活性污泥一号模型参数影响的分析研究

自从国际水质污染与控制协会（IAWQ）推出的活性污泥数学模型ASM系列以来,活性污泥工艺中的动力学过程得到了更精确的描述。通过对活性污泥一号模型（ASM1）的诸多参数文献值进行了分析研究,从中筛选出对模拟结果影响较大的部分,并做出灵敏度分析,为模拟研究和污水处理实际控制提供帮助。研究发现pH、Ks、bH、KH、Kx和YH对于出水中有机物影响较大,bH、YH、bA、μA、K0A、KNH和YA对氮组分的影响较大;bH和YH对硝酸盐氮降解影响较大。     

生物处理动力学参数测定研究

结构化的废水生物处理过程模型引入了较多的模型参数。参数估值是关系到模型实用性的重要课题。本文介绍了利用批量反应器试验技术测定模型参数YH、bH、μ_max和K_hs的原理、方法以及对城市污水处理厂活性污泥的测定结果。采用所设计的试验程序,通过对OUR或DO动态变化的测定、分析和计算,即可得到有关的参数值,方法简便易行。     

简化活性污泥1号模型在间歇式循环上流污泥床中的应用

以活性污泥1号模型(ASM1)为基础,结合间歇式循环上流污泥床工艺结构和实际进水水质特征,建立了简化的活性污泥模型(ASM1-S),该模型与ASM1模型相比,减少了反应过程、进水组分和参数,大大减少了模型参数测定的工作量和模拟过程中的计算量,从而提高了模型的实用性。本文通过测定模型进水组分和对模型模拟结果影响较大的4个参数(YH、μH、μA、bH)值进行测量,并利用Matlab编制模拟程序,就ASM1-S模型对间歇式循环上流污泥床实际运行状况进行了动态模拟,并将出水中COD、氨氮和总氮模型预测值与实测值进行对比,结果表明:该模型对出水中COD、氨氮和总氮的浓度模拟效果较好,最大误差小于10%,从而验证了ASM1-S模型的可靠性和实用性。     

ASM3模型的改进和应用

以ASM3原理为基础,引入污染物迁移方程,并加入位移变量,建立了基于ASM3的改进活性污泥模型模拟系统。以序批式呼吸计量试验对ASM3中异养菌好氧产率系数YH1O2、异养菌好氧内源呼吸速率系数bH1O2、异养菌的最大比生长速率μH和自养菌的最大比生长速率μA等4个重要的模型参数进行了确定,其它参数采用IWA推荐的典型值对工艺试验进行模拟。通过对COD,NH4^＋-N以及NO3^- -N进行模拟,模拟结果和实测结果吻合较好。     

竹园污水厂闭式双泥龄工艺活性污泥数学模型的参数研究

竹园第二污水厂采用一种闭式双泥龄新型工艺。以活性污泥1号模型(ASM1)为基础,测定污水厂的进水水质特性参数、异养菌产率系数(YH)和异养菌衰减系数(bH),为后续工艺模型的建立和校正提供基础数据。结果表明:竹园第二污水厂进水易生物降解有机物(Ss)、慢速生物降解有机物(Xs)、溶解态惰性有机物(SI)、异养菌(XBH)、颗粒态惰性有机物(XI)占总COD的平均比值分别为20.0%、32.1%、17.4%、9.6%、20.9%。进水氨氮(SNH)、溶解态可生物降解有机氮(SND)、颗粒态可生物降解有机氮(XND)占TN的平均比值分别为71.5%、10.0%、18.5%。闭式双泥龄工艺平行组合中的传统活性污泥池和A/O池分支的异养菌产率系数(YH)分别为0.68和0.78,异养菌衰减系数(bH)分别为0.501 d-1和0.621 d-1。     

ASM1耦合曝气模型对污水处理厂的模拟研究

为了更好地模拟污水处理厂实际的曝气方式及溶解氧浓度,采用更加精确的曝气模型对某污水处理厂进行了模拟研究.该模型考虑了污泥浓度、堵塞及温度等因素对氧传质的影响,并将该曝气模型与ASM1相耦合.首先,通过灵敏度分析确定了对该污水处理厂出水指标影响较大的参数,分别为异养菌产率系数YH、异养菌最大比增长速率μH、自养菌最大比增长速率μA及自养菌氧利用半饱和系数KOA.然后,测定部分灵敏度较高的参数并使用测量结果对模型进行校正,校正结果使用希尔系数表征.最后,使用另一批数据对校正参数进行验证.模拟的COD、氨氮、总氮和好氧池末端溶解氧的希尔不等系数分别是0.13、0.23、0.20和0.15,而通过控制溶解氧浓度或理论氧转移效率模型模拟则出现氨氮、溶解氧、总氮及COD的希尔不等系数不同程度上升的结果.校验后的ASM1/曝气耦合模型参数可以很好地应用于污水处理厂的模拟当中,对于优化污水厂曝气控制具有重要意义.     

