某倒置A2/O工艺的数值模拟与运行优化研究

运用BioWin3.o软件对济南市某污水处理厂采用的倒置A2/O工艺进行建模,通过初步模拟、敏感性分析、参数校正等,对该污水处理工艺进行数值模拟和运行优化.模型参数的敏感性分析结果表明,模型中影响出水NH4+-N、TP的输出结果、即灵敏度系数大于等于0.25的参数共有12个.对该工艺3种不同运行工况进行模拟研究发现,污...     

城镇污水处理厂用地、运行及建设费用研究

汇总收集了国内已建城镇污水处理厂的大量资料,分析探讨了污水处理厂厂区占地面积、运行及建设费用与处理规模之间的关系,为今后污水处理厂的设计规划、工艺选择、建设费用分析等提供参考依据。研究表明污水处理厂厂区占地面积与处理规模可用函数表示,且具有较高的相关性。城镇污水处理厂所选用的工艺和处理规模对其运行成本有较大的影响,分别对大中小规模的污水处理厂在不同工艺下的运行成本进行分析,得出大规模污水处理厂的工艺选择对其运行成本影响不大;中规模污水处理厂易采用氧化沟工艺;小规模的污水处理厂适合采用SBR工艺。建设费用与污水处理规模有密切关系,由于建设费用受多种因素影响,又以江浙地区为例,对其建设费用与污水处理规模之间关系进行具体分析,对以上结论给予一定的补充。     

城市污水处理厂污泥作为矿山废弃地复垦土壤基质的可行性分析

以具有代表性的、运行技术成熟的污水处理厂的污泥为对象,对污水处理厂处理后的污泥进行好氧发酵堆肥,并对堆肥过程中的主要参数进行控制,对城市污水处理厂污泥作为矿山废弃地复垦土壤基质进行了可行性分析。     

ASM3模型研究与运用

根据国际水质协会推出的ASM3利用MATLAB建立模型,通过实验确定进水水质及模型初值,通过模拟结果与污水处理厂实测结果对比,确定重要模型参数范围,并用结果对其他污水处理厂进行模拟,模拟结果与实测结果吻合较好.     

污水污泥中重金属污染物的溶出过程研究

污水污泥中污染物尤其是重金属的水体浸出作为重要的二次污染途径备受关注。为了探讨污水污泥中重金属的溶出规律,对上海7个污水处理厂的污水污泥进行了重金属总量分析,并采用水平振荡法对上述污水污泥中重金属进行了溶出动力学研究。结果表明,污水污泥中Cu、Cr和Zn的含量均较高,之后依次是Pb、As、Cd和Hg;污水污泥中重金属溶出动力学过程分为快速反应和慢速反应两个过程,可以用Elovich方程进行模拟;污水污泥中各重金属的溶出负荷差异较大,Cu、Cr和Zn的溶出负荷较大,其他较小,但各重金属相对于污水污泥中重金属总量的溶出百分比差异不大,基本处于10%以下。     

污水处理厂恶臭污染状况分析与评价

介绍了日本对污水处理厂恶臭的评价方法,同时分析了国内污水处理厂的恶臭污染现状,指出了建设环保型污水处理厂是时代发展的要求。     

广州城市污泥中重金属的含量、排放通量及农用风险评价

分析了广州市中心城区5个主要的污水处理厂污泥的基本理化性质和7种重金属(Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd和Zn)在不同雨期的浓度变化,估算了广州市污水处理厂污泥重金属的年排放通量,并对其污泥农用做了潜在风险评价。结果表明,各污水厂污泥均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)对重金属的排放要求,污泥的基本理化性质满足《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T309-2009)标准,沥滘、猎德、京溪和大坦沙污水厂的污泥重金属满足CJ/T309-2009要求,而西朗污水处理厂2013年12月采集的污泥中Cu和Cd未达标。通过估算,广州市污水处理厂污泥中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd和Zn的年排放通量分别为16.1、18.8、90.3、5.9、7.9、0.2和48.3 t。通过Hakanson生态风险评估,污泥在农用过程中除西朗污水处理厂污泥重金属危害为中等风险,其他厂污泥属于低风险。     

南京市某城镇污水处理厂运行问题分析及对策

随着大量污水处理厂的建成投运,中国污水处理事业的重心必然会从以建设为主转向建设与运行并重,运行管理将发挥越来越重要的作用。文中以南京市某城镇污水处理厂为例,分析该污水处理厂运行过程COD、NH^3-N排放超标问题,并提出对策(健全配套污水收集管网,提升工艺参数DO、NO^3-、NO^2-的控制水平,规范运行台账管理等),以期为其他城镇污水处理厂的运行管理提供参考。     

