基于DAK-FNN的出水氨氮软测量建模方法

针对因出水氨氮实时数据不完备建立的模型性能较差问题,在迁移学习框架下,提出一种基于数据与知识驱动的模糊神经网络(data-knowledge-driven fuzzy neural network,DAK-FNN)出水氨氮软测量建模方法。首先,为有效结合源场景已有知识和当前场景数据,提出一种基于迁移学习思想的知识传递方法,将从大量历史数据获取的参考模型蕴含的知识传递到目标模型,并利用在线学习的方式微调目标模型参数,提高模型精度。此外,提出一种基于长短时记忆机制的结构调整方法,将目标模型神经元分为核心神经元与非核心神经元,通过设定不同的神经元增删阈值调整结构,提高模型泛化性能。出水氨氮预测实验结果表明,与其他方法相比,所提方法具有更高的在线预测精度和更好的实时性。

Li^+-TiO_2复合纳米光催化剂制备及其光催化降解海产品深加工废水的研究

对Ti O2纳米光催化材料进行掺杂改性,利用溶胶-凝胶法制备出掺杂锂的Li+-Ti O2复合纳米光催化剂,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)等测试技术对所制备的光催化剂形态结构和特性加以表征,用大连市黑石礁海域的海水配制成模拟海产品深加工废水,研究了Li+-Ti O2复合纳米光催化剂光催化降解海产品深加工废水的能力及影响其降解能力的因素,并确定了Li+-Ti O2光催化剂光催化降解海产品深加工废水的优化试验条件。结果表明:Li+-Ti O2复合纳米光催化剂光催化降解海产品深加工废水效率高,锂掺杂量、催化剂用量、p H、氨氮初始浓度、COD初始浓度和过氧化氢(H2O2)用量6个因素影响光催化降解的能力,在优化试验条件下,即锂掺杂量为5%,氨氮初始浓度为80 mg/L,COD初始浓度为300 mg/L,Li+-Ti O2用量为0.9 g/L,H2O2用量为5%,反应时间为2 h,p H值为8时,海产品深加工废水中氨氮和COD的光催化氧化降解率分别达到81.50%和78.67%。

基于区间二型模糊神经网络的出水氨氮软测量

针对污水处理过程出水氨氮(ammonia nitrogen,NH4-N)难以实时检测的问题,提出了一种基于区间二型模糊神经网络(interval type-2 fuzzy neural networks,IT2FNN)的软测量方法,建立了出水NH4-N的软测量模型,实现了出水NH4-N的实时检测。首先,采集和预处理相关过程变量的实际运行数据,通过主元分析法筛选出与出水NH4-N相关性较强的过程变量。其次,利用IT2FNN建立所选变量与出水NH4-N的软测量模型,通过梯度下降算法对模型相关参数进行修正。最后,将基于IT2FNN的出水NH4-N软测量模型应用于实际污水处理过程。实验结果表明,提出的出水NH4-N软测量方法不仅能够实现污水处理过程出水NH4-N的实时检测,而且具有较高的检测精度。

次氯酸钠对污水处理厂二级出水消毒效果的影响因素探讨

采用次氯酸钠对城市污水厂二级生物处理出水进行消毒试验,从氨氮浓度、pH、消毒时间、水温这4个方面,分析其对次氯酸钠消毒效果的影响。当氨氮浓度≤0.2 mg/L时,次氯酸钠最佳投加量为15 mg/L;氨氮浓度为0.2～0.4 mg/L时,次氯酸钠最佳投加量为8 mg/L;氨氮浓度约0.6 mg/L时,次氯酸钠最佳投加量为6 mg/L;氨氮浓度为0.8～1.2 mg/L时,次氯酸钠最佳投加量为5 mg/L。当pH值为5. 0～6.0时,10 mg/L的次氯酸钠投加量即可使出水达标,若pH值为8.0～9.0时,必须加大次氯酸钠的投加量至15 mg/L。冬季气温较低时,尾水消毒要考虑延长消毒接触时间。夏季水温较高,可以相应减少加氯量。一般消毒接触时间为15～30 min时消毒效果最佳。

