应用在线传感器实现前置反硝化工艺生物脱氮的过程控制

为了实现前置反硝化工艺硝化反硝化反应的过程控制,系统地研究了硝化反硝化过程中DO、pH和ORP的变化规律,并考察了它们作为硝化反硝化过程控制参数的可行性.结果表明,pH值在缺氧区的变化分为下降型和上升型,从而指示系统反硝化反应进行的程度以及内循环回流量是否充足;缺氧区末端ORP值和硝酸氮浓度具有较好的相关性;好氧区第1格室的DO浓度可以指示进水氨氮负荷高低;pH值在好氧区的变化也可分为下降型和上升型,可指示系统硝化反应进行的程度、曝气量和碱度是否充足;好氧区末端ORP值与出水氨氮、硝酸氮浓度具有很好的相关性.在此基础上建立了硝化反硝化反应在线控制系统,从而实现曝气量、内循环回流量和外碳源投加量的在线控制,提高系统出水水质、降低运行费用.图7表1参8     

几种植物在生长过程中对人工湿地污水处理效果的影响

不同的植物及植物的不同生长阶段对人工湿地系统污水处理效果都有影响。对几种华南地区常见的湿地植物在其不同生长阶段处理污水的效果进行了研究,采用了不种植物的沙滤系统作对照。结果表明:(1)植物生长过程中,植物高度能反映污水处理效果总体上的变化;(2)在植物的生长过程中,各人工湿地系统污水处理能力总体上持续增强,各水质指标pH、DO、TN、NH3-N、NO3-N、TP和CODCr等均呈下降趋势,其中TP和CODCr呈逐步下降,pH、DO、TN、NH3-N、NO3-N则呈现锯齿形波动,但总体上仍是下降过程;(3)植物系统氮处理能力好于无植物沙滤系统,而对磷TP和CODCr的去除则恰好相反;(4)不同植物对人工湿地污水的处理效果影响不明显。研究结果对探讨人工湿地污水处理规律和植物在人工湿地中的作用提供了新的科学依据,并为指导人工湿地工程的运行提供了参考。     

铁氨氧化污水脱氮的应用研究进展

铁氨氧化(Feammox)是一种以廉价、易得的铁作为微生物电子供体的新型自养生物脱氮技术，即Fe(Ⅲ)还原与厌氧氨氧化的结合工艺，拥有成本低廉、无需有机碳源、污泥产量小、无温室气体产生等优势，是污水处理的一种潜在脱氮途径.本文对铁氨氧化反应的机理、功能菌种的种类和特性及电子穿梭体对其的影响进行了介绍，总结了铁氨氧化在污水环境中的脱氮效果及其与厌氧氨氧化、硝酸盐依赖型亚铁氧化和生物电化学系统的耦合技术，并指出目前铁氨氧化的应用问题及该技术未来的研究方向和重点可能是菌分离纯化、工艺参数控制.     

A/O中试工艺中亚硝酸氮积累现象的消失与重现

应用A/O工艺处理低C/N比的生活污水,SRT维持在15d左右,水温控制在21-25℃,pH值在7.2-7.6之间,污泥浓度为2500-4500mg·l-1,通过控制溶解氧(DO)浓度实现了亚硝酸氮积累、消失和重现.维持较低的DO浓度(≤0.7mg·l-1)可使亚硝酸氮积累现象重现.在两次试验的比较中,亚硝酸氮积累破坏的愈彻底相应恢复的过程就愈漫长.在长期较低的DO浓度条件下,亚硝酸菌充分利用了有限的溶解氧,在与丝状菌竞争DO中占到优势,因此,污泥沉淀性能很好,没有产生严重污泥膨胀.同时分析了pH值、游离氨(FA)浓度、温度等对亚硝酸氮积累的影响,DO是影响亚硝酸氮积累的关键因素.     

