德国可持续污水处理工程典范——Steinhof厂

可持续污水处理之目标以回收污水中资源与能源为己任,特别强调工艺运行逼近碳中和目标,以减少CO2等温室气体的排放。德国布伦瑞克(Braunschweig)市运行已半个多世纪的老厂——斯泰因霍夫(Steinhof)的工艺实践演示,从剩余污泥厌氧消化产甲烷(CH4)中回收的能量不仅可满足其自身供热需要,而且还能提供全厂包括深度处理、营养物利用、出水灌溉在内全部耗电量的79%,相应减少79%的外源CO2。将出水及污泥输送至农业灌溉与施肥后,可节省因灌溉抽取地下/地表水及化肥生产造成的能量消耗,间接减少35%的CO2排放量。这实际上使得该厂总外源CO2减少高达114%,已超额完成碳中和运行目标。强化能量(CH4)生产与转化技术的改进措施显示,向厌氧消化池内投加青草等共消化基质、对剩余污泥采取热水解预处理措施、余热发电采用郎肯循环等可有效提高生物气体的产量与能源转化率,使该厂CO2减排量进一步提高。该厂在营养物及水资源利用方面的做法表明,土地利用是污水中所含资源的理性归宿。     

固定化甲烷八叠球菌处理高浓度有机废水的研究

为了克服用PVA固定甲烷八叠球菌存在的缺点,而采用吸附包埋法对甲烷八叠球菌进行了固定,并用人工配制的高浓度有机废水对吸附包埋的甲烷八叠球菌特性进行了研究。55d的运行数据表明,吸附包埋的甲烷八叠球菌在处理人工废水时取得了明显的效果。COD最高容积负荷为14.7kg/(m3·d),最高去除率为94.29%,最低水滞留期为16.4h,甲烷含量为65%～73%。运行过程中的挥发酸(主要为乙酸)含量小于0.2%。运行期间固定化介质不上浮、不膨胀,具有很好的传质和脱气性能,较好地解决了包埋法固定化中存在的问题。     

前景广阔的固定化细胞技术

固定化细胞技术是２０世纪６０年代发展起来的一门新兴生物技术，是近十余年来生物工程研究的重点领域之一。它是指利用物理或化学的手段，把游离的微生物细胞定位于载体上，细胞仍然保持活性，可以反复利用。与天然游离细胞相比，固定化细胞过程有许多优点：①细胞固定化载体为微生物生长提供了充足的空间，保证了生物反应器内较高的细胞浓度，使得反应速度加快，从而有较高的生产能力。②由于细胞被载体固定，因而不会产生流失现象，连续反应的稀释率大大提高。③分离纯化过程中菌体细胞从发酵液中分离十分容易。④由于固定化细胞可以长期…     

对强化生物除磷机理与工艺认识误区的剖析

结合国际上生物除磷机理与工艺的最新进展,分析了目前我国在污水生物除磷工艺研发和运行中存在的一些认识误区。基于成熟的生物除磷生化代谢机理,指出反硝化除磷菌（DPB）是一种广泛存在于一些强化生物除磷（EBPR）工艺中的聚磷菌（PAOs）,无需特殊培养;对于市政污水,EBPR工艺中出现的聚糖原茵（GAOs）一般不会成为聚磷茵（PAOs／DPB）的竞争者而严重影响系统的除磷功能。针对强化生物除磷工艺的认识误区,指出污泥龄（SRT）是设计的关键参数,在最不利细菌生长的冬季,控制SRT〉12 d即可使EBPR保持较好的硝化与脱氮除磷效果;在污水生物处理除磷工艺选择上,“厌氧池＋氧化沟”只是污水处理升级而演变出的一种被动型工艺,并非最佳的EBPR工艺选择;此外倒置A^2／O工艺由于忽略了聚磷菌所需的进水碳源及DPB的作用,并不一定能改进EBPR的生物除磷效果。     

