浙江省自然科学基金(Z507721)
- 作品数：17 被引量：82H指数：7
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- 水温变化对EBPR系统除磷效果响应机制的数值模拟研究被引量：4
- 2010年
- 大量研究表明,水温变化会影响聚磷菌和聚糖菌之间的竞争关系,是造成EBPR系统除磷效果波动的重要因素.温度的逐步升高导致聚磷菌在强化生物除磷(EBPR)系统中逐渐失去优势直至系统崩溃.然而,有关如何利用物理模拟和数值模拟手段恢复升温破坏后的EBPR系统除磷效果及其响应机制的研究甚少.本文基于全耦合活性污泥数学模型(FCASM3),对EBPR系统进行数值建模和模拟试验,研究温度变化对EBPR系统的影响,旨在用模型预测及验证水温变化对EBPR系统除磷效果响应机制及适宜聚磷菌生存的极限条件,通过升温破坏及温度恢复的试验与模拟研究,进一步分析不同温度对EBPR系统中聚磷菌和聚糖菌的影响.通过对比FCASM3与国际水协的除磷代谢模型ASM2d在不同运行温度(20℃,25℃,30℃,35℃)下,对EBPR系统出水COD、PO43--P等污染物质的模拟变化趋势,结果表明FCASM3能更好地模拟EBPR系统中聚磷菌和聚糖菌的行为,且随着温度的升高,EBPR的除磷效率下降.在水温升高和恢复的过程中发现,温度升高到35℃,会导致EBPR的崩溃,短时间内不能恢复升温前的除磷效率.
- 钱苏雯王如意孙培德
- 关键词：聚糖菌水温变化
- NanoChem分子筛对高氨氮废水去除效果的研究被引量：9
- 2010年
- 采用新型的离子吸附交换材料NanoChem分子筛,研究对高浓度氨氮的模拟废水和实际垃圾渗滤液的去除效果.结果显示,氨氮吸附符合Langmuir吸附等温线,其中单位NanoChem分子筛吸附氨氮饱和浓度以N计算为364 mg.g-1,对高浓度氨氮的吸附能力比天然沸石或者微孔分子筛强3～30倍.在间歇实验中考察了操作参数对氨氮去除的影响,NanoChem分子筛20 h后基本达到离子交换平衡;氨氮去除量随着初始浓度的增加而增加,而去除率则随着初始浓度的增加而减少;同时溶液初始pH值不但影响氨氮去除率还影响离子交换特性;再生前后氨氮去除效果变化不大,重复性强.动态连续流研究发现NanoChem分子筛能用于实际高浓度氨氮废水的去除,去除率可达到100%.
- 方瑾孙培德张轶宋英琦马王钢周怀东
- 关键词：离子交换高浓度氨氮
- A^2/O工艺污水处理厂运行参数优化的数值模拟被引量：6
- 2008年
- 为了确定活性污泥系统A2/O工艺的最佳运行工况,将FCASM2-HYDRO模型应用于德清狮山污水处理厂A2/O工艺污水处理过程的数值模拟中.根据FCASM2-HYDRO模型分别建立了厌氧池、缺氧池、好氧池的数值模拟方程.采用有限元法求解,并使用MATLAB语言建立一套数值模拟程序,利用数值模拟程序分别模拟了工艺参数条件、流量、进水碳氮磷比对德清狮山污水处理厂污水处理效果的影响.由数值模拟结果得到了该厂目前最佳的运行工况:污泥回流比为50%,混合液回流比为100%,泥龄为15d,进水COD∶NH4+-N∶PO43-P比控制为100∶8∶1.
- 陈昆柏宋英琦孙培德曹荣华
- 关键词：A^2/O工艺活性污泥污水处理厂数值模拟
- 全耦合活性污泥模型(FCASM3)Ⅰ:建模机理及数学表征被引量：12
- 2008年
- 在充分分析活性污泥系统中生物反应机理的基础上,建立了活性污泥系统生物去除营养物质的细观机理模型——全耦合活性污泥模型(Fully Coupled Activated Sludge Model No.3,简称FCASM3).FCASM3将系统中微生物划分为8类菌群,包含31种组分、72个子过程;该模型的主要特点是将活性污泥系统中的微生物进一步细化,充分考虑了系统中微生物间的相互作用.FCASM3引入了硝化-反硝化过程中的中间产物亚硝酸盐,实现了对两步硝化-反硝化过程的模拟;FCASM3不仅包含聚糖菌的有关生物反应过程,而且还考虑了聚磷菌(非反硝化聚磷菌和反硝化聚磷菌)以及聚糖菌的厌氧维持过程.为直接体现温度对生物反应的影响,FCASM3将温度作为一个变量直接耦合到生物反应速率方程中.
- 孙培德王如意
- 关键词：活性污泥法生物脱氮除磷
- 全耦合活性污泥模型(FCASM3)Ⅱ:模型校验被引量：10
- 2008年
- 以采用AAO污水处理工艺的德清县狮山污水处理厂作为全耦合活性污泥模型(FCASM3)校验的现场试验基地,分别进行了常规水质指标测定和进水水质特征分析等试验研究.依据现场试验结果,完成了对活性污泥系统生物去除营养物质细观机理模型FCASM3的校验工作.动态校验结果表明,FCASM3模型可以对AAO连续流工艺系统实现较准确的细观模拟,营养物质生物去除过程的动态数值模拟结果与实测结果相一致.
