活性污泥和生物膜复合模型的建立与模拟

针对近年来出现的城市污水处理厂活性污泥和生物膜复合工艺,首先建立了能同时描述碳氧化、脱氮和除磷的修正ASM1（Activated Sludge Model No.1）,以及与ASM1中微生物生长过程速率方程结构形式相同、物理意义明确的生物膜模型。然后将该生物膜模型与修正的ASM1相结合,形成了活性污泥和生物膜复合模型,利用VB6.0编写了相应的模拟软件。以西安市第五污水处理厂复合工艺为对象,对其碳、氮和磷的去除进行模拟,结果表明该模型可以较好地反映出水各污染指标的变化规律。通过对进水流量、填料区的位置及填料区填料的投加率进行模拟,为填料区的优化和系统运行提出了建议。     

一步法低温合成二维CNx纳米材料及其对水中重金属离子的吸附性能

利用尿素和乙二胺四乙酸钠盐通过一步法低温固相裂解合成了二维纳米碳氮材料(2-D CN_x),实现了对水中重金属离子的吸附去除。系统地研究了2-D CN_x对水中重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能,其吸附动力学过程均符合准二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir模型。结果表明:Cd~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)的初始浓度均为40 mg·L~(-1),在25℃下,达到平衡时吸附量分别达到了79.4、 58.5、 72.8 mg·g~(-1); 2-D CN_x在比较广泛的pH范围(3.0～9.0)内对重金属离子都具有比较好的吸附效果;吸附剂在吸附柱过滤穿透实验中表现出很好的吸附效果和可重复利用性,且具有良好的机械稳定性。进一步的机理分析探明,吸附主要基于材料表面的羟基和重金属离子交换及氨基与重金属离子的络合协同作用。     

污泥回流对流化床生物膜—A/O活性污泥耦合工艺的影响研究

设计一套流化床生物膜(MBBR)—A/O活性污泥耦合装置处理城镇污水,考察了污泥回流对耦合工艺处理效率的影响,研究了系统中生物膜相和悬浮相微生物在有机物降解和脱氮反应中的活性差异。实验结果表明,当系统进水COD在200~400mg/L,进水氨氮在8.0~32.0mg/L,污泥回流比为1/8时,水力停留时间为12.4h,系统COD去除率平均值达81.4%,TN去除率平均值达70.6%,系统对较难降解城镇污水的处理具有明显的技术优势。污泥回流降低了生物膜相微生物的活性,而提高了悬浮相微生物活性,但生物膜相微生物活性速率仍高于悬浮相微生物活性。与传统活性污泥工艺相比,MBBR—A/O活性污泥耦合工艺将高活性生物膜引入,使悬浮污泥浓度极大降低,有助于减少污泥回流能耗与处理成本,具有明显应用价值。     

流量对导叶式旋流管内油滴聚结破碎影响的数值模拟

为了深入研究旋流管分离机理,利用Fluent软件对导叶式旋流管进行了模拟研究,考察了流量对粒级效率和分离效率的影响,结合实验所得结果进一步研究了旋流管内油滴颗粒的运动行为。结果表明:(1)在视油滴为刚性球体的情况下,流量越大,粒级效率越大。模拟值与实验值之间的差异表明随着流量的增大,油滴的破碎作用加强,聚结作用减弱。(2)根据实测入口粒度分布进行的模拟经实验验证进一步证明了流量变化时聚结破碎作用之间的强弱关系。     