奥贝尔氧化沟工艺中异养菌动力学参数测定与分析

以西安市某污水处理厂奥贝尔氧化沟工艺为研究对象,运用呼吸计量法测试了该污水厂氧化沟内异养菌的产率系数、衰减系数和最大比增长速率参数值,并与ASM1推荐值比较分析认为,本实验测试结果可靠,更符合该污水处理厂的实际情况,并能为后续精确模拟和优化该厂工艺运营奠定基础。     

活性污泥和生物膜复合模型的建立与模拟

针对近年来出现的城市污水处理厂活性污泥和生物膜复合工艺,首先建立了能同时描述碳氧化、脱氮和除磷的修正ASM1（Activated Sludge Model No.1）,以及与ASM1中微生物生长过程速率方程结构形式相同、物理意义明确的生物膜模型。然后将该生物膜模型与修正的ASM1相结合,形成了活性污泥和生物膜复合模型,利用VB6.0编写了相应的模拟软件。以西安市第五污水处理厂复合工艺为对象,对其碳、氮和磷的去除进行模拟,结果表明该模型可以较好地反映出水各污染指标的变化规律。通过对进水流量、填料区的位置及填料区填料的投加率进行模拟,为填料区的优化和系统运行提出了建议。     

面向寒冷地区城镇污水处理厂提标改造的ASM模拟优化及其应用

为指导和支撑寒冷地区城镇污水厂升级改造,采用GPS-X软件的ASM1模型,构建了河北某污水处理厂CASS工艺提标改造模型,分别对污泥回流比(R_S)、反应区体积比(R_V)、充水比(λ)、运行周期(T)和不同水温的CASS运行方案等进行了数值模拟优化;同时,综合模拟结果,提出了升级改造技术方案,并予以实施。冬季运行结果表明,改造后的CASS工艺出水指标COD、氨氮和TN的浓度分别为(23.23±2.76)、(1.16±0.76)、(9.83±1.4) mg·L⁻¹,能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。     

污水生物脱氮过程硝化阶段N2O动力学模型

通过耦合导致N2O产生的亚硝酰基（NOH）化学分解和氨氧化细菌（AOB）反硝化途径,构建了一种包含10个组分和7个生化过程的硝化阶段N2O动力学模型。与此同时,利用MATLAB和Excel软件工具,完成了对所有动力学参数的相对灵敏度分析,并在此前提下实现了对模型关键参数的拟合,完成了对模型的模拟与验证过程,进而确定了一种不同于已有活性污泥模型计算软件的模型计算方法。并且通过对模型数据和实验数据之间相关系数（R2）的考察,证明本模型不仅对硝化阶段含氮组分具有良好的模拟效果,同时也与机理研究相符。     

A Visual Basic simulation software tool for performance analysis of a membrane-based advanced water treatment plant

A Visual Basic simulation software (WATTPPA) has been developed to analyse the performance of an advanced wastewater treatment plant. This user-friendly and menu-driven software is based on the dynamic mathematical model for an industrial wastewater treatment scheme that integrates chemical, biological and membrane-based unit operations. The software-predicted results corroborate very well with the experimental findings as indicated in the overall correlation coefficient of the order of 0.99. The software permits pre-analysis and manipulation of input data, helps in optimization and exhibits performance of an integrated plant visually on a graphical platform. It allows quick performance analysis of the whole system as well as the individual units. The software first of its kind in its domain and in the well-known Microsoft Excel environment is likely to be very useful in successful design, optimization and operation of an advanced hybrid treatment plant for hazardous wastewater.     

城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程研究及数值模拟

研究城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程,建立了垃圾在炉排炉移动床内燃烧过程中垃圾体积变化、水分蒸发、挥发分析出及燃烧、垃圾颗粒的移动、气-固两相热传递、焦炭燃烧等各个反应阶段的热化学模型,采用一维非稳态模型分别建立了床层内气固两相介质控制方程。通过对炉排上垃圾焚烧过程的数值模拟研究,获得料层中温度分布、料层高度、炉床机械负荷、气相中反应物组分和污染物浓度分布。利用建立的模型对某大型垃圾焚烧炉的燃烧过程进行数值仿真,对燃烧过程、烟气成分进行预测,为垃圾焚烧炉排炉的设计和燃烧控制提供理论依据。     

长纤维过滤器过滤过程的数值模拟

在长纤维束过滤器动力学模型和现场实验数据的基础上,利用Comsol Mulitiphysics仿真软件对长纤维束过滤器过滤过程进行数值模拟。将3类仿真曲线(滤出水颗粒浓度随时间的变化曲线、滤液浓度沿滤层的变化曲线、滤床各层比积泥量的变化曲线)与实验所得的真实曲线分别进行对比,两者比较接近。说明该过滤过程模型可用于影响长纤维束过滤器运行特性中单个或多个变化因素(初始滤速、纤维束装填密度、流入浓度和纤维丝直径等)实验结果的估算,可作为长纤维过滤器的实验研究、操作优化和结构设计的参考。     

