基于BioWni的AAO工艺能耗调控与药耗优化仿真研究

基于BioWin6.0软件,以北方某AAO工艺大型污水处理厂为研究对象,构建模型并验证后,设计正交模拟优化方案,面向能耗调控优先,综合分析出水水质,得到四季推荐运行参数。并对四季药耗进行优化,探寻各季节PAC最佳投加量与进水TP的关系。对所得冬季推荐运行参数及药耗优化方案进行验证,结果显示优化后出水COD、NH_(4)^(+)-N和TP 3个指标均稳定优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类标准(TN除外),且优化后可节约电耗1755 kW·h/d,与优化前相比降低11.3%;PAC投加量单耗由40 mg/L降至19 mg/L,降低52.03%,节能降耗效果显著。

PHBV-硫铁矿基人工湿地处理实际污水处理厂尾水混合营养反硝化研究

以河南省新乡市某大型污水处理厂尾水为研究对象,开展模拟人工湿地尾水深度脱氮除磷研究。选用聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)和硫铁矿作为湿地系统的主要功能填料,构建异养反硝化与自养反硝化相结合的混合营养反硝化系统。通过水质指标监测和高通量测序等手段,探究工艺运行效果与微生物群落结构机制。构建PHBV+硫铁矿组(实验组)和PHBV+陶粒组(对照组),反应器连续运行77天,结果表明,当水力停留时间(HRT)为2小时,进水水质为NO_(3)^(−)-N=8.39±1.72 mg/L,TN=10.41±1.58 mg/L,TP=0.37 mg/L,COD=15.7 mg/L时,平均出水TN浓度达到2.22 mg/L,TP浓度达到0.28 mg/L,COD浓度为32.7 mg/L,PHBV+硫铁矿组人工湿地脱氮效率(78.55%)明显优于PHBV+陶粒组(51.25%),基本上达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)V类。微生物群落结构分析表明,PHBV+硫铁矿组人工湿地中的优势菌属为自养菌Desulfobacter和异养菌unclassified_k__norank_d__Bacteria,丰度分别为23.98%和12.30%,通过自养与异养菌的协同,实现混合营养反硝化,其中与硫代谢相关Desulfobacter主导的自养反硝化在系统脱氮中可能起主要作用。研究结果可为PHBV+硫铁矿基人工湿地尾水生物脱氮除磷的工程实践提供参考。

无机膜-生物反应器处理生活污水试验研究

用无机膜－生物反应器进行处理生活污水试验．结果表明，当ＨＲＴ为５ｈ，膜通量为７５—１５０Ｌ／（ｍ２ｈ），膜面流速为４ｍ／ｓ，ＳＲＴ为５、１５、３０ｄ时，分别经过１０、１６、１４ｄ运行，生物反应器中ＭＬＳＳ达到稳定值３．１、１０．７、１７．３ｇ／Ｌ．对ＣＯＤ、ＮＨ３－Ｎ和浊度的去除率分别超过９６％、９５％、９８％，对ＳＳ和Ｅ．ｃｏｌｉ的去除率则达１００％．试验出水水质优于建设部生活杂用水水质标准ＣＪ２５．１－８９．初步探讨了无机膜的堵塞机理．物理清洗和化学清洗相结合的方法可使无机膜通透能力恢复到新膜的９０％以上．

错流式膜-生物反应器处理生活污水及其生物学研究

用错流式膜－生物反应器（ＣｒｏｓｆｌｏｗＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏＲｅａｃｔｏｒ简称ＣＭＢＲ）进行处理生活污水试验并研究其生物动力学参数．结果表明：当ＨＲＴ为５ｈ，ＳＲＴ为１５ｄ，膜面流速为４ｍ／ｓ，膜通量为７５、１５０Ｌ／（ｍ２·ｈ）时，ＣＭＢＲ处理生活污水试验的去除率为：ＣＯＤ＞９７％、ＮＨ３－Ｎ＞９７％、浊度≥９８％；对ＳＳ和总Ｅ．ｃｏｌｉ则达到１００％，出水水质优于建设部生活杂用水回用标准ＣＪ２５．１－８９．生物相分析表明，污泥中没有原、后生动物，只有菌胶团．推导了ＣＭＢＲ稳态运行时的生物浓度计算公式，进而求得表观产率因数Ｙｇ为０．６５，衰减常数Ｋｄ为０．１ｄ－１．

