总溶解性固体( TDS) 对微孔曝气氧总转移系数的影响研究

鼓风曝气时的氧传质影响因素的探究一直是污水处理领域的研究热点,总溶解性固体(TDS)是影响微孔曝气氧传质的重要因素之一。通过中试试验,研究了TDS浓度对微孔曝气器氧总转移系数(K La)的影响,并推导了微孔曝气器氧总转移系数关于TDS浓度的经验公式。结果表明:K La随TDS浓度的增大而增大,其经验公式为K La=0.0090(72.4934+0.2334TDS)0.2569。     

改性生物填料在水处理应用中氧传递的研究

研究了改性填料与普通填料在清水中的氧传质性能。根据反应器特征,建立了全混式反应器氧传质模型。分别测定了改性填料和普通填料在清水中连续曝气供氧的溶解氧值与曝气时间的关系。同一曝气流量下,改性填料反应器中清水的DO比普通填料反应器高;增大曝气流量,同一曝气时间反应器中清水的DO升高,直至饱和值Csat,并且前者比后者提前接近饱和值。采用全混式反应器氧传质模型,通过matlabprograms寻优求出连续曝气供氧时两种填料在清水中氧的液相总传递系数kLa。计算结果表明:曝气流量增大,氧传递系数kLa增大,其值约为22h-1～36h-1;在相同曝气流量下,改性填料的kLa均高于普通填料,约提高10%。试验表明改性填料增强了反应器的氧传递能力。     

总溶解性固体及表面活性剂对微孔曝气氧传质过程影响的中试研究

污水中总溶解性固体(TDS)与表面活性剂的浓度是影响微孔曝气性能的两个重要的因素.本研究以中试为基础,分别研究了TDS及表面活性剂浓度变化对微孔曝气氧传质过程中氧转移系数(KLa)的影响.当TDS浓度在0～1000mg·L-1变化时,氧转移系数KLa变化甚微;当TDS浓度从2000mg·L-1增加到8000mg·L-1时,KLa明显增大;当TDS浓度高于8000mg·L-1时,KLa趋于平缓.当表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠(SDBS))的浓度在0～20mg·L-1变化时,KLa先减小,后增大.     

新型内构件内循环三相流化床氧传递特性的研究

以树脂作为载体,研究了新型内循环三相流化床反应器氧传递速率和氧转移效率的影响因素(载体量、气速、导流挡板及布气器设置的位置).结果表明,当载体量<10%时,三重管、五重管的溶氧性能较好;当载体量>10%时,直管、多重管的溶氧性能更好;当载体量为15%时,随着表观气速的增大,氧传递速率增大,而气速分别在0.022 m/s和0.033m/s时,直管和多重管的氧转移效率达到最大值;底部布气优于其他高度布气;导流挡板的设置增强氧的传递作用.研究结果为反应器的放大及操作条件的优化提供了科学依据.     

强化供氧条件下潜流型人工湿地运行特性

针对潜流型人工湿地中溶解氧浓度和脱氮率偏低的问题,试验研究了强化供氧对植物和微生物的影响及人工湿地内溶解氧浓度、净化效率的变化规律.结果表明,强化供氧宜在湿地前端进行,最佳气水比为6左右,可采用连续供氧方式.供氧对湿地植物生理特性无明显不良影响,可显著增加湿地中硝化菌、反硝化菌数量,硝化菌可比供氧前高出1～2个数量级,反硝化菌高出1个数量级.强化供氧有效改善了湿地内氧环境,供氧前湿地内溶氧浓度普遍低于0.6 mg/L,供氧后氧浓度上升至1 mg/L以上.强化供氧有利于各类污染物质尤其是有机物和氮类物质的去除,有机物去除率比原湿地高出10％左右, TN去除率能够达到60％以上.因此,强化充氧措施具有较好的研究和应用价值.     

周庄水体内源磷负荷释放规律及其稳定性研究

以周庄河道内源磷负荷为对象，通过实验室模拟，研究了上覆水pH值，溶解氧及环境温度对内源磷释放的影响。结果表明，pH值5．0-9．5，上覆水中的磷浓度随pH值的升高而增加；在不同溶解氧释放条件下，缺氧促进内源磷的释放，好氧抑制磷释放，其抑制能力和pH值相关。pH值7．0～9．5，好氧的抑制效果明显：在好氧的条件下。高的溶解氧会增加磷的释放；温度和上覆水中总磷平衡浓度的对数呈正线性关系。采用Golterman分类提取方法，对不同释放条件下各形态内源磷的稳定性进行了考察。     

