中文核心期刊
CSCD来源期刊(核心库)
中国科技核心期刊
RCCSE中国核心学术期刊
JST China 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2020年  第38卷  第7期

显示方式:
综合
城镇污水处理厂一级A标准运行评估与再提标重难点分析
李激, 王燕, 罗国兵, 李冰冰
2020, 38(7): 1-12. doi: 10.13205/j.hjgc.202007001
摘要:
截至2019年底,全国共有2913座城镇污水处理厂执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,占全国城镇污水处理厂总数的53.2%,一级A标准已成为目前国内城镇污水处理厂执行最广泛的排放标准。通过对近6年太湖流域204座执行一级A标准污水处理厂的深入调研,结合全国100多座污水处理厂的全流程分析工作成果,首先系统评估了执行一级A标准的城镇污水处理厂的运行成效,其中太湖流域城镇污水处理厂在一级A提标改造后由于进水量的不断增加和出水浓度的不断降低,污染物削减总量显著提高,对太湖流域有机物、氮、磷减排及太湖富营养化控制做出了积极贡献。然后总结了城镇污水处理厂在运行过程中的常见问题,在进水水质、工艺设计、设备设施选择和维护以及活性污泥功能菌群性能调控等方面仍有进一步完善和优化空间,并提出了针对性的优化运行措施。最后重点探讨新一轮提标改造工作的重难点和对策,提出在新一轮提标改造中,应当重视污水收集系统的提质增效,提高管网质量和输送效率,并建议提标改造前先开展现有工艺的全流程分析,再在此基础上确定采取工艺优化或工程措施。
基于新地方标准的城镇污水处理厂提标调研方案
李家驹, 郑兴灿, 李鹏峰, 李激, 何伶俊, 隋克俭, 吕贞, 孙永利, 王燕, 杨敏, 高晨晨, 郭亚琼, 陈天放, 张岳, 王诣达
2020, 38(7): 13-18. doi: 10.13205/j.hjgc.202007002
摘要:
随着2018年6月DB 32/1072-2018《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》的颁布实施,江苏省启动了新一轮城镇污水处理厂提标改造工作。基于提标改造工作迫切需求,提出了一套全新调研方案,包括全国污水信息系统数据统计分析、调查问卷与日报数据分析、现场座谈咨询和典型污水处理厂现场评估四步调研流程,循序渐进,互为校准,以太湖地区待提标83座城镇污水处理厂为调研对象,开展调研方案应用,识别污水处理厂的共性及个性问题,为太湖地区污水处理厂新一轮提标工作提供技术支撑。
浙江省城镇污水处理厂清洁排放技术改造的实践与思考
俞勇, 喻盛华, 陈达钢
2020, 38(7): 19-24. doi: 10.13205/j.hjgc.202007003
摘要:
浙江省于2018年出台了《关于推进城镇污水处理厂清洁排放标准技术改造的指导意见》,启动了100座城镇污水处理厂的清洁排放技术改造工程,对城镇污水处理厂出水进一步提标。从清洁排放技术改造工程的实践出发,针对城镇污水处理厂在前期调研、方案设计过程中遇到的误区和问题,包括设计流量和水质的确定、工业废水对提标的影响、生物池改造对运行稳定性的影响等方面重点进行了分析和探讨。同时,结合工程实践,从加强城镇污水处理厂的稳定运行保障和消除日常运行的薄弱环节出发,分别从纳管污水控制和内部设计优化2个方面,针对性地提出了城镇污水处理厂清洁排放技术改造的具体对策和建议,以供其他城镇污水处理厂改造时参考。
污水处理过程专家系统的结构特点与应用研究进展
张塽, 杨庆, 刘秀红, 崔斌, 刘智斌
2020, 38(7): 25-31,99. doi: 10.13205/j.hjgc.202007004