ASMs模型中异养菌减衰系数之间的关系及其测定

国际水协(IAWQ)推出的ASM1、ASM2、ASM2D号模型中描述微生物的衰亡过程采用了死亡-再生模式,而ASM3号模型中描述微生物的衰亡则采用了传统减衰模式,文章从两种减衰模式的机理出发,指出了两者之间的区别与联系,并详细推导了两种减衰模式中各参数之间的关系,以此得出了异养菌传统减衰系数bH'和死亡-再生减衰系数bH的测定计算方法。文中在20℃条件下,对以印染废水为主的实际污水处理厂活性污泥的异养菌减衰系数bH'和bH进行了测定,所得结果分别为0.20和0.50。     

ASM1模型动力学参数敏感度分析

文章对ASM1动力学参数的敏感度进行了研究。在COST模拟基准条件下,结果表明敏感度较大的动力学参数有自养菌最大比生长率uA、异养菌衰减系数bH、最大比水解速率kh、水解饱和常数KX和缺氧区缺氧水解修正因子ηh。敏感度分析结果为ASM1实际应用中校核参数的选择提供了依据。     

1株对叔丁基邻苯二酚降解菌的筛选鉴定及响应面法优化其降解

从某化工厂污水处理车间活性污泥中分离、筛选到1株能以对叔丁基邻苯二酚(p-tert-Butylcatechol,TBC)为唯一碳源和能源生长的菌株YH1.经形态特征、生理生化、BIOLOG细菌自动鉴定系统和16S r DNA序列分析,鉴定菌株YH1为皱纹假单胞菌(Pseudomonas corrugate).在温度为24~36℃,p H为7.0~10.0的条件下,菌株YH1可使浓度低于500 mg·L-1的TBC降解率达到82%以上.运用单因素实验初步确定TBC降解的最适外加碳源和氮源分别为蔗糖和胰蛋白胨,最适温度为30℃,最适初始p H为7.0,最适接种量为2%.为了提高降解率,首先利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响TBC降解的3个关键因素:蔗糖、胰蛋白胨、初始p H.用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优降解条件为蔗糖浓度3%(ρ)、胰蛋白胨浓度1.44%(ρ)、TBC浓度400 mg·L-1、初始p H值8.12、接种量2.97%(φ)、温度30℃、培养时间96 h,在此条件下TBC降解率可达98.21%.TBC降解酶活性及酶定域实验表明,菌株YH1相关降解酶为胞内酶,且TBC可诱导邻苯二酚1,2双加氧酶(C12O)的合成.通过降解酶特异性引物从菌株YH1扩增得到C12O基因片段,经质粒检测和消除实验发现菌株YH1相关降解基因位于质粒上.此外,菌株YH1能耐受高浓度Na Cl和多种重金属离子,对多种抗生素具有抗性.研究结果为有效处理复杂工业废水提供了理论基础.     

一种新型"Turn-on"荧光探针用于硫化氢可视化检测

硫化氢(H2S)是表征水体污染的重要参数之一,对其进行快速、有效地检测十分重要.荧光检测法由于具有不可比拟的优势得到了广泛的关注.以2-(2'-羟基苯基)苯并咪唑为荧光团,基于H2S的亲核性,设计合成了一种新型检测H2S的荧光探针.该探针与H2S作用后,荧光强度随H2S浓度的增加逐渐增强,颜色由淡黄色变成紫色,因此能够进行可视化检测,可视化检测限为3μmol·L-1.探针的最佳激发/发射波长为320/460 nm,对H2S表现出了良好的选择性和很快的响应速度(5 min),在较宽的p H(6~9)范围内,仍然表现出较好的荧光性能,荧光检测限为6μmol·L-1.该探针为H2S的检测提供了新方法.     

麦草浆黑液固形物热解特性及动力学研究

通过热重分析实验和固定床热解实验研究了麦草碱性亚硫酸钠-蒽醌法制纸桨黑液固形物的热解特性和热解产物分布。结果表明:黑液固形物热解过程分为干燥脱水、有机物热解和无机物转化三个阶段,主要失重发生在200～550℃间;在热重分析基础上按一级反应动力学模型得到了黑液固形物热解各阶段的动力学参数;实验条件下,麦草浆黑液固形物固定床热解后约三分之一转化为挥发分,余下为固体残渣。     

厌氧颗粒污泥流化床的动力学参数测定

介绍了厌氧颗粒污泥流化床反应器的主要动力学参数及其测定方法。通过分批试验测定厌氧动力学系数,以基质代谢平衡方程计算得到颗粒污泥双膜模型中的产甲烷层厚度,进行了颗粒污泥粒径、干密度等的测定和扩散系数的确定。以这些参数为基础的动力学模型计算结果与反应器长期连续运行测定结果相一致,证明了所测参数及其模型的可靠性。      

基于偏离程度的某机械陀螺环境敏感参数分析

目的明确某机械陀螺在贮存环境下的环境敏感参数。方法以机械陀螺在热加速老化试验中的各项性能参数检测结果为基础,依次对各参数检测数据进行能表征参数退化程度的无量纲转化,分析参数相对于原始值的偏离程度以及环境敏感程度,偏离度最大的参数即为陀螺的主要环境敏感参数。结果解锁误差、接触起始角、垂直漂移、水平漂移参数的偏离程度分别为1041.7、1248.3、1472.7、417.7。垂直漂移参数是该机械陀螺在贮存环境下的主要环境敏感参数。结论提出的分析方法可有效用于多参数产品的环境敏感参数分析。     

