生物组合工艺处理垃圾渗滤液的研究进展

阐述了垃圾渗滤液的来源和特点,以及垃圾渗滤液的现有处理方法,从第二代厌氧反应器-好氧反应器组合、第三代厌氧反应器-好氧反应器组合、厌氧生物膜法-好氧组合、其他生物组合4个方面综述了生物组合工艺处理垃圾渗滤液的最新研究进展,并针对各类生物组合工艺的优缺点提出了一些建议和展望。

不同时期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺深度脱氮

应用两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)深度处理早期和晚期垃圾渗滤液.首先在一级UASB(UASB1)中实现反硝化,在二级UASB(UASB2)中通过产甲烷降解有机物,在A/O反应器的好氧区进行NH4+-N的硝化,最后在SBR中去除残余NH4+-N及通过反硝化去除NO2--N和NO3--N深度脱氮.试验结果表明:早期渗滤液ρ(COD),ρ(TN)和ρ(NH4+-N)分别为14.8,1.8和1.3mg/mL,最终出水ρ(TN),ρ(NH4+-N),ρ(NO2--N)和ρ(NO3--N)分别为28,4,3.4和1.9mg/L,获得了大于98%的TN和NH4+-N去除率.晚期渗滤液ρ(COD)为2.5mg/mL;ρ(TN),ρ(NH4+-N)分别为3.0和2.9mg/mL时,获得99%以上的TN和NH4+-N去除率.最终出水ρ(NH4+-N),ρ(NO2--N)和ρ(NO3--N)都小于10mg/L,最终出水ρ(TN)为26～32mg/L.

两级UASB-A/O-SBR工艺深度处理晚期垃圾渗滤液

应用"两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)系统"深度处理实际晚期垃圾渗滤液,研究在A/O反应器中实现并维持稳定短程硝化的影响因素。该系统按如下模式运行:首先在一级UASB(UASB1)中实现反硝化,残余亚硝态氮和硝态氮利用剩余COD(化学需氧量)在二级UASB(UASB2)中通过反硝化被进一步去除,之后在A/O反应器的好氧区进行NH4+-N的硝化,最后在SBR中去除硝化产生的亚硝态氮及硝态氮深度脱氮。试验结果表明:原渗滤液COD质量浓度仅3.00 g/L左右,氨氮质量浓度在2.00 g/L左右;系统进水采用将原渗滤液与生活污水1:1混合液,且投加相当于1.56 g/L COD的外碳源无水乙酸钠,将C和N质量浓度比由1.7提高到3.0;通过FA与FNA对NOB的联合抑制,在A/O反应器中实现了稳定的短程硝化,其中亚硝态氮积累率大与70%;产生的亚硝态氮和硝态氮在SBR中被彻底去除;最终出水氨氮质量浓度小于2 mg/L,氨氮的去除率为99%;最终出水总氮质量浓度为26 mg/L,系统总氮去除率接近98%。

回流比对单级UASB-A/O处理晚期垃圾渗滤液短程脱氮的影响

采用＂单级UASB-A/O组合工艺＂处理实际晚期高氨氮城市生活垃圾渗滤液,在获得稳定的有机物与氮同步去除的前提下,重点考察了不同回流比条件下（100%~600%）,UASB与A/O中的污泥分布、DO浓度,UASB中同时反硝化与产甲烷的活性,A/O中亚硝酸积累率的变化,组合工艺系统氮与有机物的转化与去除。结果表明,当回流比维持在适当的范围内时：各反应器的污泥分布与DO浓度处于较佳状态;产气量的分析显示UASB中反硝化菌与产甲烷菌活性维持动态平衡;在保证硝化效率的前提下,A/O中的FA通过对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的选择性抑制实现对硝化反应速率的控制从而维持较高的亚硝酸积累率。根据原液水质特性,综合能耗的考虑,将回流比控制在300%左右能够使系统性能处于较优状态,NH＋4-N去除率,NO-2-N积累率,TN去除率,COD去除率分别可达到99.3%,94.4%,85.9%和90.6%。

