A/O工艺曝气充氧性能的评估和优化潜力分析

以上海市某污水处理厂A/O工艺好氧池为研究对象,在线监测好氧池沿程的耗氧速率和氧利用率(OTE),结合好氧池的曝气量、DO、进出水污染物指标,对曝气充氧性能进行综合评估。通过核算该污水处理厂实际需氧量和实际供氧量,计算曝气系统的节能潜力。结果表明:(1)该污水处理厂好氧池OTE为22.54%～28.82%,曝气量为4.24～9.63m~3/h。曝气量与OTE的变化呈明显的负相关,说明好氧池中的曝气器可能受到一定程度的污染。(2)距好氧池进水口5～45m,活性污泥比耗氧速率(SOUR)在12～16mg/(g·h)内波动,在实际经验值8～20mg/(g·h)内。60、100、140m处SOUR低于8mg/(g·h),处理负荷偏低,存在曝气过量和池容浪费的情况。(3)好氧池供气量、需气量分别为89 968.99、76 885.15m~3/d,节能潜力较大。     

型式结构对双曲面搅拌器流场影响的数值模拟

基于多重参考系法(multiple reference frame model,MRF),采用标准k-ε模型对双曲面搅拌器的流场分布特性开展了数值模拟研究,重点对实心、空心、有孔和高叶片4种不同型式结构的双曲面搅拌器的流场结构、流速分布、湍动能分布、有效搅拌体积以及功耗特性进行了对比分析。结果表明,高叶片结构的双曲面搅拌器更有利于形成对称且均匀的流场,底部湍动更强烈,搅拌范围更广且混合效果最佳。在转速为200 r·min~(-1)时,高叶片双曲面搅拌器达到搅拌要求时单位能耗分别仅为前3种结构的74.09%、61.19%和61.88%,其节能效果显著。     

污泥浓度对微孔曝气氧传质过程的影响

污泥浓度是影响微孔曝气氧传质过程的重要因素之一。在小试及中试规模上,研究了不同污泥浓度对微孔曝气氧传质过程的影响,得出曝气性能随污泥浓度的变化规律。结果表明,当污泥浓度低于2000mg／L时,曝气性能随浓度的增大而增强,在2000～3000mg／L时,KLa达到最大值;当污泥浓度大于2000～3000mg／L时,曝气性能随污泥浓度增大而降低,当污泥浓度大于5000mg／L时,曝气性能急剧降低。这一规律对于在设计和运行中合理确定污水处理中的污泥浓度,在达到处理效果的前提下,尽量降低电耗具有重要意义。     

阴离子表面活性剂对微孔曝气氧传质过程影响的研究

阴离子表面活性剂在污水中广泛存在,并对曝气氧传质过程有重要影响.因此,通过试验研究了不同浓度的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对微孔曝气氧传质过程的影响.结果表明,当表面活性剂SDBS的浓度在0～5.74×10-5mol·L-1之间变化时,氧总转移系数(KLa)和水质修正系数(α)先减小后增大,在浓度为1.43×10-5 mol· L-1左右时最低.对于同一SDBS浓度,通气量越大,α值越大,说明大气量可以部分抵消表面活性剂对传质的不利影响.在低表面活性剂浓度(CsDBs＜ 1.43×10-5 mol· L-1)时,表面张力迅速下降,抑制传质作用占主导,此时KLα减小;随着表面活性剂浓度增大,由于气含率增大所带来的促进传质作用逐渐占主导,此时KLa增大.最终建立KLα和表面张力(γ∞)、气含率(b)之间的多元线性关系方程为:KLα =0.00024γ∞+0.094 b+0.044.     

影响EBPR系统运行效果的主要因素研究进展

结合国内外对生物除磷的最新研究进展,在阐述生物除磷机理的基础上,分析了主要因素对EBPR系统除磷效果的影响。结果表明:EBPR系统运行的最适温度为15~25℃;当EBPR系统p H为7~8时,总磷去除率可达最高,且聚磷菌所占生物量的比例及种类达到最大;污泥龄(SRT)为8~10 d时可得到长期稳定运行的EBPR系统,SRT为2~3.5 d时,短期内可获得高效的处理效果,但若维持系统的长期稳定运行,还需克服污泥膨胀的问题;当丙酸或葡萄糖/乙酸混合物(50%/50%)为基质时,更易获得高效稳定的除磷系统,丙酸为基质时负荷不易过高,应维持在200~400 mg/L左右;溶解氧(DO)仍是主要的电子受体,且O2浓度应保持在0.5~2 mg/L之间。     

污水厂活性污泥耗氧速率的定量分析

以上海竹园第二污水处理厂二级处理A/O工艺的曝气池为研究对象,采用活性污泥比耗氧速率在线测定仪动态测试曝气池沿程点位的耗氧速率(oxygen uptake rate,OUR),通过定量核算OUR与耗氧量,评价生物处理单元的优化潜力并提出分段调控初步构想。分析结果发现,OUR沿程逐渐下降,在60,120 m处出现明显的拐点,不同生化反应平均碳降解OUR、氨氧化OUR、亚硝酸盐氧化OUR的比例为4.4∶2.65∶1,好氧池第1廊道与好氧池第2廊道的平均耗氧量的比例为1∶0.485,东池、西池整体处理能力平均理论可提升潜力分别为28.1%、21.98%。结果表明,该生物好氧处理单元具有较大的优化潜力,OUR可作为动态指标指示基质降解阶段,分段调控的提出可为城市污水厂的定量设计与运行优化提供借鉴与参考。     

污水生物处理过程中曝气控制策略的研究进展及趋势

曝气环节是活性污泥法的重要单元,也是能耗最大的单元,为污染物的好氧生化处理提供所必需的氧气。曝气控制的研究对于出水水质的提高和运营成本的节省具有重要意义。随着污水处理技术的发展,曝气控制也越来越精细化。其中,传统曝气控制系统以反馈微调为核心,新型曝气控制系统包括以模型计算为核心的精确曝气控制和以规则推理为核心的智能曝气控制。针对上述控制系统的运作规律、实现方式进行综述;对现有的曝气控制系统进行评价,从控制参数、控制方式、硬件和软件等方面提出优化建议,并对曝气控制系统的前景进行展望。     

面向未来的污水处理厂关键技术研发与工程实践专栏序言

污水处理行业碳排放水平约占全社会碳排放水平的1%～2%,为实现行业碳达峰、碳中和目标以及满足建设面向未来污水处理厂的需要,污水处理行业碳减排技术的开发及碳中和路线图的搭建迫在眉睫.本文是国家水专项“面向未来污水处理厂关键技术研发与工程示范”课题近年来科研成果的总结,致力于构建面向未来污水处理技术体系,从污水处理厂“碳减排”和“碳中和”角度出发,在污水“碳转向”、污水处理过程“碳减排”、基于大数据和云平台的智慧水务3个关键技术的研究以及对面向未来污水处理厂工程实践等方面进行了总结凝练,以期为我国污水处理行业的“碳减排”及“碳中和”提供技术支撑.