【摘 要】
:
好氧颗粒污泥由于具有结构密实、沉降性能好、抗冲击负荷能力强等优点,在水处理领域应用广泛。但好氧颗粒污泥的形成与稳定受到多方面因素的影响,系统运行稳定性较差等限制了其在工程上的进一步应用。本文通过运行不同进水有机物浓度的反应器,结合定量图像分析技术,监测颗粒化过程污泥宏观结构、微观形态以及沉降性能等变化;建立以污泥微观形态学参数为自变量、宏观沉降性参数为因变量的偏最小二乘回归预测模型;基于模糊数学理
论文部分内容阅读
好氧颗粒污泥由于具有结构密实、沉降性能好、抗冲击负荷能力强等优点,在水处理领域应用广泛。但好氧颗粒污泥的形成与稳定受到多方面因素的影响,系统运行稳定性较差等限制了其在工程上的进一步应用。本文通过运行不同进水有机物浓度的反应器,结合定量图像分析技术,监测颗粒化过程污泥宏观结构、微观形态以及沉降性能等变化;建立以污泥微观形态学参数为自变量、宏观沉降性参数为因变量的偏最小二乘回归预测模型;基于模糊数学理论,结合污泥颗粒化实验数据,建立好氧污泥颗粒化过程的综合评价体系。主要研究成果如下:(1)设置两组进水有机物浓度不同的反应器培养好氧颗粒污泥,在第53天分别形成平均粒径为708.46μm和884.43μm的成熟颗粒污泥,进水有机物浓度的提高促进了形成颗粒污泥粒径的增大。同时,较高的进水有机物浓度易于富集更多的生物量,污泥浓度稳定在4 g/L左右。在胞外聚合物方面,进水有机物浓度的提高促使污泥分泌更多的多糖,污泥亲水性提高,形成颗粒污泥的Zeta电位绝对值相对较高,絮凝能力相对较弱。(2)在宏观反应器运行的基础上,利用定量图像分析技术对颗粒化过程中污泥微观形态进行观察分析,结果表示随着颗粒化的进行,污泥结构趋于密实,形态趋于圆形且边界越来越光滑规则。以污泥微观形态学参数当量直径、圆度、长径比、密实度、形状因子、分形维数为自变量,宏观沉降性能参数SVI5、SVI5/SVI30、比重、沉降速度为因变量建立偏最小二乘回归预测方程,各因变量的预测值与实测值之间具有良好的拟合关系,R~2分别达到0.968、0.9801、0.9999、0.9881,表明可利用污泥微观形态学参数对宏观沉降性作出较为合理的预测,其中分形维数对SVI5和SVI5/SVI30的预测结果起到最为重要的作用,在对比重的预测方程中,密实度对结果的影响作用最大,对沉降速度的回归预测中,圆度、密实度影响较大。(3)在前述污泥颗粒化宏观反应器运行和微观形态学分析的实验数据基础上,将颗粒化进程中污泥多个性质参数作为评价指标,以R1为实验组,R2为验证组,建立好氧污泥颗粒化过程综合评价体系,将颗粒化过程分为絮体阶段、初始颗粒化阶段、快速颗粒化阶段、完全颗粒化阶段。计算各评价指标的权重系数,得出圆度和长径比对综合评价结果的影响最大,将模型运算结果与R2中各参数的实际变化趋势进行对比,结果表明运用此综合评价体系能够得到客观、合理的颗粒化阶段预测,有助于及时发现系统异常情况,避免污泥膨胀,对维持好氧颗粒污泥系统的稳定性具有重要意义。
其他文献
淮北是安徽省重要的煤炭资源大市,地处华北平原干旱地区,为严重资源型缺水城市。地表水水质较差,不符合居民生活用水要求,作为主要供水水源的地下水由于多年来采煤矿坑排水和生活生产过度开采,地下水位逐年下降。同时,研究区由于长期采煤已形成面积约18.7m~2的塌陷蓄水区域,塌陷区域含水层结构发生重大变化,地下水将呈现新的分布态势。因此,在地下水资源量日趋紧张的情况下,研究采煤塌陷蓄水区域地下水循环再分布的
加筋圆柱壳是一种性能优异的薄壁结构,作为运载火箭、飞机等结构的主要承力部件,广泛应用于航空航天等工程领域。加筋圆柱壳结构轻量化设计是工程优化领域研究的重点方向。为提高加筋圆柱壳适应高温等复杂环境的能力,可从构型和材料等方面对其进行优化设计。基于等效刚度法的加筋圆柱壳屈曲分析能够快速计算出其承载力,可以显著减少其优化设计过程中重分析导致的昂贵计算成本。本文主要开展了以下几个方面的研究工作:设计了一种