SBR短程硝化的实现、维持及稳定性

以模拟生活污水为研究对象,控制SBR反应器内pH值在7.5～8.5的条件下,实现了短程硝化生物脱氮工艺,NO2--N/NOx--N的比率始终维持在90%以上,同时发现pH值和DO浓度变化特征曲线在短程硝化过程中具有良好的重现性。另外,保持DO浓度在0.5～1.0mg/L,硝化时间为5.5h,可较好的维持短程硝化生物脱氮过程,且经过1个月的运行硝化类型没有发生改变,亚硝酸盐积累率仍保持在90%以上。在此基础上,研究了系统对COD和NH4+-N浓度的抗冲击负荷能力。结果表明,该系统具有较强的抗冲击能力。     

表面流人工湿地中氮磷的去除机理

人工湿地作为一种高效、低耗的污水处理新工艺已被广泛接受，特别是其在脱氮、除磷方面的应用逐步为人们所重视。本文深入地讨论了表面流人工湿地中各种生物、物理、化学过程对污水中各种形态含氮、含磷化合物的去除机理，及其具体途径、相关反应和反应类型，总结了国内外对各个过程影响因素、控制条件、反应速度、去除能力及相互之间协调拮抗作用的研究结果。虽然硝化／反硝化作用和土壤吸附沉淀作用已被公认为是表面流人工湿地脱氮、除磷的主要途径，但不同研究结果之间仍存在着明显差异，鲜有多介质环境条件下各种脱氮、除磷过程中多种氮、磷形态的质量平衡研究，而以此为基础的人工湿地生态动力学模型的研究则是深入了解人工湿地运行机理、设计和预测其处理效率，以及推动人工湿地污水处理工艺广泛应用的关键。     

供氧方式对SBR法硝化过程控制的影响

采用SBR法对不同供氧方式下硝化过程的控制进行研究，结果表明：在曝气量恒定的条件下，DO和PH值可联合作为硝化时间的控制参数，但ORP无法单独作为控制参数，在DO恒定的情况下，DO无法作为控制参数；PH值在硝化过程中缓慢下降或趋于稳定，当硝化反应结束时突然升高，因此，PH值可作为硝化时间较好的控制参数；ORP的硝化初期快速升高，然后升高的速度愈来愈慢，直至趋于平稳，对硝化结束的指示作用不是很明显，无法单独作为控制参数；为维持硝化过程中DO的恒定，曝气量将逐渐减小，只要系统污泥浓度和所要控制的DO水平相同，任何浓度的原水在硝化结束时调节的最小曝气量都是相同的，因此，将曝气量下限值的控制方法与PH值控制相结合，可使SBR硝化时间的控制更稳定可靠。     

工业酸洗废水全自动化学处理过程的控制

酸洗工艺过程产生的酸洗废水的直接排放,将会导致受纳水体的水质恶化,造成环境污染.经过入水→预沉淀→氧化(含中和、曝气、搅拌、混凝)→沉淀→出水等物理,化学处理之后,排出口的废水基本上能符合国家的工业废水排放标准,可以达标排放.整个化学和物理处理工艺流程全部采用香港中能电化学设备公司自行研制的先进设备进行自动化控制;所需的关键控制仪器如ORP值测定仪、pH值测定仪和耐酸碱处理的泵等设备则全部采用西方先进国家进口.因此,一个污水处理厂只需要一个熟练的技术工人就完成了整个污水处理过程.     

以pH作为SBR法硝化过程模糊控制参数的基础研究

为实现SBR法处理啤酒废水硝化时间的在线模糊控制，系统地研究了不同碱度类型和浓度对SBR法硝化过程中pH变化规律的影响，同时考察了DO和ORP的变化规律。结果表明，硝化过程中pH的变化可以分为下降型和上升型，下降型有ρ(HCO3^-)适量和不足两种情况，ρ(HCO3^-)适量时，pH在硝化结束时由下降转为上升；ρ(HCO3^-)不足时，pH在硝化结束时下降速率变小；根据pH这些变化特征控制硝化终点；下降型是最普遍的情形,上升型是ρ(HCO3^-)过分充足的情况，在硝化过程和硝化结束之间，pH一直呈现上升趋势，不能根据pH的变化来控制硝化时间，若ψ(曝气量)适宜，可以通过DO来判断硝化终点；上升型在实际中很少出现，pH以上变化规律不仅可以判断硝化时间，还可以判断硝化反应过程中ρ(HCO3^-)充足与否,在此基础上，建立了SBR法硝化时间的模糊控制规则。图7表1参16。     

