活性污泥和生物膜复合模型的建立与模拟

针对近年来出现的城市污水处理厂活性污泥和生物膜复合工艺,首先建立了能同时描述碳氧化、脱氮和除磷的修正ASM1(Activated Sludge Model No.1),以及与ASM1中微生物生长过程速率方程结构形式相同、物理意义明确的生物膜模型。然后将该生物膜模型与修正的ASM1相结合,形成了活性污泥和生物膜复合模型,利用VB6.0编写了相应的模拟软件。以西安市第五污水处理厂复合工艺为对象,对其碳、氮和磷的去除进行模拟,结果表明该模型可以较好地反映出水各污染指标的变化规律。通过对进水流量、填料区的位置及填料区填料的投加率进行模拟,为填料区的优化和系统运行提出了建议。

活性污泥和生物膜复合工艺模型研究进展

以活性污泥、生物膜为原型的复合工艺具有超越二者的优异性能,建立其对底物去除和微生物增长的数学模型是深入了解和评价复合工艺性能的关键。综述了基于活性污泥的LawrenceMcCarty模式、ASM1数学模型和底物在生物膜内的Fickian扩散理论的三种复合工艺数学模型的研究现状,并对其进行了评价。在同时描述碳氧化、硝化和反硝化过程时,基于ASM1的复合工艺经验数学模型具有明显优势,是未来的发展方向。

用复合式工艺提高活性污泥/生物膜法处理效率

研究了用复合式工艺（HY）提高活性污泥（AS）和淹没式生物膜（SBF）工艺处理效率的能力.在COD容积负荷＞1.35kgCOD/（m^3·d）时,对COD的平均去除率比SBF工艺提高了10%;在NH3-N容积负荷为0.12～0.39 kgN/（m^3·d）时,对NH3-N的平均去除率可分别比AS和SBF工艺提高约21%和45%.原工艺的污染物负荷越高,对去除效果的提高程度越大.HY工艺中的悬浮污泥能够缓冲有机负荷升高对硝化过程的不利影响,使在载体上附着生长的硝化菌充分发挥效能,从而弥补了单纯AS或SBF工艺的不足.HY工艺中的微生物种群结构和微环境更为复杂,有利于其协调好氧硝化和缺氧反硝化过程,在进水TN容积负荷为0.09～0.41kgN/（m^3·d）时,对TN的平均去除率可分别比AS和SBF工艺提高约16%和21%.

活性污泥和生物膜复合/联合工艺在污水处理厂技术改造中的应用

随着我国污水处理厂污染物排放标准不断提高,许多污水处理厂面临技术改造问题。提出了技术改造的原则和引造的技术方案。综述了国内外活性污泥和生物膜复合/联合工艺在污水处理厂技术改造中应用和研究情况。该工艺用于污水处理厂的技术改造具有明显的优点,同时也指出了尚需解决的一些问题。

活性污泥和生物膜模型预测污水中PPCPs去除研究进展

药品及个人护理用品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)在污水中广泛检出,低浓度的PPCPs即可对生态环境和人体健康产生不利影响,污水处理厂出水排放是水环境PPCPs的重要源。活性污泥和生物膜工艺是目前最常用的污水生物处理工艺,这两种工艺涉及的生化过程复杂,影响因素众多,难以有效去除PPCPs。数学模型是污水处理工艺运行优化的重要工具。本文系统阐述了PPCPs去除模型的建立方法,包括物质和微生物组分及PPCPs去除过程的确定、动力学方程及关键系数的测定与校准、活性污泥和生物膜模型的异同等;综述了污水中PPCPs去除模型的应用研究进展,包括用于评价不同微生物对PPCPs的降解性能、探究污水中PPCPs的生物降解机制及限制因素、优化影响PPCPs去除的参数等,为精准调控污水中PPCPs去除提供参考。

污泥回流比对复合式生物膜-活性污泥工艺的影响研究

在中试的基础上进行了污泥回流比(R)对复合式生物膜-活性污泥工艺处理城市污水的效能和微生物特性的影响研究.结果表明R对COD的去除效果影响不大,系统去除率始终在80%以上,R的增加有利于氨氮的去除,当R超过200%时,氨氮的呈下降趋势,总氮的去除与氨氮一致.对微生物特性分析表明,R的增加能够提高系统内的污泥浓度,但会降低微生物的活性.复合式生物膜-活性污泥工艺合理的R为150%～200%.