同步化学除磷对A2/O工艺除污染效能与活性污泥性能的影响

考察了A2/O同步化学除磷工艺中Al2（SO4）3投加量对TP、COD、NH4+-N和TN的去除率与活性污泥性能的影响。结果表明,常温（18~32℃）条件下同步化学除磷最适宜的Al2（SO4）3投加量为铝、磷摩尔比0.5：1,此条件下出水TP、COD、NH4+-N和TN浓度均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准。研究同时发现,Al2（SO4）3投加后,活性污泥的沉降性能和污泥活性均有所增强,其中SVI值由93.8 mL·g-1降至81.3 mL·g-1,Zeta电位由-5.5 mV降至-11.8 mV,胞外聚合物EPS含量增加了59.9%,蛋白质与多糖的比例由5.2降至2.1,比耗氧速率由4.2 mg·（g·min）-1升高到6.7 mg·（g·min）-1（以MLSS计）。微生物菌群结构分析结果表明,投药后污泥中微生物种类由投药前的8种减少为6种,硝化菌和反硝化菌比例有所降低,聚磷菌比例升高为6%。在低温（0~10℃）条件下,Al2（SO4）3投加量需有所增加,当铝、磷摩尔比为1：1时,反应器出水TP、COD、TN和NH4+-N浓度方可达到一级A标准。     

聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合硫酸铁复合絮凝剂对污泥的脱水性能

研究了聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合硫酸铁复合絮凝剂(PDMDAAC-PFS)对活性污泥的脱水性能,考察了投加量、配比和PDMDAAC的特性粘数等对污泥比阻降低和滤液浊度与COD去除的影响,并与PFS、PDMDAAC、PFS与PD-MDAAC联用(分开加入)、聚丙烯酰胺(PAM)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPF130)和KHYC型絮凝剂的脱水效果进行了比较.结果表明,PDMDAAC-PFS对污泥比阻的降低和滤液浊度与COD的去除效果最好,但产生絮团的大小和强度比CPF130差,而其中PDMDAAC和PFS的用量分别比单独使用PDMDAAC和PFS减少了一半以上;PDMDAAC与PFS复配,增加了絮凝剂分子聚集体体积,利于在污泥粒子群间吸附架桥.     

二次风喷嘴角度对炉排式垃圾焚烧炉内燃烧及选择性非催化还原脱硝的影响

利用CFD技术,对某城市处理量为750 t·d-1的垃圾焚烧炉内燃烧与选择性非催化还原脱硝（SNCR）过程进行建模分析,重点研究了二次风喷嘴角度的改变对焚烧炉内燃烧温度场的影响及其对提高SNCR脱硝效率的作用。模拟结果表明,焚烧炉二次风喷嘴角度调整为相互交叉45°,可以改善炉内燃烧状况,促进炉膛内烟气与空气的混合,使炉膛内温度场分布均匀,有利于SNCR还原反应;二次风喷嘴角度改变后,在一定程度上保证了SNCR系统喷入的尿素液滴在炉膛内的停留时间。与平行二次风相比,使用交叉二次风送风方案,前墙喷嘴脱硝效率提高4.8%,后墙喷嘴脱硝效率提高了19.7%。     

高效液相色谱-二极管紫外阵列/荧光串联测定雌激素的方法及污水处理厂对雌激素的去除特性

建立了高效液相色谱-二极管紫外阵列（PDA）/荧光（FLD）串联法测定雌酮（E1）、雌二醇（E2）、乙炔雌二醇（EE2）、雌三醇（E3）和双酚A（BPA）5种典型雌激素的方法,并利用该方法测定了某城市污水处理厂5种雌激素的分布情况及去除特性。研究结果表明,二极管紫外阵列/荧光检测器对 5 种雌激素的检出限在4.30~9.54 μg·L-1之间,定量限在12.90~28.62 μg·L-1之间。5 种雌激素日内精密度的相对标准偏差小于6.86%,日间精密度相对标准偏差小于9.47%;对100、500和1 000 ng·L-13个浓度的 5 种雌激素经富集浓缩后测定的加标回收率在 62.8%~96.0% 之间,方法符合痕量分析要求。利用该方法对城市某污水处理厂雌激素的含量进行测定,结果表明污水处理厂进水中5种雌激素的总浓度为3 073.1 ng·L-1,其中雌三醇（E3）的浓度最大,占 5 种雌激素总量的40.1%。出水中 5 种雌激素的总浓度为124.7 ng·L-1,5 种雌激素的总去除率为 95.9%。不同处理单元对雌激素的去除效率存在明显差异,生物处理单元对 5 种雌激素的去除效果最好,5 种雌激素的去除率在73.6%~96.6%之间;一级处理工艺和消毒工艺对雌激素的去除效果较差。     