生物电化学脱氮技术研究进展北大核心CSCD

生物电化学系统（BES）因兼有污染物去除与能量回收等优点,近年来已成为环境污染治理领域的关注热点. 对生物电化学技术在脱氮方面的基本原理、含氮污染物的转化途径进行综述,主要的生物脱氮过程包括阴极反硝化、阳极氨氧化以及阴极同步硝化反硝化等,而非生物脱氮过程包括NH3/NH4^＋的跨膜转移、氨气逃逸等. 总结已报道的BES中主要脱氮微生物及其脱氮机制,BES中多数反硝化菌属于变形菌门（Proteobacteria）;硝化细菌主要是亚硝化菌属（Nitrosomonas）和硝化杆菌属（Nitrobacter）;在同步硝化反硝化过程中,电极上的硝化、反硝化菌有明显的分层现象. 最后阐述了生物电化学脱氮技术在生活污水、渗滤液、地下水处理等领域的最新应用研究,通过改变反应器构型以及运行模式等条件构建不同BES处理各类污水,以达到去除污染物同时回收电能或资源的目的. 基于目前BES的优势,认为减少脱氮中间产物（NO2^- -N、N2O）的积累及扩大BES规模对电能输出和污染物去除效果的影响将是未来的研究方向. （图3 表2 参66）     

On-line controlling system for nitrogen and phosphorus removal of municipal wastewater in a sequencing batch reactor (SBR)

The objectives of this study were to establish an on-line controlling system for nitrogen and phosphorus removal synchronously of municipal wastewater in a sequencing batch reactor (SBR). The SBR for municipal wastewater treatment was operated in sequences: filling, anaerobic, oxic, anoxic, oxic, settling and discharge. The reactor was equipped with on-line monitoring sensors for dissolved oxygen (DO), oxidation-reduction potential (ORP) and pH. The variation of DO, ORP and pH is relevant to each phase of biological process for nitrogen and phosphorus removal in this SBR. The characteristic points of DO, ORP and pH can be used to judge and control the stages of process that include: phosphate release by the turning points of ORP and pH; nitrification by the ammonia valley of pH and ammonia elbows of DO and ORP; denitrification by the nitrate knee of ORP and nitrate apex of pH; phosphate uptake by the turning point of pH; and residual organic carbon oxidation by the carbon elbows of DO and ORP. The controlling system can operate automatically for nitrogen and phosphorus efficiently removal.     

Advanced nitrogen removal by pulsed sequencing batch reactors (SBR) with real-time control

The feasibility of pH and oxidation reduction potential (ORP) as on-line control parameters to advance nitrogen removal in pulsed sequencing batch reactors (SBR) was evaluated. The pulsed SBR, a novel operational mode of SBR, was utilized to treat real municipal wastewater accompanied with adding ethanol as external carbon source. It was observed that the bending-point (apex and knee) of pH and ORP profiles can be used to control denitrification process at a low influent C/N ratio while dpH/dt can be used to control the nitrification and denitrification process at a high influent C/N ratio. The experimental results demonstrated that the effluent total nitrogen can be reduced to lower than 2 mg/L, and the average total nitrogen (TN) removal efficiency was higher than 98% by using real-time controll strategy.     