摘要:
综述了专家系统在污水处理领域的结构和特点、针对的工艺以及应用现状方面取得的研究成果。重点介绍了专家系统中知识的获取和表示、规则的建立以及与故障树和其他人工智能技术的结合情况,并对专家系统在污水处理工艺选择、运行控制以及故障诊断3个阶段的研究现状进行了细致分析。在此基础上,提出了尚需解决的问题以及进一步研究与发展的方向。
高工业废水占比城镇污水处理厂COD提标技术比选与分析
单威, 王燕, 郑凯凯, 李激
2020, 38(7): 32-37,24. doi: 10.13205/j.hjgc.202007005
摘要:
废水中含有浓度高、成分复杂的溶解性难降解有机物,是目前许多进水中工业废水占比较高的城镇污水处理厂在新一轮提标改造中遇到的难题。以太湖流域4座进水含高比例难降解工业废水的污水处理厂为研究对象,分析水解酸化及多种污水深度处理技术对于化学需氧量(COD)的去除效果。结果表明:水解酸化技术可在一定程度上提高废水的可生化性,且添加填料能够起到促进效果;混凝沉淀、膜过滤两种深度处理技术对于可溶解性难降解COD的去除率仅为30%~35%;臭氧氧化技术对于部分溶解性难降解有机物的矿化能力较差,因此其受进水中有机物种类的影响较大;活性炭对有机物的吸附具有普遍性,去除效果较好,在空床水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)为10 min的情况下,活性炭吸附废水中溶解性难降解有机物后,发现出水COD稳定低于20 mg/L,但该工艺运行成本较高,且需考虑活性炭的再生及处置问题。因此COD深度处理工艺的选择应基于进水水质情况,在小试及中试规模试验可行的前提下进行充分的技术论证,并综合考虑建设、运行、占地、高程等因素来选择合适的提标改造技术。
技术与研究
UV/O3-Na2S2O8处理活性炭再生冷凝废水效能及机理
王燕, 邹吕熙, 茆林凤, 陈亚丽, 李激
2020, 38(7): 38-44. doi: 10.13205/j.hjgc.202007006
摘要:
过热蒸汽法再生活性炭的过程中会产生大量含难降解有机物的冷凝废水,为去除冷凝废水中难降解COD,提高可生化性,采用紫外/臭氧活化过硫酸盐(UV/O3-Na2S2O8)氧化体系对活性炭再生冷凝废水进行处理,考察了O3投加量、初始pH和Na2S2O8投加量等因素对有机物处理效能的影响,并采用红外光谱、紫外-可见光谱和三维荧光等表征手段探究了冷凝废水处理过程中的变化机理。结果表明:当O3投加量为30 mg/L,pH值为9.0,Na2S2O8投加量为0.4 g/L时,在120 min内对冷凝废水的COD去除率达到82.1%,色度(CN)去除率达到86.3%。冷凝废水可生化性得到提高,BOD5/COD值由0.17提升至0.46。由冷凝废水溶解性有机物(DOM)的表征可知,DOM中的腐殖质和发色基团被持续氧化,芳构化程度降低,色氨酸类有机物得到有效去除。结论表明,UV/O3-Na2S2O8氧化体系可有效去除冷凝废水中的难降解有机物。
C/N、DO和温度对SBBR高标准除磷脱氮效能的综合影响
朱坤, 周健, 何强, 周炯, 孟红, 和雪杰
2020, 38(7): 45-50. doi: 10.13205/j.hjgc.202007007
摘要:
