土壤渗滤系统中植物对地表雨水径流中磷的控制效果与影响分析

按照城市地表雨水径流水质指标,通过在自来水中添加药剂或材料,人工配制模拟地表雨水径流。通过对有植物和无植物种植的两个土壤渗滤系统开展4次模拟地表雨水径流渗滤试验,监测每次模拟地表雨水径流渗滤试验的渗滤出水中TP含量以及在进水、落干阶段土壤渗滤系统试验装置中0、5、15、35cm深度改良土壤渗滤介质的交换态无机磷(Ex-P)、铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)的含量,研究土壤渗滤系统中植物对地表雨水径流中磷的控制效果和对改良土壤渗滤介质吸附磷迁移转化过程的影响。结果表明:(1)4次模拟地表雨水径流渗滤试验中,土壤渗滤系统对模拟地表雨水径流中TP的去除率均在89%以上,有植物种植的土壤渗滤系统中TP去除率均高于无植物种植的土壤渗滤系统。(2)改良土壤渗滤介质对模拟地表雨水径流中无机磷的吸附是分层进行的,随着上层改良土壤渗滤介质固定的无机磷量逐渐增加,改良土壤渗滤介质对模拟地表雨水径流中磷的吸附作用逐渐减弱,含有较多磷的模拟地表雨水径流进入下层的改良土壤渗滤介质再被吸附固定。在没有外源磷进入的阶段,改良土壤渗滤介质吸附磷的主要介质为红壤土中无定形态的铝,植物的生长会促使改良土壤渗滤介质中Al-P累积到一定程度后会向Fe-P转化。

基于YOLO v5l-Im的排水管道缺陷检测方法及效果分析

针对YOLO v5l(you only look once version 5 large)算法对于小目标、少样本且背景复杂的排水管道缺陷图像检测的精度低、误检和漏检率较高等问题,提出了一种基于YOLO v5l-Im算法的排水管道缺陷检测改进方法。做了三点改进:首先提出了Focal-EIoU(focal embedding intersection over union)损失函数,有效提升了检测模型的性能;其次为增强检测模型对小目标缺陷的检测效果,减少缺陷误检和漏检的概率,将骨干网络中浅层特征图融合到双向特征金字塔网络(bidirectional feature pyramid network,BiFPN)中,增加针对小目标的预测层;最后在YOLO v5l中引入坐标注意力机制(coordinate attention,CA),提高模型对图像中感兴趣区域的敏感程度,减少冗余背景信息的干扰。3种改进对平均检测准确率(mean average precision,mAP)的提升分别为2.0、2.9、5.9个百分点。将三种有效改进融合到一起,检测结果表明:本文提出的YOLO v5l-Im模型的mAP达到了92.1%,较原模型的85.5%提升了6.5个百分点。由此可见,所做的改进有效增强了YOLO v5l对排水管道缺陷的检测能力。

海绵城市建设热潮下的冷思考

2014年《海绵城市建设指南-低影响开发雨水系统构建》的发布,以及建设部、财政部、水利部联合开展的海绵城市建设试点申报和建设工作,已经在全国范围内掀起海绵城市的建设热潮。但在各城市真正推进海绵城市建设过程中,还存在不少的困惑和问题,直接影响试点城市的推行效率以及实施方案科学性。文章仅就目前海绵城市建设中存在的一些误区和困惑进行分析和探讨,结合城市绿地空间条件、基础设施现状特点与实施过程中的难点,指出海绵城市建设中需要重视的若干关键环节。

丝状菌在污水处理中的控制与应用

为研究丝状菌在污水处理中的作用,分别对丝状菌在活性污泥法、生物膜法及颗粒污泥反应器中的作用进行了详细分析。分析认为,在传统活性污泥法中,丝状菌不一定会导致活性污泥膨胀,但在丝状菌非常多的情况下,会导致污泥膨胀,并严重影响污泥沉降的性能。在生物膜法中,一般认为丝状菌有益无害,但曝气生物滤池除外,应尽量予以避免;在颗粒污泥反应器中,适当数量的丝状菌有利于颗粒污泥的形成,但是丝状菌过量会造成出水水质恶化,颗粒污泥解体等一系列严重后果。同时提出了不同情况下控制丝状菌膨胀的方法,建议加大对于污泥膨胀尤其是微膨胀的研究,以进一步优化丝状菌的功能,提高污水出水效果。