厌氧-好氧组合工艺处理垃圾渗滤液短程硝化的二次启动

采用"两级UASB-A/O"组合工艺处理实际高氨氮城市生活垃圾渗滤液,对反应器二次启动的方法和影响因素进行了分析与考察。试验结果表明,通过逐步提高两级UASB的有机负荷,并创造有利于厌氧消化的温度、pH、碱度和VFA等条件,在较短的时间内使得两级UASB内颗粒污泥的SS、VSS、VSS/SS、沉降速率和平均粒径呈阶段性增加,生物活性得到迅速恢复;以FA为主要控制因素,创造适宜的温度、pH、碱度和DO等其它条件,并辅以过程控制,使得A/O系统中的NO2--N累积率从启动初期的19.4%上升到90%的短程硝化并得以稳定维持。兼顾两类生化系统使其达到相互协调而且优势互补的状态,6周内即完成反应器的启动,在平均进水NH4+-N、TN质量浓度和COD分别为2 315、2 422、12 800 mg.L-1的条件下,去除率分别可达99%、87%、92%,能同时实现有机物和氮的高效深度去除。

盐度对垃圾渗滤液短程脱氮性能及其N_2O产量的影响

采用两级UASB-A/O工艺处理垃圾渗滤液,以A/O反应器内具有良好短程生物脱氮特性的污泥进行批次试验,围绕活性污泥短程脱氮,考察了NaCl盐度冲击对不同菌群比好氧呼吸速率(SOUR)、氨氧化速率、亚硝积累率以及pH变化规律的影响,并重点研究了盐度冲击对亚硝酸型反硝化过程中N2O产量的影响。结果表明:当盐度升高时,盐度对各菌群的抑制强度依次为亚硝酸盐氧化菌(NOB)>氨氧化菌(AOB)>碳氧化菌,而在应对盐度突降方面,碳氧化菌和NOB对盐度的适应性稍强于AOB;各盐度下的氨氧化速率整体表现为随着盐度的增高而逐渐降低,但氨氧化速率的降低幅度有较大的差异;在初始游离氨相同的前提下,亚硝积累率随着盐度的不断增加呈现小幅上升,从5g.L-1盐度下的93.1%上升到35g.L-1盐度下的98.6%;pH曲线可以作为实时控制的关键参数用以指示盐度冲击下短程硝化反硝化的结束;盐度的突变会使得亚硝酸型反硝化过程中N2O峰值出现时间延后并且浓度增加。

晚期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺短程深度脱氮

采用＂两级上流式厌氧污泥床（UASB）-缺氧/好氧（A/O）-序批式反应器（SBR）工艺＂对城市生活晚期垃圾渗滤液进行了深度处理。运行模式如下：首先在一级UASB（UASB1）中反硝化,UASB1出水中的亚硝态氮和硝态氮利用残余COD在二级UASB（UASB2）中被进一步去除,在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及将NH4＋-N硝化,在SBR中去除硝化产生的亚硝态氮、硝态氮。试验中首先采用原渗滤液进入处理系统（20 d）,然后采用原渗滤液与生活污水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化（60 d）,最后采用原渗滤液与A/O反应〗器出水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化（60 d）。140 d的试验结果表明：原渗滤液的总氮浓度为2 300 mg.L-1,氨氮浓度在2 000 mg.L-1左右时,通过将原渗滤液与生活污水或A/O反应器出水1∶1混合,可以在A/O反应器中实现稳定的短程硝化,其中亚硝态氮积累率为70%~88%。后续的SBR工艺,可彻底去除产生的亚硝态氮和硝态氮。最终出水的氨氮浓度不到2 mg.L-1,总氮浓度为18~20 mg.L-1,系统氨氮和总氮去除率分别为99.7%和98%。

FNA对NO_2^-为电子受体反硝化的抑制动力学研究

为考察实际污水生物脱氮过程游离亚硝酸(free nitrite acid,FNA)对以NO2-为电子受体反硝化的抑制动力学,采用"2级UASB-A/O耦合工艺"处理城市生活垃圾渗滤液.在实现稳定短程脱氮(130 d运行)的前提下,以A/O反应器内具有良好短程生物脱氮特性的污泥,在不同ρ(NO2--N)和pH梯度下进行反硝化批次试验,基于大量试验数据确立反硝化抑制动力学模型,并通过函数拟合确定不同pH下以NO2-为电子受体的反硝化抑制动力学模型常数.在恒温且恒定pH条件下,ρ(NO2--N)与比反硝化速率rSS之间的变化曲线符合Andrews抑制动力学模型;不同pH条件下,最大比反硝化速率Rmax和半饱合常数KS差别较大,pH=8.0下的Rmax和KS最大,分别为17.8 mg/(g.h)和6.40 mg/L;当pH=6.5～8.0时,抑制常数KI随pH的升高而显著增大,而相应的ρ(FNA)(0.177～0.225 mg/L)属于同一数量级,从动力学角度验证了FNA为真正的抑制剂.

