低温SBR反硝化过程亚硝态氮积累的动力学研究

严格控制试验条件,以缺氧/厌氧UASB预处理的实际垃圾填埋场渗滤液为研究对象,考察了低温条件下SBR反硝化过程中亚硝态氮的积累.结果表明:在温度为13.5～15.5℃的低温条件下,对于4种不同的NO3--N初始浓度(64.9、54.8、49.3、29.5 mg/L),NO2--N均实现了明显积累,最大积累浓度分别为37.8、21.5、25.2、18.9 ms/L.在反应过程中,ORP曲线先后出现"硝酸盐膝"和"亚硝酸盐膝"两个拐点,指示NO3--N和NO2--N还原反应的结束.对于有明显亚硝态氮积累的反硝化过程,仅以NO3--N作为反硝化速率的单值函数是不准确的,应以总氧化态氮(NOx--N=NO2--N+NO3--N)计,如仅以NO3--N为底物,则应定义为"名义反硝化速 率".     

以黄水为碳源的反硝化过程研究

针对南方城市污水厂生物脱氮过程中反硝化碳源不足的情况,以白酒生产过程中的副产物——黄水作为反硝化碳源,采用SBR反应器研究了碳氮比分别为7、6.5、6、5、4.5、4和3条件下的反硝化过程。研究结果表明:黄水驯化的反硝化菌以短杆菌属为主;黄水可以作为合适的反硝化碳源,如果以黄水作为反硝化碳源,C/N值为5时比较合适;不同C/N值下,在反应初期都存在NO-2-N积累现象,C/N值为4.5时积累量最大。     

生物滤池/生态砾石床处理含氮微污染地表水

采用生物滤池/生态砾石床组合工艺进行了微污染地表水(含低碳、高NO3--N浓度)的脱氮研究,通过投加乙酸钠为碳源考察了C/N值、温度、水力负荷对反应器脱氮效能的影响。结果表明,C/N值对反应器的脱氮效能影响较大,在C/N值为10时可以取得较高的反硝化效率(>90%)。在低温下(2～10℃)反应器的反硝化效能受到严重抑制;在13～17℃条件下,反硝化效率恢复到60%左右;当水温>20℃时,在水力负荷为8 m3/(m2.h)的条件下(此时生物滤池和生态砾石床的水力停留时间分别为15、30 min),对NO3--N的去除率能够达到90%以上。生态砾石床能够将生物滤池出水中残余的碳源去除,保证了出水的水质安全。     

外加碳源对改良A~2/O工艺反硝化除磷的影响

在缺氧条件下向改良A2/O工艺活性污泥混合液中投加乙酸钠,考察外加碳源对改良A2/O工艺反硝化除磷的影响。结果表明,随着反应时间的延长,反硝化速率逐渐降低,由此反硝化过程可大致分为3个阶段,其中第1阶段的反硝化速率最大;释磷和反硝化同时发生,且释磷和第1阶段的反硝化利用同一类碳源;初始NO3--N浓度和外加碳源投量对释磷速率无明显影响,试验条件下释磷速率为4.0mgPO34--P/(gVSS.h)左右;释磷结束后,若仍然存在NO3--N,则会发生反硝化吸磷过程。投加碳源可提高反硝化脱氮效果,但同时会对反硝化吸磷带来不利影响,因此在实际运行时要合理控制碳源投量,以恰好满足脱氮要求为最佳。     

氮磷比对三维电极/生物膜反应器反硝化效果的影响

研究了连续流三维电极/生物膜反应器在不同氮磷比(N/P)下的反硝化性能。结果表明:N/P值对去除NO3--N的影响不大,但对出水NO2--N浓度有明显影响。在N/P值由5∶1增大至100∶1的过程中,对NO3--N的去除率介于59.2%～71.6%之间。当N/P值为10∶1时,对NO3--N的去除率最高达到了71.6%,出水NO3--N为8.53 mg/L。当N/P值为10∶1时,出水NO2--N浓度最低为0.27 mg/L;当N/P值为100∶1时NO2--N的积累最为严重,NO2--N生成量最高达到了1.76 mg/L。N/P值还对NH4+-N的产生有明显影响,N/P值从5∶1增至100∶1的过程中,NH4+-N生成量由4.50 mg/L逐渐减小至0.26 mg/L。当N/P值为(5∶1)～(50∶1)时,反应器具有较好的除磷功能;但当N/P值为100∶1时,出水TP浓度高于进水TP浓度。     