Bioremediation of environmental endocrine disruptor di-n-butyl phthalate ester by Rhodococcus ruber

In this study DBP-degradation strain CQ0301 was isolated from rubbish landfill soil. According to the biophysical, biochemical characteristics and analysis of 16S rRNA, the strain was identified as Rhodococcus ruber. Three new protein bands could be fractioned after DBP-inducing, which were suspected to participate the process of DBP-degrading. Catechol was suspected to be an intermediate product of DBP and cleaving the benzene ring was catalyzed by catechol 1,2-dioxygenase, because a highly activity of catechol 1,2-dioxygenase could be detected after DBP-inducing. The results of this study also showed the optimal pH value, optimal temperature which influenced the degradation rate in soil: pH 7.0-8.0, 30-35 degrees C. Kinetics of degradation reaction had been performed at different initial concentration and different time. Analyzed with SPSS10.0 software, the DBP degradation can be described as the same exponential model when the initial DBP concentration was lower than 50 mg/kg. The kinetics equation was lnC=-0.1332t + A, with the degradation half-life of DBP in soil (5.20 d). Inoculating CQ0301 could relieve DBP content in plant. We also found that adding nutrient materials into soil was useful for decreasing the DBP content in plant. In summary, we isolated a bacterium capable of degrading DBP and decreasing DBP content in plant. We also explored the mechanism of biodegradation and characterized the environmental factors influencing the degradation process in contaminated soil. Based on this work, we hope that these findings can provide some information for applying of bioremediation of DBP contaminated soil.     

基于CA-MAS的水域总有机碳扩散模拟研究

当前水环境污染扩散研究一般基于普通数值模型模拟,忽略了水污染扩散微观驱动力的影响。为能更真实地反映其动态扩散过程,针对水域总有机碳(TOC)扩散机理,基于CA和MAS技术,将影响TOC扩散的自然和社会经济因素抽象为微观的水流Agent、风速Agent、径流量Agent、污水排放口Agent、人工管理Agent以及农业生产地Agent,将研究水域抽象为CA元胞空间,建立了CA-MAS水域总有机碳扩散模型,对水域总有机碳的动态演化过程进行模拟,并以武汉理工大学鉴湖水域作为实验区域,借助NetLogo仿真平台完成了模型的实现与验证。模拟结果表明,该模型基本能够反映水体总有机碳的扩散规律,可以为水环境污染控制提供参考。     

微波诱导过硫酸盐修复萘污染土壤的模拟优化

微波 (microwave,MW) 诱导过硫酸盐 (persulfate,PS) 去除土壤中的有机污染物是一种有效的土壤修复手段。以萘为土壤中典型的多环芳烃 (polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs) 有机污染物,利用COMSOL Multiphysics多物理场计算软件模拟,结合电磁耦合理论分析探索了微波电磁辐照过程中土壤有机物消解过程机制,并考察了PS浓度、MW辐照时间、MW温度、土壤含水率等工艺参数对萘去除效果的影响。结果表明,根据仿真优化后,微波反应器具有更好的加热均匀性。在微波谐振腔内,萘的降解过程符合伪一级反应动力学模型,MW诱导PS反应速率常数是常规电加热的1.6倍,这可能是因为极性过硫酸盐分子在微波交变电场的作用下胶体运动趋势增加;同时,多环芳烃有机物在微波场中的土壤传质性能得到优化,降低反应所需的活化能。当PS浓度为1.0 mol·L⁻¹、MW温度为80 ℃、土壤含水率为15%、MW处理时间为60 min时,萘的去除率最高可达到96.5%。本研究结果可为微波诱导过硫酸盐技术在多环芳烃污染土壤修复中的应用提供参考。     

人工湿地植物无损监测方法的建立与应用

人工湿地植物生物量的测定是研究人工湿地植物生长特性和去污性能的重要基础。目前常用的人工湿地植物生物量的测定方法繁琐,难以实现无损检测。以湿地植物梭鱼草和香蒲为例,结合自主设计的人工湿地植物生长信息提取软件,快捷、无损地测定湿地植物投影面积和质量,提出人工湿地植物无损监测方法。结果表明:湿地植物梭鱼草、香蒲的植株投影面积与植株株高呈极显著的线性相关关系,相关系数R分别为0.834~0.940 和0.707~0.904(P<0.01);梭鱼草的平均植株投影面积与其所在人工湿地池的TN、TP累积量具有显著相关性(P<0.05),香蒲的平均植株投影面积与其所在人工湿地池的TN、TP累积量相关性显著性系数分别为P=0.002和P=0.056。