水力停留对复合生物膜-活性污泥工艺的影响

研究了水力停留时间（HRT）对复合式生物膜-活性污泥工艺处理城市污水效能和反应器中微生物性质的影响.研究结果表明,HRT对系统COD的去除效果影响不大,对氮源污染的影响较大.随着HRT的减少,系统中的污泥质量浓度呈现不断增加的趋势,系统的COD容积去除负荷显著增强.对微生物呼吸速率（OUR）的分析表明,维持较长的HRT能够使反应器内微生物具有更强的活性.因此,建议复合式生物膜-活性污泥工艺合理的HRT的范围为6～8 h.

复合式生物膜—活性污泥工艺处理城镇污水工程实例

山东省东阿县污水处理工程是复合式生物膜—活性污泥工艺应用于山东省县级城镇污水处理的示范推广工程。在近三年的运行中,该系统保持了良好稳定的处理效果。该工艺通过与生态塘—湿地联用,对CODCr、BOD5、氨氮、总氮、总磷和SS的去除率分别可达90%,95.7%,93.5%,80%,92.6%和96.2%。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的二级排放标准,是集高效生物处理工艺和生态景观于一体的城镇污水处理厂。

温度对生物膜—活性污泥复合工艺硝化特性及硝化菌种群的影响

通过模拟污水厂水温运行小试反应器，利用高通量测序技术结合水质指标对生物膜活性污泥复合工艺的硝化特性和硝化种群结构进行研究。结果表明，泥膜两相优势AOB及NOB均分别为亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属；在高温段（20-30 ℃），泥相内硝化细菌平均数量高于膜相，泥相对系统硝化贡献率平均达85%，硝化作用主要发生在泥相；在低温段（10-15 ℃），膜相内硝化细菌平均数量高于泥相，泥相氨氧化速率降低约60%，而膜相对系统的硝化贡献率从11%增加至38%，填料的投加确保了工艺在低温时稳定的硝化效果；运行实际工艺时可在水温低于15 ℃时投加填料增强硝化，水温高于20 ℃时移除填料节约运行成本。

低温条件生物膜与活性污泥复合工艺强化生物脱氮性能的中试研究

中试采用生物膜与活性污泥复合工艺对中国北方某城镇污水处理厂的污水进行处理,考察其在低温条件下对污水中的有机物及含氮污染物的去除能力。结果表明,当进水COD和NH_4^+-N浓度分别为53~140mg/L和21~78 mg/L时,生物膜与活性污泥复合工艺出水COD和NH_4^+-N浓度分别在24~48 mg/L和0.5~3 mg/L范围内,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准(冬季COD<50 mg/L,NH_4^+-N<8 mg/L),而该污水处理厂原有工艺出水COD和NH_4^+-N浓度分别在20~73 mg/L和9~20 mg/L之间。因此,在低温条件下,生物膜与活性污泥复合工艺能够提高对污染物的去除能力。

复合式生物膜-活性污泥反应器的应用

复合式生物膜-活性污泥反应器综合了活性污泥法和生物膜法污水处理技术的优点,是一种高效的污水处理系统,目前在国内外已有较多的研究和应用。本文简单介绍其优点及研究应用状况。

固定生物膜-活性污泥系统的研究及应用进展

固定生物膜-活性污泥系统(integrated fixed-film activated sludge systems,IFAS)是活性污泥与生物膜工艺的结合,兼具二者的优点,可有效提高污染物的去除效果,在实现污水的达标排放方面具有较大优势。对国内外有关IFAS的研究与应用进展进行了系统的总结,主要包括IFAS系统的发展历程、工艺特点、微生物分布特征、系统动力学模型及应用现状等,并对IFAS系统未来的发展方向与研究重点进行了初步探讨。

活性污泥-生物膜一体化反应器处理生活污水性能研究

针对中小城镇污水处理的特点开发了活性污泥-生物膜复合一体化反应器,该反应器实现了反应区和沉淀区一体化,综合了活性污泥法和生物膜法的优点,具有运行稳定、占地面积少、基建投资低、管理方便的优点,并具有较好的去除有机物和脱氮除磷能力。

