基于氧利用速率表征好氧吸磷过程特性

过程监测及调控是废水生物除磷工艺得以长期稳定运行的基础。为了获取氧利用速率（OUR）在生物除磷过程的潜在应用及该过程氧利用特性,开展聚磷菌好氧吸磷过程的呼吸测量实验,分析了OUR曲线变化与磷酸盐浓度变化、胞内聚合物（PHAs）氧化、外源COD存在与否与浓度变化及pH变化之间的响应关系。研究得到如下结果：富集污泥无磷酸盐存在时,体系依然存在明显的氧利用行为,在不吸磷的情况下聚磷菌胞内的PHAs依然会好氧氧化;外源COD的存在将改变PAOs吸磷速率并延长好氧吸磷的结束时间;体系初始pH的不同导致好氧吸磷效率、吸磷过程pH变化趋势及变化程度的不同;不同的初始条件得到不同的OUR。分析证实,利用测量OUR来监测聚磷菌好氧吸磷过程的运行状态是可行的。     

基于OUR-HPR测量在线估计活性污泥合成PHA量

活性污泥工艺是一种具有重要应用前景的工业化生产聚羟基烷酸酯(PHA)的方法.当前PHA测量主要采用离线分析方法,时间滞后、分析操作复杂,不适于PHA生产过程控制.本研究基于活性污泥同时储存生长-溶解性微生物产物模型(SSAG-SMP),认为在饱食(外部有机碳基质充足)期间,聚羟基烷酸酯(PHA)的合成速率与氧利用速率(OUR)及氢离子产生速率(HPR)呈线性关系,建立了一种基于OUR-HPR在线测量数据估计活性污泥合成PHA量的方法.本研究对乙酸作基质的不同浓度情况进行模拟,结果表明OUR及HPR的PHA合成的氧气消耗分数(kPHA,OUR)和质子消耗分数(kPHA,HPR)为常数,分别是0.67和0.57.利用建立的线性关系来预测饱食期PHA含量,结果显示预测值与实测值较为吻合,说明提出的基于OURHPR测量在线估计PHA合成量的方法可行.     

活性污泥絮体粒径分布与分形维数的影响因素

絮体粒径分布和分形维数是活性污泥的重要参数.应用激光粒度仪测量了好氧活性污泥絮体在絮凝过程的粒径分布,研究了速度梯度、VSS/SS、EPS含量及Zeta电位对絮体粒径分布的影响.结果表明,絮体平均粒径与速度梯度显著负相关(R2>0.80),与Kolmogorov尺度数量级基本相当,其间差异性与污泥VSS/SS、絮体强度等有关;相同的速度梯度下,絮体平均粒径与VSS/SS或EPS含量显著正相关(R2>0.85),与Zeta电位负相关.有机质和EPS在活性污泥絮凝中作用明显,会增强絮体强度,提升絮凝效果;EPS中蛋白质比多糖对絮凝的促进作用更明显.基于显微图像分析方法,得到了好氧活性污泥絮体二维分形维数为1.28~1.72,三维分形维数为1.70~2.69.絮体分形维数随VSS/SS或EPS含量的增加而减小;对于相同的活性污泥,絮体三维分形维数随粒径增大而减小,符合幂函数关系式.     

重庆园博园龙景湖水体中无机硫分布特征及有机质的影响

龙景湖是一个新建的人工深水湖,夏秋季节由于H2S等产生的黑臭问题严重阻碍了园区的发展。对龙景湖沉积物、孔隙水和上覆水的无机硫、有机质进行了研究。结果表明:上覆水和孔隙水中硫酸盐(SO2-4)质量浓度分别为10.20~76.87 mg/L、7.13~20.45 mg/L,总有机碳(TOC)质量浓度分别为89.00~164.08 mg/L、12.81~116.20 mg/L,上覆水中溶解性硫化物质量浓度为16.32~64.21 mg/L;沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)质量比为100.90~311.83 mg/kg,铬还原硫化物(CRS)质量比为106.01~471.53 mg/kg,元素硫(ES)质量比为57.87~351.63 mg/kg。上覆水中SO2-4和S2-沿深度方向分别增加和减少,沉积物中3类还原态硫(AVS、CRS、ES)沿深度方向均先增加后减少,且质量比从大到小为CRS、AVS、ES。上覆水中TOC充足,SO2-4(X)与TOC(Y)的质量浓度成反比(Y=-0.637X+147.73),SO2-4是硫酸盐还原过程的控制因素;孔隙水中SO2-4与TOC的质量浓度成正比(Y=3.1385X+14.061),TOC含量和生物有效性为SO2-4还原过程的控制因素。研究表明,原龙景水库、凌云桥等位置SO2-4还原性最强,是湖水夏秋季节产生黑臭问题的潜在位置。     