PCBs在SBR污水处理工艺中的含量分布及去除规律

以EPA推荐的7种多氯联苯(PCBs)PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB138、PCB153、PCB180为目标化合物,采用固相萃取法和气相色谱-质谱法,研究北京某城镇污水处理厂序批式活性污泥法(SBR)中PCBs含量分布和去除规律。结果表明,进厂污水中7种PCBs检出率均为100%,主要组成为五氯~七氯PCBs,PCBs总质量浓度为56.28 ng/L;进水中PCBs含量随季节变化规律大致呈现冬季含量小于春、秋两季的趋势,PCBs的去除率总体和气温呈正相关关系。PCBs在SBR池曝气阶段的去除效果最明显。

基于海绵城市理念的城市规划方法探讨

通过分析我国城市规划设计中存在的主要问题,及其与城市排水防涝、雨水径流污染、水资源短缺等突出城市水环境问题的内在联系。从城市用地控制、各层级规划衔接等角度出发,提出了从城市建设源头解决城市水环境问题的规划思路,进而将海绵城市建设内容纳入到城市规划的各个阶段。以济南市海绵城市建设试点城市申报实施方案为例,详细阐述了基于海绵城市理念下的城市总体规划、各专项规划、详细规划之间如何实现有效衔接,以期为我国海绵城市的建设提供可借鉴的规划设计方法。

热水解-厌氧消化工艺中污泥的触变性分析

采用触变动力学系数作为评价指标,通过流变试验研究了热水解-厌氧消化联合工艺中污泥标准化黏度和触变性的变化规律,并探讨了屈服应力和触变性二者间的联系,从触变性角度为热水解-厌氧消化污泥的处理处置提供参考依据。结果表明:与滞后环相比,用触变动力学系数K更适合表征污泥的触变性;调配污泥、热水解污泥和厌氧消化污泥的标准化黏度均随时间增大逐渐减小;3种污泥的触变性随TSS质量分数增大而减小,经热水解-厌氧消化后污泥的触变性增大,流动性增强;污泥屈服应力越大,触变性越小,稳定性越强。

合流制溢流调蓄池污染控制研究进展

目前,合流制溢流(CSOs)污染仍是我国大多数城市老城区排水系统的一个顽疾,并已成为环境水体污染物的主要来源之一,CSOs调蓄池作为控制CSOs污染的一种有效措施,在国内外诸多城市得到越来越多的应用。从CSOs水质水量特征、调蓄池规模设计方法、调蓄池模型及实时控制等方面对CSOs调蓄池在控制CSOs污染方面的国内外应用及最新研究进展进行了综述,以期为中国CSOs调蓄池污染控制策略的制定、合流制排水系统升级改造、调蓄池优化设计、科学系统的决策等提供参考。

CANON工艺的研究现状及面临困难分析

CANON工艺是将Anammox菌与AOB结合到一个反应器中的一种新型节能的脱氮工艺,具有不消耗有机碳源、降低曝气量、降低污泥产量等优点,采用常规脱氮技术处理高氨氮、低C/N的废水,往往面临碳源不足和能源消耗等问题,然而如果能把CANON工艺应用到高氨氮、低C/N的废水领域,将使得高氨氮和低C/N的废水处理产生革命性的改革。本文主要从理论研究、工程应用和面临的问题等3方面分别探讨了CANON工艺。经过分析表明,CANON工艺主要有活性污泥和生物膜2种形式,而颗粒污泥作为活性污泥一种特殊形式,将是今后发展和应用CANON工艺的主要形式,然而CANON工艺主要的问题是亚硝酸盐的来源,而要实现亚硝酸盐的富集就必须综合考虑温度、溶解氧、游离氨的控制,同时也要考虑抑制物对CANON工艺的影响,NH4+-N与NO2--N对其影响有限,但低温与有机物的作用须要考虑。

改性聚乙烯填料CANON反应器的启动与运行

以人工配制无机高氨氮废水为进水,通过接种CANON污泥,研究了改性聚乙烯填料CANON反应器的启动过程。为避免初期溶解氧的抑制作用,启动采用先厌氧后好氧的方式,以加速ANAMMOX细菌的增殖。首先,在室温[(20±5)℃]、厌氧条件下,历经300 d依然不能启动厌氧氨氧化,TN去除负荷仅为0.12 kg·(m3·d)-1;当提高温度至30℃后,30 d后,TN的去除负荷达到0.23 kg·(m3·d)-1;改为好氧条件后,经过38 d后,TN的去除负荷达到1.01 kg·(m3·d)-1,TN去除率达到77.61%,3NO-N/TN-δδ的平均值为0.122,接近理论值0.127,表明CANON反应器的脱氮效果良好,短程硝化稳定。通过分析认为,采用先厌氧后好氧的方式启动,并没有达到加速培养ANAMMOX细菌的预期目的,改性聚乙烯填料不适用在厌氧条件下培养ANAMMOX细菌。改性聚乙烯填料CANON反应器启动成功后,需要的曝气量少,但运行不易稳定,应对于CANON反应器形式予以改进,建议将改性聚乙烯填料结合UASB反应器采用,使污泥免于流失。