以研发基于非工程措施的城镇污水高标准处理技术为目标,采用响应面分析方法,探究C/N、DO、温度等工艺参数对SBBR系统高标准除磷脱氮效能的综合影响。研究以C/N(A)、DO(B)和温度(C)为自变量,TN和PO43--P去除率为因变量,应用Box-Benhnken(BBD)试验设计方法,以及二次多项式模型,得出响应面方程:η(TN)=-70.76+7.58A+52.81B-0.36C+0.22AB-0.12AC+0.58BC-0.35A2-7.94B2+0.01C2η(PO43--P)=-119.59+10.93A+72.91B+2.26C-1.50AB+0.05AC-0.13BC-0.33A2-6.86B2-0.07C2;ANOVA分析结果表明,DO和温度对系统除磷脱氮效能影响极显著,C/N对系统脱氮效能影响显著,其影响程度顺序为DO > 温度 > C/N,DO、温度对TN去除率的交互影响显著,C/N、DO对PO43--P去除率的交互影响显著;通过响应方程的构建,实现了系统参数与效能之间的量化,并通过试验验证了模型预测的最佳工况及其效能,研究结果可用于指导序批式生物膜高标准除磷脱氮系统参数的选择。在温度为23℃,C/N为9.5,DO为4 mg/L的条件下,SBBR系统的出水NH4+-N、TN、PO43--P、COD浓度分别为3.9,5.0,0.4,40 mg/L,优于GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准。
SBR工艺污水生物脱氮过程中N2O的释放特征
刘国华, 庞毓旻, 齐鲁, 王洪臣
2020, 38(7): 51-57. doi: 10.13205/j.hjgc.202007008
摘要:
N2O是一种可以导致严重全球变暖的主要温室气体,污水的生物除氮处理过程被认为是N2O释放的重要来源。探究了缺氧-好氧(A/O)模式下SBR系统中N2O的释放特征和主要来源。结果表明:N2O的释放主要发生在SBR系统的好氧阶段,其最大释放速率达到2.02 μg/(min·g),累积释放量为8.2 mg,好氧运行120 min时,测得NO2--N的累积浓度达到了最高值7.5 mg/L,NO2--N的积累和N2O的释放呈正相关性。细菌群落分析发现,A/O-SBR系统好氧阶段的一些优势菌被鉴定为黄杆菌(Flavobacteria),它们中的部分种群具有好氧反硝化的作用,然而NO2--N累积会抑制该类细菌的亚硝酸还原酶(Nos)活性,进而使N2O进一步还原为N2的途径受阻而释放N2O。因此,在污水生物处理过程中,应减少或避免NO2--N的积累。
城镇污水处理厂除磷影响因素及优化运行研究
黄筹, 王燕, 郑凯凯, 王硕, 李激
2020, 38(7): 58-65. doi: 10.13205/j.hjgc.202007009
摘要:
随着全国重点流域城镇污水处理厂迎来新一轮提标改造,其中部分污水处理厂对出水总磷(TP)的排放限值由0.5 mg/L降低为0.3 mg/L,甚至降至0.2 mg/L,这对城镇污水处理厂除磷提出了新的挑战。通过对全国58座执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的城镇污水处理厂进行调研分析,探讨了目前污水处理厂在实际生产运行中除磷存在的主要问题并给出相应对策,为今后高TP标准排放下污水处理厂的运行管理提供技术指导。调研结果表明:各污水处理厂的释磷潜力为0.01~23.98 mg/(g·h),其平均值为2.77 mg/(g·h),释磷潜力普遍较弱。生物除磷效果较差的主要原因为进水碳源不足、厌氧区存在高浓度硝态氮及同步化学除磷的抑制作用。基于上述调查分析,有针对性地提出了具体的调控措施,并建议污水处理厂要根据进水水质情况,通过静态实验确定最佳除磷药剂种类及合适的投加量,有效控制化学除磷过程,从而达到节省药耗的目的。
溶气气浮工艺用于城镇污水处理厂二级出水的深度除磷研究
隋克俭, 李家驹, 李鹏峰, 周勇, 郑兴灿, 孙永利, 尚巍, 唐力
2020, 38(7): 66-70,65. doi: 10.13205/j.hjgc.202007010
摘要:
