碳中和趋势下数学模拟在污水处理系统中的发展与综合应用

数学模拟技术在污水处理方面被广泛应用,为了系统总结相关技术,本文回顾了污水处理系统中数学模拟技术的发展历程;综述了活性污泥模型(ASM)与机器学习(ML)在水质预测及参数工况优化领域中的应用;重点探究了污水处理系统中温室气体排放模型,以及多目标优化模型在污水处理系统中温室气体排放(GHG)、出水质量(EQI)和运行成本(OCI)的权衡问题;归纳了数学模拟技术在实现污水厂能量自给与资源回收的应用发展.研究结果表明数学模拟技术能准确预测出水水质、快速优化工艺参数、权衡温室气体排放、出水水质与运行成本之间的关系、以及提高资源回收效率等.因此,数值模拟技术可有效指导污水处理工艺的运行优化以及管理,为污水处理行业减污降碳协同增效提供技术支撑.     

固液流化床常用填料流化速度的研究

固液流化床载体的选择极为重要.本文讨论了砂、陶粒和柱状活性炭三种常用填料的流化速度与膨胀率的关系,并导出了相关关系式,为载体的选择提供了理论依据.     

屠宰废水治理技术评价

介绍了屠宰废水的来源、水质和水量，以及近年来国内外屠宰废水治理的技术和多种流程。针对屠宰废水的特点，对其治理技术进行了评价，并推荐了处理效果好、适合我国国情的处理工艺和流程。     

城市入河径流排放口总污染特征研究

流入城市雨源性河流的径流污染不容忽视,以我国南方典型城市深圳市的福田河流域为研究对象,经过18场典型降雨径流的测定,从污染过程线、径流初期效应识别和降雨事件平均浓度(EMC)等方面分析和讨论了城市河流入河径流排放口的总污染特征规律,有利于指导城市河流污染控制.结果表明,排放口地表径流浓度随时间变化历程中,COD、SS、TN、TP和BOD5普遍超出地表Ⅴ类水标准十多倍以上,某典型降雨场次的重金属(铬、镉、铜、砷和汞)污染较为严重,研究区排放口的浓度范围和平均值均高于重庆沙坪坝雨水口和加拿大Silerwood的雨水排放口,但低于武汉十里铺排放口.COD、SS、BOD5的初期效应尤为明显并且COD和SS冲刷强度较大,TN、TP初期效应不明显.COD、SS、TN、TP和BOD5的EMC浓度平均值分别为224.14、571.15、5.223、2.04、143.5 mg/L,在某种程度上,深圳市研究点的COD和SS的EMC值高于邻近的澳门、珠海,TN、TP值高于北京、广州、上海等城市,与国外的一些研究结果相比较,EMC值比韩国、美国及加拿大一些城市地表径流污染物浓度高得多,可见由排放口入河的径流总污染极其严重并需要治理.     

SW型脱硫剂脱硫性能的研究

以硫酸烧渣为主要原料制备ＳＷ型脱硫剂,并对其脱硫性能进行了研究,对半水煤气、葡萄酒厂污水处理产生的沼气和焦炉煤气、水煤气中的Ｈ２Ｓ进行了工业脱硫试验,经半年以上运行证明,可使其Ｈ２Ｓ含量从３０００－５０００ｍｇ／ｍ＾３降为２０ｍｇ／ｍ＾３以下（符合国家标准）,当脱硫剂工作硫容达３０％时可返回硫酸生产中,再生周期一般为３个月,其主要性能达到国内外同类产品水平。     

甬江水质控制规划研究

甬江流经经济腾飞的宁波市,污染日趋严重;新老工业混杂,老城区排水系统落后,是沿海开放城市实施水污染控制的共同问题。采取对有毒有害污染物实行浓度控制、对可降解污染物实行总量控制相结合的原则,因地制宜确定水质目标的指标体系,全面分析新老企业的污染治理状况、环境的纳污能力及经济响应关系,给出污染负荷-环境治理投资-甬江水质关系图线。由此可确定,宁波市只需投资1.9亿元,从重点污染源治理中去除BOD_3负荷2.5t/d,即可使甬江水质维持1987年状况,并较原分区二级治理方案节省投资2.5亿元。     

