S—P模式应用中k1、k2系数求解方法的探索

在建设项目环境影响评价报告书的编制中，通常要运用S-P模式来预测有机污染物在河流中降解的情况，模式运用中自净系数k1,k2(k1，耗氧系数；k2复氧系数）的确定是关键，文章运用“改进梯度法”自编程序，打破传统模式，同时求解k1,k2，使得在同一河流中，k1,k2有较好的系统性和内在联系，通过实际应用验证，其灵敏度，可靠性较好。     

水体自净系数的研究

在总结国内外关于水体自净规律研究的基础上，简述了影响水体自净的各种主要因素，选择水文、水质监测资料齐全的河段及库段，应用水质模拟方法，优选出水体耗氧系数K_1和复氧系数K_2，通过室内实验分析，求得实验条件下的K_1和K_2值，对比分析室内实验数据和野外监测成果，得出不同水体耗氧系数K_1及复算系数K_2的计算公式，可为生产实际服务。     

人为扰动下河流复氧激增现象及机制分析

为探究河流复氧规律及其机制,研制出改变河道局部水流流速的深控型水平推流曝气装置,并使用该装置在天津市外环河中进行原位试验,探究人为扰动对河流复氧系数的影响.试验结果表明,装置工作时纵向流速提高至40cm/s,最大增幅22倍;水体溶解氧浓度提高0.6~1.7mg/L,约10%.研究发现,经典的Owens等5组河流复氧系数经验公式均低估了扰动下的复氧系数,试验均值约为49.5d^-1,是理论值的10~100倍,即河流复氧在人为扰动下发生激增现象.分析成因表明,湍流动能与河流复氧系数显著正相关,区别于自然流动,人为扰动提升了水体纵向和垂向湍流动能,加速了中下层水体溶解氧扩散,提高了复氧率,进而发生了复氧激增现象.研究成果为提升城市河流水质的水力学方法提供了科学依据.     

紊动水体大气复氧系数研究进展

简述了影响水体中溶解氧浓度的大气复氧速率的主要因素，系统分析了自１９２４年以来国内外对紊动水体复氧系数的理论和实验和发展过程及其研究成果，对其中存在问题进行了分析探讨，认为目前众多的复氧理论和公式大多不能直接用于天然河流，要通过复氧实验确定复氧系数，并对今后这一领域的研究进行了展望。     

描述北方河流封冻期BOD-DO动态的数学模型

本文定量地研究了北方河流封冻期BOD-DO的动态变化规律。提出了一种描述这一动态变化规律的数学模型形式,并且根据在图们江上收集到的实测数据,利用参数估计方法确定了模型中的耗氧系数K_1、复氧系数K_2和BOD沉淀-再悬浮系数K_3.通过实测数据对该模型进行检验的结果证明,它能较好地反映封冻期河流中的BOD-DO动态,可以做为这一时期水质预测与控制的基础。 用数学模型来描述封冻期河流中BOD-DO的变化规律尚属初次,所提出的模型结构形式仍有待于进一步完善。     

海河流域河流耗氧污染变化趋势及氧亏分布研究

耗氧污染是海河流域河流水污染的主要类型,耗氧污染物对河流溶氧的消耗产生的氧亏效应对水生生物产生重大影响.收集海河流域重点水功能区88个监测站点2000—2011年CODCr/CODMn、NH3-N指标,分析河流耗氧污染特征及演变趋势,并基于水质目标(2 mg·L-1)下计算出海河流域河流氧亏量.结果表明,流域河流耗氧污染总体呈现好转趋势,耗氧污染指标(NH3-N、CODCr/CODMn)逐渐降低,I~III类水质站点比例增加,劣V类水质站点数和超标倍数减少;CODMn降低幅度大于NH3-N,主要污染物由COD向NH3-N转化.海河流域重点氧亏区域主要集中于中部平原段和下游滨海段,未氧亏区域多集中于上游山区段;北三河、黑龙港运东与徒骇马颊河水系中部平原段整体处于缺氧区域,子牙河水系中部平原区缺氧现象最为严重,氧亏区域位于石家庄洨河下游、滏阳河艾辛庄下游至献县段及石津总干以南;海河流域内中部平原段河流氧亏的主要贡献仍以COD为主,但氨氮的贡献显著,其中黑龙港运东水系、徒骇马颊河水系和北三河水系,COD耗氧均值都高于5 mg·L-1,在北三河和子牙河水系,氨氮耗氧均值达到了4 mg·L-1.     