斜发沸石对城市污水处理厂二级出水中氨氮的处理效果研究

通过静态实验,研究天然斜发沸石去除城市污水处理二级出水中氨氮的性能。研究结果表明,投加量越大,沸石对废水中氨氮的去除率越高,但是吸附容量越低;沸石对氨氮的去除具有短时间内快速吸附,然后缓慢平衡的特点;粉末状沸石对氨氮的去除效果明显好于颗粒状沸石;pH对氨氮去除率有显著影响,pH值为6时,沸石对氨氮的去除率最高。NaCl和NaOH溶液对沸石的改性具有明显的效果,HCl溶液对沸石的改性作用不明显。

城市污水深度处理回用过程中氨氮脱除问题的分析研究

国内的某个以城市污水为循环冷却水补充水源的工程项目,夏季在运行过程中偶尔会出现澄清池出水呈现酸性的现象。经过分析、研究得出了造成这一现象的原因:澄清池入口处氨氮浓度偏高,污水深度处理中没有专门的氨氮脱除单元,并对这一现象所造成的后果进行了分析。曝气生物滤池在处理城市污水二级出水中的氨氮方面具有很大的优点,现在被广泛地应用到城市污水回用项目中脱除氨氮。

生物法处理氰化废水中氨氮的试验研究

采用生物法对黄金矿山氰化废水中的氨氮进行处理试验,对影响氨氮处理效果的因素进行优化,并进行了多级处理组合试验。试验结果表明,培养的菌种具有较强的耐氰化物和耐硫氰酸盐的能力,在气液比6∶1、进水温度25℃、流量14.28 m L/min、pH值为8,碳酸氢钠投加量0.35 g/L、水力停留时间60 min、四级曝气生物滤池处理下,氨氮质量浓度由58.91 mg/L降低到1 mg/L以下,为黄金矿山氰化废水的深度处理提供技术支持。

生物酶在医院污水处理中的应用研究

处理医院污水常用的工艺有A2/O工艺和AB工艺,以上两种工艺存在磷酸盐及氨氮去除与水温等工艺条件相关因素有关,而造成处理效果不稳定,经试验采用生物酶改良剂+SBR反应器处理医院污水,加入生物酶原液为50 000 mg/L加入一定数量,按SBR工艺条件控制,经处理后,COD去除率达90%以上,出水中磷酸盐及氨氮浓度达到综合废水一级排放标准。在SBR反应器中,当生物酶与医院污水比例为0.1/10 000-1/10000时,对COD的去除率显著提高,在处理医院污水时,曝气时间4 h,此时COD去除率小于90%。能加速聚磷菌对磷的释放和吸收,可使出水达到或接近一级排放标准,同时在好氧段生物酶能显著提高NH3-N的硝化速度,能将硝化时间缩短2h,从而降低了医院污水的处理成本。

曝气生物滤池去除二级出水中NH_3-N的试验研究

采用曝气生物滤池工艺对燕化公司西区污水处理场的二级出水进行了处理,研究了进水NH3-N浓度、COD浓度、m(COD)∶m(NH3-N)、碱度及气水比对NH3-N去除效果的影响。试验结果表明,当进水NH3-N质量浓度小于30mg/L时,曝气生物滤池对NH3-N具有良好的去除作用,平均NH3-N去除率达到90.4%,出水NH3-N质量浓度可降至1mg/L以下。NH3-N去除率随进水m(COD)∶m(NH3-N)的增加而降低;当进水m(COD)∶m(NH3-N)小于2.0时,NH3-N去除率达到90%以上。在进水碱度约为290mg/L和气水比为3∶1的工艺条件下运行,系统可获得较高的NH3-N去除率。

竹材CTMP高浓制浆废水动态曝气生物处理试验研究

本文对竹材CTMP废水(先经厌氧处理)好氧处理的效果进行研究。采用在SBR法基础上改良的专有技术——好氧动态曝气工艺,通过研究溶解氧(DO)、进水量、运行模式等因素对动态曝气工艺的影响,确定该工艺用于和厌氧联合处理竹材CTMP废水的优化条件:运行模式采用2周期/天,进水0.5h,曝气6.0h,后3h通过逐步降低曝气机输入功率达到减少曝气量的目的,停曝搅拌3.0h,沉淀2.0h,排水0.5h。