超滤膜-生物反应器处理生活污水及其水力学研究

用超滤膜－生物反应器进行处理生活污水试验并研究其水力学行为．结果表明：当ＨＲＴ为５ｈ、ＳＲＴ为３０ｄ、膜面流速为４ｍ／ｓ、膜通量为７５Ｌ／（ｍ２ｈ）时，试验出水水质优于建设部生活杂用水水质标准ＣＪ２５．１－８９，可直接回用．该反应器的去除率ＣＯＤ＞９８％、ＮＨ３－Ｎ＞９７％、浊度≥９８％，ＳＳ和总Ｅ．ｃｏｌｉ则达到１００％．探讨了污泥粘度η与污泥浓度ＭＬＳＳ以及给定临界雷诺数时最小膜面流速ｖｍｉｎ与污泥浓度ＭＬＳＳ之间的关系．计算得到典型雷诺数为４×１０３—２×１０５时，水力边界层厚度δ约１８５—５．９μｍ，传质边界层厚度δｃ约１８．５—０．５９μｍ．

高效硝化细菌的筛选及特性研究

利用选择性培养基从SBR活性污泥中分离出一株硝化细菌N4,采用比色法和离子色谱法检测该菌株培养液里残余NO2-含量,可知该菌株的硝化速率达到(52.0±3.5)mg/(L.d).通过形态、生理生化和16S rDNA分析表明,该菌属于固氮弧菌属(Azoarcus).在15℃下对N4进行耐低温驯化表明,在10%接种量条件下,该菌能在8d内稳定地实现NO2-→NO3-全部转化,硝化速率达到120.7mg/(L.d)以上.对驯化菌株N4-L在15℃下的硝化特性进行研究表明,在pH值为8.0、葡萄糖浓度为2g/L、NaNO2浓度为1g/L时其硝化能力最强.提取N4-L总DNA及冬季活性污泥絮体的总DNA,扩增16S rDNA的V3可变区,进行DGGE分析说明,N4-L不是污泥絮体中的优势菌.研究表明,采取有关措施使N4-L菌株成为絮体优势菌可能是提高SBR脱氮运行效率的有效途径.

新型厌氧反应器COD去除影响因素研究

以模拟高浓度有机废水为研究对象,采用新型厌氧反应器对COD去除影响因素进行了为期4个月的试验研究,考察了污泥负荷、水力停留时间(HRT)、容积负荷、进水COD、VFA、出水SS等因素对COD去除的影响。结果表明,影响COD去除的主要因素是污泥负荷、HRT和容积负荷,次要因素是进水COD、VFA和出水SS,当反应器内COD污泥负荷在0.297 2～0.464 7 kg.kg-1.d-1之间、HRT=7 h时,COD的去除效率维持在72%～90%。

分置式膜-生物反应器处理生活污水及其体积负荷的确定

分置式膜－生物反应器处理生活污水的运行结果表明，在不同的污泥龄和水力停留时间下，处理效果稳定，污泥上清液中ＣＯＤ浓度平均为１９．５ｍ ｇ／Ｌ，膜出水ＣＯＤ浓度平均为５．３ｍ ｇ／Ｌ． 对分置式－生物反应器的体积负荷进行推导表明，浓缩区的存在是该工艺处理能力较大的原因． 体积负荷由膜出水有机物浓度与污泥混合液有机物浓度之比α，浓缩区与反应器体积之比β和膜出水量与污泥混合液循环流量之比λ决定，即可以通过增加浓缩区体积和调整循环流量来控制分置式－生物反应器的处理能力．

分置式膜-生物反应器处理生活污水的抗冲击负荷能力

分置式膜 -生物反应器处理生活污水的运行结果表明 ,在 3倍于正常水平的冲击负荷下 ,分置式膜 -生物反应器能够正常运行 ,膜过滤出水 COD维持在 1 0 mg/ L以下 ,生物反应器污泥上清液 COD和透膜压力 TMP比正常水平略微上升 ,但在冲击负荷消除后能够恢复正常水平 ,呈现出较强的抗冲击负荷能力 .分置式膜 -生物反应器与普通活性污泥法相比 ,在冲击负荷下 ,其有机物去除速率、污泥浓度都呈现较快增长 ,而污泥混合液 COD浓度上升幅度较小 ,并且在冲击负荷消除后迅速恢复稳态运行 .分析表明分置式膜 -生物反应器的强抗冲击负荷能力来自于膜对污泥的完全截流作用 .膜 -生物反应器的强抗冲击负荷能力意味着该技术出水水质的安全稳定性和操作简便性 .