污水处理工程--两段式活性污泥工艺

我国中小城市的污水处理通常有如下特点(1 )工业废水所占比重较大,甚至超过50 %,致使要处理的城市污水的污染物浓度较高,污染物负荷变化较大 ;(2)城市财政状况比较紧张,可用于建设污水处理厂的资金有限.两段式活性污泥工艺是对传统活性污泥工艺的改进,在好氧处理之前采用一个缺氧或厌氧段,用于有机物的水解酸化或生物除磷.两段式工艺有以下优点处理效率高、工程投资和日常运行费用低,更适合我国国情.本文以两个工程项目为例,论述了两段式活性污泥工艺的工程设计与实际应用.山东省招远市污水处理厂于1999年7月投入运行,处理后排放水中的污染物指标低于设计值.蓬莱市污水处理厂工程即将竣工,设计处理能力20000m3 /d,工程总投资约1200万元,远远低于目前国内的平均水平.     

活性污泥法处理高钙废水中污泥特性的变化

通过单级SBR法处理模拟高钙废水,研究了活性污泥法处理高钙废水的过程中钙离子对COD,MLVSS,MLSS,SVI,污泥增长速率,污泥形态结构及生物相的影响,揭示活性污泥法处理高钙废水的过程中污泥量巨大的原因。采用逐步增加钙离子浓度的方法,检测到在污泥培养期([Ca2+]=0 mg/L),COD去除率为98.1%,MLVSS和MLSS稳定在4 900~5 500mg/L,污泥增长速率为67 mg/(L·d),SVI为55~60 mL/g;在驯化处理期([Ca2+]=120~2 400 mg/L),COD去除率降至87.37%,MLVSS降至2 500 mg/L,MLSS增加至19 300 mg/L,污泥增长速率为212.31 mg/(L·d),SVI降至25 mL/g;在冲击期([Ca2+]=4 000 mg/L),COD去除率降至69.23%,MLVSS降至1 600 mg/L,MLSS迅速增加至24 200 mg/L,污泥增长速率为816.67 mg/(L·d),SVI降至14 mL/g。经显微镜观察发现,污泥絮体由松散变得密实,生物相由钟虫等指示性微生物变为不适应环境的胞囊结构。结果表明,随Ca2+浓度的增加,COD去除率下降,MLSS迅速增加,MLVSS和SVI急剧缩小,说明活性污泥中的活性微生物逐渐减少,而无机物组分逐渐增多;钙离子的加入促使系统碳酸平衡向右移动,使离子状态的钙大部分转化为难降解的碳酸盐,并附着于污泥絮体上,污泥绒粒被压缩,使污泥颗粒密实度及MLSS迅速增加,导致污泥排放量巨大。     

活性污泥处理系统的计算机模拟

介绍了以活性污泥1号模型(ASMI)和固体通量沉淀模型为基础．结合反应器原理．用VB6．0计算机语言建立城市污水活性污泥模拟器的方法,探讨了生物反应器和二沉池的模拟工艺流程、各组分的物料平衡关系和欧拉法数值积分的步长选取等问题。模拟器的校准结果表明,该模拟器建立的思路和方法是可靠的．可以用于城市污水生物处理系统的模拟和预测。     

高负荷活性污泥法中污水有机组分表征

污水有机组分表征是高负荷活性污泥法(HRAS)模型建立的基础。针对经典活性污泥1号模型不适用于HRAS这一问题,提出了相应的双水解模型,即将污水有机组分中水解型有机物分为快速水解型与慢速水解型2种,发现两者水解动力学参数具有明显差异。对原水氧利用速率进行参数拟合,通过灵敏度和共线性分析,估计了快速生物降解型有机物、快速水解型有机物、慢速水解型有机物以及异养菌等4种污水有机组分,探讨了污水有机组分与增加HRAS碳源捕获率的关系。结果表明：以上4种有机组分均可被准确识别,共线性指数γ_K低于经验限值,各组分比例分别为13.9%、11.6%、12.6%和12.8%;从污水组分角度来说,提高HRAS碳源捕获率的3个方向分别为：反应器中的异养菌尽可能将快速生物降解型有机物和快速水解型有机物同化生成细胞物质;避免絮体污泥中的慢速水解型有机物过量水解;抑制异养菌衰减,减少内源呼吸产物的产生。双水解模型对污水有机组分成功表征有助于HRAS的设计、运行及优化。     

