曝气密度对曝气系统充氧性能的影响研究

曝气密度(即曝气面积占曝气系统服务总面积的比率)是曝气系统重要的参数之一。以标准氧总转移系数作为评价指标,在小试装置中对不同曝气密度的曝气系统充氧性能进行评价。结果表明:(1)曝气系统标准氧总转移系数随曝气密度增大而显著增大,但同时需要考虑到曝气系统的微孔曝气器布置方式;(2)相同气量下,曝气系统的气泡直径与气泡运动速度随曝气密度增大而减小,气泡停留时间和气含率随曝气密度增大而增大。     

城市生活污水短程硝化系统的恢复与启动

为了实现主流的短程硝化反硝化和厌氧氨氧化,设计了基于pH-DO和阀ON-OFF间歇曝气的在线控制系统,搭建了中试级别的短程硝化SBR,在高DO条件下基于城市生活污水恢复种泥活性后,加入反硝化稳定短程,最后接入厌氧氨氧化滤池实现全过程自养脱氮。将脱氮率、NO2--N积累率等作为考察指标,研究了系统的启动过程和稳定性。结果表明：控制SBR（sequencing batch reactor）中DO=2~2.5 mg·L-1、HRT=8~10 h、SRT=4~5 d、T=25℃,启动恢复3个月后,系统能保持90%以上的NO2--N积累率、NO2--N/NH4+-N=0.96±0.18;短程硝化反硝化能达到50%左右的NH4+-N去除率,60%左右的TIN去除率;短程硝化接厌氧氧氨氧化能保证90%左右的NH4+-N去除率和TIN去除率,出水达一级A标准。由实验结果分析,系统在高DO条件下能恢复短程硝化污泥的活性,基于pH-DO和阀ON-OFF间歇曝气的在线控制系统稳定性高,能保证短程硝化系统的稳定运行;恢复活性后,后接厌氧氨氧化滤池能实现中试级别的全过程自养脱氮。     

污泥基吸附剂耦合混凝剂深度处理有机物的应用研究

以超低泥龄活性污泥工艺产生的剩余污泥为研究对象,通过高温化学活化的方法将其制备成不同的污泥基吸附剂(sludge-based adsorbents,SBAs),并表征了SBAs的物理化学性质,针对现有工艺出水有机物较高的问题,以有机物(TCOD)去除率为评价指标,优选出性能良好的2种污泥基吸附剂(SBA1、SBA5),并将其与2种混凝剂(Fe_2(SO_4)_3和Al_2(SO_4)_3)耦合使用进一步去除水中有机物。研究结果表明:制备污泥基吸附剂的孔隙结构得到了很大改善,SBA5的有机物去除效率优于SBA1。联用试验中,SBA5与Fe_2(SO_4)_3联用的TCOD去除率达到最高为48%。相比于混凝剂对溶解态COD的去除率,联用试验的去除率从25. 5%～34. 7%提升到49. 3%～60. 1%,实现污泥资源化的同时提高了有机物的去除率。     

活性污泥表面性质对絮凝沉降性能与出水悬浮物的影响

为了研究污水处理厂活性污泥表面性质对絮凝性能(flocculation ability,FA)和出水悬浮物(effluent suspend solid,ESS)的影响,测定了北京市7个不同污水处理厂活性污泥的表面性质,包括污泥容积指数(sludge volume index,SVI)和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)中的蛋白质/多糖(protein/carbohydrate,P/C)比例、Zeta电位以及二维分形维数(twodimensional fractal dimension,D2f),并且通过相关性分析和拟合,探讨了这几个参数与活性污泥的FA和ESS的关系.结果表明,SVI与活性污泥的FA和ESS并不存在明显的相关关系,但FA和ESS存在明显的负线性相关关系(R_2=0.787);当EPS中的P/C从1.28增加到25.34时,FA可从0.19增加到0.73,ESS从14.89 mg·L~(-1)降低到6.08 mg·L~(-1),蛋白质中的氨基带有正电荷能够中和絮体表面的负电荷,其在EPS中所占的比例越大,有利于降低表面Zeta电位的绝对值和形成更稳定的絮体结构,进而提高絮凝能力.而且,Zeta电位与活性污泥的FA和ESS分别存在负线性相关(R_2=0.883)和正线性相关(R_2=0.902),当Zeta电位的绝对值每减小1 m V,FA提高0.059,ESS减少0.934 mg·L~(-1).此外,活性污泥的D2f与FA基本上呈现指数关系(R_2=0.935,P0.01),当D2f从1.10增加到1.45,FA提高了4.3倍,而同时D2f与ESS具有较好的负线性相关(R_2=0.868).     

平流式二沉池三维数值模拟分析

采用Fluent15.0软件对城市污水处理厂的平流式二沉池进行模拟分析。选取RNG k-ε模型和欧拉双流体模型,利用加拿大温莎大学Imam实验数据验证了该模型的准确性。基于该模型,以出水悬浮物浓度(ESS)和异重流比例为表征指标,对影响二沉池沉淀效率的3个因素——污泥颗粒粒径、表面溢流率和挡板比例进行分析。结果表明:污泥颗粒粒径影响泥水分离的效果,模拟实验得到的最佳颗粒粒径为300μm。表面溢流率对出水悬浮物浓度值影响较大,随表面溢流率增大出水悬浮物浓度值和异重流比例呈非线性急剧增加。同时,二沉池中最佳的挡板比例为60%,此结构不仅有利于能量的耗散和异重流比例的减小,而且能保证较低的出水悬浮物浓度值。     

美国污水处理厂深度除磷技术分析

污水处理厂控磷是防治湖泊等封闭性水域富营养化最有效的对策之一。但国内污水处理厂传统的除磷技术不足以改善水质,控制水体富营养化。综述了美国环境保护署推荐的深度除磷技术,介绍了美国污水处理厂深度除磷技术的工程案例。结果表明,美国深度除磷技术主要分为3大类:生物除磷+化学除磷+沉淀过滤、生物除磷+化学除磷+两级过滤、生物除磷+化学除磷+膜分离。通过对美国深度除磷技术的综述和分析,为中国污水处理厂除磷技术改进及已建设施的提升改造提供了重要参考依据和借鉴意义。