以江苏省某城镇污水处理厂二级出水为研究对象,通过模拟试验及混凝+气浮深度除磷中试,探索了气浮工艺取代过滤工艺的深度除磷效果。结果表明:FeCl3的除磷效果最优,投加量为5 mg/L时可将出水ρ(TP)降至0.2 mg/L,投加量为15 mg/L时可将出水ρ(TP)降至0.05mg/L;气浮工艺对PAM的依赖性较强,需通过投加PAM保证水质达标稳定性和达到除磷效果(ρ(TP)<0.05 mg/L),PAM投加浓度为0.6 mg/L;溶气压力与回流比相关,当回流比为20%、溶气压力为0.6 MPa左右时,装置运行效果稳定;将污水中磷组分分为TP、STP、PO43--P和不可混凝磷组分,通过对进出水磷组分分析,表明气浮工艺对悬浮态TP和磷酸盐去除效果较好,对不可混凝磷组分无去除效果。
热碱法破解污泥动态实验的条件优化
赵虹焰, 周集体, 金若菲, 王晴萱, 张叶, 刘佳璇
2020, 38(7): 71-74,121. doi: 10.13205/j.hjgc.202007011
摘要:
以城市污水处理厂二沉池污泥为研究对象,利用热碱处理工艺对其进行处理,研究污泥的最佳处理条件,分析静态实验对动态实验的指导作用。结果表明:静态实验处理条件下,污泥热碱处理的最佳初始pH、反应温度、反应时间分别为13、30℃、10 h;在最适条件下,COD溶出率、水相中的蛋白质和多糖浓度依次为61.53%、761.73 mg/L、649.85 mg/L;动态实验最佳反应时间为10 h,在此最佳条件下COD溶出率为75.77%、多糖浓度为842.34 mg/L,蛋白质浓度随着反应时间上下波动,总体破解效果高于静态实验。以上结果表明,污泥静态实验对动态实验具有现实指导作用,热碱联合具有较好的应用前景。
城镇污水处理厂进水中地下水、河水及雨水混入比例研究
郑凯凯, 周振, 周圆, 王燕, 周建春, 李激
2020, 38(7): 75-80. doi: 10.13205/j.hjgc.202007012
摘要:
进水污染物浓度低及比例失调是目前许多城镇污水处理厂面临的问题,然而鲜有关于渗漏来源及定量分析的相关文献报道。为定量分析河水、地下水、雨水、管道中污染物降解等因素对污水浓度降低的影响,通过水量平衡三角法,并结合典型位点的24 h采样测试分析及S-P降解模型,对目标城镇污水处理厂进水组成进行分析。历史水量数据结合降雨情况分析表明,该污水处理厂进水中实际原生污水量仅为60.0%左右,其余40.0%左右为地下水及河水渗入量或雨水混入量。在连续晴天无降雨的情况下,小区自建管网和市政排水管网是主要的渗漏源,其对于进水有机物浓度降低的贡献分别为20.2%和26.4%。此外,在25 mm降雨量情况下,小区自建管网是主要的渗漏源,对于进水浓度降低的贡献达到39.5%。因此在污水处理提质增效工作中,小区自建管网的完善程度应引起关注。
多孔生物质基材用于城镇污水处理厂尾水深度净化的试验研究
邓敬轩, 黄振兴, 李激, 单晓红, 阮文权
2020, 38(7): 81-87. doi: 10.13205/j.hjgc.202007013
摘要:
为探讨城镇污水处理厂尾水的深度净化技术,以农林秸秆生物质发电后的废料制成的生物质基材为填料,考察填料对城镇污水处理厂尾水的处理效果,并借助Miseq高通量测序技术对移动床生物膜反应器(MBRR)中的悬浮填料,多孔生物质基材中生物膜的微生物群落组成和结构进行了解析。结果表明:多孔生物质基材能够深度净化市政污水处理厂尾水,对MBBR出水NH4+-N、TN、COD和TP的平均去除率分别提高了0.9%、19.0%、7.1%和10.5%。此外,由于多孔生物质基材的微生物物种丰度和多样性高于MBBR,其微生物群落结构中反硝化相关菌属占优势(24.2%),并含有一定比例的聚磷菌(4.6%)和自养硝化菌(1.3%),因此多孔生物质基材更利于脱氮除磷等功能菌群的富集和生长,可对污水的强化处理起关键作用。该结果可为城镇生活污水处理厂尾水深度净化过程中强化脱氮除磷的工程化应用提供依据和参数。
