SBR中DO的变化及其作为污水处理控制参数的研究

序批式活性污泥法（SBR）处理污水是一个好氧过程、需氧量与有机物的降解有关。反应器内溶解氧（DO）的变化取决于进浓度、曝气量、污泥浓度等因素。试验研究表明,进水 度高,需氧量大,反应时间长;供气量大,有机降降解快,反应时间短;污泥浓度（MLSS）高,有机物降解快,反应时间短。而以上污水处理过程的特征都可以由反应器中DO变的变化反映,采用DO的在线检测来作为SBR的污水处理过程和终点控制参数是可行的。     

DO和ORP与SBR法硝化反硝化的相关关系

为实现SBR法脱氮在线模糊控制，以啤酒废水为研究对象，通过不同进水氨氮浓度、不同进水有机物浓度的试验详细地研究了SBR法去除有机物、硝化和反硝化过程中DO和ORP的变化规律。结果表明在有机物去除过程中DO和ORP都有平台出现；有机物去除结束时DO和ORP都突然跃升。在硝化反应结束时，DO出现第二次跳跃，并在接近饱和值处第二次维持恒定，ORP则出现第二个平台。反硝化过程中，ORP不断减速下降，在反硝化结束时突然下降速度增加出现拐点，指示反硝化已经结束。不同进水氨氮浓度和进水有机物浓度的试验进一步验证了DO和ORP的特征点、平台的重现性，可以作为SBR法去除有机物、硝化和反硝化的模糊控制参数。     

DO对印染综合废水好氧生化处理的影响

在好氧生物活性污泥法处理废水过程中，溶解氧（DO）浓度对有机物的降解速率和污泥回流运行成本均有较大影响．实验研究了溶解氧对好氧生物法处理印染综合废水降解动力学的影响．通过固定活性污泥和基质浓度，测定不同溶解氧浓度下混合液初始降解速率，表明溶解氧浓度对有机物降解速率的影响可用氧的开关函数表示，获得氧的开关常数Ko=0．255mg／L。当DO≥1．0mg／L时，有机物降解速率为完全不受DO抑制时的80％以上．获得溶解氧影响印染综合废水好氧生化反应的动力学模型，过程符合拟一级动力学，模型能较好地解释实验结果．     

污水生物脱氮系统曝气量模糊控制系统的建立

污水生物处理系统中,曝气量的控制至关重要。基于分段进水缺氧/好氧(SFA/O)工艺大量的试验数据,建立恒DO模糊控制和DO前馈-反馈模糊控制两种曝气量模糊控制方法。根据所建立的模糊控制规则,进行输入-输出变量的动态响应分析。结果表明:两种控制方法的输入-输出传递特性曲面近乎连续且无多峰现象,建立的曝气量模糊控制规则合理,可作为优化的模糊控制方法进行应用。     

基于灰熵法的SBR短程硝化影响因素分析

目的研究控制短程硝化的影响因素,使亚硝态氮积累率提高．方法通过计算曝气频率、溶解氧质量浓度ρ（DO）、pH、温度与亚硝态氮积累率灰熵关联系数判别影响顺序及最适范围．结果灰熵度的大小及操作因素的影响顺序分别为：pH（0．9956）〉反应温度（0．9927）〉反应时间（0．9900）〉ρ（DO）（0．9823）〉曝气频率（0．9822）．pH、温度、系统运行时间、溶解氧质量浓度、曝气频率的最佳范围分别为7．3～7．6、26～27℃、6～7d、1mg／L及15～30min时可以有效提高系统的亚硝化率．结论灰熵法可以区别出关键因素的最优范围,为短程硝化应用优化提供帮助．     

SBR工艺处理实际生活污水节能降耗的中试研究

采用8.8 m3的间歇式活性污泥反应器中试系统,研究其脱氮除磷过程的能耗情况.通过变频控制技术维持SBR曝气阶段溶解氧(dissolved oxygen,DO)的质量浓度ρ(DO)恒定,考察了不同ρ(DO)、温度及运行方式下好氧阶段的耗电量和反硝化碳源的投加量.结果表明,与工频运行模式(风机在设定频率下运行)相比,变频运行模式可降低能耗约49.4%,且ρ(DO)维持在2.0 mg/L左右时节能效果最好.由于温度对微生物活性的影响,系统能耗随温度的升高而逐渐降低.最后对比分段进水方式与传统SBR运行方式,发现分段进水方式不仅减少了47.6%的碳源投加成本,而且减少了好氧曝气阶段的反应时间,从而节省约17.9%的电能消耗.     