加压活性污泥法处理有机中间体废水的研究

对加压活性污泥法处理有机中间体废水进行了研究,主要考察了停留时间(HRT)、污泥浓度(MLSS)和反应压力等条件对COD去除率的影响.有机中间体废水经铁炭预处理后,COD从原来的8 000 mg/L降到5 000 mg/L左右,BOD5/COD由原来的0.20升高到0.40左右.当反应器内废水混合后COD 2 000 mg/L时,在反应压力0.10 MPa、污泥质量浓度3～5 g/L、停留时间8～10 h条件下,出水COD小于600 mg/L,COD去除率大于70%;出水经混凝沉淀处理后COD小于400 mg/L,可以达到<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)三级标准.与常规的活性污泥处理方法相比,加压活性污泥法具有处理速度快、降解效率高和容积负荷大等优点.     

一体化间歇曝气完全混合活性污泥法

一体化间歇曝气完全混合活性污泥法处理装置采取特殊的沉淀区构造,改变了活性污泥的循环流动方式,通过间歇曝气,反应区交替处于好氧/缺氧状态,达到了有机物高效去除、高效硝化反硝化及控制污泥膨胀的效果.该方法具有出水水质好、运行稳定、能耗低、流程简洁和操作管理方便的特点,是一种很有发展潜力的一体化中小型生活污水、城市污水处理系统.     

活性污泥法污水处理过程自动控制的研究现状

活性污泥法污水处理是利用自然界中微生物的生命活动来清除污水中有机污染物的一种有效方法 ,是当前世界上处理工业有机污水和城市生活污水的主要途径。本文综述了污水处理过程中自动控制所面临的困难、研究现状以及发展方向 ,分析了目前国内外污水处理过程自动化水平落后而仍采用人工控制的原因 ,阐述了污水处理过程的传统控制策略和智能控制策略 ,并指出智能控制作为污水生化处理过程控制的未来发展方向 ,可以大大提高系统的可靠性和稳定性、降低运行成本     

一体化间歇曝气完全混合活性污泥法

一体化间歇曝气完全混合活性污泥法处理装置采取特殊的沉淀区构造,改变了活性污泥的循环流动方式,通过间歇曝气,反应区交替处于好氧/缺氧状态,达到了有机物高效去除、高效硝化反硝化及控制污泥膨胀的效果.该方法具有出水水质好、运行稳定、能耗低、流程简洁和操作管理方便的特点,是一种很有发展潜力的一体化中小型生活污水、城市污水处理系统.     

驯化活性污泥处理明胶有机废水的实验

利用驯化活性污泥对组分复杂的明胶有机废水进行有机物降解实验。结果表明,明胶废水的ＢＯＤ５／ＣＯＤｃｒ比值为０．４４－０．４６,ＣＯＤｃｒ进水浓度在１０００－１２００ｍｇ／Ｌ人,ＣＯＤｃｒ和ＢＯＤ５去除率分别达８１％－８３％和８６％－９１％。     

4-硝基酚的污泥减量化作用及对污泥性质的影响

为了有效减少活性污泥法中剩余污泥的产生,采用解偶联剂4-硝基酚对活性污泥工艺中的剩余污泥进行减量化研究。研究了4-硝基酚对污泥的增长速率、基质去除率以及污泥性质的影响。结果表明:4-硝基酚对污泥的减量化作用明显,在对微生物解偶联的过程中并不影响微生物对基质的利用能力;对出水中的氨氮影响甚小,总氮、总磷浓度有轻微的升高。4-硝基酚能够刺激污泥中微生物的活性,比耗氧速率增加,促进能量解偶联,从而降低污泥产率。4-硝基酚使污泥中微生物的群落结构发生了轻微的变化,但对污泥的松散程度和絮凝沉降性能影响甚小。