基于ASM2的快速易生物降解COD组分表征方法构建

基于活性污泥2号模型（ASM2）对快速易生物降解组分（SS）进一步划分为可发酵的易生物降解有机物（SF）和发酵产物（SA）,本研究提出了一套科学的表征方法。该方法涉及SS与XS（慢速可生物降解组分）的好氧呼吸测量同时表征、SA组分的离子色谱测定以及物料衡算。应用这套方法对重庆市某2个城市污水厂隔栅井出水水样平行进行了4组实验,各种组分测量值序列的CV值在2.09%～6.18%之间。     

废水COD 4种物化表征方法的比较与评估

为了确定废水COD组分表征的物化分析方法,对0.1μm滤膜过滤、0.45μm滤膜过滤、絮凝和絮凝+0.45μm滤膜过滤4种方法进行了实验比较和评估。结果表明:某些材料的滤膜会因"COD溶出"而影响表征结果;4种方法分离废水的重现性都很好,相互没有明显区别;物化分离对废水快速可生物降解COD(SS)没有影响,但4种方法得到的处理液中可生物降解COD仍含降解速率明显不同的组分,其中SS仅占35%～45%。因此,物化方法不能合理表征SS;絮凝+0.45μm滤膜过滤速度快、干扰少、分离机理与活性污泥系统类似,更适用于废水溶解性惰性COD组分(SI)表征。     

废水可生物降解COD组分2种表征方法的比较

利用自行开发的混合呼吸速率测量仪在接种污泥的条件下对重庆某城市污水处理厂污水进行了呼吸速率测试（短期BOD测试，以呼吸速率测量重新进入内源呼吸阶段为结束）；同时应用美国产BI-2000电解质呼吸仪在不接种污泥的条件下对该污水进行了BOD测试（长期BOD测试，理论上以污水中所有有机物矿化为结束）。对2种测试方法及其结果进行了比较，结果表明，2种方法得到的BCOD存在很大差异，短期BOD测试方法得到的结果仅为长期BOD测试方法得到的结果的40％～60％。通过批式呼吸测量方法测定了原废水中的活性异养微生物浓度XH(0)，结果表明，XH(0)与BCOD_st之和与BCOD_lt比较接近，两者之比在0.88～1.02之间，平均值为0.94。     

好氧氨氧化菌混培物的氨氧化动力学研究

采用批式呼吸法求得好氧氨氧化菌产率系数为0.2119 mg COD/mg NH4 -NOD(或者0.7268 mg COD/mg NH4 -N)和氨氧化菌最大氨氮降解速率为0.1 mg NOD/(mg COD·h)(或者0.0292 mg N/(mg COD·h)).用间歇式批试验法,加入24 μmol/L NaN3抑制NO2--N氧化,建立氨氧化反应动力学方程,得到氨氮半饱和系数为18.38 mg NOD/L(或者5.36 mg NH4 -N/L),DO半饱和系数为0.494 mg/L.对比参数值表明,用一步硝化动力学来描述氨氧化反应动力学模型是错误的.     

完全自营养脱氮过程中的影响因素

基于正交实验考察了溶解氧（DO）、初始NH4＋-N浓度、pH对SBR自营养脱氮性能的影响。结果表明，DO和NH4＋-N浓度对好氧氨氧化速率影响大，pH对好氧氨氧化速率的影响小；DO、NH4＋-N浓度对亚硝酸氧化速率的影响较大，pH对亚硝酸氧化速率的影响较小；DO、NH4＋-N浓度和pH对厌氧氨氧化菌（ANAOB）的活性影响较小。好氧氨氧化菌（AOB）直接影响到CANON系统的总氮去除能力，是CANON系统的控制反应，DO是关键控制因子。实验确定的CANON系统优化运行条件为，DO（0．3±0．05）mg／L、初始NH4＋-N浓度150mg／L和pH7．4。     

