推进污水处理厂减污降碳协同增效的措施和建议

污水处理厂对保护水环境、维护生态平衡、促进国民经济和城乡建设的发展、推进生态文明进步作出了巨大贡献。随着工业生产的发展以及水处理要求的变化,污水处理工艺技术发生了深刻变革,污水处理厂的运行管理目标已发生根本变化,已从减少污染物转向水的再利用、资源回收和低碳运行管理。污水处理过程涉及处理工艺、设备选型、运行管理控制等多方面,应多措并举协调推进污水厂高效稳定运行,并将污水处理融入到现代城市水循环体系中,释放以污水厂为核心的水系统新动能,引领多层面、多领域开展减污降碳协同增效工作,助力污水处理可持续发展。     

管式O3/UV-BAF处理印染生化尾水的中试实验

以印染污水生化处理出水为研究对象,组建了集管式臭氧/紫外(O3/UV)反应系统、臭氧发生系统、气液分离系统、臭氧破坏系统和生物曝气滤池(BAF)系统为一体的中试集成设备。分别研究了各单元及O3/UV-BAF一体化设备的运行效果。结果表明,COD范围为62.3~102.1 mg·L-1,平均值为83.2 mg·L-1时的进水经过O3/UV处理后,BOD5浓度可增加3倍以上,该处理单元可提高污水的生化性能;而单独BAF处理,COD去除率仅为22.5％,表明该污水生化性能较差(BOD5/COD=0.117)且出水COD浓度也不能达到排放标准;O3/UV-BAF联合工艺对印染废水则呈现良好的处理,出水COD去除率达到46.93%,UV254去除率为39.73%。此外,该联合工艺对色度、TN和TP也具有较好的去除效果,去除率分别为54%、34.52%和53.81%,均可达到排放标准。通过对O3/UV-BAF一体化中试设备的评估,为管式O3/UV高级氧化大规模工程应用提供技术支撑。     

从低能耗脱盐到资源回收的电容去离子技术在环境领域的研究进展

电容去离子（CDI）技术因具有高效、节能、环保、经济等优异性能,自20世纪60年代发明至今,一直得到研究者的广泛关注。在查阅资料的基础上,从理论研究、工程应用、材料研究3个方面介绍了CDI技术的发展历程,并分析了其理论原理、电化学反应过程、能耗与经济性,并从运行条件和电极优化2个方面对效率的优化提升进行了深入探讨,介绍了CDI技术装置国内外产业化应用情况,提出了CDI技术不仅在脱盐及污水处理领域具有较大发展空间,在环境废物资源化回收方面同样具有广阔的应用前景。     

瘤胃液用于玉米秸秆产酸的影响因素

以瘤胃液为接种物对秸秆进行批式实验,研究了发酵时间、发酵温度与接种比对秸秆发酵产酸的影响。发酵3 d后,发酵液的pH、VFA浓度、SCOD浓度与产气量基本达到稳定值,分别为6.66±0.02、（6 321±45）mg·L-1、（10 523±273）mg·L-1与（1 351±41）mL,反应基本结束;相比其他温度,在39℃时,VS转化率与VFA产率达到最大值,分别为（46.7±2.3）%与（291±4）mg·g-1（以VS计）,发酵液的最终pH也达到最小值7.19±0.03;随着接种比从0.47减小到0.09,VFA产量从（5 704±46）mg·L-1升高到（9 633±143）mg·L-1,但是VS转化率、最终pH与VFA产率分别从（58.5±0.8）%、6.54±0.00与（603±5）mg·L-1下降到（26.6±3.4）%、5.44±0.04与（204±3）mg·L-1,其中0.16为极限接种比,当接种比低于该值时,总产气量不再增加。     

有机固废厌氧发酵产物的转化制备与应用进展

有机固废的高效转化和循环利用对解决全球环境污染、能源短缺和资源缺乏等共性问题具有积极作用。采用厌氧发酵技术高效处理有机固废,可合成制备出不同酸化产物,并促进酸化产品的加工应用。在文献及工程调研的基础上,梳理了有机固废厌氧酸化发酵的不同代谢途径,分析了不同酸化产物的经济性及工程化应用现状。以发酵产物乙醇、乳酸、丙酸和丁酸等为代表,分析了酸化产品的制备及应用状况。采用系列宏观与微观的调控手段,可促进酸化发酵目标产物的代谢转化,并实现有机固废酸化发酵脂肪酸类产物的高效合成,从而为发酵脂肪酸类产品的制备生产和加工应用提供参考。     

