基于显微图像定量分析的污泥体积指数预报

污泥体积指数(SVI)是评价活性污泥沉降性能的一个重要参数。传统SVI测量依赖实验室化验分析,繁琐、耗时,难以实现污泥质量的实时监视和闭环控制。本研究旨在利用活性污泥显微图像的定量分析开发可靠且稳定的SVI预报方法。该方法通过相位一致性原理抑制相差效应,使用相位拉伸变换和阈值分割方法分割丝状菌和絮体目标,并表征和提取与SVI相关的形态学特征。最后,通过皮尔逊相关系数法选择特征参数子集,构建动态随机配置网络SVI预报模型。以某污水处理厂A2O工艺为背景,进行了实验验证。实验结果表明所提方法的可行性和有效性。

废水中营养物质和污泥体积指数对浮选法活性污泥固液分离的影响

浮选法活性污泥固液分离受废水成分和活性污泥性质的影响，在有利的营养条件下，微生物能从悬浮状态完全同废水分离。在不利的营养条件下，污泥上浮效果变差。废水营养物质条件也影响污泥颗粒的表面电荷，从而影响到活性污泥的凝聚和浮选效果。

基于小波神经网络的污水处理污泥体积指数软测量

污水处理过程具有非线性、时变和滞后等特点,因而无法进行准确的数学建模。现有的污水处理技术中最突出的问题是一些关键的水质参数不能在线监测,只能通过人工间接测量再通过计算获得,耗时较长,不能及时地进行信息反馈,会造成一些严重的后果。为了避免这样的问题,提出了基于小波分析的神经网络(BP)软测量技术,通过建立小波神经网络参数软测量模型,对污水处理中难测水质参数SVI(污泥体积指数)进行在线监测。研究表明,此方法能有效规避单一的BP算法收敛速度慢、容易陷入局部最优解等问题,有助于实现对污水处理的智能控制。

Cd^(2+)浓度对好氧颗粒污泥EPS各组分形成的影响

为探究重金属Cd^(2+)对好氧颗粒污泥系统运行的影响,采用紫外分析法和三维荧光光谱分析法研究了SBR反应器中不同浓度的重金属Cd^(2+)对好氧颗粒污泥EPS总量以及各组分(LB-EPS、SB-EPS、TB-EPS)的产生与组成成分的影响。试验结果表明:低浓度Cd^(2+)(小于0.1mg/L)促进EPS的产生,高浓度Cd^(2+)(大于3mg/L)抑制EPS的产生;SB-EPS随着Cd^(2+)浓度的增加逐渐减少,其中蛋白质含量增加,多糖、腐殖酸明显减少;当Cd^(2+)浓度小于0.1mg/L时TB-EPS显著增加,其中主要增加的成分是蛋白质;当Cd^(2+)浓度大于3mg/L时,TB-EPS的分泌受到抑制,但蛋白质含量仍高于空白对照组,多糖、腐殖酸含量显著降低;LB-EPS受到的影响因素较多,其含量变化不规律。采用扩展DLVO理论剖析了EPS各组分含量的变化对好氧颗粒污泥沉降性能的影响,以期为好氧颗粒化技术在工业废水处理中的应用提供有力的支持。

低强度超声波改善污泥活性

采用城市污水处理厂的好氧活性污泥为试验材料,以好氧呼吸速率(OxygenUptakeRate,OUR)为指标,研究活性污泥在超声波强度0~1·2W/cm2、辐照时间0~40min处理后活性的变化.发现当采用超声波强度0·3W/cm2,辐照时间10min,对提高污泥活性的效果最为显著,不适当的处理时间与处理强度则不利于污泥活性的提高.因此,利用超声波激励污泥活性存在最佳的超声波强度和辐照持续时间.另外,研究了强度0·3W/cm2,辐照时间10min超声波辐射处理后0~48h中污泥活性的变化规律,发现超声辐照8h后污泥活性达到最大值,为辐射处理后初始活性的2倍,24h后超声波的强化作用基本消失.因此,可采用强度0·3W/cm2超声波每隔8h取反应器中的部分活性污泥辐照10min后再返回反应器,来提高生物反应器的处理效率.本文还对低强度的超声波改善污泥活性的可能机制进行了假说性解释.