Predicting heavy metals’ adsorption edges and adsorption isotherms on MnO2 with the parameters determined from Langmuir kinetics

Although surface complexation models have been widely used to describe the adsorption of heavy metals, few studies have verified the feasibility of modeling the adsorption kinetics,edge, and isotherm data with one p H-independent parameter. A close inspection of the derivation process of Langmuir isotherm revealed that the equilibrium constant derived from the Langmuir kinetic model, K S-kinetic, is theoretically equivalent to the adsorption constant in Langmuir isotherm, K S-Langmuir. The modified Langmuir kinetic model(MLK model) and modified Langmuir isotherm model(MLI model) incorporating p H factor were developed. The MLK model was employed to simulate the adsorption kinetics of Cu(II), Co(II), Cd(II), Zn(II) and Ni(II) on Mn O2 at p H 3.2 or 3.3 to get the values of K S-kinetic. The adsorption edges of heavy metals could be modeled with the modified metal partitioning model(MMP model), and the values of K S-Langmuir were obtained. The values of K S-kinetic and K S-Langmuir are very close to each other, validating that the constants obtained by these two methods are basically the same. The MMP model with K S-kinetic constants could predict the adsorption edges of heavy metals on Mn O2 very well at different adsorbent/adsorbate concentrations. Moreover, the adsorption isotherms of heavy metals on Mn O2 at various p H levels could be predicted reasonably well by the MLI model with the K S-kinetic constants.     

雨水水质监测与常规处理技术的试验研究

对南京城区屋面雨水径流及某住宅小区的雨水调节池水质做了分析测定,发现屋面初期径流污染很严重,最大值能够达到CODcr290.08 mg/L,NH3^＋-N5.47μg/L,浊度220.5NTU。采用混凝-砂滤工艺对调节池雨水进行了中试规模的试验研究,结果表明选用硫酸铝作为混凝剂时,其最佳投加量为25 mg/L,此时CODcr的去除率为85.14%,浊度的去除率为88.79%,TP的去除率为63.18%。后续选用0.5 mm粒径石英砂过滤混凝沉淀后水,处理后出水水质均值分别为浊度7.5 NTU,TP 0.07 mg/L,NH3^＋-N3.68 mg/L,CODcr27.04 mg/L,水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）、《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）的水质要求。     

酸沉降下红壤对K+吸附特征及反应动力学

研究酸沉降下K+在红壤表面的化学吸附行为,结果表明,K+的等温吸附可用Langmuir方程较好地描述;在K+的平衡吸附过程中,土壤表面有H+的释放;加入pH3.5酸溶液后,存在H+的消耗过程,其机理与SO42-的专性吸附释放OH-以中和溶液中H+有关.利用设计的动力学装置能很好地研究K+的吸附动力学,比较K+吸附的动力学模型,以一级动力学方程和Elovich方程为最佳模型;运用数据平滑工具求算吸附速率与吸附量的关系,进一步求得一级动力学方程的表观平衡吸附量和表观吸附速率常数.联合一级动力学方程的微分式和Elovich方程也可求得反应速率与时间的关系.     

生物降解氯苯的动力学模型研究

描述微生物降解有机底物和微生物生长速率的动力学模型主要有Monod模型和Heukelekian模型,对模型中参数的求解大多是采用线性回归的方法,但是这种方法往往由于在变量的转换和试验过程中产生的误差,使得到的参数结果不准确. 通过将有机物的挥发作用耦合在模型中,并对方程推导求解动力学方程的参数值,可以减少参数求解和试验过程中产生的误差. 用松花江水中的微生物降解氯苯的动力学试验数据对该方法进行了验证表明;通过推导耦合后的模型求解的参数值能准确地反映试验松花江水中微生物对氯苯的降解和降解过程中微生物生长的动力学情况.      

振动台进行冲击响应谱试验控制参数优化方法

冲击响应谱(SRS)试验已经成为大多数航天产品必做的力学环境试验项目之一,而利用电动振动台进行模拟试验已成为常用方法。在试验实施过程中如果控制策略、参数设置不合理,经常导致控制过试验/欠试验,或者持续时间过长等问题。文中利用小波合成冲击响应谱原理,结合SD2560控制系统,通过调试和试验确定如何较好地利用振动台开展冲击响应谱试验,给出了小波各参数的确定及优化方法。     

山东省不同下垫面大气扩散参数的对比分析

利用在山东各地进行的多次建设项目大气环境影响评价中的大气扩散试验结果,对不同垫面的大气扩散参数做对比分析,讨论下垫面的变化对大气扩散参数的影响以及大气扩散能力与大气污染物浓度分布的关系,试验均采用平衡法进行。结果表明：不同地形下的大气扩散参数有明显差异。与国际扩散参数值相比,山区比平原高０．５－１级,平原地区与国标基本一致,工业区模向扩散参数与国标基本相当,垂直扩散参数１个级别以上;沿海地区横向扩