复合式活性污泥缺氧聚磷生物膜硝化同步除磷脱氮

该发明提供了一种复合式活性污泥缺氧聚磷生物膜硝化同步除磷脱氮的方法。具体步骤如下：废水首先进入接触池，与沉淀池回流的富含聚磷菌的活性污泥短暂混合，控制水力停留时间5—10min，将污泥中携带的少量硝酸盐迅速反硝化；接触池出水进入厌氧池，在厌氧池中反硝化聚磷菌吸收大量的低相对分子质量的有机物，以聚-β-羟基烷酸酯形式贮存在体内，同时释放磷；含有氨氮、磷、少量剩余有机物和已释放磷的聚磷菌的泥水混合液进入缺氧池，与沉淀后回流的含有硝酸盐的上层清液混合，反硝化聚磷菌以硝酸盐为电子受体进行反硝化聚磷；缺氧池出水进入固定安装有半软性填料的生物膜-活性污泥复合式好氧池中，

错流过滤活性污泥过程中膜污染的研究

采用通量阶式递增法对自制未改性滤膜用于膜生物反应器时的临界通量进行了测定。实验结果表明该膜生物反应器的临界通量为23.8 L/(m2.h)。在低于临界通量的条件下,对膜过滤活性污泥的污染行为进行了研究,通过模型计算,得出膜通量的衰减同时符合膜阻力模型、孔堵塞阻力模型和滤饼层阻力模型。对运行后过滤阻力分布进行分析,结果表明滤饼层阻力和孔堵塞阻力是过滤阻力的主要组成部分,分别占到过滤阻力的36.64%和61.96%,而膜阻力仅占1.40%。

A/O复合式生物膜工艺缺氧段的动力学模型

对A/O复合式生物膜工艺的缺氧段进行了深入研究,并以物料平衡理论为基础,结合莫诺方程和Fick定律,建立了相应的底物降解和微生物增殖的动力学模型。算例结果表明,理论值与试验所得数据有相似的变化趋势,但两者间存在一定的偏差,而且随着进水有机物浓度的增加,其偏差逐渐加大,不过最大偏差率仅为13%,说明模型与实际情况符合较好,比较准确地预测了缺氧段的运行效果,这为该工艺的设计、运行和控制提供了较好的理论基础。

复合式膜生物反应器去除城市污水中TN的研究

采用复合式膜生物反应器(HMBR)中试装置处理城市污水,考察了对TN的去除效果并探讨了脱氮机理。试验结果表明,HMBR能够显著提高脱氮效果,对TN的平均去除率为50.9%,比常规膜生物反应器(CMBR)提高了13.8%。由于生物膜对松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)的吸附作用,HMBR中的LB-EPS与CMBR的相比明显降低。LB-EPS的降低使HMBR中絮体的粒径增加了近1倍,絮体密度明显增大,提高了同步硝化反硝化的效果。另外,一定厚度的生物膜同样可以进行同步硝化反硝化。与CMBR相比,HMBR中的活性污泥絮体和生物膜在提高脱氮效果上分别贡献了8%、5.8%。

复合式生物膜反应器中生物膜的特性

传统的活性污泥工艺中加入废弃轮胎颗粒作为生物膜载体形成的复合式生物膜反应器 ,在颗粒浓度为 40 g/ L时 ,稳定运行条件下在轮胎颗粒表面可形成约 50 mg/ g的生物膜量 ,即在传统曝气池的 2 0 0 0～ 30 0 0 mg/ L悬浮生长污泥的基础上 ,可增加 2 0 0 0mg/ L的附着生物膜量。此时生物膜的厚度为 2 55μm,其活性以比耗氧速率 (SOUR)表示为 40～ 70 mg/ g·

膜生物反应器膜污染数学模型研究进展

本文论述了膜生物反应器膜污染的影响因素、膜污染机理,阐述了膜污染数学模型的研究概况。最后,指出了活性污泥数学模型和人工神经网络在膜污染研究中的应用前景。

抑制条件下好氧生物膜模型的建立及模拟

将简化的ASM1与生物膜动力学方程结合,运用均相生物膜概念,建立好氧生物膜的模型,并且针对焦化废水的特征,进行模型修正。对酒钢集团公司焦化厂A/O生物滤池处理中O段曝气生物滤池COD和氨氮组分的降解过程进行了模拟,并且研究了酚浓度变化、生物膜脱落速率、温度和溶解氧浓度变化对出水COD、氨氮和硝态氮的影响。