COD、MLSS、pH值及污泥驯化对脱氮除磷的影响

为了探讨碳源、pH值、污泥浓度以及驯化后污泥对脱氮除磷的影响,在有效容积为10 L的SBR内进行了试验研究,按不同影响因素在不同条件下试验。试验结果表明:随着碳源(乙酸钠)投加量的增加,当C/N值由1.44分别增至4.33、7.22时,对NO3--N的去除率由21%分别提高到81%、99%,但对PO34--P的释放未产生显著影响;在碳源足够的条件下,驯化一个月左右的污泥反硝化速率由13.27 mg/(L.h)增至50 mg/(L.h)左右;当MLSS由1 600 mg/L增至8 000 mg/L时,反硝化作用增强,对NO3--N的去除率由82%提高到95%;在pH值分别为5、7、9三个水平下,pH值=7时对NO3--N的去除率最高,为65%。     

短程与全程硝化反硝化过程中N_2O产量比较

采用序批式活性污泥反应器(SBR)对生活污水短程及全程硝化反硝化过程中N2O的产生量进行了考察.结果表明,在进水氨氮浓度相同且不限制DO的条件下,全程硝化反硝化过程中N2O的总产生量为短程硝化反硝化的2倍左右;硝化类型不会影响反硝化过程对溶解性N2O的还原,无论以(NO2-)-N还是以(NO3-)-N为电子受体,反硝化过程均有利于降低N2O的浓度.     

前置反硝化SBR工艺的设计

介绍了前置反硝化SBR与连续流前置反硝化工艺相比在脱氮方面的优势。详细介绍了前置反硝化SBR工艺的设计方法——简化模型法,该法以活性污泥法动力学模型ASM1、ASM2和ASM3为理论基础,精简了动力学模型的参数数量,对SBR系统的碳源和NO3--N进行了核算,可以保证SBR最大限度地利用进水中的碳源进行高效脱氮。针对三种C/N值不同的废水,给出了前置反硝化SBR工艺具体的设计实例,并对设计结果进行了分析。     

环境温度下短程硝化的低氧启动与维持

采用序批式反应器(SBR)处理模拟氨氮废水,通过控制溶解氧浓度在中温下实现了短程硝化,并在较低温度下维持稳定的短程硝化。以全程硝化污泥为种泥,当溶解氧浓度从3.5～4.5 mg/L降低至0.8～1.3 mg/L时,可迅速实现NO 2--N的积累,持续运行中NO 2--N的积累率稳定在80%以上。利用随季节变化温度逐渐降低的特点,在中温下实现NO2--N的积累和氨氧化菌(AOB)的优势生长,然后随着气温的逐渐下降使AOB逐渐适应低温环境,当水温为13℃时NO 2--N的比积累速率为0.119 g/(gMLVSS.d)。单周期运行情况表明,游离氨(FA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制作用主要在反应前期,而游离亚硝酸(FNA)、pH值的抑制作用主要在后期。     

不同外加碳源生物滤池的深度处理特性与经济分析

考察了外加萄萄糖、甲醇、乙醇、乙酸和乙酸钠这5种碳源时,作为二级处理后续深度处理的反硝化生物滤池(DNBF)对N03--N、COD和SS的去除特性,并进行了技术经济分析.结果表明,分别投加上述5种碳源时,DNBF对NO3--N的去除率分别为70.2%、68.0%、73.5%、80.6%和82.3%,各碳源的适宜碳氮比分别为7.51、4.10、4.89、5.14和4.63gCOD/gNO3--N,反硝化速率大小排序为乙酸钠＞乙酸＞乙醇＞葡萄糖＞甲醇.投加适量碳源后,滤池出水COD和SS值仍可达到一级A排放标准.技术经济分析结果显示,乙酸钠可作为DNBF的优先选择碳源.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.