数学模拟技术在污水处理工艺设计、优化、研发中的应用(上)

污水生物处理数学模型经过二三十年的发展已基本完善,不仅有了可以描述碳氧化、硝化、反硝化、生物除磷在内的宏观活性污泥模型,而且也有了可以从微观角度细述生物除磷过程的代谢模型,另外还有多维生物膜结构模型。所有这些模型借助突飞猛进的计算机技术发展而日益显示出它们在工程应用与试验研究中的巨大作用。在介绍数学模型发展历程与计算机应用软件的基础上,举例说明模拟技术在工艺设计、运行优化、试验定向等方面的具体作用与应用,旨在推动数学模拟这一超级辅助工具在我国的实际应用。     

污泥石灰干化作用机理及应用研究

污泥石灰干化技术具有脱水效果好、投资少、干化后污泥可资源化利用等优点。但污泥成分复杂,污泥石灰干化过程中伴随有大量复杂的化学反应。本研究通过热重实验分析着重探讨了污泥石灰干化过程有机物的转化机理。此外,通过小试和生产试验研究表明,石灰干化后污泥含水率由80%可降为40%左右;有机物含量由75%可降为14%左右。干化后污泥有用作水泥替代原料、铺路材料和垃圾填埋覆盖土等多种形式的资源化利用途径。     

城市污水处理厂污泥石灰稳定干化工艺应用研究

污泥石灰稳定干化技术是近年来研究应用较多的一项城市污水污泥处理技术,该技术在方庄城市污水处理厂的成功应用实现了方庄污水处理厂污泥的减量化、稳定化和无害化。石灰稳定干化后,污泥含水率迅速降低到40%,污泥堆置8d后,含水率降低到5%;干化污泥有机物含量由45.58%降低到8.27%;堆置5d后,大肠杆菌和粪大肠杆菌未检出。     

再生水地下回灌的必要性和可行性分析

基于地下水开采过程中出现的问题和再生水作为地表景观用水潜在的危害,分析了再生水地下回灌在增加地下水资源、改善环境、减少工程费用等方面的优势,并给出了再生水地下回灌在可管理条件下科学合理实施的前提条件,包括对地下水的需求、含水层类型、场地和水质等,提出了需要重点解决的影响再生水地下回灌的关键问题.得出"大体积污水的经济有效处理,储水含水层系统的有效性和可持续性管理,健康、安全和环境风险控制"是可管理的再生水地下回灌能够成功实施的核心,可以保证再生水水质从注入地下含水层到采出回用是安全、可控的.     

排水研究新热点--从污水处理过程中回收磷

磷是一种不可更新、难以替代的有限自然资源.因控制水体富营养化而实施的生物营养物去除为从污水中回收磷创造了条件,以鸟粪石等磷酸盐沉淀方式从处理过程中回收磷并用于肥料或磷酸盐制造业原料已成为排水界研究的新热点.基于第二届磷回收国际学术会议论点与结论,阐述了磷回收的基本概念、应用实例、污泥管理、应用技术、经济分析等方面的情况.     

A/O-MBR工艺处理城市污水的研究

针对水资源短缺、水污染严重和用水量增加的状况,进行了膜生物反应器（MBR）处理城市污水的中试,考察了出水回用奥运公园的可行性.试验结果表明,系统出水SS、COD、氨氮、Fe、Mn的浓度分别为0、16.3、0.65、0.2、0.033 mg/L,去除率分别达到100%、94.5%、98.3%、99%和92.3%;出水浊度和细菌数分别为0.06 NTU、4 CFU/mL,去除率为99.7%和6-lg,出水水质优于城市杂用水水质标准（GB/T 18920-2002）.系统运行稳定,有较强的抗冲击负荷能力.膜过滤压差的变化和膜的清洗试验表明,DO和泥饼层增厚压密是影响膜污染的重要因素.     

CAST工艺处理低C/N废水中DO对NO2-积累的影响

研究了有效容积为72 L的循环式活性污泥法反应器在不同溶解氧浓度下,处理低碳氮比生活污水时,去除氨氮过程中亚硝酸盐积累的情况.选取5个DO浓度水平进行试验,结果表明,在低DO浓度下有效去除氨氮的同时,实现了长期稳定的亚硝酸盐积累,并且无污泥膨胀发生,当DO在0.5 mg/L时,系统内亚硝化率(NO2-/NOx-)可达80%以上,氨氮去除率＞90%,SVI在109 mL/g左右;当DO＜0.5 mg/L时,氨氮去除率下降;当DO＞1 mg/L时,硝化反应较彻底,但硝化过程向全程硝化转化.     

污水处理低碳运行策略与技术导向

二氧化碳(CO2)等温室气体大量排放是导致全球气候变暖的主因,为此"低碳"生产、生活方式渐渐成为当今社会的新宠。为论述"低碳"理念在污水处理方面的实际应用,首先剖析污水处理与碳排放之间的关系,明确发掘污水/污泥中有机能源对CO2的综合减排效果。其次,从宏观和微观角度审视污水处理实现"低碳"运行的技术策略,并在此基础上讨论实现低碳运行的技术途径。最后,总结污水处理实现低碳运行的技术导向。     

污水处理厂溶解氧自动控制系统的运行优化

生化反应池曝气量的自动调节是污水厂节能降耗的重要手段。介绍了广州市西朗污水处理厂溶解氧自动控制系统的运行优化经验,指出控制鼓风机出口压力解决喘振现象是实现溶解氧自动控制的必要前提。研究了基于压力控制的鼓风机喘振控制方法和基于PID调节的溶解氧控制方法,得到了PID控制器的主要参数设定值:比例增益、微分增益、积分动作时间、响应临界值分别为1.0、5.0、200 ms、10%。运行表明,鼓风机的出口压力稳定在0.070~0.073 MPa,好氧一段和好氧二段的溶解氧分别控制在(1.2±0.3)mg/L和(1.0±0.3)mg/L,有效避免了鼓风机的喘振,实现了对溶解氧的稳定控制。提出并试验了基于出水氨氮控制的低溶解氧运行策略,好氧一段和好氧二段的溶解氧设定值分别为0.7~1.3 mg/L和0.7~1.9 mg/L,与传统的溶解氧控制值(2~3 mg/L)相比节能效果较为明显。     

城镇污水厂节能降耗自动控制技术

控制技术在国际水协会（IWA）获得认可将近30年,现已证明．应用自动控制技术可以使具有营养物质去除功能的污水处理厂节能10％～30％。由于生物营养物去除的复杂机理不断被认识,从而加深了对工艺过程的了解,也使实现对生物营养物的控制成为可能。污水处理厂的控制技术是保证污水处理厂出水水质稳定达标、降低污水处理能耗物耗、提高城市污水厂监控水平的重要技术支撑。