Advanced nitrogen removal using pilot-scale SBR with intelligent control system built on three layer network

Since eutrophication has become increasingly severe in China, nitrogen and phosphorous have been the concern of wastewater treatment, especially nitrogen removal. The stabilization of the intelligent control system and nitrogen removal efficiency were investigated in a pilot-scale aerobic-anoxic sequencing batch reactor (SBR) with a treatment capacity of 60 m³/d. Characteristic points on the profiles of dissolved oxygen (DO), pH, and oxidation reduction potential (ORP) could exactly reflect the process of nitrification and denitrification. Using the intelligent control system not only could save energy, but also could achieve advanced nitrogen removal. Applying the control strategy water quality of the effluent could stably meet the national first discharge standard during experiment of 10 months. Even at low temperature (t = 13°C), chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN) in the effluent were under 50 and 5 mg/L, respectively.     

低溶解氧条件下生物脱氮研究中的新现象

活性污泥法中 ,曝气主要起供氧和扰动混合的作用 ,曝气提供的氧被微生物用来氧化有机物并合成细胞 .反应器中的溶解氧 (DO)浓度是重要的运行参数 ,曝气池中DO偏低 ,好氧微生物不能正常生长和代谢 ;DO过高 ,不仅能耗增加 ,而且细菌的活力也会降低 .一般要求曝气池中DO不低于 2mgL-1的水平 ,但在实践中常常会出现曝气强度过高的情况 .因而有必要通过有效手段将DO控制在适当的水平 ,既不影响微生物的正常生长和有机物的去除 ,同时又避免过多能耗 .传统观点认为 ,低DO条件会促进丝状菌生长 ,破坏污泥絮体的沉降性能 ;使胞外多聚物的产生量…     

废水处理中pH值计算机模糊控制系统的设计

酸碱中和是化工废水处理中的一个重要环节。本ｐＨ值控制系统采用ＰＩＤ控制和模糊控制并列转换形式,当系统的偏差较小时,采用ＰＩＤ法进行流程控制;而当系统的偏差较大时,采用计算机模糊控制。介绍ｐＨ值计算机模糊控制系统设计原理与模糊控制器的实现,包括模糊化处理、模糊规则库的建立、模糊计算和反模糊化处理。在废水处理工艺流程中采用该控制方法可获得高效、稳定的控制效果。     

跨界融合子处理高浓度有机废水投资最小化模型研究

以跨界融合子基因工程菌处理高浓度有机废水为研究对象,建立了处理系统投资最小化数学模型及相应的约束方程,探讨该处理系统的优化设计问题。研究中以进水ＢＯＤ浓度Ｓ０、微生物浓度Ｘ和回流比Ｒ为初始控制变量,通过对跨界融合子降解豆制品废水实例验证,表明在给定的初始变量范围内有惟一的最优解,为处理工艺的合理设计提供了依据。     

三维电极电化学反应器组合Fenton试剂深度处理焦化废水

采用三维电极电化学反应器组合Fenton试剂法对经过二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。在三维电极参数一定的条件下,考察了影nfi]TOC去除率的影响因素,探讨了该反应体系的降解动力学及降解机理。正交试验结果表明,反应体系中各参数的最佳值分别为p（H202投加量）=300mg·L-1,pH3．4,反应时间为90min,c（FeS04-7H20投加量）为3．5mmol·L-1,TOC去除率可达到61．7％。焦化废水的降解反应表现为一级动力学。紫外吸收光谱分析结果,废水中有机物彻底发生了降解矿化,这为三维电极组合Fenton试剂工艺在焦化废水深度处理中的工程应用提供了一定的理论指导。     

流化床三维电极电催化氧化深度处理焦化废水

研究了以焦粒为粒子电极的流化床三维电极反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。结果表明：采用以焦粒为粒子电极的流化床三维电极反应器能有效降解废水中的有机物,COD去除率依赖于粒子投加量、电流密度、电导率、pH值、曝气量等操作参数的影响。在电导率（以S计）为7.1 m.cm-1,曝气量为160 L.h-1,电流密度（以A计）为48 m.cm-2,pH值为5.0,投加量30 g.L-1时,电解30 min,COD的去除率超过60%,表明流化床三维电极反应器在焦化废水深度处理中有很好工程应用前景。