基于污泥减排的A^2/O-MBR工艺除磷效果研究

以沉砂池出水为研究对象,采用A2/O-MBR组合工艺,对混合型城市污水进行中试研究,考察了该工艺在高效除磷和污泥减排方面的优势,并分析了除磷影响因素。结果表明,系统正常运行情况下,TP的平均去除率为93.83%,最高去除率可达98.21%,出水TP优于城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)一级A标准;系统的COD平均污泥产率为0.22 kg/kg,低于常规除磷工艺的COD污泥产率即0.60 kg/kg,实现了剩余污泥减排。厌氧区硝酸盐质量浓度升高会导致TP去除效果下降,当回流比为2时TP的去除效果稳定而且平均去除率最高,而进水COD(<1 000 mg/L)的增减与TP去除率的增减基本趋于一致,试验期间温度、pH等对除磷效果无明显影响。

水解酸化-厌氧-改良Carrousel氧化沟组合工艺的启动试验研究

采用水解酸化-厌氧-改良Carrousel氧化沟组合的脱氮除磷工艺,进行混合型城市污水处理的试验研究。采用3个池子串联驯化培养的方式,同时启动了水解酸化池、厌氧池和改良氧化沟,重点介绍水解酸化池和改良氧化沟的启动过程。结果表明,水解酸化池、厌氧池和改良氧化沟采用接种污泥的方式启动,水解酸化池开始较小流量进水,后逐渐增大流量,可在20 d之内完成启动,出水清澈;改良氧化沟开始采用较大曝气量曝气,促使污泥中的微生物恢复活性,后加大流量,曝气量正常。在较短的时间内,COD去除率可以稳定达到80%以上,TN去除率达到50%以上,NH3-N去除率达到70%以上,TP去除率达到70%以上,启动完成;运行的4周内,系统排泥1次。

新型厌氧反应器处理高浓度有机废水小试研究

采用新型厌氧反应器处理模拟高浓度有机废水,在中温条件下进行了为期150 d的试验,研究了新型厌氧反应器的启动过程以及对模拟高浓度有机废水的处理效果。结果表明,进水COD达到6 g.L-1,水力停留时间为11.1 h时,新型厌氧反应器的COD容积负荷达到12.96 kg.m-.3d-1,COD去除率为81%。

A^2/O工艺强化脱氮效果中试研究

针对郑州某一城市污水处理厂"混合型城市污水"的特征,以厂区曝气沉砂池出水作为处理对象,设计1套A2/O工艺强化脱氮中试装置。该A2/O工艺采用氧化沟作为好氧池,氧化沟对总氮和氨氮的去除具有强化作用,同时可降低硝化液回流的能耗;当进水COD、NH3-N、TN的平均质量浓度分别为513.6、22.4、34.2 mg/L时,经A2/O工艺处理后,对COD、NH3-N、TN的平均去除率分别达到了91.2%、84.4%、71.44%,出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)一级A标准,取得了良好的污染物去除和脱氮的效果,总体出水水质相对稳定。

水解酸化-厌氧-改良Carrousel氧化沟组合工艺处理城市污水脱氮中试研究

采用水解酸化-厌氧-改良Carrousel氧化沟组合工艺,通过前置水解酸化调控、氧化沟水力停留时间调控、二沉池污泥回流比调控等工艺,进行了为期8个月的混合型城市污水脱氮中试研究。结果表明,中试进水COD、NH3-N和TN的平均质量浓度分别为557、29.0、40.1 mg/L,总水力停留时间为17.5 h、污泥回流比为1、DO平均质量浓度控制在2～4 mg/L之间及无外加碳源和碱度的条件下,出水COD、NH3-N和TN的平均质量浓度分别为54.9、2.8、12.6 mg/L,对COD、NH3-N和TN的平均去除率分别达到了90.1%、90.3%和68.6%。采用水解酸化-厌氧-改良Carrousel氧化沟组合工艺,处理混合型城市污水的效果良好、稳定可靠。

