以DO、ORP、pH作为两段SBR工艺的实时控制参数

介绍了在传统SBR脱氮工艺的基础上 ,开发的用于处理COD和氮浓度较高的工业废水的两段SBR系统 (TSSBR) .根据传统SBR工艺在反应过程中 ,当COD不再被降解 ,而硝化反应又没有开始时 ,DO迅速大幅度升高以及pH曲线上出现的拐点 ,可以将COD降解与硝化反应分割开 ,先后在不同的反应器内进行 ,分别命名为SBR1和SBR2 ,避免高COD浓度对硝化反应的冲击 ,提高处理效率 .利用在线检测的DO、ORP和pH参数实时控制SBR1、SBR2各个生化过程的反应时间 ,解决了两段SBR系统的自动控制问题 ,可以使系统长期稳定运行 ,保证出水水质 ,节约能耗 .采用实时控制策略 ,并控制系统温度在 3 0℃左右 ,可将SBR2的硝化反应控制在亚硝酸型硝化结束 .采用该工艺处理石化废水 ,COD去除率达到 90 %～ 95 % ,3 0℃时的比硝化反应速率达到 0 3kg(NH4 N) (kg(MLSS)·d) ,出水已检测不出氨氮和硝态氮     

pH值与温度对SBR法反应时间控制的影响

采用SBR工艺处理某化工厂废水,研究原水pH值与温度对有机物降解过程的影响以及DO、ORP作为反应时间控制参数的可行性.试验结果表明,将原水pH值调节为6,温度控制在20℃左右,可取得较高的处理效率.原水在不同pH值与温度条件下,当有机物达到难降解程度时,DO和ORP均会迅速大幅度升高,DO和ORP的这一变化特点可以间接指示有机物降解的程度.因此,以DO、ORP作为SBR反应时间的控制参数是切实可行的,这对于实现SBR工艺的在线控制、保证出水水质和节约能耗具有重要意义.     

SBR法反硝化模糊控制参数pH和ORP的变化规律

为实现SBR法处理啤酒废水反硝化的在线模糊控制,研究了啤酒原水及其不同投加量、不同投加方式以及乙酸钠、甲醇和内源呼吸碳源对反硝化过程中pH和ORP变化规律的影响.结果表明,pH不断上升直至反硝化结束转而持续下降;ORP则减速下降,在反硝化结束时突然下降速度增加出现拐点.不论使用何种碳源以及不论投加碳源的方式和数量如何都证明在反硝化结束时pH和ORP有特征点出现,通过pH上升的速度的差别可以判断碳源是否充足,调控碳源的投加.     

用溶解氧浓度作为SBR法过程和反应时间控制参数

进行了以DO作为SBR法过程和反应时间控制参数的试验研究。结果表明,无论使曝气量或初始污泥浓度大幅度变化,还是逐渐或突然改变初始有机物浓度等各种试验条件,都会在反应阶段开始不久出现所谓平衡DO浓度现象;当有机物达到其难降解浓度时DO浓度迅速地大幅度升高。因此,在目前还没有简易、快速的有机物浓度传感器的情况下,DO不仅可作为反应时间的指示性控制参数,而且也能可靠地作为反应阶段的过程控制参数。     

DO C/N对同步硝化反硝化影响的试验研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)内,以模拟的城市污水为处理对象,研究DO、C/N等因素对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明:采用连续曝气工艺,在进水COD=200mg/L,NH4+-N=30mg/L条件下,控制DO在0.5～1.5mg/L范围内时,出水TN浓度为1.98～6.3mg/L,TN的平均去除率在80%以上,最高去除率达到93.74%,并可推断出在反应系统内存在好氧反硝化菌;C/N在3.3～10之间时,C/N越高,出水NO3--N浓度越低,SND效果越好。     

以DO作为MSBR污水处理系统模糊控制参数的研究

改良序批式活性污泥法（Modified Sequencing Batch Reactor,MSBR）处理污水主要是一个好氧过程,需氧量与有机物的降解有关。反应池内溶解氧（DO）的变化取决于进水的浓度、曝气量、污泥浓度等因素。试验研究表明,进水浓度高,需氧量大,反应时间长;供气量大,有机物降解快,反应时间短。而以上污水处理过程的特征都可以由反应池中DO的变化来反映,采用DO的在线检测来作为MSBR的污水处理过程和终点控制参数是可行的。     

