我国城镇污水处理厂污泥产率系数现状及影响因素分析

以我国城镇污水处理厂生态环境统计和监测数据为基础,分析了我国城镇污水处理厂经验污泥产率系数(YQ)和以去除COD导致的污泥增殖来计算的污泥产率系数(YCOD),研究了进水COD、设计处理规模、处理工艺、区域分布等单一因素以及多因素与污泥产率系数的响应关系。结果表明,我国城镇污水处理厂YQ平均值为1.33×10-4 t/m3,YCOD平均值为0.81 kg/kg,YQ、YCOD总体呈正偏态分布;YQ平均值与进水COD、设计处理规模正相关,YCOD平均值与进水COD、设计处理规模负相关;YQ、YCOD平均值对应的COD区间范围为150~250 mg/L,设计处理规模为1×104~1×105 m3/d的污水处理厂YQ、YCOD与平均值最为接近,相对偏差分别为2.8%、-4.3%;A2/O工艺、氧化沟类、普通活性污泥法、A/O工艺的YQ、YCOD与平均值接近,相对偏差范围分别为-1.8%~1.9%、-2.3%~5.8%;华东和华中地区的YQ,华东、西南地区YCOD与平均值基本持平;多因素方差分析显示进水COD为YQ和YCOD的显著影响因素。

垃圾渗滤液污水处理设备的臭氧投加复合抗扰控制

垃圾渗滤液污水处理设备中的臭氧投加系统具有大时滞、大惯性和多扰动的特点,导致难以实时调整臭氧投加量,从而影响后续设备出水水质。针对以上问题,在水流量比例的控制方面提出一种基于扰动观测器的改进型Smith预估器与滑模控制相结合的复合抗扰控制。其中,滑模控制为主控制器,扰动观测器用于估计出系统的集总扰动并反馈至前向通道消除扰动的不利影响,以便于Smith预估器更好地进行时滞补偿。仿真和实验结果表明,复合抗扰控制相较于PID控制和自抗扰控制具有更好的控制性能和抑制扰动的能力,能够有效提高垃圾渗滤液污水处理设备的出水水质。

PLC自动化控制系统在造纸污水处理中的应用

造纸行业不但促进了文化发展,还为国家的经济发展贡献了力量。但是造纸过程中产生的废水污水对环境构成了很大的威胁,造纸污水的处理是不容忽视的问题。目前造纸污水的处理主要还是依靠人力,自动化系统协助水平较低。将PLC自动化控制系统合理运用于造纸污水的处理中,科学高效处理污水,可达到可持续发展的目的,提高生产效率。基于此,从污水源头及污水处理的难点分析,结合PLC自动化控制系统特点,从控制方式、通讯网络、软件以及整个系统多层次分析,提出了一种基于自动化处理污水的PLC系统设计方案,期望能为高效处理造纸污水提供借鉴。

城市污水处理过程污泥膨胀识别与抑制综述

污泥膨胀是活性污泥法污水处理过程中常见的一类异常工况,且具有严重危害性,研究污泥膨胀的识别和抑制方法对城市污水处理过程正常运行意义重大.本文主要针对城市污水处理过程中污泥膨胀的识别和抑制方法进行综述.首先,文章概述了城市污水处理过程,介绍了污泥膨胀的概念、主要特点、类型和成因;其次,概述了基于微生物生理特征、机理模型、图像识别和数据驱动的污泥膨胀识别方法,分析其发展现状并指出优缺点;然后,概述了基于过程调控和机理特征的污泥膨胀抑制方法,分析其发展现状并对比优缺点;最后,总结全文,指出了城市污水处理过程污泥膨胀识别和抑制面临的主要问题,并对其研究趋势进行了展望.