膜生物反应器污水处理数学模型研究及其应用现状

膜生物反应器(MBR)具有与传统工艺无法比拟的优势而成为污水处理中很有前景的工艺。由于MBR工艺本身固有的复杂性和不确定性,发展一种能够为该工艺提供整体性理解的模型是相当必要的。模型的建立可为MBR污水处理的优化设计和运行控制提供理论依据。给出了3类用于模拟MBR工艺的模型:生物动力学模型、膜污染模型和对MBR完整描述的综合模型。在此基础上,阐述了每个模型各自的机制和功能,分析讨论了模型研究与应用中存在的问题,并提出了MBR相关模型的发展前景。

晚期渗滤液短程生物脱氮的实现

在SBR反应器中利用游离氨(free ammonia,FA)、游离亚硝酸(free nitrous acid,FNA)对NOB(nitrite oxidizing bacteria,NOB)选择性抑制并耦合实时控制策略处理晚期垃圾渗滤液,成功实现持久稳定的短程生物脱氮,并研究了不同碳氮比及初始pH值对短程生物脱氮的影响。结果表明:通过FA和FNA对NOB的选择性抑制,在线检测反应中pH、DO和ORP数值,利用出现的"氨谷"、"ORP平台""亚硝酸盐膝"等特征点作为运行操作控制时间点,准确得知反应进程,及时开始下一步操作,获得稳定短程生物脱氮。进水NH4+-N浓度为108～177.3mg/L(平均值为138.7mg/L)时,亚硝积累率一直稳定达90%左右,乙酸钠为碳源时最佳C、N质量比为3,相对于混合液悬浮固体浓度的反硝化速率的平均值达到19.8mg·g-1·h-1 NOx--N,出水NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN分别小于6、2、1和30mg/L;初始pH值为8.5时,反硝化速率最大,pH介于7.5～8.5间,反硝化速率差异小于7.3%.

游离氨抑制协同实时控制实现晚期渗滤液短程硝化

采用"单级UASB+A/O+SBR组合工艺"处理高氨氮晚期垃圾渗滤液。经过110天的稳定运行,结果表明在UASB中A/O反应器出水回流液与回流污泥中的亚硝酸盐和硝酸盐利用渗滤液原液中的COD反硝化同时产甲烷,随后在A/O反应器的缺氧段进行反硝化以及氨氮的硝化。最后剩余的氨氮,亚硝酸盐和硝酸盐在SBR应用实时控制被去除。在A/O反应器中以游离氨抑制(FA)为主而SBR中采用实时控制策略使得两反应器中的亚硝酸积累率分别达到了94%和93%。用FISH进行微生物种群结构分析表明,在A/O反应器中AOB和NOB分别占到了总菌群量的3.5%和0.2%,而在SBR中,AOB和NOB分别占到4%和0.4%。进水总氮为2080mg/L,氨氮浓度为1970mg/L的条件下,总氮去除率与氨氮去除率都接近99%,最终的总氮与氨氮分别为12mg/L和6mg/L。在同一个系统中通过FA选择性抑制与实时控制实现长期稳定的短程脱氮是可行的。

基于KPCA算法的电厂设备在线故障诊断研究

以某600 MW亚临界火电机组凝结水系统为研究对象,以实现基于机器学习算法和专家知识的故障诊断和自动事故处理为目的,通过对其历史运行数据的选取、清洗建立适合数据分析和模型训练的样本集,采用核主成分分析算法搭建凝结水泵运行特性预警模型。通过模型对凝结水泵运行参数偏离正常值进行预警,并将预警结果和相关参数进行逻辑整合作为设备故障诊断的判据,最后再将判据作为自动事故处理的触发条件,实现了凝结水泵的预警、故障诊断和事故自动处理的全过程自动控制,结果表明模型对凝结水泵关键参数重构精度大于95%,能够对凝结水泵进气和出力异常做出准确诊断,提高了凝结水系统自动控制和智能化水平,具备实际工程应用价值。

沙河外来传输污染影响分析及对策研究

近年来,沙河市通过淘汰落后产能、企业超低排放改造、煤改气电等措施,空气质量持续改善。然而,根据河北省生态环境厅公布的2018年全省环境空气质量排名通报,全省168个县(市、区)空气质量综合指数排名后20名县(市、区)中邢邯交界区域就有沙河市、武安市并列倒数第一,邯郸市永年区列倒8。沙河市及周边的邯郸市永年区、武安市等县市区大气污染问题较为突出,呈现出明显的区域型特征。本文选取了2019年11月4日至6日沙河市的一次典型污染过程,从地理位置、污染输送等方面进行综合分析,并提出了针对性的建议措施。