数学模型在污水处理节能降耗中的研究与应用进展

污水处理是高能耗行业之一,高能耗不仅会增加污水处理成本,还会加剧现阶段所面临的能源危机。对污水处理的能耗现状进行分析,对数学模型在污水处理节能降耗方面的研究和应用进行总结,展望数学模型在今后用于指导实际污水处理过程的研究方向。

低氧条件下A^2/O工艺对城市污水脱氮处理的中试研究

以巢湖市某污水处理厂实际污水为处理对象,基于节能降耗的需求开展A^2O工艺中试研究.研究结果表明:当溶解氧从2mg/L降至0.5mg/L时,COD和氨氮的去除率分别为80%和90%,去除性能并未受到影响,没有出现亚硝酸积累,而TN的去除率有较大幅度的提升,从15%提升至44%.低溶解氧条件下,温度降低主要对TN去除率产生影响,从夏季的44%下降至冬季的29%,而氨氮的去除率仍维持在90%以上.由于进水碳源不足,出水主要以硝酸盐氮为主,低温脱氮率仅为29%.长期低氧条件下运行,AOB和NOB的优势种属为Nitrosomonadaceae和Nitrospira,相对丰度分别为2.33%和6.40%.系统NOB在数量和动力学性能上均优于AOB,同时发现存在Denitratisoma好氧反硝化菌,其相对丰度为1.59%.研究结果为低氧条件下实现城市污水脱氮提供了理论和实践依据.

切削参数对碳纤维复合材料钻孔过程中轴向力的影响

随着国内航空航天业以及汽车轻量化趋势的发展,高质量、高效的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)制孔技术已成为各行业的基本要求。本文采用直径为8mm的YG6X类硬质合金麻花钻,所使用的复合材料板材为采用RTM法自主制备的碳纤维复合材料板材,研究切削参数(主轴转速n=3000,4500,6000,7500r/mm,进给量Vc=10,20,30mm/min)对轴向力和成孔质量的影响规律。结果表明,轴向力随着进给量的增加而增加,随着主轴转速的增加而减小。并且在低进给的条件下,孔入口处均未出现撕裂和毛刺,但在孔出口处出现较为明显的毛刺。

AAO工艺低氧条件下的运行及其模拟

利用厌氧-缺氧-好氧(AAO)工艺探讨了在好氧池低溶解氧(DO)浓度条件下的水质指标变化情况.结果表明,当好氧池DO浓度从2.00 mg·L^(-1)降低到1.00 mg·L^(-1)和0.50 mg·L^(-1)时,系统仍然具有良好的除磷脱氮效果,出水水质指标均满足我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A标准.在此基础上,基于Bio Win 4.1软件建立了AAO工艺的活性污泥模型,对模型参数进行了灵敏度分析,并利用动态模拟对模型参数中的聚磷菌吸收乙酸或丙酸的聚羟基烷酸(PHA)产率系数(YP/PHA,seq)、聚磷菌好氧氧化PHA的储磷率(YP/PHA,aerobic)、氨氧化菌的最大单位生长速率(μmax,A)和亚硝酸盐氧化菌的最大单位生长速率(μmax,N)进行了校验.此外,对系统的曝气能耗进行了模拟评估,结果表明,与好氧池DO浓度为2.00 mg·L^(-1)时相比,好氧池DO浓度为1.00 mg·L^(-1)和0.50 mg·L^(-1)时的空气流量可分别节省23.8%和38.1%,氧转移效率可分别提高7.2%和11.7%.