平超过正常污泥,即使在正常DO浓度(2.0mg·L-1)和常温(20℃)条件下,粘性膨胀污泥也较难通过人为控制恢复到正常状态.最后,分析得出粘性膨胀的原因主要是温度突变,并提出相应的预防措施.     

SBR工艺短程硝化快速启动条件的优化

以低COD/TN的实际生活污水为研究对象,采用SBR反应器,对短程硝化的启动条件进行了优化.结果表明,温度30℃、溶解氧(DO) 2.0mg/L、污泥龄为7d时,系统在实时控制条件下运行32周期,可以成功启动短程硝化.在总氮(TN)去除率>95%的情况下,亚硝酸盐积累率(NO2--N /NOx--N)>90%,随后的64d,温度恢复到常温(20~24℃),系统仍稳定运行.荧光原位杂交技术(FISH)检测表明,经过32个周期种群优化,污泥中氨氧化菌(AOB)的含量提高了38.9%,亚硝酸盐氧化菌(NOB)的含量降低了53.2%.在线动态控制DO浓度和曝气时间可以逐渐淘汰系统中的NOB,从而获得稳定的短程硝化,提高系统脱氮效率.     

NaCl盐度对氨氧化细菌活性的影响及动力学特性

含盐废水的硝化过程常常出现亚硝酸盐积累,NaCl盐度对氨氧化菌(AOB)活性的影响与动力学特性并不清楚.采用高浓度氨氮污水富集培养AOB,并成功实现短程硝化.对富含AOB的污泥进行荧光原位杂交技术(FISH)分析表明AOB占细菌总数比例为(55±7)%.污泥的最大比氨氧化速率为(0.92±0.13)gN/(gVSS·d).用此污泥考察了NaCl盐度对AOB活性的影响,并测定了10g/L时AOB的动力学参数(KNH3、Ko).试验结果表明,与盐度为0g/L时的AOB活性相比,盐度为15g/L时的AOB活性降低了37%;盐度为30g/L时降低了85%.盐度为10g/L时,AOB的最大比氨氧化速率为(0.62 ± 0.03)gN/(gVSS·d),底物半饱和常数KNH3值为(7.62 ± 0.13)mg/L,氧的半饱和常数Ko值为(0.39 ± 0.04)mg/L,其中KNH3测定值高于ASM2模型推荐值.NaCl盐度对AOB的抑制降低了最大比氨氧化速率,对底物(NH4+-N)传递存在影响.     

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.     

UnFied SBR系统处理生活污水脱氮除磷的性能优化

采用UniFed SBR工艺试验装置处理低C/N、C/P的实际生活污水,通过改变传统运行模式优化系统的脱氮除磷性能.结果表明,将进水时间由2h延长至3h、4h,在处理无外加任何碳源的生活污水时(C/P=30.18),系统磷平均去除率由59.93%增至88.45%,使出水磷维持在1 mg/L以下.在另一种缺氧-好氧运行模式中,使C/N为2.57的原水中有限有机底物得到充分利用,使出水TIN有了明显的降低,去除率由49.54%提高至60.75%.在缺氧-好氧交替模式运行中,N、P去除效率均有大幅提高,此种运行模式不仅充分利用原水中的有机底物,并在缺氧搅拌段2发生了反硝化吸磷现象,达到了一碳两用的目的,使得在C/N、C/P分别为2.57、30.18并无任何外加碳源的情况下,出水N、P浓度达到国家一级排放标准,适用于低碳源的实际生活污水的处理.