复杂水环境模拟研究与发展趋势

从水质变化过程、水体空间维度和边界条件三个方面简要回顾了水环境模拟的研究与发展进程。介绍了目前国内外广泛应用的综合性水质模型软件：QUAL2E/2K、CE-QUAL-RIV1、MIKE11、CE-QUAL-W2、MIKE21、Delft3D、WASP、EFDC、BASINS、WARMF、SMS的特点和适用范围,重点讨论了EFDC和WASP集成应用于复杂水环境模拟的优势。对复杂水环境模拟的发展趋势进行了展望。     

应用质子变化滴定测量法监测氨氧化的化学计量关系

开发了一套监测批式废水生物处理系统质子变化的自动滴定测量装置.装置由批式反应器、数据自动采集与保存系统和药品自动投加系统组成.通过实际测量活性污泥氨氧化反应中氢离子产生量与氨消耗量的化学计量比值,考察自动滴定测量装置的测试精度.在1L的反应器中改变氨氮浓度(以N计)分别为1.67、3.33、8.33、16.66和30.00mg/L下实测比值与其理论值十分接近,相对误差在2.09%～6.34%之间;保持氨氮浓度16.66mg/L,在1、2、3和4L的反应器中实测比值相对误差在2.09%～-18.57%之间,随反应器体积增大而明显增大.反应器系统中的碳酸氢盐和氨盐缓冲体系,特别是在较大容积反应器中的滴定动态效应是导致测试误差的重要原因.研究成果为滴定测量方法在废水生物处理过程中监测质子变化提供了一种重要方法.     

甘油基混合培养物合成PHA及其与OUR的关系

聚β羟基烷酸盐(PHA)以其较好的生物相容性、可生物降解性和再生性成为最有前途的生物高分子材料.本文基于甘油作为基质在饱食-饥饿模式下富集合成PHA的混培物,以乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和葡萄糖作为基质考察混培物合成PHA的基质广谱性,结果表明乳酸和乙酸作为基质时PHA的产率系数较高;使用不同比例乙酸/丙酸混合基质时,PHA产量随着乙酸含量的增加而增大,乙酸/丙酸为3∶1时PHA产量最高.通过活性污泥同时贮存与生长模型模拟与线性回归两种方法证实,在单一基质或乙酸/丙酸混合基质情况下,PHA合成速率与OUR存在线性关系,因此,基于在线OUR测量数据可以实时估计PHA合成量.     

城市污水处理厂进水规律表征与模型校核

进水水量水质的负荷变化是影响污水处理厂运行调控的重要因素。污水处理厂的进水特性时刻在变化,但从长期来看,其存在一定的变化规律。为研究污水处理厂进水规律,并探究建立对应水质水量预测模型的方法,分析了季节、天气及日类型对大渡口污水处理厂进水各指标的影响,在此基础上构建进水数学模型,并引入校核系数η对水量、COD、BOD5、TN、NH4+-N和TP等参数进行校核,校核后各参数的模拟值与实测值相关性系数分别为80.6%~85.4%（2008年）,83.3%~87.3%（2009年）。研究结果可为污水处理系统计算机仿真和调控策略研究提供数据基础。     

全自养脱氮颗粒污泥的培养及脱氮性能的恢复与强化

采用交替限氧-厌氧和低充放比(30%)运行模式,在SBR反应器中成功启动全自养脱氮(CANON)工艺,启动过程经历常规硝化主导阶段、短程硝化主导阶段和全自养脱氮阶段,总氮去除速率和总氮去除效率分别达到(312±15)mg/(L·d)和(71.2±4.3)%.培养得到的污泥中颗粒污泥(粒径3300μm)和絮状污泥(粒径<300μm)体积分别占污泥总体积的39%和61%.在自养脱氮性能恶化的SBR反应器进水中长期添加适量N2H4,反应器脱氮性能得以恢复甚至强化,反应器总氮去除速率升高到(480±34)mg/(L·d),颗粒污泥的比例增加到污泥总体积的51%.     

排污权交易定价下的COD和氨氮削减成本分析研究

调查测算了工业废水COD和氨氮削减成本并进行了分析。总成本中折旧费和日常运行费各占35%和65%;COD和氨氮削减成本为1 287元/t~29 035元/t和2 433元/t~46 560元/t,加权均值为4 936元/t和17 755元/t,二者之比为3.60∶1,90%置信区间为(4 647,8 514)和(13 989,24 617);70%和63.2%的企业以6 837元/t和20 083元/t以内的成本削减了73.7%的COD和42.1%的氨氮。不同企业和行业COD和氨氮削减成本差异明显,以概率分布确定综合成本用于排污权交易定价可能更合理。     

活性污泥储存与消耗乙酸基质的试验研究与模拟

同时贮存与生长理论认为,活性污泥吸收有机碳基质同时用于储存和生长.向SBR反应器投加不同浓度乙酸基质,监测活性污泥氧利用速率(OUR)、聚羟基烷酸盐(PHA)和出水COD的变化,运用活性污泥同时贮存与生长理论分析有机碳储存与消耗过程的特征.结果表明,饱食期结束与COD消耗至最低水平、PHA浓度出现最大值和OUR由最大值急速下降相对应;在饱食阶段,基质贮存OUR是利用外部基质直接生长OUR的2倍.随基质投加历时延长,饱食期平均OUR和最大OUR均下降,PHA产率降低,甚至出现PHA净消耗.因此,基质投加方式对有机碳基质储存与消耗有重要影响.     

活性污泥法动力学模型应用中的参数校核

对国际水协的活性污泥法动力学模型在应用中遇到的参数校核问题进行研究 ,总结了目前常用的三种方法 :专家法、灵敏度分析法和过程工程 (ProcessEngineering)法。分析了每种方法的原理、优点和不足之处 ,列举了实际应用的例子。     

餐厨垃圾厌氧消化水解机理及动力学模型研究

对餐厨垃圾厌氧消化水解产物溶出规律进行了研究,证实扩散限制作用是导致水解速率出现滞后现象的主要原因.在考虑扩散作用影响的前提下,对餐厨垃圾水解机理作了必要补充阐述,并根据补充后的水解机理建立了餐厨垃圾水解分段动力学模型,并在模型中引入了扩散阻力系数.通过试验求得不同粒径(20mm、40mm、60mm)餐厨垃圾的扩散阻力系数分别为1.42、2.12、2.78.进一步分析表明,扩散阻力系数的变化基本符合指数函数规律,可将分段模型合并为统一的经验动力学模型.模型验证结果表明,预测值与实验值较为接近,能够描述餐厨垃圾的水解过程.     

一种未见报道的厌氧氨氧化菌分子生物学鉴定

以（NH4）2SO4和NaNO2作为基质,富集厌氧氨氧化污泥。提取厌氧氨氧化污泥中细菌总DNA,纯化后使用特异性引物对厌氧氨氧化菌16SrDNA进行PCR扩增。扩增产物连接到pMD19-T载体,将载体转化到感受态细胞大肠杆菌JM109中,并对其16SrDNA基因进行测序。将测序结果进行系统发育树分析,发现富集得到的厌氧氨氧化菌与Candidatus Anammoxoglobus propionicus进化关系比较接近,是一种尚未见报道的厌氧氨氧化菌。