内回流对厌氧氨氧化UASB反应器脱氮性能的影响

温度为30℃±1℃,厌氧氨氧化污泥为接种污泥,人工配制无机废水为进水,通过改变运行方式,研究内回流对厌氧氨氧化反应器不同运行阶段脱氮效能的影响.结果表明:厌氧氨氧化反应器经过42d启动成功,TN去除负荷为3.26kg/(m^3·d),TN去除率达到76.04%;内回流对于厌氧氨氧化UASB反应器的培养初期与培养成熟后的阶段,表现出完全不同的特征:启动初期,增设内回流(回流比为92%)对反应器运行有负面影响,TN去除率由无回流时的30%下降到19%;颗粒污泥形成后,增设内回流(回流比为92%)对反应器脱氮性能有正面作用,TN去除率由无内回流时的76%提高到84%.

持久性有机污染物(POPs)修复方法的研究进展

总结近年来国内外有关持久性有机污染物修复领域的研究进展,分析了物理、化学和生物修复的原理及特点.重点评价了新型吸附材料对吸附效果的影响,比较了光催化氧化法、Fenton法和超临界水氧化法等高级氧化技术的适用条件和作用效果,阐述了微生物修复领域的最新进展.

桨叶安装角度对反应器内混合特性影响的模拟分析

借助计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术对桨叶安装角度为30°,45°和60°的污泥厌氧消化反应器进行数值模拟,研究结果表明:反应器内最大速度出现在搅拌桨叶末端,搅拌轴处及其两侧速度几乎为零,形成死区.湍流黏度的最大值均出现在搅拌轴上部左右两侧的区域,搅拌桨叶区域的湍流黏度较小.湍动能的最大值出现在桨叶末端附近,并向中心逐渐递减,且随着安装角度增大,湍动能的分布更加广泛和均匀,三种反应器的湍动能耗散主要集中在桨叶区和槽壁区域,安装角度越大,在桨叶区和槽壁区域的耗散就越大,不利于反应器内能量的传递.桨叶安装角度越大,其搅拌功率越小,安装角度每增加5°,功率降低约1%.

老城排水系统改造的绿色方略——以美国纽约市为例

我国目前正全面推进海绵城市建设,老城在这一过程中遇到了诸多问题。本文对美国纽约市绿色基础设施建设的规划、实施过程、监测评估以及成本效益进行介绍,并针对建设过程中面临的实际挑战及解决方案进行详细的阐述,以期为我国老城的海绵城市建设的方略、目标、建设方案的完善提供参考。

总固体和温度对污泥流变特性的影响

对污水厂的污泥进行流变特性分析,考察不同总固体(total solid,TS)下污泥的极限黏度、屈服应力、触变性等流变特征指标的变化规律,并重点探讨TS和温度对污泥流变特性的影响。结果表明:当活性污泥TS为0.86%时,剪切速率从0~100 s-1的过程中,污泥具有假塑性流体的特征,但随剪切速率的不断增大(100~1 000 s-1时),表现出胀塑性流体的特征,其流变特性可用Herschel-Bulkley模型来描述。屈服应力与TS的呈幂律关系;极限黏度和触变环面积与TS呈指数关系;污泥黏度和触变环面积随温度升高而呈现降低趋势,且低剪切速率对黏度这种趋势的影响更加显著。

液液射流装置的搅拌混合效果

以活性污泥、消化污泥为研究对象,分析液液射流搅拌装置对这两种污泥在搅拌槽内混合效果;同时利用计算流体力学软件ANSYS Fluent 15.0模拟了在入射压力为226 043 Pa工况下,射流搅拌装置的工作性能。该入射压力下,液液喷嘴泵送活性污泥时入射流量314.57 m^3/h,入射速度为3.37 m/s,消化污泥入射流量为312.05 m^3/h,入射速度为3.20 m/s。模拟结果表明在液液喷嘴内部搅拌混合效果不受流体性质的影响,均得到很好的搅拌混合;但在搅拌槽内活性污泥的搅拌混合效果明显优于消化污泥,搅拌槽内活性污泥流速方差加权平均值f为144.24,死区的体积分数φ为13.33%,平均流速为0.108 2 m/s,消化污泥在搅拌槽内的平均流速为0.031 8 m/s。

