连续/间歇曝气下MBBR-亚硝化生物膜特性

本文分别以连续曝气和间歇曝气方式长期运行两套亚硝化移动床生物膜反应器,对比分析两种曝气方式下亚硝化生物膜特性差异和变化.研究表明,连续曝气和间歇曝气均可实现亚硝化生物膜生长（K_d> 0）,但间歇曝气下生物膜连续脱落对生物总量基本无影响,生物膜生长过程更加稳定,且当亚硝化运行稳定后,间歇曝气可获得更高的生物总量（1.42g/m²）.而连续曝气下生物膜可获得更高的蛋白质/多糖（PN/PS=1.8~2.0）和蛋白质/挥发性固体（PN/VS=0.145）以及更低的腐殖质/挥发性固体（HS/VS=0.05）和死细胞占比（13.66%）.这说明连续曝气下生物膜中活性生物量占比更高,惰性生物量占比更低,活细胞占比更高,因而生物膜活性更高,微生物代谢更活跃.荧光实时定量PCR结果显示,以连续曝气运行的MBBR生物膜中亚硝化菌总量远高于间歇曝气,连续曝气更利于亚硝化菌的生长富集（2.36copies×10⁸/g > 0.25copies×10⁸/g）.     

主流厌氧氨氧化工艺的运行优化及其微生物的群落变迁

通过高氨氮污水驯化成熟的CANON生物膜反应器处理低氨氮污水,试验分为3个阶段:(1)连续曝气无机配水阶段(0~59 d),曝气量30 m L·min-1,调整氨氮浓度为80 mg·L~(-1),厌氧氨氧化脱氮效率较低,第56 d时,TN去除负荷仅为0. 13kg·(m~3·d)~(-1).(2)连续曝气生活污水阶段(60~110 d),有机碳源的进入使得CANON反应器在79 d时TN去除负荷提升至0. 22 kg·(m~3·d)~(-1).(3)由于DO浓度较低,其氨氮去除率仅为75%,为进一步提高氨氮和TN的去除效果,第110 d时,进入间歇曝气生活污水阶段(110~160 d),提高曝气量为50 m L·min-1,曝气30 min,停曝30 min,第131 d时,氨氮去除率提高至86. 34%,TN去除率和去除负荷分别达到85. 87%和0. 30 kg·(m~3·d)~(-1),这说明间歇曝气策略可以提升CANON反应器的脱氮性能.同时在试验开始前(0d)、连续曝气无机配水阶段(56 d)和间歇曝气生活污水阶段(152 d)时分别取样进行了高通量测序,分析不同阶段的微生物群落变化,结果表明:(1)Candidatus Brocadia相比Candidatus Kuenenia在低氨氮无机配水和生活污水阶段中受影响较小;(2)Nitrosomonas和Nitrospira分别为AOB和NOB的优势菌种,生活污水阶段对Nitrosomonas影响较大,对Nitrospira影响较小;(3)反硝化菌属始终存在CANON反应器中,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、副球菌属(Paracoccus)适应性最强,但各阶段相对丰度均不超过0. 5%.     

连续流间隙曝气前缺氧生物反应器处理分散污水的生产性试验研究

针对一种用于小流量分散型污水处理的连续流间隙曝气前缺氧生物反应器进行生产性试验.在持续近1年的运行监测和工况优化过程中,考察了不同曝气时间比、混合液回流比、水力停留时间(HRT)等组合工况下该生物反应器去除COD、氮、磷的效果.结果表明,反应器可以维持高的污泥浓度,进而高效去除污水中的COD.脱氮效率可通过调节工艺运行参数来提高:在进水流量一定时,减少曝气时间比(即增加停曝时长);在曝气强度一定时,调低混合液回流比;当进水流量升高时,同时增加曝气时间比与循环时长.当反应器达到稳态运行后,在水温17.4~28.6℃、曝气时间比0.5、曝气阶段平均溶氧浓度约1.0 mg·L~(-1)、总HRT 16.6 h、混合液回流比1.5条件下,COD、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别可达90%、90%、70%~80%、80%,出水COD、NH_4~+-N、TN指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A排放标准,出水TP指标满足一级B排放标准.     

人工曝气生态净化系统治理黑臭河流的原理及应用

人工曝气生态净化系统是一种辅以曝气复氧的生态处理工艺。本文介绍了人工曝气生态净化系统的构造、净化机理及其在治理福州白马支河的成功应用。近一年来的运行结果表明，该系统对黑臭河流的净化效果好，同时还可实现污水的资源化，适合于城市景观河道的治理。     

新颖复合叶轮倒伞表曝机及其应用

本文介绍了国产化高动力效率、低能耗的污水处理关键设备—复合叶轮倒伞型表面曝气机的技术性能及实际应用效果。     

PCM thermal conductivity effect on mechanism of PV/PCM thermal control characteristics