磷缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀

以啤酒废水为研究对象,用SBR法研究了进水中不同有机物与总磷浓度的比值(以BOD/P计)对活性污泥膨胀的影响.结果表明,在进水中BOD/P为100/0.8以上的条件下,污泥的沉降性能良好;当进水中BOD/P分别为100/0.6和100/0.3时,出现高含水率的黏性菌胶团过量生长的现象,发生非丝状菌膨胀;在进水中BOD/P为100/0.4的条件下,发生更严重的非丝状菌膨胀.试验中还研究了磷缺乏条件下微生物对氮源和磷源利用率的变化.

SBR法处理工业废水中pH值对污泥膨胀的影响

主要研究了在SBR法处理啤酒废水和化工废水中pH值对污泥膨胀的影响。试验研究的结果表明 ,进水的pH值在 5 0～ 6 0 ,啤酒废水长期保持进水pH值为 5 0时 ,活性污泥的污泥指数SVI<10 0mL g ,当pH值 5 0～ 2 5时 ,会引起活性污泥活性抑制和污泥上浮 (尤其是化工废水 )。进水pH值在 9 0～ 12 0时 ,2种废水的污泥指数略有上升 ,但SVI<110mL g,活性污泥皆表现出活性的抑制和污泥的解体。若进水的pH值在 3 5～ 7 0 ,且控制反应周期内pH值不变 ,则 2种废水的活性污泥上浮加剧 ,化工废水污泥较啤酒废水的污泥上浮程度更严重。在整个试验过程中 ,镜检未见过量真菌和其它丝状菌 ,可见用SBR法处理工业废水时 。

投加粉煤灰对一体式膜生物反应器活性污泥性能的影响

通过实验考察了投加粉煤灰对一体式膜生物反应器中活性污泥性能及膜过滤阻力的影响。实验中将不同量的粉煤灰投加到活性污泥中,反应30 min后分别考察了粉煤灰投加量对污泥体积指数、污泥脱氢酶活性等的影响,并确定了粉煤灰最佳投加量。在膜生物反应器连续运行条件下,分别测定了混合液上清液中有机污染物浓度及膜过滤阻力。结果表明,投加粉煤灰可有效降低SVI及混合液中的EPS,活性污泥活性显著增加,膜过滤阻力增加缓慢,有效地降低了膜污染发展速率。

基于改进型PSO-BP神经网络的SVI软测量

针对曝气池污泥体积指数(SVI)难于在线测量的情况,提出了一种基于改进型的BP神经网络对SVI软测量的模型,该模型利用改进粒子群优化算法对BP神经网络进行权值调整。为了提高BP神经网络的学习性能,使粒子群的惯性权值按照对数规律变化,同时引入自适应变异算子对局部最优的粒子进行变异,然后利用粗糙集理论消除冗余信息,得到输入变量。该模型对实际污水厂的SVI值进行软测量预测,并与其它软测量模型进行比较,结果表明了该软测量模型具有较好的精度。

白酒工业废水中活性污泥性能指标的测定

活性污泥是人工培养的生物絮凝体,它是由好氧微生物及其吸附的有机物组成的,具有吸附和分解废水中的有机物的能力,显示出生物化学活性。主要介绍白酒工业废水中好氧活性污泥性能指标的测定方法。活性污泥的性能指标一般有污泥沉降比(SV)、混合液悬浮固体浓度(MLSS)、污泥体积指数(SVI)、混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)、污泥灰分、污泥负荷(Ns)。

活性污泥法的工艺参数控制(上)