有机垃圾两相厌氧消化氨氮累积模型的建立及验证

为解决消化液回用带来的氨氮累积问题,寻求关键控制参数,在序批式水解UASB两相厌氧消化体系中对有机垃圾中各种氮素转化特性进行了试验研究;基于上述研究分析结果建立了消化液回用时有机垃圾两相厌氧消化氨氮累积模型,找出了消化液回用中氨氮累积的关键控制参数———回流比;并通过试验验证了当回流比为0.85时,系统内UASB出水氨氮浓度最终趋于一定值,约为1 900mg/L;此氨氮浓度并未对产甲烷反应器产生负面影响,反而提高了系统对酸碱的缓冲能力,保证了系统的稳定运行;从而为有效预防厌氧消化中'氨抑制'问题提供技术参考。

离子选择性电极法测定污水处理厂进出水中的氨氮含量

建立了离子选择性电极法测定污水处理厂进出水中氨氮的方法,对氨氮含量在0.1~100 mg/L的水样进行了测定条件的研究。该方法标准曲线的线性相关系数为0.999 8~1.000,检出限为0.004 mg/L,加标回收率为96.2%~103.8%,相对标准偏差(RSD,n=6)在0.57%~1.62%。对比该方法与纳氏试剂比色法的检测结果发现,水样氨氮浓度大于0.5 mg/L时,相对平均偏差小于5%;氨氮浓度小于0.5 mg/L时,相对平均偏差小于10%。该方法无须对样品进行预处理、操作简单、灵敏度高、准确、重现性好,适用于大批量水样中氨氮的测定。

基于相对贡献指标的自组织RBF神经网络的设计

针对RBF(radial basis function)神经网络的结构和参数设计问题,本文提出了一种基于相对贡献指标的自组织RBF神经网络的设计方法。首先,提出一种基于相对贡献指标(relative contribution,RC)的网络结构设计方法,利用隐含层输出对网络输出的相对贡献来判断是否增加或删减RBF网络相应的隐含层节点,并且对神经网络结构调整过程的收敛性进行证明。其次,采用改进的LM(Levenberg-Marquardt algorithm)算法对调整后的网络参数进行更新,使网络具有较少的训练时间和较快的收敛速度。最后,对提出的设计方法进行非线性函数仿真和污水处理出水参数氨氮建模,仿真结果表明,RBF神经网络能够根据研究对象自适应地动态调整RBF结构和参数,具有较好的逼近能力和更高的预测精度。

接触氧化法深度去除二级出水中氨氮的研究

采用生物接触氧化法对生活污水处理厂出水进行深度处理 ,探讨了水力停留时间、温度及 pH值等因素对氨氮去除效果的影响。结果表明 :水力停留时间1.5h时 ,污水厂出水经过处理后氨氮的浓度小于5mg/L,去除率达到82 %以上 ,出水符合国家生活杂用水水质标准 (CJ25.1 -89)。

曝气生物滤池去除二级出水中的氨氮

用曝气生物滤池对二级出水进行深度处理,经过生物膜培养驯化、变负荷研究、稳定运行三个阶段,结果表明,二级出水中的氨氮能够有效去除,可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水体标准,满足电厂循环冷却水及人工景观用水等高级回用的要求。

微生物强化猪场沼液脱氮效果研究

微生物强化可以提高序批式生物反应器(SBR)的处理效果。对高NH_4^+-N(氨氮)、低COD/N猪场沼液脱氮条件进行优化,结果表明,投加硝化细菌对促进SBR活性污泥系统硝化作用不明显,总氮(TN)去除率为1.7%,以甲醇为碳源的投菌组,当COD/N为11:1时总氮去除率约为84%。此外,使用低聚果糖废液作为混合碳源,同等COD/N条件下,脱氮效果优于甲醇,约为95%。优化投菌比例,综合碳源实验,脱氮效果最佳条件为硝化细菌10~5 CFU/mL、反硝化细菌10~5 CFU/mL,水力停留时间为3 d,NH_4^+-N、TN去除率分别为(99±0.4)%,(95±1.5)%,出水的相应浓度分别为(2.63±0.88)、(13.80±4.34)mg/L。此外,COD从最初的530 mg/L降低至100 mg/L以下。改进的工艺出水氨氮和总氮优于一级A标准,为养殖废水的深度脱氮提供了基础数据。