五格式净粪池与三格式化粪池处理农村生活污水效果及成本对比

针对三格式化粪池(TcST)出水COD及氮、磷浓度高,直排或溢流造成当地局部水体污染或黑臭的问题,构建了等容积五格式净粪池(FcPTR),并以实际生活污水为处理对象,对比研究2种反应器的运行特性和单位污染物去除成本。结果表明:FcPTR连续运行120 d,出水COD平均值为74 mg/L,TN、NH_(4)^(+)-N、TP平均浓度分别为26、20、1.6 mg/L,在我国进水水质相似的农村地区使用时,可满足11个省(区、市)发布的农村生活污水处理设施水污染排放地方标准二级水质要求。厌氧折流区、好氧区填料与污泥上变形菌门(Proteobacteria)的生长代谢促进了含氮和含磷物质的去除。相比于TcST,FcPTR明显增强了系统对有机物的降解和脱氮除磷效果,提高了系统的抗冲击负荷能力。经成本核算,在设计容积和运行场景相同时运行10年,FcPTR削减1 kg COD、1 kgNH_(4)^(+)-N的成本均比TcST降低19.8%。

污水处理填料堵塞的形成机理及控制措施

污水处理填料能够提高污水处理效果,但其堵塞问题会降低处理能力、恶化运行工况,亟待解决。为提高污水处理填料的抗堵塞能力,综述了污水处理填料堵塞的相关研究,从填料特性、应用场景、物质分类、堵塞特点、发展机制和影响因素等方面总结了污水处理填料堵塞的形成机理,从事前、事中、事后三个方面讨论了针对污水处理填料堵塞问题的7项常用控制措施,并根据研究现状提出了堵塞形成机理、堵塞控制措施、填料设计优化等方面的研究建议,以期为污水处理填料及配套工艺的后续研究和技术开发提供支撑,提高污水处理填料的应用效益。

城市污水处理厂的“水-能-碳”协调调度模型

城市污水处理厂面临能量密集、碳排量大、运行成本高的突出问题。污水厂优化调度是实现“节能降碳增效”的重要途径,但现有调度方法还存在对处理设备控制特性利用不足、对处理过程的温室气体排放缺乏全面管控等局限。为此,该文提出一种面向污水厂“水-能-碳”协调调度的新模型。所提模型利用鼓风机启停/沼气池温度控制来挖掘节能空间、计入碳排放成本来提升低碳水平、引入污水分级处理与回用来促进资源回收利用,在满足污水处理工艺流程和各种设备运行约束及水质处理要求的条件下,实现污水厂的低碳经济运行。以某中小型城市污水厂为算例,验证了所提调度模型的有效性以及各调度要素对污水厂“节能降碳增效”的积极作用。

上海市典型城镇污水处理厂温室气体排放特征研究

以上海市2家典型城镇污水处理厂Ⅰ和Ⅱ为例,核算近年来因直接排放和间接排放产生的碳排放量。污水厂Ⅰ和Ⅱ的碳排放主要来自于对N污染物的处理,分别占总碳排放的61.36%、46.18%;污水厂Ⅰ电耗产生的碳排放从2015年到2022年翻了一番,污水厂Ⅱ电耗产生的碳排放占比达45.20%。2家污水厂单位进水的总排放强度分别为1065.02、1110.26 g CO_(2)eq/m^(3),与国内某些厂相比属较高水平;与IPCC缔约国相比,2座厂人均碳排放强度分别为1.76、1.93 kg CO_(2)eq/人,属较高水平。此研究运用指南进行核算,有助于了解上海污水厂碳排放基本情况,进而细化核算方法、完善排放因子,是减污降碳、实施双控的基础工作。

基于自适应宽度学习算法的城市污水处理污泥膨胀识别

针对污水处理过程的污泥膨胀难以精准识别的问题,提出了一种基于自适应宽度学习算法(adaptive broad learning algorithm,ABLA)的污泥膨胀识别方法。首先,结合城市污水处理过程的运行数据,采用主元分析法选取与污泥体积指数(sludge volume index,SVI)相关的特征变量;其次,建立了一种基于ABLA的污泥膨胀识别模型,利用自适应伪逆算法更新模型参数,提高了识别精度,并验证了模型的收敛性;最后,将所提模型应用于实际的污水处理过程中,利用污水处理厂的实际运行数据对其进行实验验证。实验结果表明,基于ABLA的污泥膨胀识别模型能够实现污泥膨胀的精准识别。