生物脱氮与甲烷化耦合的EGSB-BAF工艺模拟

以活性污泥3号模型(ASM3)为平台,通过引入厌氧氨氧化和甲烷化过程、以2步硝化-反硝化取代1步硝化-反硝化过程以及区分硝酸盐和亚硝酸盐条件下的内源呼吸过程,建立了同时具有甲烷化、厌氧氨氧化和2步硝化反硝化功能的EGSB-BAF工艺模型.该模型包括5种微生物、28个生物过程,同时考虑了温度、pH值和抑制性物质对生物过程的影响.以实验室EGSB-BAF集成工艺的实验数据,结合灵敏度分析对部分模型参数进行了校核.采用校核后的模型对集成工艺EGSB段和BAF段出水的COD、NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度进行模拟,结果表明,EGSB段和BAF段的出水中COD、NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度的模拟值与实测值的误差在可接受范围内.表明模型能够描述工艺的主要生物反应过程,可以作为指导工艺研究、设计和运行优化的手段.     

呼吸测量法测定废水中活性异养菌COD组分

废水中的活性异养菌(XH)会影响废水生物处理过程动力学,过程模拟需要对其定量表征.通过2种方法对城市污水中XH进行呼吸测量,分别结合XH最大比呼吸速率参数(P方法)和细胞生长过程模型拟合(F方法)测定其中的XH-COD组分.结果表明,F方法的测量结果是P方法的0.6～0.9倍,两者存在一定的丰廿关性;对于含高XH、低易生物降解基质(RBCOD)的废水,呼吸测量得不到明显的呼吸速率指数上升段,影响F方法的测定结果,水样稀释和外加RBCOD是可行的改进办法.使用P方法得到某城市污水厂进水的XH-COD占总COD的23%～46%(平均31%),高于多数文献报道结果.     

基于结构化设计的湖、库富营养化模型研究

基于结构化设计概念，将LEEDs模型与人工神经网络模型耦合，建立湖、库富营养化模型，模型包含N、P、COD、水温、水深和流速等6个控制模块。并以三峡水库为例预测结果表明，在3月和9～10月，月平均气温约为17℃，水深约为5m，流速约为0．02m／s时，三峡库区水体富营养化指标最大。模型具有可扩展性强，维护、升级容易等优点，可对模型中各个相对独立的模块进行调整，以适应不同湖库的实际情况。     

N2H4抑制好氧氨氧化及亚硝酸盐氧化动力学类型

采用间歇实验研究联氨(N2H4)对好氧氨氧化和亚硝酸盐氧化的抑制类型。结果表明,N2H4对好氧氨氧化及对亚硝酸盐氧化抑制类型分别为竞争性和非竞争性抑制。N2H4对亚硝酸盐氧化的抑制大于其对好氧氨氧化的抑制。在较低氨氮(NH+4-N)浓度时,N2H4对于好氧氨氧化的抑制作用随N2H4浓度增加而增强;但在较高NH+4-N浓度时,NH+4-N基质能抵消N2H4对氨氧化的部分抑制作用。N2H4对于亚硝酸盐氧化的抑制作用随N2H4浓度增加而不断增强。     

应用GPS-X软件模拟CAST污水处理厂及优化化学除磷

利用GPS-X软件模拟某污水处理厂循环式活性污泥法(CAST)工艺的处理效果,同时对其化学除磷过程提出改进措施。结合实测进水COD组分(SS,XSandSA),对ASM2模型参数(μh、Ks、kh、Kx)进行了校核,参数优化结果为:μh=4.36 d-1,Ks=1.6 g COD/m3,kh=2.01 d-1,Kx=0.01 g COD/m3。经模型组分和参数校正后出水COD、NH4+-N以及TN的模拟结果与实测值的误差小于10%。根据进水TP浓度和流量变化,实时灵活地调整化学药品投加量,模拟结果显示可以节约50%左右的消耗量。