活性污泥法的工艺控制是通过各工艺参数的控制来实现的,有些运行参数的控制要求还因污水处理要求和运行模式而异。只有正确理解各运行参数的涵义,了解不同工艺及相同工艺下不同运行模式的控制要求,才能通过科学管理控制好工艺运行状态,使处理系统高效低耗地运行。主要介绍了活性污泥法的工艺运行参数在实际应用中的理解和控制方法,阐述了一些书面定义和观点与实际应用时情况不相符的原因,提出了各控制参数与其他因素的关系及相关方面的一些综合分析思路,以期对运行管理有一定的参考作用。

纳米氧化铈长期胁迫下对好氧颗粒污泥基本性质的影响

研究不同质量浓度的纳米氧化铈(CeO_(2)NPs)长期(60 d)暴露对好氧颗粒污泥(AGS)理化性质的影响。结果表明:低质量浓度(1 mg/L)的CeO_(2)NPs长期暴露对颗粒污泥理化性质基本无影响;高质量浓度(10 mg/L)的Ce O2NPs长期暴露后,颗粒污泥体积指数(SVI)增至35.67 mL/g,沉降性能恶化,微生物呼吸抑制率为29.37%,污泥代谢活性降低。此外,三维荧光结合傅里叶红外光谱法对CeO_(2)NPs暴露后的污泥胞外聚合物分析结果 表明:低质量浓度(1 mg/L)的CeO_(2)NPs对胞外聚合物(EPS)影响甚微;高质量浓度(10 mg/L)的CeO_(2)NPs长期暴露后,蛋白质(PN)和多糖(PS)中的挥发性悬浮固体(VSS)的质量分数相对空白组分别增加了20和22 mg/g以抵御纳米毒性。此外,四价铈离子的氧化作用导致峰A(芳香蛋白色氨酸)荧光强度从7 951增加至9 017,聚磷谱带(P-O-P)1 111~1 113 cm^(-1)的消失意味着EPS内聚磷浓度发生变化。

基于污泥-煤矸石-页岩三元体系制备烧结砖性能分析

采用污泥-煤矸石-页岩三元体系制备烧结砖,分析了污泥粒径、掺量对烧结砖坯体混合料塑性指数的影响,研究了污泥掺量和烧成制度对烧结砖抗压强度、体积密度、干燥收缩、吸水率和泛霜的影响;选取Cu、Cr、Pb三种代表性重金属,超量掺入污泥页岩混合料中,研究烧结过程中的重金属挥发和对重金属的固化能力。结果表明:掺加污泥能够改善泥料的可塑性,可以降低烧结砖的体积密度,但会增加烧结砖的干燥收缩;掺入污泥会使烧成试样出现泛霜,掺量越多泛霜程度越严重;当污泥掺量为18%时,烧结温度为1050℃,保温时间为6h,烧结砖的性能最佳,且污泥中的重金属可有效固溶于材料内部,其总Cu、总Cr、总Pb浸出浓度远低于安全标准控制值。

SBBR法处理高盐废水

通过逐步提高盐度的方法驯化出耐高盐的活性污泥,采用序批式生物膜法（SBBR）进行模拟高盐废水的处理试验,对盐度为0和2%,COD为300 mg/L的高盐废水进行研究。结果表明,在每周期12 h、曝气量0.6 L/min、平均污泥质量浓度2 000～3 500 mg/L、污泥龄为18 d条件下,出水COD去除率变化不大,分别为97%和93%,而相应的出水NH4＋-N去除率从93%降低到72%,表明废水盐度增大,对系统的硝化能力有较大影响。改变进水有机负荷对出水COD去除影响不大,该系统耐有机负荷冲击能力较强。