DO作为SBR法控制参数的应用研究

为解决SBR法在中小型污水厂污水处理工艺中普遍存在的操作繁琐、不易控制的缺点,以实际工程为基础,分别考察了不同曝气量、不同反应初始有机物浓度和MLSS运行情况下DO的变化情况,均发现DO曲线在反应阶段的末期存在突跃,并随之稳定在一高值区．根据这一现象,在预定最大反应时间基础上,采用DO作为反应时间和反应阶段的控制参数．运行结果表明,该控制方法在保证出水达标的前提下可以节约能耗、降低运行成本．     

DO对除磷过程的长期影响

为研究溶解氧(DO)对除磷过程的长期影响,采用序批式间歇反应器(SBR),通过设置好氧阶段DO的不同(5.5～7.0 mg/L和0.5～1.5 mg/L),系统地考察长期运行在这两种DO水平下强化生物除磷系统(EBPR)除磷过程的特点.结果表明:在pH 7.2～7.6,温度(23±0.5)℃时,高DO对放磷和吸磷两个阶段均会产生负面影响.其厌氧阶段的放磷量比低DO情况下要少43.08%.吸磷过程在好氧阶段初始30 min内进行得最快,该期间内高低DO污泥的最大比吸磷速率分别为6.27和11.45 mg.g-1.h-1,前者比后者少45.24%.分析认为,过度曝气导致的聚磷菌体内聚β羟基丁酸盐(PHB)的不足和过多的进水碳源被用作反硝化,是本试验高DO状态下除磷性能恶化的主要原因.高DO在抑制丝状菌膨胀方面并不比低DO占有明显的优势,污泥除磷性能的改善往往伴随着污泥沉降性的好转.     

梯度递减曝气实现一体化部分短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化工艺(SPNAD)的稳定运行

为了解决一体化部分短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(single-stage partial nitritation, anammox and denitrification, SPNAD)系统中部分短程硝化由于过曝气难以稳定维持及短程硝化出水不稳定的问题,在以氨氮质量浓度为80 mg/L、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)质量浓度为150 mg/L的生活污水为进水的SPNAD系统中,通过曝气量控制进行了60 d的稳定进水负荷试验.在连续曝气控制0.3～0.5 mg/L的低溶解氧(dissolved oxygen,DO)过程中,会依次出现3次明显的DO跃变点T_a、T_b、T_c.结果表明:T_b可作为COD的降解完成指示点,T_c可作为部分短程硝化停曝气的指示点,T_c时刻NH■-N、NO■-N平均质量浓度分别为20.11、22.83 mg/L,NO■-N和NH■-N的质量浓度比值为0.93～1.37,适宜作为厌氧氨氧化进水;以DO变化率Δρ(DO)/Δt≥0.04 mg/(L·min)作为渐减曝气量和停止曝气量的设定值;将该梯度递减曝气控制策略应用于以实际生活污水(NH■-N质量浓度为41.4～75.5 mg/L)为进水的SPNAD系统中,稳定实现了平均96.7%的总氮去除率(nitrogen removal ratio,NRR),平均出水总氮(total nitrogen,TN)质量浓度为2.11 mg/L.通过近150 d的试验为SPNAD系统的稳定短程硝化的稳定维持提出了一种梯度递减曝气控制策略,应用该控制策略可灵活调节本系统适应低氨氮、低ρ(COD)/ρ(TN)城市生活污水的水质变化且出水远优于国家一级A排放标准.     

单级曝气生物滤池处理生活污水的动力学特性

推导了单级曝气生物滤池处理生活污水的有机物和氨氮去除动力学模型.在水温20~22.5℃,HRT1.25 h的运行条件下求得UBAF-A、UBAF-B、UBAF-C的有机物去除动力学常数K1值分别为1.521 4,1.742 2和1.637 2.动力学常数解析结果表明,填料性质对曝气生物滤池的有机物降解去除有一定影响,碎石填料在有机物去除方面要优于陶粒填料,而小粒径填料的性能要好于大粒径填料.分析了曝气生物滤池同步去除氨氮的动力学特性,发现氨氮去除速率的沿程变化主要与亚硝化细菌的活性质量浓度分布有关,而后者主要受局部空间的底物质量浓度、溶解氧质量浓度和pH值条件有关,溶解氧质量浓度又受曝气量、反应器特性和有机物质量浓度控制.单级曝气生物滤池在有机物存在条件下的氨氮去除反应可以分为3个不同的动力学限速区域,具有不同的底物去除速率变化特征.     