SBR和A/O工艺活性污泥的流变特性分析

对间歇式活性污泥法和厌氧好氧工艺法中的污泥进行流变特性分析,探讨两种工艺中污泥的剪切应力、黏度等流变特征指标的变化规律,并重点讨论TS和温度对污泥流变特性的影响。结果表明:当TS为9.10%时,两种工艺中的污泥均为假塑性非牛顿流体,其流变特性可以用Herschel-Bulkley模型来拟合。同一温度同一TS时,SBR工艺污泥流变模型H-B中的K是A/O工艺的10.11倍;极限黏度与TS呈幂指数关系;污泥黏度随温度升高呈现逐渐降低的趋势在低剪切速率下更为明显,且温度在10~35℃范围内,黏度变化更为显著。

水力停留时间和溶解氧对陶粒CANON反应器的影响

以人工配制无机高氨氮废水为进水,通过接种CANON污泥,以陶粒作为填料,研究了HRT和DO对生物膜CANON反应器的影响.试验过程中,控制进水氨氮浓度基本不变,依次控制反应器的HRT为9、7、5 h,同时控制DO的范围为1.16~3.20 mg·L-1.研究发现:1当DO为1.20~1.75 mg·L-1时,尽管提高DO有利于提高AOB的活性和系统内基质的传质效果,但是CANON反应器的NH+4-N、TN去除效果依然随着HRT的缩短而下降,尤其当DO超过2.50 mg·L-1时,TN去除效果大幅度下降;2当DO为1.20~1.75 mg·L-1时,随着HRT的缩短,CANON反应器的短程硝化性能趋于稳定,而当DO超过1.75 mg·L-1时,即使缩短HRT,其短程硝化性能依然遭到严重破坏;3CANON反应器中短程硝化稳定性能和去除效果较佳的条件是HRT为7 h,且DO控制在1.20~1.75 mg·L-1之间.HRT和DO是废水生物处理的重要运行参数,直接影响到生物处理的效果和出水水质,协调控制两者的变化范围,对提高CANON工艺对高氨氮废水的处理效果非常重要.

生物膜短程硝化系统的恢复及其转化为CANON工艺的过程

在温度为30℃±1℃条件下,以改性聚乙烯为填料,人工配置无机NH+4-N废水为进水,研究生物膜短程硝化系统的恢复过程.短程硝化首先通过过量曝气破坏,使NOB适应高浓度游离氨后,在连续曝气条件下,DO控制在0.5 mg·L^(-1)以下,FA控制在1.5 mg·L^(-1)以上,维持反应器运行83 d未实现短程硝化,84 d改连续曝气为间歇曝气,出现NO-2-N积累现象,142 d再次验证这一规律.随着反应器的运行,生物膜系统中为ANAMMOX菌提供了生存环境,厌氧氨氧化作用产生,短程硝化系统逐步转化为CANON工艺,并逐渐增加进水NH+4-N浓度和进水流量,反应器的TN去除率与TN去除负荷逐渐提高.当反应器运行至450 d,TN去除率达到64.03%,去除负荷为2.52 kg·(m^3·d)^(-1).因此,一旦NOB适应了高浓度的游离氨,生物膜系统的短程硝化恢复不易实现,但间歇曝气是一个有效的方法,随着反应器的连续运行,短程硝化工艺最终转化为CANON工艺,而且,这一转变进一步强化了短程硝化的稳定性.

厌氧氨氧化技术应用于市政污水处理的前景分析

厌氧氨氧化是一种新型脱氮技术,具有几乎不消耗有机碳源的突出优点,采用常规脱氮技术处理市政污水时,往往面临碳源不足的问题,若将厌氧氨氧化技术应用到市政污水领域,将使得市政污水处理产生革命性的变化。以市政污水为对象,分别从厌氧氨氧化和短程硝化两方面探讨分析了应用厌氧氨氧化技术的可行性。经过分析表明,厌氧氨氧化技术应用于市政污水处理的瓶颈在于如何实现短程硝化,而市政污水进行短程硝化的手段必须结合溶解氧控制,且采用一体式反应器的CANON工艺更有利于短程硝化的实现,但是理论分析表明,通过碱度控制无法实现短程硝化;在解决短程硝化的基础上,厌氧氨氧化技术应用于市政污水基本上不存在障碍,有机物、亚硝酸盐、溶解氧等对于ANAMMOX菌的抑制作用都可找到相应的解决方法。