利用太阳能驱动的一体化氧化沟的运行方式

污水处理的高能耗和新能源利用已引起人们的关注,本文根据太阳光照强度的周期变化和农村污水昼夜排放量悬殊的特征,提出了一种新型的利用无蓄电池太阳能光伏系统驱动的污水生物处理系统,可有效降低太阳能光伏系统的成本。生物反应器是一个双沟式一体化氧化沟。按照启动的用电设备的数量,一体化氧化沟具有5种运行方式。在不同的运行方式下,一体化氧化沟的内沟和外沟具有不同的功能,其中运行方式3到运行方式5对污染物去除效率最高。采用阶梯型电量输出模式,可以充分利用太阳能,并保障一体化氧化沟的高效运行时间。在160 d的连续运行实验中,COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为87.8%、98.4%、68.7%和80.3%。证明无蓄电池太阳能光伏系统驱动污水生物反应器处理农村分散污水是可行的。     

我国农村分散型污水处理设施与设备性能评估体系的建立

我国农村分散型污水处理设施与设备正处于向正规化和可持续化转变的关键阶段。如何构建具有我国特色的农村分散型污水处理设施与设备的完整评估体系,真实提供科学评估后的处理效率,从而切实提高真正具有长期稳定运行能力的适用技术与设备的应用比率,这是我国当前农村分散型污水处理中亟需解决的关键问题。通过对欧、美、日等发达国家(地区)分散型污水处理设施与设备性能评估体系的系统剖析发现,这些国家在构建相关上位法律的基础上,建立标准化的评估流程与多样化的性能评估内容是评估体系能够真正发挥作用的重要保证。我国未来的评估体系应首先考虑建立合格的独立第三方评估主体,保证认证过程的公正性与评估结果的公平性;其次,认证内容方面则应坚持多元化的性能认证,引导未来分散型污水处理“因地制宜”的发展趋势;第三,提倡在标准进水及变化条件下对多类污染物的去除效率评价,体现设施运维的操作便利性,为未来可能的工艺组合中提供准确的污染物单元削减能力。我国的分散型污水处理设施与设备的评估体系的建立将为当前各项繁杂技术的比对提供统一客观依据,进一步地规范污水处理技术与设施设备的市场化选择运行,有效推广低成本、低能耗、易维护、高效率污水处理技术的实际应用,从而为农村人居环境改善中“梯次推进农村生活污水治理”的目标奠定坚实的技术评价基础。     

剪切应力对活性污泥絮体特征的影响

采用具有自动控制系统可周期性改变搅拌速度的生物反应器处理生活污水,研究了剪切应力周期变化对活性污泥絮体特征及功能菌群分布的影响。结果表明,在相同的运行条件下,运行初期的污泥形态不规则,结构疏松,其内部各功能菌群丰度差异较大,污泥絮体粒径受剪切应力影响较大,最大和最小剪切应力下污泥平均粒径相差30μm;随着反应器运行时间的延长,活性污泥絮体的粒径减小;到达运行稳定期,污泥粒径较小,但结构紧实,最大和最小剪切应力下污泥平均粒径相差仅为6μm,说明剪切应力对污泥粒径的影响减弱,其主要作用在于维持污泥絮体相对稳定的三维结构及相对平衡的功能菌群分布。此外,处理效果研究也表明,稳定的污泥结构有助于污染物去除效率的提高。     

农村污水设施车载式剩余污泥脱水技术与设备研究

日益增长的农村污水设施剩余污泥已成为农村污水治理工作开展面临的新难题,农村剩余污泥适合采用多台污水设施共用车载式剩余污泥脱水设备进行脱水后收运集中处理,而农村道路的宽度和限高以及污水设施与道路间的距离等是主要的限制因素,因此急需研发适合农村作业环境的小型车载式剩余污泥脱水关键技术与设备.本研究的车载式剩余污泥脱水通过主要脱水设备负压运行方式,有效减小设备的尺寸,设备外观尺寸为5.995 m×1.905 m×2.56 m,吸污管道50 m.结果表明：可适应农村的作业环境,满足90%以上的农村小型污水处理设施使用.该设备行驶油耗7.2 L·h^-1,工作油耗1.88 L·h^-1;脱水后的污泥含水率80%左右.模拟案例表明,车载式剩余污泥脱水设备脱水收运方式比不脱水直接收运方式每台户用小型设施每年可节省污泥收运费103.3元,在一个安装了4400台小型污水设施的农村区域,每年可节省污泥收运费约45.5万元.     

加装导流板对立体循环一体化氧化沟(IODVC)流场的影响

流速分布不均导致立体循环一体化氧化沟（IODVC）出现污泥沉积等问题。利用计算流体力学（CFD）技术对IODVC进行了二维单相流模拟。研究中采用多重参考系模型来模拟曝气转刷的转动及沟内动力的来源,风扇模型来模拟水下推流器对水流的推动作用以及RNG k-ε模型来模拟氧化沟中流场的湍流变化,将模拟数据与实测数据进行拟合验证,再运用验证后的模型研究了加装导流板及其位置对IODVC内部流场的影响。结果表明,CFD模型能够较准确地模拟出IODVC沟道中液流速度分布及沿程变化,加装导流板及合理布设其位置可增加主沟内液流高速区所占比例,同时改善隔板背后的流速分布。因此,在弯道处加装导流板将有利于减少和防止沟道污泥沉积现象,对IODVC的优化设计及工程应用具有一定的指导意义。     