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。     

体积溶氧传递系数在好氧颗粒污泥系统中的变化特性初步分析

取成熟的好氧颗粒污泥,在同一测试装置中采用相同的曝气条件进行体积溶氧传递系数(kLa)的测试,当传统活性污泥和成熟好氧颗粒污泥浓度MLSS为2 000、4 000、6 000、8 000 mg·L-1时,其kLa(min-1)值分别为0.586 1±0.009 5、0.586 1±0.027 2、0.555 6±0.016 8、0.533 8±0.026 8和0.645 5±0.027 6、0.632 0±0.075 5、0.618 5±0.062 5、0.640 6±0.055 5,表明颗粒污泥kLa值高于同浓度条件下的絮体污泥,且随浓度增加,絮体污泥氧传递效率下降而颗粒污泥无明显变化.对好氧颗粒污泥进行筛分后,大颗粒和小颗粒在污泥浓度相同、体积相同、表面积相同以及个数相同的情况下二者的kLa值均无明显差别,由此可以推断,这些因素对好氧颗粒污泥kLa的影响可以忽略.研究结果对于污水处理厂节能运行具有一定的参考价值.     

苏州河底泥的耗氧特征及其与水质的关系

苏州河上海区段底泥中SOD的数据分析表明,市区河段底泥中SOD的大小,与上层河水中COD_(Mn)、DO、BOD_5、NH_3-N的含量均有密切的相关性。在流动水相作用下,研究了水温及流速等主要环境因素对底泥耗氧的影响。提出了市区河段水质模式中的底泥耗氧表达式。指出在市区河段中,底泥耗氧在总的耗氧过程中灵敏度最大,占主要地位。若河流两旁无污染源排入时,约占该河流总耗氧的51％;     

压力生化反应器氧转移规律

通过试验研究压力生化反应器的氧总转移系数随压力的变化规律结果表明 ,氧总转移系数KLa是压力的函数 ,随压力增加近似直线下降。氧转移效率EA 随压力增加而显著增加 ,氧转移动力效率EP 的变化与临界溶解氧浓度有关 ,在T =2 0～ 30℃、α =0 8及β =0 9时 ,临界溶解氧值约为 5mg L。低于此值时 ,EP 随压力增加而减小 ;而在高于此值时 ,EP 随压力增加而增加。在对应EP 最大值的压力下供氧 ,则可将供氧能耗降至最小。压力生化反应器在 2 5 0～6 0 0kPa范围内操作是较经济合理的     

综合调水对苏州河DO影响作用的数值分析

针对苏州河水系水质状况的特点,建立了河网水动力、水质模型.对大气复氧系数进行了灵敏度分析.利用1999年实测水文水质资料率定模型,结果表明,计算值同实测值吻合较好.对综合调水对苏州河水系大气复氧系数和D O的影响作用进行了数值计算,结果表明,综合调水可以增加河道流量,提高河道复氧能力,并能提高河水的D O浓度.     

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.     

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。     

总有机碳与生化需氧量相互关系的实验研究

本文通过平行的生化培养试验证实,在“参与耗氧的含碳有机物”这一意义下,TOC和BOD是等价的,两者均服从一阶动力学过程并具有相同的降解速率常数,两者之间通过TOC的耗氧系数α和不可生化量b而存在线性的一般关系:BOD_5=α·(TOC—b)·exp(-5k_1).以在研究中关于BOD_5,与TOC的比值关系只是这一线性关系的特例.     