土壤优势流是水及溶质快速运移的通道,对水及溶质进入地下水有重要的作用。其中积水深度与大孔隙位置是影响优势运移的两个因素。本文以优势流中的大孔隙流为研究对象,通过使用底部带有分区的土柱来区分优势流与基质流,研究在积水深度与大孔隙位置变化的条件下,对大孔隙流纵向运移水及溶质以及横向穿透大孔隙壁与基质进行交换量的影响。本文第二章研究使用的土壤为壤粘土,第三、四章研究使用土壤为细砂,但是现实中,土壤种类远
在结构服役期间,内部缺陷是造成其存在安全隐患的主要原因。因此,建立一套可靠的缺陷识别方法对解决此问题至关重要,而基于数值分析进行缺陷识别是最常用的方法之一。数值分析方法借助计算机模拟,有着很强的环境适应性,且全部布置在结构边界的测点,为无损识别结构缺陷提供了基础。合适的缺陷几何描述方法是缺陷识别的关键,针对常见的裂纹及空腔型缺陷,本文分别提出了两种方案用于裂纹及多联通复杂缺陷的描述。同时,采用比例
洪涝灾害是最常见、危害最大的一种自然灾害,具有范围广、突发性、破坏性强的特点,对人类社会的生存和发展具有严重威胁。虽然地面洪涝灾害监测网络在防洪抗灾中起到很大作用,但站点数据难以描绘洪涝灾害的全貌,缺乏宏观性。遥感技术可以快速、客观和全面的获取陆地表面宏观、动态信息,在洪涝灾害信息提取方面应用广泛。同时,由于传统的基于单一遥感影像源的洪涝灾害信息提取方法在自动化程度、表征能力、提取精度方面越来越无
质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种环保高效的发电装置,一直以来倍受关注。而阴极开放式PEMFC因其独特的结构设计,电堆反应时所需的氧化剂和冷却剂均由阴极风扇供给,故而极易受环境条件的影响。以往对阴极开放式PEMFC环境适应性的研究大多关注环境温度或相对湿度对电堆输出性能的影响,并且温度和相对湿度的变化范围较窄。然而在异常高温,如热辐射环境下关于电堆的输出性能变化几乎没有被研究。因此,本文通过
随着生态文明、环境保护等观念深入人心,一些对生态环境有危害的灭火剂如哈龙灭火剂等逐渐被淘汰。而细水雾则以安全环保、高效灭火、配置灵活、安装维护方便等独特的优势被认为是哈龙灭火剂的完美替代品。成为火灾安全领域的研究热点。迄今为止关于细水雾灭火技术的研究主要集中于从宏观层面讨论细水雾的灭火效能以及灭火机理。只有少数研究者从雾滴与燃料以及火焰相互作用的角度来探索细水雾灭火的本质。对单个雾滴与高温着火燃料
传统能源的日益减少促使各国研究者们研究开发储能密度高、环保可再生的新能源。由于可以循环充放电,离子电池成为目前重要的储能媒介之一。然而由于离子在电极间的反复“摇摆穿插”容易产生扩散应力甚至导致其破坏失效。本文以纳米尺度下离子电池的电极结构为研究对象,采用理论和原子模拟相结合的研究方法,对电极中离子的扩散行为及其所产生的扩散应力为主要研究内容展开深入研究,为保护电极、改善电极结构并提升离子电池整体性
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)不仅可以用于定位、导航和授时,现如今也在地壳形变监测和地球物理反演领域的研究中提供了重要的帮助。随着中国大陆构造环境监测网络项目(Crustal Movement Observation Network of China,CMONOC)以及连续运行参考站(Continuously Operating
目前,机翼的气动特性和翼型表面的流动控制是现代飞行器的重要的研究方向之一,其研究持续受到各国众多学者和航空航天公司的关注。飞行器的减阻增升的改善可以大幅度的降低飞行器飞行的成本,优化改进了飞行器的气动性能。为探究翼型的气动性能,通过流体力学仿真研究对相对厚度不同的对称翼型进行优选,对比分析出最优翼型NACA0012。本文基于Fluent仿真软件,湍流模型采用SST k-ω湍流模型,将模拟结果与实验