MBR工艺处理含盐污水的试验研究

采用MBR工艺处理含不同比例海水的污水,在进水COD为800～1000mg/L、NH3-N为80～100mg/L、pH值为7.0～8.5以及污泥浓度为7000mg/L、溶解氧为2～4mg/L、温度为20～25℃的条件下,当海水所占比例为30%、50%和70%时,对COD的去除率分别为93%、87%和75%;当海水所占比例为40%、60%和70%时,对氨氮的去除率分别为95%、91%和85%。随着盐度的升高则活性污泥的沉降性能变好,污泥颗粒由开放、疏松变得封闭、紧密。高盐度环境下微生物所分泌的大量胞外聚合物是造成膜污染的主要原因。

粗集理论在污水参数软测量中的应用研究

用粗糙集理论约简属性,消除冗余信息后建立了污泥体积指数的神经网络软测量模型。用某城市污水厂实际水质参数进行仿真实验。仿真结果表明,与未采用粗糙集进行预处理的模型相比,应用该模型不仅测量值的误差更小,而且输入参数从9个降至4个,大大降低了输入数据的维数,减少了神经网络的训练时间及训练步数,有利于软测量模型的实用化。

多点进水多级A/O工艺脱氮及颤蚓生长特性

以城市污水为处理对象,开展多点进水-多级A/O工艺高效脱氮技术研究,并深入考察研究了系统中颤蚓的生长特性及其对系统脱氮能力和污泥特性的影响.经过120 d的强化运行,系统表现出良好的处理效果,COD平均去除率为84%,氨氮去除率接近100%,TN去除率稳定在70%～80%,这3个指标可满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)一级A标准的要求.经长期考察发现,低DO质量浓度不利于颤蚓生长,成蚓对兼性空间的需求较幼蚓高.颤蚓的生长未对系统处理效果产生影响,还促进了系统污泥的沉降性,并有一定的污泥减量效果.

利用中水系统解决二沉池冬季稳定运行的运营实践

西北L市Y污水处理厂设计规模为26万m^(3)/d,采用AAO工艺。Y污水处理厂运行过程中,发现日进水量波动较大,某典型日时变化系数按照最大时进水量/平均时进水量核算,已超过原设计总变化系数1.3。自2011年运行以来,每年冬季均发生污泥膨胀,对二沉池的稳定运行造成很大风险。通过采取超越初沉池和投加硅藻土药剂的方式,提高活性污泥无机物成分来增加其沉降性。随着进水量接近设计值,利用厂内中水系统作为冬季应急期间的二沉池,以降低现有二沉池的表面负荷,同时调整中水系统运行参数确保其出水达标,保障了Y污水处理厂的稳定运行。

碳纳米管降低生物脱氮除磷效率的机制探究

为了探究碳纳米管(CNT)对生物脱氮除磷效率及活性污泥特征的影响,以实际生活废水为探究对象,构建了序批式反应器,探究了中温环境下不同剂量CNT(0、1.0、10.0、20.0和30.0 mg/L)长期暴露下活性污泥特征及脱氮除磷效率的变化规律。结果表明低浓度CNT(1.0 mg/L)对污泥特征及脱氮除磷影响不明显,而高浓度CNT降低了污泥内混合液悬浮固体浓度和污泥体积指数(SVI)分别至3 165~3 450 mg/L和111~116 mL/g。在生物脱氮除磷方面,CNT显著降低脱氮除磷效率,尤其当CNT为30.0 mg/L时,出水COD约为66.9~71.7 mg/L,COD去除效率75.6%~76.6%,氨氮去除效率80.6%~81.3%,磷酸盐去除效率75.5%~76.3%,均显著低于初始状态。机制探究表明CNT降低了生物脱氮除磷涉及的关键酶活性并降低了聚羟基脂肪酸酯(PHA)的合成量,促进了糖原质在典型周期内的代谢。毒性测定分析表明CNT存在促进了活性氧(ROS)产率及乳酸脱氢酶(LDH)释放量ROS释放,尤其当CNT浓度为30.0 mg/L时,ROS的相对产量高达294%,LDH的相对释放量高达289%。本研究结果可对评估CNT对污水生物处理的影响提供一定参考依据。