实践与应用
臭氧氧化工艺对污水处理厂二级出水的处理特性
高俊贤, 阮智宇, 徐科威, 蒋海东, 张立, 王燕, 郑凯凯, 李激
2020, 38(7): 88-92,18. doi: 10.13205/j.hjgc.202007014
摘要:
城镇污水处理厂深度处理单元采用臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺可对溶解性难降解有机物进行强化去除。针对臭氧氧化的选择性和臭氧催化氧化去除COD的稳定性,以污水处理厂二级出水为研究对象进行臭氧氧化小试和中试试验,考察不同进水水质情况下臭氧氧化的效果,臭氧氧化后污水可生化性和NH3-N的变化情况以及臭氧催化氧化去除COD的稳定性。研究结果表明:臭氧氧化对不同水质进水COD的去除效果差异较大,对含有较多饱和有机酸的污水处理效果有限,且臭氧氧化处理后污水BOD5和NH3-N均未升高。臭氧催化氧化去除COD的效果与催化剂的吸附饱和程度相关。因此,建议设计城镇污水处理厂臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺前需进行小试实验明确对COD的去除效果,臭氧催化氧化小试实验需进行90 d以上或试验至臭氧催化剂达到吸附饱和,不建议在臭氧氧化工艺后增设生物滤池和曝气生物滤池。
面向污水处理厂提标改造的效能测试与模型模拟实践
李冰, 邱勇, 田宇心, 朱引, 王燕, 郑凯凯, 李激
2020, 38(7): 93-99. doi: 10.13205/j.hjgc.202007015
摘要:
介绍了污水处理工艺提标改造的效能测试和模型分析方法,以某污水处理厂为例对其效能进行测试分析,并提出提标改造建议。通过数据回溯和沿程测试分析了污染物时空变化趋势,评估了功能区的实际效能;通过污泥活性测试评估了硝化、反硝化和释磷过程速率和潜力。采用数学模型研究水质达标的影响因素和设计运行参数,并提出运行优化及工程改造措施。
城镇污水处理厂活性污泥反硝化速率的影响因素及优化运行研究
周圆, 支丽玲, 郑凯凯, 王燕, 李激
2020, 38(7): 100-108. doi: 10.13205/j.hjgc.202007016
摘要:
反硝化过程是影响污水处理厂出水总氮达标排放的重要环节之一,进水碳源、回流比、溶解氧(DO)和搅拌方式等均为影响活性污泥反硝化性能的重要因素。通过对太湖流域58座污水处理厂提标改造的运行效果进行评估分析,并对水质波动规律、工艺设计及设备设施等方面进行调研及优化分析,研究了不同条件对活性污泥反硝化速率的影响,探讨了污水处理厂在实际生产运行中反硝化脱氮过程主要存在的问题及对策。结果表明:各厂反硝化速率在0~5.18 mg NO3--N/(g VSS·h)时,平均反硝化速率为1.40 mg NO3--N/(g VSS·h),进水碳源浓度较低为各个污水处理厂反硝化速率较低的主要原因。其中外加碳源的种类、投加点位对反硝化脱氮具有较大的影响,在各厂进水中投加易降解碳源并保持较高的搅拌速率后,发现反硝化潜力为1.16~20.80 mg NO3--N/(g VSS·h),表明改善进水水质并创造较好的反硝化条件,有利于整体反硝化水平的提升。此外,充分的搅拌条件也可增强污泥的反硝化性能。另外,选择合适的内回流比可以有效强化生物反硝化脱氮性能,但内回流中高DO对反硝化影响较大,降低回流DO可以有效提高NO3--N去除量。
某大型半地下式污水处理厂工艺设计特点分析
李瑞成
