Modeling of a sequencing batch reactor treating municipal wastewater using multi-layer perceptron and radial basis function artificial neural networks

A sequencing batch reactor was modeled using multi-layer perceptron and radial basis function artificial neural networks (MLPANN and RBFANN). Then, the effects of influent concentration (IC), filling time (FT), reaction time (RT), aeration intensity (AI), SRT and MLVSS concentration were examined on the effluent concentrations of TSS, TP, COD and NH₄⁺-N. The results showed that the optimal removal efficiencies would be obtained at FT of 1 h, RT of 6 h, aeration intensity of 0.88 m³/min and SRT of 30 days. In addition, COD and TSS removal efficiencies decreased and TP and NH₄⁺-N removal efficiencies did not change significantly with increases of influent concentration. The TSS, TP, COD and NH₄⁺-N removal efficiencies were 86%, 79%, 94% and 93%, respectively. The training procedures of all contaminants were highly collaborated for both RBFANN and MLPANN models. The results of training and testing data sets showed an almost perfect match between the experimental and the simulated effluent of TSS, TP, COD and NH₄⁺-N. The results indicated that with low experimental values of input data to train ANNs the MLPANN models compared to RBFANN models are more precise due to their higher coefficient of determination (R²) and lower root mean squared errors (RMSE) values.     

强制性内循环快速启动IC厌氧反应器过程的研究

如何在短时间内快速启动厌氧反应器是厌氧处理工程中的关键。本文对IC厌氧反应器分别进行强制性内循环启动和常规启动实验。结果表明 ,强制性内循环启动的反应器充分利用了内循环缓冲 pH和抗冲击负荷的能力 ,创造良好的微生物生长环境 ,最终只用了 5 4天就完成整个启动 ,比常规方式启动缩短近一个月 ,是一种值得借鉴的启动方式     

基于厌氧污泥接种的预处理工艺对分户厕所废水亚硝化反应启动的影响

采用分户处理的方式对厕所废水进行单独处理是迅速改善乡村地区生活卫生条件的捷径。部分亚硝化-厌氧氨氧化方法的出现为分户厕所废水的处理提供了更为可持续的工艺选项。亚硝化反应是厌氧氨氧化反应的先决性步骤。以分户厕所废水为处理对象,在不接种亚硝化污泥的前提下,考察了在厕所废水预处理单元接种厌氧污泥对亚硝化反应启动的影响。结果表明,厌氧污泥的接种可将亚硝化反应的启动周期缩短至正常周期的50%,其作用机理位削弱了异养细菌对氨氧化细菌的竞争性抑制。以上研究结果可为分户厕所废水部分亚硝化反应的快速启动提供参考。     

管式电化学反应器中试处理高浓度含氰废水与经济分析

基于对高浓度含氰废水处理的重大需求和现有破氰技术的共性缺点,采用管式电化学反应器工艺对西部某化工厂生产过程的高浓度含氰废水进行预处理的中试研究,并与次钠氯碱法和ClO₂氧化法进行了对比。以Ti/RuO₂为阳极的管式电化学反应器相比于其他工艺有最佳的处理效果,在20 mA·cm⁻²处理4 h后,对废水中TCN、COD和间苯二腈的去除率分别可以达到81.74%、57.71%和81.33%,长期运行效果也处于最佳。此外,尽管管式电化学反应器的建设成本较高,单位能耗高,但由于该工艺无需加药,其运行成本低廉,仅为次钠氯碱法的13.10%,故总体运行成本较低。同时,还对管式电化学反应器的运行过程进行了参数优化及机理探究。在综合考虑建设、运行和折旧,管式电化学反应器具有良好的应用前景。     

