活性污泥法的多变量最优控制Ⅲ.限制最高和同时限制平均与最高出水BOD浓度

在前文的基础上,进一步研究了更常用的在限制最高和同时限制平均与最高出水有机物浓度两种排放标准的约束条件下,使其运行费用最省的最优周期控制问题.计算结果都表明,最优控制变量QW和DO的变化规律都尽可能使其满足约束条件和节省运行费用,但是,当进水负荷变化幅度非常大时,任何控制也难于使出水水质达标,而运行费用还会大幅度增大.相对而言,同时限制平均与最高出水BOD浓度是更合理的排放标准,它既有利于污水处理厂的运行管理又能有效地保护受纳水体.初始状态S(0)对最优控制的影响不大.而X(0)的影响较大,在本研究中,X(0)的最优值在2400-2600mg/L范围内.     

Nitrogen removal in sequencing batch reactor

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SBBR同步硝化反硝化处理生活污水的影响因素

序批式生物膜反应器SBBR采用塑料鲍尔环填料,在有氧情况下用于处理实际生活污水.该反应器能很好地创造缺氧微环境,载体生物膜具有吸附储碳能力,出现了良好的同步硝化和反硝化现象.反应器中溶解氧浓度在较大的范围内(0.8～4.0 mg·L-1)能有效地实现同步硝化和反硝化.当溶解氧浓度大于4.0 mg·L-1后,TN容积去除率大幅下降,出水TN大幅上升.增加载体生物膜厚度有利于同步硝化和反硝化.进水浓度基本不影响脱氮的效率,但出水TN随进水浓度增加而升高,建议原水浓度高时可增加后续脱氮处理或减少进水量来满足出水要求.优化运行方法和参数后,SBBR连续运行的TN去除率可稳定在74%～82%.     

A2/O工艺中的反硝化除磷

A2/O工艺是一种最简单的同步脱氮除磷工艺,但由于其系统中固有的基质竞争和污泥龄等矛盾,在实际应用中特别是处理低C/N比污水时脱氮除磷效率较低.反硝化除磷工艺作为近年来颇受关注的污水生物处理新技术.由于在脱氮除磷过程中可以在碳源利用上耦合,可从一定程度上缓解A2/O工艺中的基质竞争矛盾,使得其在处理低C/N比污水时也能实现较高的脱氮除磷效率.就反硝化除磷的技术原理,结合其在A2/O工艺中的最新研究成果及其控制策略,对A2/O工艺中的反硝化除磷的实现、维持及影响因素进行了分析和探讨,并对其发展方向进行了展望.     

变频控制DO下SBR硝化反应控制参数及节能的中试研究

根据微生物好氧反应的需氧量调节曝气量在当今能源紧缺的形势下具有十分重要的意义.为了研究曝气量大小对SBR实时控制参数pH、DO的影响,采用变频器调节曝气量以控制系统不同的DO浓度,以60 m3中试SBR反应器处理北京市北小河污水处理厂城市污水,考察了硝化过程中pH值、DO与有机物去除及硝化过程的相关性,并引入了新的控制参数--变频频率f.试验结果表明,控制溶解氧浓度较低时,pH值不能作为硝化结束的控制参数,但可根据变频频率f的特征点判断硝化反应的结束;控制溶解氧为3.0 mg/L和4.0 mg/L时,DO、pH值、变频频率f都可作为硝化结束的控制参数,同时,变频控制可有效降低单位时间内风机的能耗.     

改良型Carrousel氧化沟工艺生物脱氮除磷效果研究

为了提高改良型Carrousel氧化沟工艺污水处理厂的脱氮除磷效果,结合某污水处理厂3年的运行实践,讨论了该工艺的处理效果,生物脱氮除磷原理及影响出水效果的因素.分析表明将DO控制在0.3～0.7 mg/L范围内,能够使出水中的TN浓度低于20 mg/L;在氧化沟中发生的同步硝化反硝化反应(SND)对总氮的去除的贡献占总系统脱氮的66%;该系统剩余污泥的含磷率为3.0%,生物细胞中平均含磷量可达细胞干重的4.2%;总磷去除率与污泥龄具有很好的线性关系,加大污泥排放量可以提高除磷效果.     