基于DO和ORP一阶导数的短程硝化SBR实时控制研究

以序批式生物反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)为基础,研究了短程硝化SBR启动过程中在线监测信号(溶解氧(DO)和氧化还原电位(ORP))的变化规律,考察了不同进水氨氮负荷下DO和ORP一阶导数的变化特征,并对SBR中不同阶段的微生物群落结构进行了对比分析.结果表明,在特定的运行条件下(29～30℃,初始pH8.2,SRT=14),避免硝化阶段的过度曝气,可在第6 d实现短程硝化-反硝化SBR的快速启动.SBR对氨氮去除率维持在97%以上,亚硝化率(NAR)可长期稳定在98%以上.对SBR运行过程中的DO和ORP进行了长期监测,并对它们的一阶导数进行实时计算,结果发现,在短程硝化终点和反硝化终点处,DO与ORP的一阶导数均出现了极值,并且在不同进水氨氮负荷下,极值基本维持稳定.微生物群落分析结果表明,全程硝化阶段的污泥中同时含有氨氧化菌(AOB)和亚硝酸氧化菌(NOB),短程硝化污泥中几乎不含NOB.研究表明,利用DO和ORP的一阶导数极值作为控制参数是稳定可行的,对实现短程硝化SBR工艺的实时控制具有潜在的研究和应用价值.     

利用主要缺氧段ORP作为连续流单污泥污水脱氮除磷系统调控参数

为了优化污水脱氮除磷系统的运行,基于试验结果和物料平衡分析,以系统脱氮除磷性能和缺氧吸磷性能为评价依据,考察主缺氧段氧化还原电位(ORPm)作为连续流单污泥脱氮除磷系统运行调控参数的可行性,并揭示其与氮、磷物质转化规律的关系,确定最佳ORPm设定值.试验期间,以硝化液内循环流量为被控变量,采用PLC自动控制系统调控ORPm,其它运行参数保持不变.试验分为6个阶段,各阶段控制系统ORPm设定值分别为-143、-123、-105、-95、-72以及-57 m V.结果表明,不同ORPm设定值条件下,出水氨氮浓度变化较小,但TN、TP浓度变化较明显,当ORPm设定值为-95 m V时,连续流单污泥脱氮除磷系统具有最佳的氮磷去除性能.物料平衡分析结果表明,当ORPm设定值由-143 m V增加至-57 m V时:1主缺氧段硝酸盐氮反应量分别为214.40、235.16、241.16、244.02、240.90以及233.65 mg·h-1;该段内TN转化量分别为244.92、255.85、328.04、347.45、336.42以及320.60 mg·h-1,硝酸盐氮和TN反应量均在ORPm设定值为-95 m V时达到峰值.2厌氧段释磷量分别为-214.12、-228.64、-259.26、-264.54、-256.92和-252.84 mg·h-1,系统总吸磷量分别为252.15、275.85、332.25、338.10、336.15和324.30 mg·h-1,其中主缺氧段吸磷量分别为30.27、62.14、124.58、154.41、150.41和138.30 mg·h-1,吸磷量在ORPm设定值为-95 m V时达到峰值.结果表明,ORPm值可作为连续流单污泥脱氮除磷系统运行调控参数.     

不同曝气工艺对佛山水道水质DO和COD的影响

通过现场模拟试验,探讨了雾化管、射流器、橡胶坝和叶轮4种曝气工艺对改善佛山水道水质的影响。结果表明,4种工艺的平均复氧效率(14.3%~36.6%)和对COD的平均去除率(9.6%~24.6%)显示了较大差异。橡胶坝和雾化管曝气工艺的复氧效率较高,而叶轮和射流器曝气工艺则对COD去除有较好效果。在曝气并结合混凝的对照试验中,投加絮凝剂有助于提高水中DO和去除COD。     

温度和DO对MBBR系统硝化和反硝化的影响

在缺氧/好氧/好氧串联运行的移动床生物膜反应器（MBBR）系统中考察了温度和好氧反应器中溶解氧（DO）水平对生物膜硝化和反硝化过程氮素去除的影响,并通过高通量测序技术探究温度和DO的变化造成的MBBR系统中脱氮功能菌群结构的差异,从而在微观水平解释硝化和反硝化受温度和DO影响的生物学机理.结果表明,系统温度的升高可以同时强化生物膜硝化和反硝化过程,且好氧反应器中DO水平的提高对硝化过程有利,从而提高系统的脱氮效果.本研究中,在系统连续运行阶段,当系统温度和好氧O₁反应器的DO浓度为本研究范围内的最高水平时（即温度=20~22℃、DO=5~8mg O₂/L）,比硝化负荷可达1.60g NH₄⁺-N/（m²·d）以上,而相同温度范围内比反硝化负荷可高达2.84g NO₃^--N/（m²·d）,从而使MBBR系统在该工况条件下获得了最佳的NH₄⁺-N和TN去除率（分别达到了98.7%和85.7%）.温度和DO影响硝化和反硝化的根本原因是温度和DO变化引起了脱氮功能菌群数量和群落结构的改变：当好氧反应器的DO水平下降时,硝化功能细菌的OTUs比例显著降低,尤其是异养硝化细菌的生长受到了严重的抑制;而温度的变化对反硝化细菌的影响主要体现在群落结构的变化.     