Fe-NaA分子筛膜的制备及催化湿式H2O2氧化甲基橙溶液

采用湿法造纸、二次生长和湿法浸渍法合成了一种新型微纤复合Fe-NaA分子筛膜催化剂,并将其用于催化湿式H_2O_2氧化甲基橙溶液.首先通过湿法造纸和烧结工艺制备纸状烧结不锈钢微纤(PSSF)载体,然后采用二次生长法在PSSF上合成NaA分子筛膜,最后以九水硝酸铁(Fe(NO_3)_3·9H_2O)和微纤复合NaA分子筛膜为原料,利用湿法浸渍法制备微纤复合Fe-NaA分子筛膜催化剂.考察了连续固定床反应器中温度、床层高度、进料液流量和甲基橙入口浓度对甲基橙降解性能的影响,并测定了催化剂重复使用3次后的稳定性.结果表明,随温度及床层高度增加,甲基橙转化率先增加然后趋于稳定;随进料液流量增加,甲基橙转化率均大于95%,但COD脱除率略有降低,当流量分别为2、3和4 mL·min~(-1),固定床连续运转5 h时COD脱除率分别为81.9%、76.4%和69.8%;随甲基橙入口浓度增加,其转化率变化幅度很小.在pH=2、催化剂床层高度2.0 cm、温度70℃、进料液流量4 mL·min~(-1)、甲基橙浓度50～200 mg·L~(-1)、固定床连续运转5 h的条件下,甲基橙转化率超过96%,COD转化率大于67%,铁浸出浓度低于4 mg·L~(-1).催化剂被重复使用3次后,甲基橙转化率基本保持不变.     

厌氧氨氧化启动过程及微生物群落结构特征

采用UASB反应器以体积比1∶2接种实验室培养的具有厌氧氨氧化(ANAMMOX)功能的厌氧污泥和城市污水厂的好氧污泥,耗时17 d成功启动ANAMMOX反应,启动阶段分为菌体水解期、活性提高期和稳定运行期.稳定运行后,逐步提高反应器容积负荷富集厌氧氨氧化菌,当容积负荷由0.10 kg·(m~3·d)~(-1)增至0.44 kg·(m~3·d)~(-1)时,总氮(TN)去除负荷也随之由0.09 kg·(m~3·d)~(-1)提高到0.42 kg·(m~3·d)~(-1),反应器污泥逐渐由浅红色加深,粒径大于0.2 mm的污泥所占比例由10.90%增至38.37%.采用高通量测序对接种污泥和负荷提高期的污泥进行检测,其中绿曲挠菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)、WWE3门、放线菌门(Actinobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)等占据主导.随着厌氧氨氧化菌富集程度的增大,脱氮功能菌中的变形菌门所占比例逐渐减少,从21.60%降至14.20%,而浮霉菌门随之增多,相对丰度由0.73%升至15.50%.当反应器的容积负荷增到0.44 kg·(m~3·d)~(-1)时,浮霉菌门中,Candidatus Brocadia属、Candidatus Jettenia属和Candidatus Kuenenia属是主要菌属,Candidatus Brocadia属占13.40%,是主要的厌氧氨氧化菌属.     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

EGSB出水回流对EGSB—SBR工艺处理果汁废水的影响

采用EGSB—SBR工艺处理实际果汁废水(COD 2 608~6 500 mg/L,p H 5.0~7.0)。在EGSB反应器成功启动及驯化完成的情况下,连续运行49 d。实验结果表明:第25天起,控制EGSB回流比为3.00∶1,EGSB反应器可在无须添加Na HCO3的条件下稳定运行,从而降低了废水处理成本;第25天起,平均进水COD,BOD5,SS分别为5 968,2 130,1 020 mg/L,平均出水COD,BOD5,SS分别降至131,11,50 mg/L,平均COD,BOD5,SS去除率分别为98%,99%,95%;组合工艺对该实际果汁废水具有良好的处理效果。     

废液处理新工艺超临界水氧化(SCWO)评述

超临界水氧化是一项对有机废液焚烧处理最有潜力的替代技术,在过去的20多年里,这项技术引起了广泛的关注。然而,作为一项管端技术,超临界水氧化仍存在许多不足,这些不足阻碍了它的工业应用。除了反应器腐蚀和盐析导致的技术问题外,超临界水氧化经常被认为是一项处理所有废液的“通用”技术,然而也是无法实现的“通用”技术。本文介绍了作为管端处理技术的超临界水氧化技术存在的问题,讨论了可能的解决办法,介绍了不同反应器的概念,提出了在超临界水氧化领域里开展进一步研究和发展新工艺流程的建议。此外,评价了超临界水氧化技术涉及到的自身能源供应问题。