- 王如意孙培德宋英琦
- 关键词：污水处理厂AAO工艺
- 全耦合活性污泥模型(FCASM3)Ⅲ:AAO工艺最佳运行工况数值模拟被引量：4
- 2008年
- 利用新建立的全耦合活性污泥模型(FCASM3),在完成FCASM3对德清县狮山污水处理厂现场模拟校验研究的基础上,分别模拟分析了溶解氧浓度、污泥停留时间和混合液回流比等单因素作用以及多因素共同作用对该厂AAO系统污水处理效果的影响.研究结果表明,溶解氧浓度是一个影响脱氮除磷效果十分重要而敏感的因素,低溶解氧浓度有利于系统内的脱氮反应朝着短程硝化-反硝化的方向进行.利用FCASM3模拟多因素正交试验的结果并进行了方差分析,得到了德清县狮山污水处理厂AAO系统的最佳运行工况:维持好氧池内平均溶解氧浓度为0.3g.m-3,污泥停留时间为20d,混合液回流比为5.在该条件下,该厂既可以实现达标排放,又可使污水处理系统发生短程硝化-反硝化作用,节约了运行成本,最大限度的降低了能耗,提高了资源利用率.
- 楼菊青孙培德王如意
- 关键词：FCASM3污水处理厂AAO工艺数值模拟正交试验
- 强化生物除磷系统微生物群落结构对水温变化响应的试验研究被引量：4
- 2011年
- 在富集聚磷菌(PAOs)且具有较高磷去除率的强化生物除磷(EBPR)系统中,通过对系统水温的控制,研究了EBPR系统微生物群落结构对温度升高和恢复的响应.结果表明,运行温度上升后,EBPR系统除磷效率急速下降.处理水温为25℃和30℃的系统恢复至20℃运行后能够恢复至原始的良好除磷状态,而处理水温为35℃的系统崩溃(磷酸盐去除率非常低下,难以恢复)后则无法恢复.从DGGE图谱和丰富度指数分析中得出的微生物群落结构可较好地说明EBPR系统除磷率的变化特征.BLAST结果表明,典型的聚糖菌Candidatus Competibacter phosphatis 35℃升温处理后在EBPR系统中的数量明显高于升温实验开始时,而聚磷菌Acinetobacter在35℃升温处理后在系统中消失.水温上升可使得EBPR系统的微生物群落结构发生明显的变化,聚糖菌(GAOs)逐渐替代PAOs成为优势菌群,25℃和30℃升温处理的系统恢复至20℃运行后PAOs能够逐渐恢复,而35℃升温处理的系统微生物群落结构不能恢复至原始的良好状态,导致系统崩溃.
- 方治国孙培德钟晓蒋涛宋英琦
- 关键词：强化生物除磷PCR-DGGE聚磷菌微生物群落结构丰富度指数
- 活性污泥系统生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp)Ⅰ:模型建立被引量：7
- 2008年
- 由活性污泥系统内生物场、水力场和温度场之间相互影响关系分析以及活性污泥系统多场耦合模型研究现状可知,当前亟需建立既能准确反映活性污泥系统污染物质去除过程,同时又充分考虑水力及温度作用的多场耦合模型.基于活性污泥系统内生物场、水力场和温度场之间相互影响关系的研究,以全耦合活性污泥模型(FCASM3)为新平台,采用一维对流-弥散方程的形式建立了活性污泥系统生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp),该模型充分考虑了生物场、水力场和温度场三者之间的相互作用.
- 孙培德王如意
- 关键词：活性污泥法FCASM3
- 活性污泥系统生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp)Ⅱ:模型校验被引量：2
- 2008年
- 以采用AAO工艺的德清县狮山污水处理厂作为生物场-水力场-温度场耦合模型校验的现场试验基地.针对AAO工艺的特点,按照物料平衡原理分别对厌氧池、缺氧池、好氧池等各反应池内物质变化关系进行数学表征,建立了AAO工艺生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp)以及生物场-水力场耦合模型(FCASM3-Hydro).以若丹明B作为示踪剂于该厂进行了现场示踪实验,测得厌氧池、缺氧池和好氧池的水力弥散系数.依据试验所得数据,实现了对FCASM3-Hydro耦合模型以及FCASM3-Hydro-Temp耦合模型的现场模拟校验.校验结果表明,FCASM3-Hydro-Temp耦合模型能够实现活性污泥系统污染物质生物去除与水力场和温度场耦合变化过程的动态模拟.
- 宋英琦孙培德王如意
- 关键词：活性污泥法模型校验AAO工艺
- 活性污泥系统生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp)Ⅲ：水力及温度的影响
- 2008年
- 建立生物、水力及温度耦合模型模拟预测水流状态以及温度对污水处理效果的影响.利用校验完成的生物场-水力场耦合模型(FCASM3-Hydro)以及生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp)对德清县狮山污水处理厂的AAO工艺系统进行模拟,分别考察反应池Pe准数值以及温度对污水处理效果的影响.由FCASM3-Hydro模拟厌氧池和好氧池不同Pe值条件下污染物质出水结果分析可知,好氧池中水力推流作用的强弱直接决定着污染物质的出水浓度值,厌氧池的水流作用对污染物质的浓度变化影响并不十分显著.FCASM3-Hydro-Temp对进水温度影响污染物质去除效果的模拟结果表明,低温对NH4+-N的处理明显不利,高温对PO43 -P的处理不利,若系统进水温度在10 ～40℃范围内波动将不会对污水处理效果造成显著的影响.
- 郭茂新孙培德王如意楼菊青曹荣华
- 关键词：AAO工艺推流