基于破碎处理的家庭厨余垃圾减量及其对下水的影响

在对我国家庭厨余垃圾的组成及性质、污水管道设计、污水处理厂运行状况的调查研究基础上,初步探讨了基于厨房垃圾粉碎机的家庭厨余垃圾减量及其对下水系统的影响。家庭厨余垃圾生成量(湿重)平均为152 g/(人·d),其中易降解的蔬菜水果垃圾占到77.8%。家庭厨余垃圾的COD:TN:TP=400.9:4.7:1,可能导致污水处理厂的总COD、TN、TP和氨氮理论提高量分别为66.70、0.86、0.18和0.43 mg/L,会在一定程度上缓解我国污水处理厂碳源不足的现状。厨房垃圾粉碎机使用后,人均用水最大增加量为1.5 L/(人·d),破碎时间短基本介于1~3.5 min之间。破碎后的厨余垃圾颗粒含水率高,密度略大于水,其在管道中起动的临界流速为0.02 m/s远小于0.6 m/s,故因厨房垃圾粉碎机使用引起的污水管网堵塞的可能性小。     

新型高效生物反应器类型和应用

近年来高效生物反应器得到不断发展，出现了多种新型生物反应器。从厌氧升流式生物反应器发展的经验和反应器的特点出发，提出了升流式反应器的结构、三相分离器的形式和污泥颗粒化现象等3个新概念是高效新型反应器的基础，进而在广义升流式污泥床反应器概念的基础上，提出具有传质效率高、处理能力强、有机负荷高以及抗冲击负荷能力强等优点的第三代高效生物反应器概念。     

厌氧悬浮床反应器的膨胀模型研究

从反应器理论上对高效厌氧反应器流动状态进行研究和分析,提出在化工过程理论中固定床和流化床之间实际上还存在着一个过渡区,生物反应器在过渡区的行为是以往研究的空白。经过对反应器过渡区流动状态细致研究,提出悬浮床反应器的概念。进而对生物颗粒沉降、悬浮床反应器膨胀率等基本特性进行了数学模型的研究,并通过实验予以验证。从实验角度证实厌氧悬浮床反应器的流态状态的优越性。     

不同营养模式下固定化斜生栅藻和普通小球藻氨氮去除能力对比分析

微藻培养耦合污水处理是一项极具潜力的绿色生物技术,具有污染物减排和资源化的双重效应.为明确不同微藻固定化后对NH₄+-N去除的差异及优势,以斜生栅藻和普通小球藻为研究对象,以自由生长为对照,通过5 d的批次培养试验对比分析了2种固定化微藻不同营养模式下对NH₄+-N污水的适应性及其生长特性.结果表明:①对比自由生长,固定化生长可有效提升斜生栅藻在自养和异养模式下的NH₄+-N去除能力,2种模式下最大去除率分别为98%和53%,而在混养模式下,最大去除率则从100%降至86%.②固定化生长对普通小球藻NH₄+-N去除率的提升较弱,仅在自养模式下发挥正效应,最大去除率可升至37%,在混养模式下,其自由生长优势强于固定化生长,当C/N为10时,NH₄+-N第4天即可完全去除.③固定化生长并未改变混养模式下2种微藻生长对ρ(COD_Cr)的依赖性,而该效应在异养模式下并不明显.④除自养模式外,固定化生长均略低于自由生长,并且普通小球藻的生长速率也显著高于斜生栅藻.研究显示,斜生栅藻单个细胞对NH₄+-N的去除能力优于普通小球藻单个细胞,斜生栅藻污水培养的适应性更强,并且固定化自养模式最佳,而普通小球藻固定化优势微弱.      

进水模式对强化脱氮好氧颗粒污泥培养的影响

针对不同进水模式对好氧颗粒污泥培养及强化脱氮效果的影响尚无统一定论的问题,系统比较研究了快速进水直接曝气、快速进水厌氧搅拌和厌氧推流慢速进水3种模式对好氧颗粒污泥形成特性及脱氮效果的影响.研究发现,快速进水直接曝气模式所形成颗粒污泥表面易生长丝状菌,颗粒粒径可达2.0mm以上,但易解体;快速进水厌氧搅拌模式可形成粒径多为1.5~2.0mm的好氧颗粒污泥,TN去除率达到80%,优于前种模式,但未能避免颗粒解体;厌氧推流慢速进水可获得粒径多为1.0~1.5mm的颗粒污泥,常规负荷下出水COD浓度约10~15mg/L,TN浓度小于1mg/L,TN去除率达90%,满足地表Ⅲ类水标准.系统比较证实,厌氧推流慢速进水方式是实现强化脱氮好氧颗粒污泥培养的最佳模式.