2020, 38(7): 109-115. doi: 10.13205/j.hjgc.202007017
摘要:
福田污水处理厂设计规模为40万m3/d,为国内首座设计的双层覆盖半地下式结构形式的污水厂,加盖二层顶部规划建设为市政公园,出水水质执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,泥饼含水率≤ 50%。对污水厂处理工艺的选择与设计、设计特点及新技术的应用等进行了介绍;针对进水SS高、脱氮任务重、污泥处理要求高的设计难点,污水预处理系统设置了初沉池,污水处理采用多点进水多段强化脱氮改良A2/O工艺,污泥处理采用"机械浓缩+板框深度脱水"工艺。项目建成后运行稳定,效果良好,出水水质优于设计标准。
某污水处理厂旋流沉砂池结构改造及运行效果分析
王水兵, 高俊贤, 王燕, 汪静诗, 李易寰, 王艳红, 李激
2020, 38(7): 116-121. doi: 10.13205/j.hjgc.202007018
摘要:
沉砂池是污水处理厂预处理单元重要设备,近年来,旋流沉砂池在市政污水处理厂的应用越来越广泛,但实际运行中存在出砂效果不佳等问题。重点分析了某污水处理厂旋流沉砂池运行效果差、不出砂等问题,提出了换用螺旋曲面桨叶、降低旋桨转速、调整桨叶与底部距离等具体措施。改造后对该厂旋流沉砂池进行连续检测,发现其SS平均去除率由1.86%提升至21.38%,平均出砂量为51 kg/d,同时对COD的截留效果得到一定改善,有利于降低后续生物段的碳源投加量。改造前后沉砂池对TN的去除率基本保持在0.9%左右,而TP平均去除率从0.44%提升至0.99%。总体来说,旋流沉砂池经过改造后运行稳定,除砂效果良好,污水处理厂出水水质得到明显提升。
高碘酸钠与APAM联合调理对污泥脱水的影响
兰兵兵, 金若菲, 刘彦松, 柳广飞, 周集体
2020, 38(7): 122-126. doi: 10.13205/j.hjgc.202007019
摘要:
采用高碘酸钠与阴离子聚丙烯酰胺(APAM)联合调理改善污泥脱水性。以污泥比阻和污泥滤饼含水率作为衡量污泥脱水性的指标,分析胞外聚合物(EPS)中蛋白质和多糖含量,并测定污泥Zeta电位和粒径。结果表明:当污泥初始pH为8时,88 mg/g DS(干污泥)的高碘酸钠和2 mg/g DS的APAM可以有效改善污泥脱水,联合调理后污泥比阻降低至4.82×1012 m/kg,污泥滤饼含水率降低至69.67%。污泥经过高碘酸钠氧化后,Zeta负电性降低,可溶性胞外聚合物(S-EPS)中的蛋白质含量增加,荧光光谱显示腐植酸物质的荧光强度降低,污泥中值粒径经过高碘酸钠絮凝后减小。研究结果表明,组合调理剂可以有效改善污泥脱水性,并利于后续污泥处理与处置。
污水处理厂刚玉曝气器堵塞原因及清洗效果研究
陈明飞, 王小东, 王燕, 王硕, 李激
2020, 38(7): 127-131. doi: 10.13205/j.hjgc.202007020
摘要:
以无锡市某污水处理厂刚玉曝气器为研究对象,论述了刚玉曝气器堵塞原因及堵塞特征,同时对刚玉曝气器进行酸洗实验,以保证污水处理厂曝气系统稳定运行。结果表明:新旧曝气头混合使用的曝气系统有效运行时间仅为160 d,远低于全新曝气头的曝气系统(840 d),表明运行中的曝气系统曝气头容易堵塞,需及时清洗维护。微生物对刚玉曝气器的堵塞程度基本没有影响,但对判断刚玉曝气器的堵塞状态具有指示作用。刚玉曝气器堵塞程度与有机物、无机物的含量相关,且与总铁含量呈现正相关。酸清洗对恢复刚玉曝气器性能具有较好的提升效果,15% HCl溶液酸洗20 min能使刚玉曝气头氧传质系数由刮泥后的0.5 min-1左右恢复到0.7 min-1左右,接近于全新曝气头氧传质系数,清洗效果良好。