给水紫外消毒反应器紫外辐射剂量的中试计量研究

基于拉格朗日方法建立了耦合流体流动、紫外辐射与粒子辐射剂量的数值计算模型。利用此模型模拟分析了工业给水紫外消毒设备参数,确定其场量信息;然后改变灯管参数,通过CFD (Computational Fluid Dynamics)软件模拟分析了此种消毒设备内的辐射剂量变化情况,为此类设备的优化设计提供支持。     

序批式耦合工艺处理城镇污水的温度影响及节能分析

在不增加用地的前提下,实现污水二级处理工艺出水满足地表类IV类水要求,成为了现阶段亟待解决的重要问题之一。序批式固定载体生物膜与活性污泥耦合工艺是一种高出水标准的城市污水二级处理工艺,具有出水效果好、占地面积少、能耗节省等工艺优势。本研究建立了规模为95m3/d的序批式耦合工艺中试试验装置,利用污水厂实际污水进行试验,对该工艺在不同温度条件下的运行效果进行考察和验证。试验结果表明:序批式固定载体与活性污泥耦合工艺出水效果良好,出水达到准IV类水质标准;与常规活性污泥法工艺对比,序批式耦合工艺可减少约50%能源损耗。     

半固定生物膜载体耦合改良SBR工艺深度脱氮效能及机理研究

传统SBR反应器TN去除效果较差,研究采用半固定生物膜载体模块、污泥回流系统和快速进出水系统优化传统SBR工艺,并开展中试试验探讨工艺深度脱氮的效果和机理。结果表明半固定生物膜载体耦合改良SBR工艺在低进水负荷情况下对COD、NH₃-N、TN和TP的去除率分别为87.19%、98.24%、63.42%和87.06%,高进水负荷情况下去除率分别为94.34%、98.47%、73.47%和73.73%。通过16S rRNA基因序列和PICRUSt2技术分析,悬浮污泥和生物膜载体的微生物群落存在显著差异。在低进水负荷情况下,悬浮污泥主要负责反硝化,生物膜载体主要负责氨氧化,TN主要通过硝化-反硝化去除。在高进水负荷情况下,悬浮污泥中硝酸盐还原酶的作用逐渐减弱,生物膜载体中厌氧氨氧化和氮的同化作用成为主导,TN主要通过同化作用去除。     

基于响应面法的推流式耦合工艺深度脱氮优化研究

为了解决污水处理厂提标改造过程中面临的场地、投资受限,实施提标改造期间难以减产等实际问题,总结前期工作成果,建立了推流式固定载体生物与活性污泥耦合工艺。为了进一步研究测试,建立了处理规模为120m~3/d的推流式耦合工艺中试试验装置,选取好氧区溶解氧值、混合液内回流比、污泥浓度和缺氧区机械搅拌强度为自变量,利用响应面分析法对推流式耦合工艺的运行参数进行优化。优化研究结论如下:响应面法分析得出的最佳工艺参数为好氧DO值3.9mg/L,内回流比200%,污泥浓度为4 900mg/L,缺氧搅拌强度为140w/t;根据响应面法预测,推流式耦合工艺运行最佳工艺参数,各项污染物去除率分别为CODcr去除率97.28%,TN去除率87.22%,NH_4~+-N去除率98.18%;推流式耦合工艺中试试验装置依照最佳工艺参数运行,试验得出实际CODcr出水约为15mg/L,去除率为95.47%;TN出水约为8mg/L,去除率为85.66%;NH_4~+-N出水约为0.3mg/L,去除率为99.11%。     

AAO工艺活性污泥-生物膜复合系统脱氮增效机制研究

采用AAO中试反应器处理低C/N(5)城市污水,在已成功启动短程硝化反硝化(PND)的工况下,向好氧区投加鲍尔环改性生物填料,以研究活性污泥-生物膜复合系统在AAO工艺中的脱氮增效机制。结果表明,活性污泥-生物膜复合系统可在40 d左右稳定成型,膜上负载生物量最终稳定在39.51 mg/g(以VSS/填料计);系统好氧区亚硝氮积累率(NAR)和同步硝化反硝化效率(SND)由挂膜初期的61.57%和21.57%增至活性污泥-生物膜复合系统稳定成型期的67.48%和46.28%,生物膜通过促进PND和SND这两种脱氮途径,使系统出水NH_3-N和TN浓度分别降至0.67和6.48 mg/L,对系统脱氮增效作用显著;通过16S rRNA扩增测序分析发现第60d生物膜中微生物的优势菌门为Proteobacteria,其相对丰度为75.28%,主要的氨氧化菌(AOB)菌属为Nitrosomanas(1.28%)和Nitrosococcus(1.54%),同时典型反硝化作用的微生物菌属占比显著(33.71%),并且在生物膜中存在少量Anammox菌群(Anammoxoglobus,0.57%),测序结果与反应器宏观表现吻合。     

供氧分区对氧化沟系统脱氮效果的影响研究

针对传统氧化沟供氧分区调控困难,能耗高等问题,建立模拟氧化沟装置,研究好氧分段个数分别为1、2、4、7四种工况条件下氧化沟系统的脱氮性能.结果表明,在好氧区与缺氧区比例为1:1的条件下,各分区供氧工况均具有较好的硝化效果,氨氮去除率均平均达到97％以上.供氧分区数量越少,好氧和缺氧区域越集中,反硝化作用的效果越好,TN去除效率越高,TN浓度由供氧分区数量最多的(13.25±1)mg/L降低至(3.15±1)mg/L.基于物料衡算,分析计算不同供氧分区条件下碳源的利用途径,结果表明功能区分布集中的供氧模式条件下碳源的脱氮利用率更高.利用高通量测序的方法,分析不同供氧分区条件下的微生物活性与种群差异,结果表明好氧区和缺氧区分区数量越少,反硝化细菌的活性与丰度越高.集中设置氧化沟内部的供氧区可促进系统内反硝化细菌的富集,进而提升氧化沟系统的脱氮性能.     

传统活性污泥法新增脱氮除磷功能的成功改造实例

珠海市某水质净化厂一期工程原采用传统活性污泥处理工艺,无脱氮除磷功能,处理规模为1.8×104m3/d。对原工艺的初沉池和曝气池进行改造(改造后称ZL工艺),改造后运行的第一阶段(第1~30天)出水TP平均浓度为1.1 mg/L,平均去除率为58.4%,出水TP1 mg/L的几率达48.4%。通过及时调整运行模式,第二阶段(第30~121天)出水TP平均浓度为0.34mg/L,平均去除率为83.7%,符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准;两个阶段出水TN均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准;由于改造不增加新池体,新工艺没有混合液回流,因此整个改造工程造价低,运行节能,成功实现了脱氮除磷目标。