CAST工艺处理低C/N生活污水的强化脱氮性能

研究了不同运行条件对CAST工艺处理低C/N实际生活污水脱氮性能的影响,并对pH值和ORP的变化规律进行了分析。结果表明,传统4 h运行模式下,提高原水C/N比,TN去除效果并无显著提高;对于低C/N生活污水,降低充水比有利于提高出水TN去除率,然而,充水比降至16%时,系统因低负荷运行发生污泥膨胀。在不投加外碳源的情况下,采用分段进水交替A/O运行模式可大幅改善系统脱氮性能,且TN去除率随着交替次数的增多而提高,交替4次平均去除率达87.23%。系统采用实时控制方式运行时,可根据有机物降解、氨氧化及反硝化时pH值和ORP曲线上是否出现拐点,来判断反应系统的曝气以及搅拌时间是否过长、适当或不足。     

好氧/缺氧消化降解污泥特征分析

为考察好氧/缺氧消化过程中污泥降解的特征,利用2个反应器进行对比试验,研究好氧/缺氧和好氧消化2个过程中VS的去除,pH和碱度变化,消化上清液中COD和氮元素变化等情况。试验结果表明:好氧/缺氧消化能够满足污泥稳定的要求,在常温条件下,消化16 d VS去除率即可达到38.2%,同时比好氧消化节约曝气能耗。好氧/缺氧消化对污泥中总氮的去除率高于传统的好氧消化,达到了36.4%,而且能够降低消化污泥上清液中的氨氮和硝态氮浓度。     

活性污泥体系中聚糖菌的富集与鉴定

活性污泥体系中,聚糖菌(GAOs)在厌氧环境下与聚磷菌(PAOs)形成对底物的竞争关系,对聚糖菌的研究对于优化生物除磷工艺有重要意义。以葡萄糖为惟一碳源,在磷限制条件下,利用特殊运行方式对活性污泥进行驯化培养出了稳定的聚糖菌颗粒污泥,厌氧阶段磷释放量与有机物吸收量浓度(mg/L)比从7.4%下降为0.25%。从培养好的活性污泥反应器中分离获得2株聚糖菌,经菌落PCR和16S rRNA序列分析确定了所得聚糖菌菌株G1和菌株G2分别是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解鸟氨酸克雷伯氏菌(Klebsiella ornithinolytica)。     

污泥龄对低氧丝状菌活性污泥微膨胀系统的影响

为了研究污泥龄(SRT)对低氧丝状菌活性污泥微膨胀系统的影响,采用序批式间歇反应器(SBR)进行试验,分别按照厌氧/好氧和单级好氧的方式运行,考察了不同SRT下丝状菌污泥微膨胀系统的沉降性、脱氮除磷过程以及污泥特性的变化.结果表明,在好氧水力停留时间充分的条件下,低氧环境不但不会影响丝状菌微膨胀污泥的硝化进程,而且还有助于同步硝化反硝化(SND)、单级好氧除磷的发生.厌氧/好氧运行时,SRT与活性污泥的比硝化速率、比释磷速率和比吸磷速率成反比,与SND率和污泥的含磷量成正比.单级好氧运行时,减小SRT对硝化过程影响不大,但是有助于改善除磷效果.活性污泥的比耗氧速率(SOUR)、胞外聚合物(EPS)中多糖与蛋白质含量的比值、以及粘度都与SRT成反比.适当地减小SRT可以改善丝状菌微膨胀污泥的沉降性.厌氧/好氧运行时,厌氧段微氧环境易引发过度丝状菌污泥膨胀;单级好氧运行时,SRT过低会造成污泥黏性骤增而引发黏性污泥膨胀.