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。     

A/DAT-IAT生物膜法处理高含盐废水

以含盐量为60 000mg/L(以NaCl计)的模拟工业废水为研究对象,利用A/DAT-IAT生物膜反应器,研究A/DAT-IAT工艺对投加悬浮填料后高含盐废水的处理,并以CODCr、NH4 -N、PO43--P等作为指标评价处理效果.试验结果表明,在总水力停留时间(HRT)为13 h、pH=7,5、25℃条件下,进水ρ(CODCr)、ρ(NH4 -N)和ρ(PO43--P)分别为907.4～1 210.0 mg/L、86.2～99.7 mg/L和3.6～5.1 mg/L.CODCr、NH4 -N和PO43--P的平均去除率分别为73.9%、38.6%和93.5%,平均出水SS为198 mg/L,其中CODCr和PO43--P的去除效果较好.研究表明,A/DAT-IAT生物膜法较其他活性污泥法有了较大的提高.     

基于高通量测序的SBR反应器丝状膨胀污泥菌群分析

为探究丝状污泥膨胀及控制过程中细菌菌群和真菌菌群的变化规律,采用一套11 L的SBR反应器,接种某城市污水处理厂膨胀污泥,以乙酸钠为碳源进行人工配水,对膨胀污泥进行399 d的培养实验,采用高通量测序技术对污泥样本进行菌群多样性分析.结果表明,接种污泥菌群多样性比较丰富,经培养至污泥高度膨胀后,菌群多样性降低,污泥沉降性能恢复正常后,菌群多样性又逐渐增加.细菌中的腐螺旋菌属(Saprospiraceae_norank)、丛毛单胞菌属(Comamonadaceae_unclassified)和四球菌属(Tetrasphaera)相对丰度分别为13.37%、10.54%和8.59%,是接种污泥的主要细菌属.经过培养,膨胀污泥菌群发生变化,接种污泥中细菌相对丰度仅为0.01%的丝硫菌属(Thiothrix)增加至56.95%~60.14%,真菌中相对丰度为19.60%的丝孢菌属(Trichosporon)增加至94.82%.污泥膨胀得到控制后,污泥中丝硫菌属(Thiothrix)相对丰度减少至0.01%,丝孢菌属(Trichosporon)相对丰度减少至2.32%.丝硫菌属(Thiothrix)和丝孢菌属(Trichosporon)过多不利于污泥沉降.     

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.     

Mercury adsorption characteristics of HBr-modified fly ash in an entrained-flow reactor

In this study, the mercury adsorption characteristics of HBr-modified fly ash in an entrained-flow reactor were investigated through thermal decomposition methods. The results show that the mercury adsorption performance of the HBr-modified fly ash was enhanced significantly. The mercury species adsorbed by unmodified fly ash were HgCl₂, HgS and HgO. The mercury adsorbed by HBr-modified fly ash, in the entrained-flow reactor, existed in two forms, HgBr₂ and HgO, and the HBr was the dominant factor promoting oxidation of elemental mercury in the entrained-flow reactor. In the current study, the concentration of HgBr₂ and HgO in ash from the fine ash vessel was 4.6 times greater than for ash from the coarse ash vessel. The fine ash had better mercury adsorption performance than coarse ash, which is most likely due to the higher specific surface area and longer residence time.     

电活性生物膜阳极构建及其对2，4，6-三氯酚同步降解和产电

为实现氯酚（CPs）的高效降解和资源化利用,探究微生物燃料电池（MFC）体系优势功能菌,揭示生物降解路径.接种、驯化长春市南郊污水处理厂的厌氧活性污泥,获得生物膜阳极以构筑MFC-2,4,6-TCP体系,基于扫描电子电镜（SEM）、16S rRNA分析测序方法,考察生物膜阳极微生物的附着情况和优势菌种,基于电化学阻抗（EIS）、循环伏安（CV）和线性扫描伏安（LSV）等电化学分析手段,表征生物阳极的电化学性能和氧化还原能力.结果表明,生物膜阳极微生物种类丰富,其中Geobacter和Acinetobacter分别为MFC-2,4,6-TCP体系产电和降解驯化期的优势功能菌,体系最大输出电压可达0.55 V,最大功率密度为428.65 mW·m-2,对2,4,6-TCP的降解和矿化率可达97.5%和85.4%.随着MFC循环次数的增加,微生物代谢途径多样化,产电菌逐渐演替为协同菌,且优势功能菌对2,4,6-TCP降解的中间产物（环己醇）,其毒性远低于氯酚或苯酚,更利于被微生物利用.该结果可为氯酚废水的实际处理提供新策略和技术参考.