一种基于脱氮和除磷分开的强化污染物去除组合工艺中试研究

针对北京等严重缺水地区提高污水综合排放标准,用于地表水和地下水补充水的需求,以强化COD、N和P去除为目的,研发了N和P不同单元处理的缺氧立体循环氧化沟单元/好氧立体循环氧化沟单元/除磷过滤器单元组合工艺,通过中试实验研究了该工艺的去除效果,并优化了该工艺水力停留时间(HRT)和溶解氧(DO)参数。结果表明,当缺氧和好氧立体循环氧化沟单元的HRT 和DO分别为12 h、DO 0.5 mg/L和6 h、2.0 mg/L,除磷过滤器滤速6~8 m/h时,该工艺的平均出水浓度COD 25 mg/L,TN 11 mg/L,NH4+-N 1.2 mg/L,TP 0.15 mg/L,平均去除率分别为88%、57%、94%和96%。其中缺氧立体循环氧化沟单元COD、NH4+-N和TN平均去除率为70%、80%和57%,好氧立体循环氧化沟单元进一步去除COD和NH4+-N(去除率为18%和14%);经缺氧、好氧氧化沟处理去除50%左右的TP,除磷单元吸附作用去除46%的TP。经过该组合工艺处理,COD、N和P都能达到北京市2013年出台的地方污水排放新标准一级B排放要求。     

无蓄电池风-光能互补驱动生物反应器处理农村生活污水的可行性

农村生活污水处理设施能耗高难以长效运行,目前已有利用太阳能和风能供电驱动污水处理设施的研究和应用,但常规的太阳能和风能发电设施需要用蓄电池组稳定电能的输出,而蓄电池的使用寿命短导致成本增加,也增加了环境污染风险。为降低成本,减少环境污染风险,通过对不同季节太阳能和风能强度变化监测与分析,确定太阳能与风能具有季节互补性。在此基础上,将太阳能辐射强度周期性、农村生活污水排放不连续性、污水生物处理过程对溶解氧需求的差异三者融合,提出了一种无蓄电池组的太阳能与风能互补发电驱动农村生活污水生物处理设施的集成系统,可降低运行和维护费用。167 d的连续运行实验结果表明：通过自动控制系统的调控及建立相应的生物反应器运行工况,可以实现发电单元电能输出稳定,且能源利用率达到80%;生物反应器对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为90.6%、94.7%和61.7%,出水平均浓度分别为29.1、2.1和15.8 mg·L-1。研究结果证明利用无蓄电池风-光能互补驱动生物反应器处理农村生活污水是可行的。     

生活垃圾填埋场细菌气溶胶粒径分布及种群特征

卫生填埋是一种常用的生活垃圾处置方法.在倾倒、堆放、推平和压实等垃圾填埋过程中,有大量带有致病菌的微生物气溶胶逸散,污染空气,危害人体健康.本研究在华北地区某生活垃圾卫生填埋场设置采样点,采集空气中的细菌气溶胶,解析细菌气溶胶的浓度、粒径分布和种群特征,研究空气温度、相对湿度以及风速对细菌气溶胶逸散的影响.结果表明,作业区和覆盖区空气细菌浓度分别为(5 437±572) CFU·m~(-3)和(2 707±396) CFU·m~(-3).垃圾渗滤液处理区空气中的细菌气溶胶浓度最高,平均为9 460 CFU·m~(-3).细菌气溶胶的浓度呈现明显的季节变化,夏季浓度明显高于其他季节.冗余分析(RDA)显示,气象参数如相对湿度、温度和风速,显著影响细菌气溶胶在空气中的数量.作业区和覆盖区空气细菌粒径分布高峰分别在2. 1～4. 7μm和0. 65～2. 1μm.渗滤液处理逸散的细菌气溶胶大部分大于4. 7μm. Moraxellaceae,Bacillus aerius,Arcobacter以及Aeromonas是垃圾填埋场细菌气溶胶中检出潜在或机会致病菌.     

农村分散式污水处理设施潜在致病细菌分布特征

污水是病原微生物传播的重要介质之一.目前我国大多数农村地区生活污水经生化处理后,极少进行消毒就直接排放至自然水体,这是否会造成农村地区污水中病原微生物的传播尚不明确.为此,以未开消毒设施的一体化污水净化槽为研究对象,在其稳定运行阶段,分析了不同处理单元、尤其是出水中细菌种群及潜在致病性细菌种类的特征.结果表明,与进水相...     

三峡库区垃圾渗滤液-城镇污水合并处理时的重金属含量研究

应用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定三峡库区垃圾渗滤液、渗滤液城镇污水合并处理厂进、出水以及剩余污泥中重金属元素的浓度。结果表明,合并处理后,除5个污水厂出水Ni超标（浓度为59.79～104.30 μg/L）外,其余重金属元素均低于GB 18918-2002污水排放标准;剩余污泥中的总重金属含量在15.31～27.73 g/kg之间,各元素含量均远低于污泥农用标准。因此,在目前各合并处理厂的运行条件下,控制渗滤液与城镇污水比例在1∶2 700～1∶50（V/V）范围内,渗滤液汇入生活污水进行合并处理是解决渗滤液重金属污染的有效方式。