页岩气开采压裂返排水对污泥活性的影响

页岩气开发压裂返排水潜在环境风险,针对返排水经济环境友好的生物处理技术开发,以实际返排水和污水处理厂活性污泥为受试对象,通过呼吸测量实验,调查了返排水对活性污泥硝化活性和有机物氧化活性的影响,进一步识别了戊二醛,苯扎氯铵（ADBAC）和盐度对活性污泥的抑制作用.结果表明,返排水对活性污泥有机物氧化活性抑制极弱,对硝化活性抑制极强,半抑制浓度（IC₅₀）分别为75.5%,10.09%;戊二醛,苯扎氯铵（ADBAC）和盐度对硝化活性的IC₅₀分别为0.0589,0.0194,3.63g/L.活性污泥系统去除返排水中有机物具有可行性,若需同时脱氮则具有较大约束;戊二醛,苯扎氯铵（ADBAC）和盐度3种抑制因子对硝化活性抑制较强,杀菌剂与盐度的IC₅₀呈数量级差异,返排水生物处理尤其需要关注杀菌剂的影响.     

页岩气开发废水污染控制技术与环境监管研究

水力压裂是页岩气开采的核心技术,但在开发过程中会产生大量的废水,其废水复杂,处理难度高、环境危害大。为此,利用重庆涪陵页岩区块的返排水调研结果,并借鉴美国页岩气开发废水的成功管理经验,分析整理了压裂返排液的水质特点、处理方式及技术,对回用技术、外排技术选择进行了推荐。结合中国现有环境监管体系,对页岩气返排废水的处置方法提出了监管对策,为中国页岩气大规模开发产生的返排废水管理提供参考。     

挥发性脂肪酸的滴定测量方法进展

测定挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFA)浓度的方法包括:蒸馏法、比色法、气相色谱法以及各种滴定法。就常规监测和控制而言,滴定法在简洁、省时和成效比方面要优越于其它测试方法。滴定法测定VFA主要包括四点滴定法、五点滴定法和八点滴定法。这些方法主要应用于厌氧反应器中高浓度VFA的测定,但随着活性污泥数学模型的应用,城市污水中低浓度VFA的测量越加重要,是模型应用不可缺少的条件。文章具体介绍了上述三种滴定方法的基本原理、优缺点和应用情况,为适用于城市污水中VFA测量提供参考。     

基于微分代数方法的生物除磷模型参数结构可识别性研究

通过将微分代数方法应用于异养菌生长Monod模型和生物除磷亚模型参数结构可识别性研究,探讨了该方法的适用性.结果表明,本研究提出的算法计算过程清晰、系统化,可以实现计算机编程自动运算;在文献中方法很难进行生物除磷亚模型参数结构可识别性研究时,采用本算法也能得出结果.本研究为活性污泥模型参数结构可识别性研究提供新的方法,并对除磷过程参数估计优化实验的设计有重要的指导意义.     

中国典型城市群PM2.5污染特征研究进展

为进一步梳理近年来我国城市区域大气PM_2.5污染防治方面的研究成果,基于我国31个城市PM_2.5污染现状,以城市群为视角,总结了京津冀城市群、长三角城市群与川渝城市群PM_2.5组成与污染特征,分析了PM_2.5及其含碳气溶胶、水溶性无机离子、地壳元素等的整体特征,并在城市群间进行对比分析.结果表明:①3个城市群的ρ(PM_2.5)高低顺序依次为京津冀城市群>川渝城市群>长三角城市群,长距离传输使PM_2.5污染成为京津冀城市群、长三角城市群与川渝城市群面临的共同问题.②3个城市群的PM_2.5中均以SNA和OC为主,尽管ρ(PM_2.5)水平有下降趋势,但个别污染物(如SNA)略呈上升趋势.③京津冀城市群与川渝城市群的ρ(OC)接近,并且均高于长三角城市群的80%,较高的ρ(OC)/ρ(EC)反映我国城市群普遍存在SOC污染.④各城市群PM_2.5监测网(如监测时间和采样方法)发展水平迥异,...     

生物脱氮与甲烷化耦合的EGSB-BAF工艺模拟

以活性污泥3号模型(ASM3)为平台,通过引入厌氧氨氧化和甲烷化过程、以2步硝化-反硝化取代1步硝化-反硝化过程以及区分硝酸盐和亚硝酸盐条件下的内源呼吸过程,建立了同时具有甲烷化、厌氧氨氧化和2步硝化反硝化功能的EGSB-BAF工艺模型.该模型包括5种微生物、28个生物过程,同时考虑了温度、pH值和抑制性物质对生物过程的影响.以实验室EGSB-BAF集成工艺的实验数据,结合灵敏度分析对部分模型参数进行了校核.采用校核后的模型对集成工艺EGSB段和BAF段出水的COD、NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度进行模拟,结果表明,EGSB段和BAF段的出水中COD、NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度的模拟值与实测值的误差在可接受范围内.表明模型能够描述工艺的主要生物反应过程,可以作为指导工艺研究、设计和运行优化的手段.