概率分析法在污水海洋排放近区模拟中的应用

污水海洋排放时需要分析排放口近区的羽流几何特性和稀释特性,概率分析法是其中重要的方法之一．本文阐述了概率分析法的基本原理,通过实例演示了概率分析法应用于污水海洋排放近区模拟分析的过程． 根据概率分析法所提供的结果,总结了概率分析法的优点,即提供了排放口近区的全面信息,由此可以进行后续工作,如远区模拟和风险评估;结合实例, 指出了应用概率分析法的局限,它对输入信息量和计算速度（ 计算工作量） 的要求较高;随计算机运算速度的提高和自动监测技术的发展,应用概率分析法的这一局限可以克服,因此,概率分析法具有广阔的应用前景．     

3种人工湿地基质材料对氨氮的吸附特性

对陶粒、石英砂和砾石这3种人工湿地基质材料进行了氨氮（NH₄⁺-N）吸附特性研究.通过扫描电镜和BET比表面积分析仪对材料进行表征分析,发现陶粒表面相比石英砂和砾石更为粗糙,内部孔隙也较发达,陶粒（18.97 m²·g^-1）比表面积高于石英砂和砾石.在纯氨氮溶液和模拟污水厂出水一级B标准的混合溶液中,3种基质对NH₄⁺-N的吸附能力均表现为：陶粒>砾石>石英砂.陶粒对NH₄⁺-N的饱和吸附容量在混合溶液中最大（63.55 mg·g^-1）.陶粒对NH₄⁺-N的吸附过程符合伪二级动力学模型（在纯氨氮溶液中R²为0.99、在混合溶液中R²为0.98）.在纯氨氮溶液中运用Freundlich和Langmuir模型对等温吸附试验结果进行拟合,发现Freundlich模型（R²=0.93）描述陶粒的吸附特性比Langmuir模型更为精确（R²为0.93）,表明陶粒对NH₄⁺-N的吸附为多层吸附.综上所述,陶粒的吸附容量较强,在混合溶液中吸附容量较纯氨氮溶液增大了31%,适用于作为人工湿地基质填料.     

污泥龄对高浓度含氮废水亚硝化稳定性的影响研究

为考察污泥龄与高浓度含氮废水亚硝化稳定性之间的关系,采用连续进水、间歇排水SBR工艺,当水力停留时间为0.75 d,污泥停留时间为3 d时,系统亚硝化率约为75%和氨氮降解率约为60%。试验结果证明SRT控制在一定范围内能实现对硝酸菌的"洗出",使亚硝酸菌占据系统中的优势地位,从而保证了系统较高的亚硝化率。     

三峡库区淹没区土壤重金属形态分布及其对水质影响

结合三峡水库调度模式,在汛期及汛后对库区淹没区土壤中重金属Cu,Pb,Cd,Cr的存在形态、迁移转化特征及其对水体水质的影响进行研究.结果表明:不同重金属在库区土壤中存在形态不同,Cu和Cr主要以残渣态存在,w(残渣态Cu)和w(残渣态Cr)平均值为87.41%和96.04%,而w(可提取态Pb)和w(可提取态Cd)较高,平均值为41.95%和88.14%,生态风险相对高于Cu和Cr.在汛期三峡水库低水位运行,水体重金属含量较高,汛期水体ρ(Pb)和ρ(Cd)分布特征与土壤w(Pb)和w(Cd)分布呈显著相关性,而汛后水库首次172 m高水位蓄水,由于水环境因素的改变,水体中重金属含量显著降低,汛后淹没土壤重金属形态含量变化细微,土壤淹没对库区水体水质影响小,不构成汛期、汛后水体重金属含量波动的主因.