城市轨道交通盾构掘进施工技术的研究

在城市轨道交通工程施工中，忽视区域地质差异而使用单一作业模式，会导致地表沉降现象明显。为了提升盾构掘进施工质量，优化已有施工技术存在的缺陷，对城市轨道交通盾构掘进施工技术进行研究：分析盾构滚刀受力，根据不同土层作业要求配置掘进参数，根据土层特点进行施工安全控制，根据土层结构变化转换作业模式，保证掘进作业质量。经工程实践验证，以上掘进施工技术使中心纵向沉降量下降约24.29%，盾构土舱压力稳定，掘进质量稳定可控，最大程度上减少了轨道施工对于城市正常运行的干扰。     

美国碳中和运行成功案例——Sheboygan污水处理厂

作为美国碳中和运行的榜样,希博伊根(Sheboygan)污水处理厂通过开源与节流并举的技术措施不仅向美国而且也向世界展示了其污水处理能耗基本可以实现自给自足。利用厂外高浓度食品废物与剩余污泥厌氧共消化产生的高甲烷含量生物气进行热电联产(CHP),可产生较多的电和热供运行使用。通过更新变频水泵、鼓风机系统、气流控制阀、加热设备以及相关的自控系统(PLC和SCADA),可以大幅降低运行能耗。到2013年,该厂已实现了产电量与耗电量比值达90%~115%、产热量与耗热量比值达85%~90%的佳绩,已逼近碳中和运行目标。在介绍该厂工艺流程的基础上,重点剖析该厂在能源开源/节流、逼近碳中和运行目标方面的成功经验。     

甲烷八叠球菌的富集培养和固定化介质的选择

用亨盖特（Hungate)厌氧技术，以甲醇为唯一碳源，获得了甲烷八叠球菌的富集培养物，采用直接计数法和MPN（most probable number)法对甲烷八叠球菌的数量进行测定，选择不同包埋剂对甲烷八叠球菌进行固定化，并对其成球效果及产甲烷特性进行了研究，结果表明，以AM4为包埋剂对甲烷八叠球菌进行固定化可得到较好的效果。     

公共连接点不对称负荷的负序责任划分

摘要： 近年来,由于电能质量引发的纠纷和电网事故呈上升趋势,而公共连接点（point of common coupling,PCC）的电压不平衡是由该点所连接的所有不对称负荷共同作用产生的,因此明确计算公共连接点所有不对称负荷分别在该点引起的电压不平衡度,对于明确各自的责任,解决供用电双方的矛盾,具有重要意义。提出了根据不对称负荷的电流不平衡度计算该不对称负荷在公共连接点引起的电压不平衡度的方法,基于LabVIEW环境编制了相应的计算程序,并在PSCAD搭建了不同的仿真模型,模拟在各种电压等级下连接不同负荷的情况,验证了所提方法的正确性和合理性。     

降解生物质气化洗焦废水微生物的选择

选用首都师范大学生物系保存的菌种，采用单一菌种和混合菌种对生物质气化洗焦废水进行生物降解，选择有较好降解生物质气化焦废水能力的微生物。当洗焦废水含量为100mL/L时，单一菌种和混合菌种可使洗焦废水中的COD去除率分别达到58．3％和81．4％。混合菌种对洗焦废水的降解率明显高于单一菌种，当洗焦废水含量分别为150mL/L,200mL/L和300mL/L时，混合菌种S4对洗焦废水的COD去除率分别是63．6％，56．7％和51．2％，随着洗焦废水含量增加，微生物对其降解速度减慢，降解率降低。洗焦废水含量在100mL/L以下时，混合菌种对其有理想的降解效果。     

公共连接点不对称负荷的负序责任划分

近年来,由于电能质量引发的纠纷和电网事故呈上升趋势,而公共连接点(point of common coupling,PCC)的电压不平衡是由该点所连接的所有不对称负荷共同作用产生的,因此明确计算公共连接点所有不对称负荷分别在该点引起的电压不平衡度,对于明确各自的责任,解决供用电双方的矛盾,具有重要意义。提出了根据不对称负荷的电流不平衡度计算该不对称负荷在公共连接点引起的电压不平衡度的方法,基于LabVIEW环境编制了相应的计算程序,并在PSCAD搭建了不同的仿真模型,模拟在各种电压等级下连接不同负荷的情况,验证了所提方法的正确性和合理性。