柠檬酸厌氧出水回用技术初探

对厌氧出水作为配料水回用于柠檬酸发酵做了初步研究,包括厌氧出水中的氨氮对柠檬酸发酵的影响和相关预处理技术。实验表明,厌氧出水中的氨氮会使培养基氮源过量,造成产酸降低。对厌氧出水采用气提脱氨处理可以去除氨氮从而降低抑制,再经过混凝处理去除水中固形物后,抑制基本消除。最终酸度比未处理提高17.3%,比去离子水对照低2.8%,达到正常产酸水平。该技术既减少了污染又节约了水资源,具有一定的应用潜力。

直接空气吹脱法去除废水中的氨氮

为初步阐明直接空气吹脱法去除废水中氨氮的原理,并评估关键操作因素对该方法去除氨氮效率的影响。分别以天然沼液及人工配制废水为实验对象,通过检测直接空气吹脱处理前后体系的pH、碱度及氨氮浓度的变化,提出和验证假设,并评估以上因素对直接空气吹脱法去除氨氮的影响。结果表明,HCO^(-)_(3)的分解反应及随后CO^(2-)_(3)的水解反应是直接空气吹脱法去除氨氮的理论基础。降低操作压力、升高处理温度、增加通风量,均可提高脱氨效率。50℃,通风量16 vvm,处理1 h时,废水中氨氮从533.6 mg/L下降到193.9 mg/L,下降63.7%。该方法可以应用于含有HCO-3的氨氮废水的脱氨处理,且无需添加碱试剂。废水中HCO-3的浓度决定了该方法的脱氨效率。

BMED处理高氨氮羧甲司坦工业废水研究

高氨氮工业废水的处理是羧甲司坦生产过程中亟需解决的问题。采用双极膜电渗析技术(BMED)从废水中回收羧甲司坦并再生盐酸、氨水。考察了电流密度、膜面流速、进料体积比等操作条件对膜堆去除氨氮性能的影响。结果表明,在电流密度50mA/cm^2,膜面流速5cm/s,进料体积比1∶1的条件下,氨氮去除率可达96.3%,电流效率66.7%,能耗4.98kWh/kg。由于氨水是弱电解质,随着浓度的升高,其以游离态形式在膜堆中回迁以及挥发的程度增大,降低了产率和电流效率。在酸、碱隔室中检测到少量的羧甲司坦,表明其在电渗析过程中存在一定程度的泄露,并随着实验运行逐渐加深。

A/SMBBR工艺处理高氨氮戊二胺废水

采用A/SMBBR工艺进行中试实验,探究该工艺处理高氨氮DN5废水的可行性,反应器进水分别为DN5废水与预处理过的D)废水混合(I阶段)和单一DN5废水(Ⅱ阶段)。结果表明,第I阶段进水氨氮质量浓度由50mg/L提升到450 mg/L,尽管进水中COD和氨氮波动幅度大,但A/SMBBR工艺对污水中COD和氨氮的平均去除率可达到96.23%和97.03%,其中氨氮的平均出水质量浓度为3.56 mg/L,此阶段A/SMBBR工艺表现出极强的抗氨氮冲击负荷能力和系统破坏后较快的恢复能力,而氨氮冲击负荷严重影响总磷的去除效果。第II阶段在系统总停留时间5.2 d,DO质量浓度为(3.5±0.5)mg/L,上清液回流比为200%的操作条件下,A/SMBBR工艺可稳定处理氨氮质量浓度550 mg/L左右的DN5废水,出水COD保持在(60±10)mg/L,氨氮质量浓度在(2±1.5)mg/L,出水水质满足GB 5084-2005。