工业废水的生化耗氧过程Logistic动力学研究

在Monod方程的基础上推导了适用于描述工业废水的生化耗氧过程Logistic动力学模型,比较了Logistic动力学模型和一级动力学模型的区别。测定了废水的BOD5/CODcr,在此基础上对可生化废水的生化耗氧曲线进行分析,利用Logistic动力学模型对生化耗氧过程进行动力学研究,并比较各种不同稀释倍数时的kLog和S0。研究结果表明:随着稀释比的增大,耗氧过程的动力学参数kLog和计量系数S0增大,且S0和废水的BOD5非常接近。     

四种填料充氧性能试验研究

在试验条件相同的情况下,对装有不同填料的四个反应柱进行了清水充氧性能试验及机理研究,试验采用氧总转移系数(KLa)、氧气转移率(dC/dt)、充氧能力(RO)、氧利用率(EA)、充氧动力效率(EP)五项指标进行充氧性能评价.研究认为填料能够显著提高曝气设备的充氧性能,与空白柱相比,浮石填料柱的5项评价指标均提高了31%,陶粒柱1、陶柱柱2和陶粒柱3则分别提高了7%、19%和17%,浮石填料柱的充氧性能明显优于其它填料柱.     

污水处理厂抑制硝化反应主因排查及供氧速率影响硝化反应的机理

污水处理厂硝化效果变差,为解决这一问题,在生化池进行监测分析。发现好氧区末端ρ(DO)>2 mg/L时仍存在曝气系统供氧能力不足的现象,认为抑制硝化反应的根本原因是供氧速率而非溶解氧浓度(DO)。提出利用观察好氧区液面、测定曝气系统全开时好氧区末端溶解氧浓度的方法可简捷判断供氧能力是否充足。同时引入供氧速率参数,使判断更准确。更换空气扩散装置后问题得到解决,进一步探讨了供氧速率影响硝化反应的机理。     

新型生物流化反应器氧转移的特性

气体的转移是废水处理过程中的重要环节,基于气体转移的“双膜理论”,采用在反应器中清水曝气的方法,对新型生物流化反应器进行了氧转移特性的研究.结果表明,在实验范围内,随着曝气量的增大,氧传质系数呈直线上升;投加载体后,随着载体量的增加,氧传质系数降低.在新型生物流化反应器不同运行方式下,随着A_d /A_r(降流区与升流区面积比)变大,反应器中氧传递效果变差.新型生物流化反应器氧利用率可以达到10%,充氧动力效率可以达到5.5kgO₂/(kWh).并且在载体浓度较高和空塔气速较大时,新型生物流化反应器氧利用率和充氧动力效率没有明显降低.     

DO对SBBR工艺同步硝化反硝化的影响研究

实验研究了序批式生物膜反应器(SBBR)同步硝化反硝化生物脱氮城市污水处理工艺。试验结果表明:DO是影响SBBR工艺实现同步硝化反硝化的一个重要因素,将DO控制在2.8～4.0mg/L的范围内,可以取得较好同步硝化反硝化效果,总氮去除率可达67%以上。通过好氧反应过程中溶解氧在生物膜内反应扩散模型以及扫描电镜对生物膜的形态结构观察,分析了SBBR工艺同步硝化反硝化机理。SBBR工艺同步硝化反硝化主要是由微环境引起的,生物膜在好氧条件下能创造缺氧微环境,DO浓度直接影响生物膜内部好氧区与缺氧区比例的大小,进而影响硝化和反硝化的效果。DO浓度升高,使氧传递能力增强,使生物膜内部原来的微环境由缺氧性转为好氧性;反之DO浓度降低,生物膜内部微环境倾向于向缺氧或厌氧发展。     

潜流湿地处理不同浓度有机污水的差异分析

通过供氧平衡及物质平衡理论分析和实证研究,探讨根系泌氧、水中自带溶解氧、植物吸收营养物在湿地净化中的贡献,并通过落空运行来启动大气复氧.结果表明,当处理Ⅳ类以下地表水时,根系泌氧和水中携氧可使基质内为好氧环境、出水DO>0;植物吸收和介质吸附可使N、P去除稳定.当处理生活污水时,植物供氧不足,基质内为缺氧/厌氧环境、铵氧化细菌和亚硝酸氧化菌数量只有氨化细菌的1/1 000～1/100,出水DO≈0,使基质易堵塞;植物吸收和介质吸附有限,氮去除率≤20%;磷去除率随介质吸附容量的饱和逐渐下降,运行前3个月去除率为54%,运行1a以后降低到5%.潜流湿地处理生活污水时污染负荷远大于植物供氧和吸收营养物的上限,是其存在技术局限的根本原因.启动大气复氧是湿地工艺改进的一个重要方向,预沉-常规湿地对COD、NH₄⁺-N、TN、TP的去除率为79%、34%、36%、34%,预沉-落空湿地则为79%、88%、14%、69%,必须合理利用大气复氧才能实现去除总氮的最终目的.     