次毫米过滤组件分离高浓度污泥试验

采用自主研制的一种次毫米过滤组件,实现高浓度污泥的折衷分离,考察了ρ(污泥)(10～30 g/L)、组件孔径(0.10～1.00 mm)及压差(水头差:30 cm H2O,90 cm H2O)对次毫米过滤通量和平均通量的影响;利用多元线性回归模型和因素主次分析方法,探讨了三因素对平均通量的影响程度.结果表明:在不同的ρ(污泥)、组件孔径及压差条件下,过滤通量随时间均呈负指数形式衰减;三因素对平均通量的影响程度为ρ(污泥)>组件孔径>压差,ρ(污泥)与平均通量呈负相关,组件孔径、压差与平均通量呈正相关.同时,通过解析多元线性回归模型得到次毫米平均通量的表达式,为试验设计的优化提供了理论依据.

硝化细菌单菌分离方式的探讨

通过2种单菌分离方式即直接分离和先富集再分离,利用选择性培养基获得转化NO2-→NO3-的硝化细菌,根据化学法和离子色谱法检测不同分离方法得到的单菌的硝化速率,结果表明先富集再分离所得菌株的硝化速率显著高于直接分离的菌株。

改良氧化沟工艺处理城市污水除磷试验研究

采用水解酸化-厌氧-改良氧化沟多点强化氧化沟除磷工艺,通过对前置水解酸化反应器、氧化沟水力停留时间及二沉池污泥回流比的调控,对混合型城市污水进行除磷研究。结果表明,当进水COD、TP平均分别约为557、5.9 mg/L,总水力停留时间为17.5 h,污泥回流比为1,平均DO为2-4 mg/L,无外加碳源时,经上述工艺处理后,出水COD、TP平均分别为54.9、0.9 mg/L,COD、TP平均去除率可分别达到90.1%、86.4%。水解酸化-厌氧-改良氧化沟工艺对混合型城市污水的除磷效果良好、稳定可靠。

基于实时控制的智能控制在废水处理中的应用

针对废水处理系统具有时变性、非线性、复杂性和不确定性等特点,提出采用智能控制对其进行实时有效控制从而提高处理效率、降低能耗,对智能控制的主要分支模糊控制、神经网络控制和专家系统进行讨论,介绍总结了国内外专家学者应用智能控制技术实现水处理中实时控制的最新动态。结果表明,废水处理系统采用智能控制可以有效地实现实时控制,提高处理效率、降低能耗和成本。

次毫米过滤组件耦合厌氧反应器处理高浓度有机废水研究

采用次毫米过滤组件与厌氧反应器相耦合的方法处理模拟高质量浓度有机废水,研究了次毫米过滤组件孔径、反冲洗时间和容积负荷对出水水质的影响。3个月的试验运行结果表明,次毫米过滤组件孔径对出水水质影响最大,容积负荷次之,次毫米过滤组件的反冲洗时间最小。

次毫米过滤组件分区高含量污泥试验研究

采用次毫米过滤(SMF)组件实现高含量污泥(MLSS)分区(A区和B区),为膜生物反应器(B区)的稳定高效运行提供适宜的污泥质量浓度(5.0～10.0 g.L-1)。研究了回流体积比≥2.0条件下SMF组件(孔径0.47 mm)分离高含量污泥的运行特征及分区效果,对比分析了两区微生物实测与理论含量的差异,并考察了SMF组件耦合A区对营养物的去除效果。结果表明,在分离高含量污泥时,目标B区的污泥的质量浓度为2.0～10.0 g.L-1,对膜生物反应器是适用的;对应A区的污泥的质量浓度在15.5～33.5 g.L-1。SMF组件滤出液MLSS的质量浓度在1.4～4.2g.L-1,平均通量可达192 L.m-.2h-1。此外,SMF组件耦合A区对COD的去除率在82%以上。