河流中BOD-DO动态的数学模拟方法

本文讨论了河流中BOD—DO动态的数学模拟方法,并将该方法应用于图们江,利用在图们江上取得的实测数据建立了江中BOD—DO动态的数学模型。在所得到的模型中,耗氧系数κ_1,复氧系数κ_2,BOD沉淀-再悬浮系数κ_3被表达为流量与水温的函数。表达式中的参数通过系统识别与参数估计方法确定,因此能较好地反映河流的地理环境特点。特别是κ_3的表达式,它以流量为自变量,用一个单一的解析函数同时描述了江中的沉淀与再悬浮现象,具有独创性。 本文所提出的BOD—DO动态模型可以做为图们江水质规划与管理的基础。     

旋流选择作用及K_La对污泥颗粒化的影响研究

采用3个结构不同的SBR反应器R1、R2和R3,研究了旋流选择作用和体积溶解氧系数(KLa)在低负荷条件下对絮体污泥颗粒化过程的影响。试验结果表明,3个反应器内的污泥颗粒化的时间与颗粒污泥的孔隙率依次为53 d、41 d、25 d和82%~95%、92%~97%、60%~75%;3个反应器的化学需氧量(COD)平均去除率都在92%以上;R1和R2中氨氮(NH3-N)的平均去除率都在97%以上,而R3中氨氮的平均去除率从反应器启动初期的99%下降到完全颗粒化后的56%。说明旋流选择作用延缓了好氧污泥颗粒化的时间并对出水水质影响不大;较高的KLa促进了好氧颗粒污泥的形成并对于COD的处理基本没有影响,但对于氨氮去除效果的负面影响较大。     

好氧污泥对三氯生的吸附等温线与热力学特性

采用好氧失活污泥吸附三氯生,考察了吸附平衡时间,在10、20、30℃不同温度下建立了吸附等温线,计算了分配系数Kd、Kom、Koc,并研究污泥对三氯生的吸附热力学特性。结果表明,好氧失活污泥对三氯生的吸附都在1 h以内达到平衡,污泥的MLSS为2200 mg/L,平衡吸附率为82.4%;在不同温度下污泥对三氯生的吸附呈线性与Freundlich吸附模型,分配系数随温度升高而降低,好氧失活污泥对三氯生的分配系数Kd(L/kg)为2957(10℃)2195(20℃)1 788(30℃)。活性污泥与失活污泥对三氯生的吸附规律一致,吸附率接近。失活好氧污泥对TCS的吸附以物理吸附为主;吸附自由能变化△G~00,吸附焓变△H~00,表明失活污泥吸附TCS是一个自发放热的过程,降低温度有利于吸附过程的进行。     

曝气增氧技术治理有机污染河流的研究进展

城市河流有机污染严重,水体流动性差,自净过程缓慢,复氧速率远低于耗氧速率,大多处于厌氧状态,水质难以改善。针对城市河流污染特点,提出再造好氧微生物有氧环境体系,加快生物降解速率开展生态修复。论文从曝气模式确定和曝气量选择论述该技术应用关键。在实际应用时应重视环境效益、经济效益和社会效益的统一。     

低氧污泥丝状菌膨胀的呼吸图谱特征分析

目前对污泥丝状菌膨胀的研究主要关注出水水质和沉降性等特征,而鲜有关于活性污泥微生物生理状态的报道.针对这一问题,采用降低SBR系统中溶解氧(DO)这一引发污泥丝状菌膨胀的典型条件,研究了污泥丝状菌膨胀过程中微生物受冲击过程中呼吸图谱与亲和系数的变化.结果表明,降低DO初期,微生物进入生理适应期,其特征为活性污泥内源比耗氧呼吸速率(SOURe)突然上升,自养菌比耗氧呼吸速率(SOURn)大幅下降,异养菌比耗氧呼吸速率(SOURc)小幅下降后迅速上升,同时氧亲和系数KO突增;维持低DO时期特征为出水水质和沉降性恶化,但SOURn和SOURc均恢复至较高水平,且COD亲和系数KS和氧亲和系数KO逐步减小,从理论上证明了低DO环境下足够的水力停留时间可以使出水水质更好,也就说明微生物通过适应性调整可以适应低DO环境,从呼吸代谢和动力学参数的角度验证了"低氧曝气理论"的可行性.研究成果对于污水处理厂节能提供新的理论支持.