基于知识模糊迁徙的城市污水处理膜污染决策

针对城市污水处理膜污染难以精准决策的问题,提出一种基于知识模糊迁徙的膜污染决策方法。首先,结合城市污水处理运行过程数据和运行经验,利用模糊规则的形式实现膜污染决策知识的表达;其次,提出一种知识重构机制(knowledge reconstruction mechanism,KRM),动态平衡源域与目标域之间的准确性和多样性,并采用知识迁徙的方法完成决策知识重构;最后,建立一种基于数据和知识驱动的区间二型模糊神经网络(data-knowledge-driven interval type-2 fuzzy neural network,DK-IT2FNN)的决策模型,利用模糊规则设计模型参数,采用迁徙梯度下降算法动态调整网络权值,提高决策精度。实验结果表明,该模型能够实现膜污染的精准决策。

菌藻颗粒污泥处理污水的机理及研究进展

综述了菌藻颗粒污泥工艺处理污水的研究现状与发展趋势,介绍了菌藻颗粒污泥的形成机理以及影响该工艺处理效能的关键环境因素,评估了在碳中和的大背景下该工艺的优势,并分析了未来菌藻颗粒污泥户外工艺的发展前景以及可能面临的相关问题。

川南地区乡镇污水处理站污泥现状及处置对策

综合采用文献检索、座谈交流及现场调研、水质和污泥监测等方式,归纳总结川南地区乡镇污水处理站污泥处置现状,并提出处置建议,以期为川南地区乡镇污水处理站污泥处置提供参考。

污水生物处理系统脱氮除磷细菌多样性及功能调控

污水处理厂生物处理单元的性能决定其对污水脱氮除磷的效率,而脱氮除磷细菌的菌群结构、代谢活性和细菌间的种间协同与竞争是生物处理单元功能发挥的关键。分析了污水生物处理系统脱氮除磷细菌的核心菌群和代谢机制,从物种水平上解析了Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrospira、Nitrobacter、Ca. Kuenenia、Ca. Brocadia和Thauera等主要脱氮微生物的生理特性,对除磷微生物Candidatus Accumulibacter、Dechloromonas和Tetrasphaera的生理特性进行了概述;探索了脱氮除磷菌种间协同与种间竞争关系,并从改造工艺结构、优化运行条件和人工强化3个方面对脱氮除磷细菌功能调控进行论述,以期为污水生物处理单元功能调控及污水处理厂升级改造提供理论依据。

造纸污水处理自动监控系统设计

重点研究一种创新的造纸污水连续深度处理自动监控系统,满足造纸过程中对污水处理监测的需求。首先,分析了试验型造纸污水光电催化深度处理系统的技术原理和特点,明确了监控系统的功能需求、设计目标和总体架构。其次,详细阐述了上位机和下位机系统的设计方法和实现步骤。为了评估监控系统的性能和效果,选取甲基绿染料废水作为模拟造纸污水,进行了光电催化深度处理实验,并对监控系统进行了全面的调试和运行测试。实验结果表明,监控系统能够有效地实现造纸污水连续深度处理的自动化,具有较高的稳定性和可靠性。