立方准晶的反平面问题与Ⅲ型裂纹问题

发展了立方准晶材料的断裂理论 .通过应用Fourier分析和对偶积分方程理论 ,得到了立方准晶材料Ⅲ型裂纹问题的精确解析解 ,并由此确定了位移与应力场 ,应力强度因子和应变能释放率 .结果表明 ,应力强度因子与材料常数无关 ,而应变能释放率依赖于所有的材料常数 .这些为研究此新固体材料的变形和断裂提供了重要的信息 .     

FMS中加工质量故障预报的新方法

对引起加工质量故障的原因进行了研究,建立了用于加工中心加工质量故障分析的与/或故障树,提出了隐加工质量故障(FMQF)的概念和由·FMQF 找出制造系统故障的决策树方法.本文在模糊理论基础上,提出了隐加工质量故障识别的新方法,用这种方法可以根据控制图的变化进行设备状态估计.基于以上研究,建立了可用于柔性制造系统隐加工质量故障预测和预报的专家系统.     

基于田口方法的生态环境敏感性评估方法研究

提出基于田口法的生态环境敏感性评估方法。采用统计分析方法描述生态环境敏感性特征,构建生态环境敏感性数据的统计分析模型,结合大数据挖掘方法进行生态环境敏感性关联数据挖掘,提取生态环境敏感性数据统计分布的模糊聚类特征量,采用模糊C均值聚类分析方法和相关性融合分析方法,实现对生态环境敏感性评估和检测,基于田口方法构建生态环境敏感性评估的检测统计量,根据稳健性检验和统计回归分析方法,实现对生态环境敏感性评估和预测。仿真结果表明,采用该方法进行生态环境敏感性评估的自适应性能较好,预测准确度较高,提高了生态环境敏感性评估的置信度水平。     

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<正>Science China Technological Sciences(Sci China Tech Sci)is a monthly peerreviewed academic journal supervised by the Chinese Academy of Sciences,and co-sponsored by the Chinese Academy of Sciences and National Natural Science Foundation of China.Its primary mission is to encourage communication of basic and innovative research results of high quality in the fields of technological sciences.The subject areas featured include materials,mechanical engineering,engineering thermophysics,water resources,space science,astronomics,civil engineering,nuclear science and technology,electronic engineering,architecture,and engineering mechanics,etc.All papers should be intelligible for a broad scientific audience.Contributions are invited from researchers all over the world.Sci China Tech Sci is indexed by SCI,EI,Current Contents,Index to Scientific Reviews,International Aerospace Abstracts,Math Reviews,MathSciNet,Current Mathematical Publications,Z Math,etc.     

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正General Journal of Beijing Institute of Technology(JBIT),an English language journal sponsored by Beijing Institute of Technology,was established in 1992.JBIT mainly publishes research articles that reflect the latest achievements in basic theory and experimental studies in various engineering fields and in applied mathematics,mechanics,physics,chemistry,and so on.JBIT is listed in Ei,CA,SA,AJ,CSA,MR,ZM and many other abstracting indexes.     

Genomics,metagenomics,and microbial oceanography—A sea of opportunities

Microbial oceanography is an emerging discipline resulted from the interaction,cross-fertilization and integration of life science and ocean science.Microbial oceanography integrates the principles of marine microbiology,microbial ecology and oceanography to study the role of microorganisms in the biogeochemical dynamics of natural marine ecosystems.The application of genomics tools to study marine microbes is resulting in rapid advancements in microbial oceanography that has important implications in globa...     

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电流变隔振器的理论研究

介绍了一种新型的隔振器———电流变隔振器 .通过对系统的结构进行简化 ,建立起物理模型 ,推导出运动微分方程 ,在理论分析和性能曲线模拟的基础上 ,确定出影响电流变隔振器工作特性的主要因素 .理论研究表明电流变隔振器在低、高频段均能良好隔振 ,有效降低传递力的幅值和扩大隔振的频率范围 ,并具有防系统共振的性能 .     

关于受控扩散过程的动力学

主要考虑在给定初始条件下构形变量的时间演化可由受控扩散描述的有限自由度动力系统.基于随机控制一般理论,引入受控扩散的随机作用量的两个适当形式.通过离散该随机作用量,导出系统受控扩散的广义坐标表示的动力学方程,该方程连同连续方程一起精确描述扩散运动的概率进程.