连续流湿地中DO、ORP状况及与植物根系分布的关系

构建了水平潜流芦苇人工湿地以处理富营养化河水.在连续运行的近2a时间中,对湿地芦苇根系分布、湿地水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(OBP)的时空变化及水力负荷(HLR)对DO、ORP的影响等进行了研究.结果表明,当年生芦苇95%的根系生物量分布在0～20 cm的基质层中,第2个生长年中97%的根系生物量分布在0～35 cm的基质层中,第2年植物根系在深度方向上有了更大的扩展.湿地中上层水体DO和ORP在沿程方向上是逐渐升高的,底层的变化很小,在水深方向上上层大于中底层.受芦苇根系主要分布在基质上层的影响,距地表20 cm的范围内基本属于中等还原环境,中底层水体为强还原环境,水平潜流湿地内部总体上是厌氧状态的.受植物光合作用及大气复氧作用的影响,湿地水体DO在1d之内先升高后降低.水体DO及ORP随着HLR的增大而降低.考察了植物根区ORP状况及根系分布对水体氧化还原状态的影响,结果表明,根系表面的OBP高达(260.6±54.3)mV,远高于水体的ORP(-220.3±21.5)mV.植物根系的释氧作用提高了根区的氧化能力.根区的好氧微环境不足以改变湿地内部的整体厌氧状态;但湿地上层大量根系分布仍然起到了改善湿地上层环境氧化状态的作用.     

不同温度低溶解氧条件下活性污泥法处理污水的效果研究

采用传统推流式连续流工艺处理校园生活污水,考察了常温和低温时DO对污泥膨胀的影响。试验结果显示:常温23°C将DO从正常的2 mg/L以上降低至0.5 mg/L,引发了污泥沉降性的恶化,SVI值从150 mL/g升高到175 mL/g左右,这时出水非常清澈,并且在一个月的运行中,系统稳定保持低氧丝状菌微膨胀;低温15°C时,降低DO引发了严重的污泥膨胀,SVI值达到350 mL/g以上;为控制污泥膨胀,升温至23~25°C,但维持DO在0.5~1 mg/L,SVI值下降到200 mL/g,系统再一次达到稳定的低氧丝状菌微膨胀,这期间COD去除率不受影响,保持在80%以上。可见,不要求脱氮的污水处理厂在春夏秋季,可以考虑在低DO条件下运行,不仅不会发生过大的污泥膨胀,还可以大量节约供氧能耗。     

污水处理厂溶解氧在线监测设计

文章主要介绍了Carrousel氧化沟的工艺原理,并以焦作污水处理厂为例,通过对Carrousel氧化沟进行布点和监测,分析Carrousel氧化沟运行过程中溶解氧的变化规律,并确定最佳监测点,为在线监测设计提供了依据。这是节能降耗、提高污水处理效率的重要技术措施。     

pH、ORP监控在亚硝酸型生物脱氮过程中的应用

目前亚硝酸型生物脱氮因为其节约能源和碳源备受人们的关注。国内外学者提出了多种实现及维持的控制途径,但仍存在一些问题。文章分析了pH、ORP作为亚硝酸型硝化过程控制参数的理论基础,并阐述了亚硝酸型生物脱氮过程中pH、ORP过程控制国内外研究现状和发展趋势。     

低温SBR反硝化过程亚硝态氮积累试验研究

采用SBR法处理经缺氧/厌氧UASB预处理的渗滤液,在SBR反硝化过程观察到明显的亚硝态氮积累现象.在此基础上,为深入了解反硝化过程亚硝态氮积累的机制,考察低温条件下5种类型碳源(甲醇、乙醇、乙酸钠、丙酸钠和葡萄糖)对SBR反硝化过程亚硝态氮积累的影响.结果表明,在温度为13.9℃情况下,甲醇、乙醇、乙酸钠、丙酸钠为反硝化碳源时,系统内均发生明显的亚硝态氮积累.此外,4种不同初始NO_3~--N浓度(64.9、 54.8、 49.3、 29.5 mg/L)还原过程中, NO_2~--N最大积累浓度分别为37.8、 21.5、 25.2、 18.8 mg/L,积累速率(N/VSS·t)分别为 0.117、 0.136、 0.235、 0.068 g/(g·d),并且ORP曲线先后出现"nitrate knee"和"nitrite knee"2个拐点,可分别指示NO_3~--N、NO_2~--N还原反应结束.