PLC控制系统在污水处理厂净水余压发电装置中的应用

随着国家工业化、城市化的发展,城市排放的生活废水与工业污水相应的增加,污水处理站处理后的排放净水拥有大量可回收势能。通过能量回收装置利用水头落差进行余压发电,反馈给污水处理站降低能耗,可以很大程度的提高排放水资源利用率。PLC具有稳定性高、可靠性高、控制功能强等优点,因此基于PLC控制器设计能量回收装置耦合控制系统;系统有手动和自动两种工作模式,通过实时检测的流量数据,根据设定的开停机数据可自动启停机组;自动模式还可以根据排放水流量的变化自适应调节能量回收装置,实现了机组无人值守。PLC控制系统的应用降低了污水处理厂的运行成本,实现了能量回收利用的自动化控制,为合理利用净化水开辟了新道路。图7幅。

生态文明教育理念下VR全景技术融入小学课后服务课程的路径探索——以《污水和污水处理》为例

VR全景技术可为学生创设真实的学习情境,让学习变得直观、形象、有趣。以小学科学《污水和污水处理》一课为例,分析全景资源“武汉汉西污水处理厂”与科学素养、教学目标的关系,以生态文明教育理念为支撑,利用VR全景技术创设逼真的学习情境,探讨其在课后服务课程中的应用路径,让学生在沉浸式环境中体验污水处理流程,树立社会主义生态文明观,强化环境保护意识。

污水处理温室气体产排机制与影响因素研究进展

污水处理设施因其规模庞大、广泛分布,既是重要的能源消耗者,又释放大量温室气体,其中包括CH4和氧化亚氮(N2O)。随着污染物排放标准的提高,污水处理碳排放将面临显著增长。对污水处理过程中温室气体产生和排放机制及其影响因素的全面审视,为推动环境友好型污水处理工艺的研发和应用提供了坚实的学术基础。深入理解温室气体排放机制及其可控制因素,有助于更有效地制定和实施技术和管理策略,以降低对气候环境的不良影响。理解温室气体产排机制与影响因素不仅能够满足不断加强的环保标准,同时为可持续城市水资源管理提供了科学支持。致力于研究和优化污水处理过程中的温室气体排放问题对于构建更加环保、可持续的城市水处理系统具有重要的学术和实践意义。

面向造纸污水处理的故障诊断复合算法研究

故障诊断是保障系统稳定性与安全性的关键节点。在造纸污水处理过程中,系统硬件设备由于长期处于恶劣环境极易引发系统故障,因此准确诊断故障以避免不可挽回的损失至关重要。基于此,针对造纸污水处理过程的特点,以主成分分析技术提取故障主元而明确故障诊断模型输入量,以粒子群优化算法优化机器学习算法支持向量机而构成故障诊断复合算法,由此搭建了面向造纸污水处理的故障诊断模型,并进行了仿真分析。结果发现,面向造纸污水处理的故障诊断复合算法正确率可达96.9%,且稳定性与鲁棒性较高,可广泛推广至多工业污水处理领域。

城市污水处理厂环境生产实习的全过程控制

项目组以城市污水处理厂为例,基于课题化目标管理、强化导师制和突出实习带队教师全过程控制的原则,对环境生产实习流程进行优化设计。2019级环境工程专业环境生产实习实施效果良好,学生实习满意度和团队合作能力得到提高,知识链得以完善。

市政污水生化处理过程中曝气控制系统研究进展

为了促进污水处理厂(WWTPs)的低碳可持续运营管理,近年来致力于改善出水质量、削减运营成本和降低温室气体排放的智能曝气控制技术蓬勃发展,但关于可持续污水处理厂的最佳曝气控制策略尚未达成共识。系统综述了曝气过程中溶解氧浓度对于N2O释放的影响,通过分析对比不同曝气控制策略的差异及优缺点,提出曝气控制策略进一步优化的建议,为实现市政污水处理厂溶解氧的综合科学管理提供理论支撑,旨在为污水处理行业提供科学依据和技术支持,促进环境保护和可持续发展。在曝气控制系统中加入N2O排放量化模型来实现出水水质、曝气能耗、温室气体排放三者之间的平衡是未来的关键研究方向,需开发更准确、更合适的温室气体量化模型、灵活的控制方法和智能曝气策略,以满足污水处理厂更多的需求。