ABSTRACT

According to the structure of photovoltaic/phase change material (PV/PCM), the mechanism of internal heat transfer, transmission, storage, and temperature control is analyzed, and a two-dimensional finite element analysis model of PV/PCM structure is established. This study is carried out on the effect of PCM thermal conductivity on internal temperature distribution characteristics of PV/PCM and temperature control characteristics of solar cells. The results show that the increase in thermal conductivity of PCM can prolong the temperature control time of solar cell in PV/PCM system, for example, when the thermal conductivity is increased from 0.2 W/(m·K) to1.5 W/(m·K) under a thickness of 4 cm, the duration when PV/PCM solar cell temperature is controlled below 40°C and extended from 52 min to 184 min. In addition, PV/PCM experimental prototypes are designed with the LA-SA-EG composite PCM peak melting point of 46°C and thermal conductivity of 0.8 W/(m·K) and 1.1 W/(m·K), respectively. The results indicate that compared with PCM-free solar cells, the maximum temperature of PV/PCM prototype solar cells with thermal conductivity of 0.8 W/(m·K) and 1.1 W/(m·K) is reduced by 10.8°C and 4.6°C, respectively, with average output power increased by 4.1% and 2.2%, respectively, under simulated light sources. Under natural light conditions, the average output power is increased by 6.9% and 4.3%, respectively. The results provide theoretical and experimental basis for the optimization of PV/PCM design by changing the thermal conductivity of PCM.     

射流自吸式生物曝气塔处理废水的研究

用射流自吸式生物曝气塔对酒精生产废水及催化剂生产废水的处理进行了试验研究。与普通活性污泥法曝气池相比,射流自吸式生产曝气塔具有处理负荷高,停留时间短,处理量大的特点,是一种新型的生物反应器。     

曝气条件对等温层曝气器充氧性能的影响

分析了等温层曝气器曝气室内气泡—水接触界面的氧传质过程,确定了表征氧传质效果的各项参数,在双膜理论基础上建立了等温层曝气充氧动力学模型及其解析方法.应用本模型预测了美国Prince湖等温层曝气器的充氧效果.根据等温层曝气充氧动力学模型的预测结果,随曝气量的增加和气泡直径的减小,氧总传质系数和氧传质速率均增大;随曝气量和气泡直径的增大,曝气效率下降.在等温层曝气器结构固定的情况下,减小气泡直径和增加水深均有利于改善曝气室的充氧效果,尤其是当气泡直径达到μm级别时;当曝气量超过一定临界值0.06m3/s时,曝气室的充氧效果略有削弱.根据曝气量对氧传质速率、曝气效率和单位时间内曝气室的充氧量的影响特性曲线,可确定等温层曝气器的优化运行条件.     

曝气条件对等温层曝气器水力性能的影响

等温层曝气器内表观水流速度直接影响等温层曝气的充氧效果,针对表观水流速度难以准确计算的普遍问题,系统分析了曝气室内气水两相流运动所受的驱动能量与损失能量,提出了尾涡和顶部能量损失的无量纲表达式,建立了曝气室内水流的一维水动力学模型,以及基于MATLAB真域算法的模型求解方法.采用美国Prince湖等温层曝气器的实际运行数据,对该模型进行了验证,表观水流速度的预测误差在±8％以内,明显低于现有预测误差±20%.当曝气孔直径为2.6mm、曝气量从0.018m3/h增加到0.063m3/h时,曝气室内表观水流速度随曝气量的增加而增加;当曝气量固定,曝气孔直径从2.6mm减小至0.26mm时,表观水流速度随曝气孔直径的减小而增加,而当曝气孔直径进一步减小至0.026mm时,表观水流速度基本不受影响.计算了不同条件下的驱动能量和各项损失能量,揭示了引起表观水流速度变化的内因.建立的水动力学模型可用于指导等温层曝气器的设计和优化.     

曝气时间对美人蕉生态浮床去除水体中营养盐的影响

为有效去除水体中的营养盐,以美人蕉生态浮床为研究对象,将曝气时间设置为0(对照)、4、8、12 h/d,曝气量均为2.4 m3/(m2·d),研究曝气时间对植物生态浮床去除水体中营养盐的影响,在培养的0、3、5、7、18、28 d对美人蕉株高进行测量,同时监测水体中ρ(DO)、ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)、ρ(NO₃--N),试验结束后对美人蕉根际细菌总数进行测定. 结果表明:①与对照组相比,曝气4和8 h/d情况下ρ(DO)及TN、TP、NH₃-N、NO₃--N去除率均差异显著;②曝气4 h/d下美人蕉长势最好,并且在试验的第28天美人蕉株高达109 cm;③曝气4 h/d下ρ(DO)最高,并且对水体中营养盐的去除效果最好,试验至第28天,ρ(DO)为11.29 mg/L,TN、TP、COD_Cr、NH₃-N、NO₃--N去除率分别为75.10%、69.32%、65.75%、73.29%、78.79%;④试验至第28天,曝气4 h/d情况下美人蕉根际细菌总数达1.01×106 mL-1,显著高于曝气0、8和12 h/d下的细菌总数(分别为4.12×105、9.07×105、7.77×105 mL-1). 研究显示,该试验条件下,曝气4 h/d对水体中营养盐的去除效果最佳.