Aeration optimization through operation at low dissolved oxygen concentrations: Evaluation of oxygen mass transfer dynamics in different activated sludge systems

In wastewater treatment plants(WWTPs)using the activated sludge process,two methods are widely used to improve aeration efficiency — use of high-efficiency aeration devices and optimizing the aeration control strategy. Aeration efficiency is closely linked to sludge characteristics(such as concentrations of mixed liquor suspended solids(MLSS)and microbial communities)and operating conditions(such as air flow rate and operational dissolved oxygen(DO)concentrations). Moreover,operational DO is closely linked to effluent quality. This study,which is in reference to WWTP discharge class A Chinese standard effluent criteria,determined the growth kinetics parameters of nitrifiers at different DO levels in small-scale tests. Results showed that the activated sludge system could meet effluent criteria when DO was as low as 0.3 mg/L,and that nitrifier communities cultivated under low DO conditions had higher oxygen affinity than those cultivated under high DO conditions,as indicated by the oxygen half-saturation constant and nitrification ability. Based on nitrifier growth kinetics and on the oxygen mass transfer dynamic model(determined using different air flow rate(Q′_(air))and mixed liquor volatile suspended solids(MLVSS)values),theoretical analysis indicated limited potential for energy saving by improving aeration diffuser performance when the activated sludge system had low oxygen consumption; however,operating at low DO and low MLVSS could significantly reduce energy consumption. Finally,a control strategy coupling sludge retention time and MLVSS to minimize the DO level was discussed,which is critical to appropriate setting of the oxygen point and to the operation of low DO treatment technology.     

低基质浓度下pH和DO对厌氧氨氧化反应效能的影响

在实验室稳定运行的ASBR反应器基础上,以人工模拟废水为原水,分别研究了p H值、DO对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响,旨在找出厌氧氨氧化反应最佳的p H值范围,并考察过高的进水DO对厌氧氨氧化污泥脱氮效能的影响及厌氧氨氧化污泥对高浓度DO的抵抗性。结果表明:厌氧氨氧化反应器的最适进水p H为7.5~8.0,此范围内反应器脱氮性能良好且稳定,NH+4-N去除率达到90.2%,NO-2-N去除率达到91.1%。而厌氧氨氧化菌对DO十分敏感,水体中含氧量过高会产生明显的抑制作用,但控制进水溶解氧浓度后,厌氧氨氧化反应器脱氮性能可迅速恢复。一定时间内高浓度DO对厌氧氨氧化污泥的活性抑制是可以恢复的。     

新型内循环生物流化床反应器氧传质特性研究

实验对新型内循环生物流化床几种结构的氧传质系数进行比较 ,从而选出最优结构。在此基础上考察了空气流量、固含率、曝气装置对该反应器氧传递特性的影响。实验结果表明挡板尺寸大 ,距反应器底部近 ,气量大氧传质效果好。同时 ,固含率影响氧传递效果。     

内循环三相生物流化床反应器的相含率及氧传递特性研究

通过内循环三相生物流化床反应器（ＩＴＦＢ）的清水试验，对其相含率及氧的传递特性进行了研究，结果表明，ＩＴＦＢ与传统三相生物流化床相比具有不同的氧传递条件，当供气量较小时，内筒传质烽ＫＬａｌ大于外的传质系数ＫＬａ２，而当供气量较大时，则ＫＬａ２〉ＫＬａ１，在本试验条件下，当载体投加量大于１．６ｋｇ时，ＫＬａ随Ｃｓ的增加而增加。     

采用微电极测定溶解氧有效扩散系数的研究

生物载体内部溶解氧的传质是影响载体同步硝化反硝化性能的重要因素.介绍了一种以溶解氧微电极为测试工具,获得球形生物载体内部溶解氧扩散系数的方法.采用自制的溶解氧微电极检测沿载体半径方向上的溶解氧分布,结合扩散-反应方程拟合获得载体内部的溶解氧有效扩散系数.结果表明,在载体填充率为25%的情况下,连续流球形载体反应器可实现同步硝化反硝化,对有机物的去除负荷达到5.6 kg/(m³·d).沿载体半径方向里层1/2区域范围内溶解氧消耗为零,载体内能够形成明显的缺氧/厌氧区.溶解氧分布曲线的拟合结果表明,载体内部溶解氧有效扩散系数为0.017?2　m²/d,传质过程以紊动传质为主.