蓝藻腐解对水中营养盐影响的模拟研究

为研究不同密度藻类腐解过程对水体营养盐再分配的影响,在太湖藻类聚集区采集沉积物柱状样进行室内加藻模拟实验,共设置B、C、D 3组加藻密度分别为2500、7500和15000 g·m-2的处理组,监测蓝藻腐解过程中上覆水体的溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)及总磷(TP)等理化指标的变化情况.结果表明,蓝藻腐解会使水体DO和Eh迅速下降,最终分别维持在0.1 mg·L~(-1)左右和-300~-400 mV之间,水体处于厌氧强还原状态;同时,厌氧强还原条件又加速了蓝藻死亡腐解过程,促进了藻体营养盐向上覆水的扩散,B、C、D组营养盐含量分别于实验第6、第10和第14 d达到峰值,TN平均增长速率分别为26.67、43.41和67.82 mg·L~(-1)·d~(-1),TP平均增长速率分别为3.30、5.53和8.35 mg·L~(-1)·d~(-1),NH_4~+-N浓度最大值分别为对照组的7、51、125倍,水体形成明显的氮磷污染负荷,且蓝藻衰亡导致的上覆水TN浓度升高持续时间较TP浓度升高持续时间要长.研究表明,蓝藻水华腐解过程中向上覆水体释放了大量的有机物和可溶性营养盐,降低了水体透明度,加剧了水体富营养化状况,诱发湖泛发生,也为蓝藻水华再次爆发提供了物质基础.     

型式结构对双曲面搅拌器流场影响的数值模拟

基于多重参考系法(multiple reference frame model,MRF),采用标准k-ε模型对双曲面搅拌器的流场分布特性开展了数值模拟研究,重点对实心、空心、有孔和高叶片4种不同型式结构的双曲面搅拌器的流场结构、流速分布、湍动能分布、有效搅拌体积以及功耗特性进行了对比分析。结果表明,高叶片结构的双曲面搅拌器更有利于形成对称且均匀的流场,底部湍动更强烈,搅拌范围更广且混合效果最佳。在转速为200 r·min~(-1)时,高叶片双曲面搅拌器达到搅拌要求时单位能耗分别仅为前3种结构的74.09%、61.19%和61.88%,其节能效果显著。     

3种固定式填料在中试IFAS系统中的性能比较及菌群结构解析

为考察固定式填料在生物膜-活性污泥工艺(IFAS)中的性能和菌群结构,选取弹性立体填料、组合填料以及自制填料3种固定式填料投入中试级别的IFAS反应器好氧池中进行对比,另于小试系统中进行3种填料的脱膜实验。结果表明:组合填料的亲水性最高(接触角为38°),生物膜厚且致密,加上结点的存在,易结团,脱膜率最高为63%;弹性填料21 d基本可以完成生物膜的更新;而自制填料脱膜速率先快后慢,第24天时脱膜率高达80%。在系统运行期间,3种填料对COD、氨氮去除率均在90%以上,出水均达到一级A排放标准。自制填料和组合填料系统的总氮去除率高于弹性填料。当自制填料系统运行27 d以后,TN出水可稳定达到一级A排放标准。与组合填料和弹性填料相比,由于自制填料结构的特殊性,其负载的生物量最多,生物多样性最高,同时,对硝化细菌、反硝化菌和反硝化除磷菌均表现出富集优势。     

影响EBPR系统运行效果的主要因素研究进展

结合国内外对生物除磷的最新研究进展,在阐述生物除磷机理的基础上,分析了主要因素对EBPR系统除磷效果的影响。结果表明:EBPR系统运行的最适温度为15~25℃;当EBPR系统p H为7~8时,总磷去除率可达最高,且聚磷菌所占生物量的比例及种类达到最大;污泥龄(SRT)为8~10 d时可得到长期稳定运行的EBPR系统,SRT为2~3.5 d时,短期内可获得高效的处理效果,但若维持系统的长期稳定运行,还需克服污泥膨胀的问题;当丙酸或葡萄糖/乙酸混合物(50%/50%)为基质时,更易获得高效稳定的除磷系统,丙酸为基质时负荷不易过高,应维持在200~400 mg/L左右;溶解氧(DO)仍是主要的电子受体,且O2浓度应保持在0.5~2 mg/L之间。