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.     

灰色协调度模型在产业用水系统分析中的应用

揭示产业用水系统的时空动态发展规律，探讨其内部的协调关系，是开展节水型社会建设规划，实现水资源可持续利用的关键。然而，目前对产业用水系统的协调性分析还缺乏较为有效的理论和方法。以往在利用协调度模型进行用水系统有序度研究时，通常采用两段叙述的线性分段函数表示，较不适用于描述产业用水系统内部要素的非线性结构。因此，针对产业用水系统的特性，利用灰关联原理建立有序度函数，以建立更适于用水系统分析的灰色协调度模型。利用该模型对上海市1997~2005年产业用水系统进行实证研究，结果显示：上海市产业用水系统基本有序，发展比较协调，其用水综合效益较大，但距离最优状态尚有潜力可挖；其中，农业用水子系统的发展较为欠缺，在未来用水规划中应予以重视。     

全程自养颗粒污泥快速启动及混合营养型脱氮性能分析

在连续流条件下,基于颗粒污泥全程自养脱氮（CANON）工艺的快速启动和混合营养条件下高效脱氮,是CANON工程应用的重要环节.本研究在气提内循环反应器（AIR）中,以老化的CANON颗粒污泥经机械破碎至0.3 mm作为种泥,实现混合营养型单级颗粒污泥同步脱氮除碳.启动26 d,通过控制DO,系统出现稳定的部分硝化,再缩短HRT提升氨氮负荷至5.65 kg ·（m³ ·d）^-1,促进颗粒化和厌氧氨氧化;第68 d,总氮去除率达到58%之后,进水加入有机物,C/N从0提升到0.25和0.5,促进AOB、AMX和异养微生物的协同,氨氮去除率达95%,总氮去除率达85%,COD去除率达80%左右.COD浓度增加,能较好地抑制Nitrospira菌属等NOB的活性,q（NH₄⁺-N）和q（TN）稳定在0.4 g ·（g ·h）^-1和0.34 g ·（g ·h）^-1,q（NO₃^--N）约为0.02 g ·（g ·h）^-1.采用MiSeq高通量测序对微生物多样性分析,表明有机物对污泥中Nitrosomomas和Candidutus_Kuenenia丰度未产生显著影响,增加了Candidutus_Brocadia菌属以及具有反硝化功能Denitratisoma等菌属的丰度.这对于快速启动连续流CANON颗粒污泥工艺处理低C/N比废水提供思路.     

介质粒径对复三维电极-生物膜脱硝反应器的影响

研究了无烟煤作填充介质时其粒径对复三维电极 生物膜反应器脱硝效果的影响 .选择了两种具有代表性的无烟煤粒径 :平均粒径D分别为 1 9mm和 4 0mm .研究了两种粒径介质的反应器出水中的NO-3 N、NO-2 N、pH变化 ,并对电流效率及处理负荷进行了对比 .结果表明在一定电流下 ,两反应器的NO-3 N去除率均能达到 98%;在同样操作条件下 ,D为 1 9mm反应器的脱硝能力优于D为 4 0mm反应器 ,前者比后者对水中NO-3 N的去除率高 10 %左右 .D为 1 9mm反应器的NO-3 N最高容积负荷、NO-3 N最高电极负荷、电流效率分别为 0 0 15kg (m3 ·h)、0 0 37mg (cm2 ·h)、36 0 %,均高于D为 4 0mm反应器约 10 %.以小粒径无烟煤为介质的反应器的生物量明显高于大粒径介质反应器 .     

MBBR处理低浓度污水的工程应用

用 2座体积 12 0m3的移动床生物膜反应器处理抚顺乙烯有限公司厂区的低浓度 (CODCr6 0～ 80mg L)生活污水 ,停留时间 2 4h ,出水通过高效纤维球过滤罐 ,CODCr降至 2 0mg L ,BOD5降至 5mg L ,SS降至 5mg L ,氨氮降至 1mg L ,达到了循环冷却水的回用标准。进水浓度过低 ,对MBBR挂膜不利 ,工程中采用外加营养物质的措施后 ,3d内反应器成功挂膜启动。     

乙酸型顶极群落的内平衡与反馈调节机制研究

通过产酸脱硫反应器处理高浓度硫酸盐有机废水的连续流试验，从“动态”角度考察COD／SO4^2-比改变引起的pH值、氧化还原电位（ORP）、碱度（ALK）和末端产物（VFAs）等的变动及生态因子的叠加效应引发的优势种群变迁，分析了乙酸型顶极群落的稳定性及其发生定向性生态演替的规律，进而阐明了乙酸型顶极群落抵抗环境压力的内平衡与反馈调节机制，并指出乙酸型代谢和乙酸型顶极群落是产酸脱硫生态系统的典型特征。     

Influence of glucose feeding on the ligninolytic enzyme production of the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium

The present work studied the influence of glucose feeding on the ligninolytic enzyme production of Phanerochaete chrysosporium in a nitrogen-limited (C/N ratio is 56/8.8 mmol/L) medium. Several sets of shaking flask experiments were conducted. The results showed that 2 g/L glucose feeding on the first day of the culture (24 h after the inoculation) simulated both fungal biomass growth and enzyme production. The manganese peroxidase (MnP) activity was 2.5 times greater than that produced in cultures without glucose feeding. Furthermore, the glucose feeding mode in fed-batch culture was also investigated. Compared to cultures with glucose feeding every 48 h, cultures with glucose feeding of 1.5 g/L (final concentration) every 24 h produced more enzymes. The peak and total yield of MnP activity were 2.7 and 3 times greater compared to the contrast culture, respectively, and the enzyme was kept stable for 4 days with an activity of over 200 U/L. Translated from Acta Scientise Circumstantiae, 2007, 27(3): 363–368 [译自: 环境科学学报]     

生物滴滤池法处理废气动力学模式研究

基于物料平衡和微生物降解废水中污染物的动力学模式,以丙酮、甲苯为处理对象提出了生物滴滤池处理废气的模式。当入口浓度C_(in)较低,小于临界浓度C_(crit),时,C=C_(in)EXP((-B/V_g)·H);当人口浓度C_(in)较高,大于临界浓度C_(crit)时,C=C_(in)-(K_0X/V_g)·H。研究表明,实验结果与模式计算结果吻合较好。     

厌氧折流板反应器处理有毒废水及其污泥特性的研究

在１６．２Ｌ厌氧折流板反应器中，处理以葡萄糖为共基质的含五氯酚钠（ＰＣＰ－Ｎａ）有毒废水，进水ＣＯＤ为１１００－１２００ｍｇ／Ｌ，ＨＲＴ为１d。结果表明，ＡＢＲ 对有毒物负荷变化的适应能力强，当进水ＰＣＰ－Ｎa小于８ｍｇ／Ｌ时，出水ＣＯＤ在８０ｍｇ／Ｌ以下，ＰＣＰ－Ｎa在０．２ｍｇ／Ｌ以下，运行稳定。在有毒物低于抑制浓度 下反应器内参形成颗粒污泥，颗粒污泥表面为发酵产酸菌，内部为产甲烷菌，自身形成良好