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连续流分段进水工艺生物脱氮除磷技术分析及优化控制

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环境科学学报 2009年第12期29卷 2465-2470页

作者：葛士建彭永臻北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室北京100124

连续流分段进水工艺可最大程度利用污水碳源,对低C/N城镇生活污水及工业废水具有深度脱氮除磷特性.详述了连续流分段进水工艺生物脱氮除磷原理和工艺特性,重点分析了段数、流量分配比、各段缺氧区和好氧区容积分配比、溶解氧、污泥回流... 详细信息

连续流分段进水工艺可最大程度利用污水碳源,对低C/N城镇生活污水及工业废水具有深度脱氮除磷特性.详述了连续流分段进水工艺生物脱氮除磷原理和工艺特性,重点分析了段数、流量分配比、各段缺氧区和好氧区容积分配比、溶解氧、污泥回流比、原水水质等对工艺运行性能的影响因素.并结合国内外研究现状和工程应用实例,概述了工艺的过程控制的研究情况和应用前景.开展针对中国污水水质的工艺设计试验研究和相应的工艺过程控制研究是加快分段进水工艺应用于中国污水处理行业的两大技术突破点.

关键词：分段进水生物脱氮除磷优化控制城市污水

基于蓝牙4.0的示波法电子血压计的设计与实现

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基于蓝牙4.0的示波法电子血压计的设计与实现

作者：葛士建东南大学

学位级别：硕士

由于人类饮食作息习惯的改变,近年来,心血管方面的疾病问题已经成为了致使人类过早的死亡和残疾的主要因素之一。而血压是人类的重要生理指标之一,健康的血压是维持人体进行正常的新陈代谢必不可少的条件,因此血压的检测也成为了人们所... 详细信息

由于人类饮食作息习惯的改变,近年来,心血管方面的疾病问题已经成为了致使人类过早的死亡和残疾的主要因素之一。而血压是人类的重要生理指标之一,健康的血压是维持人体进行正常的新陈代谢必不可少的条件,因此血压的检测也成为了人们所关注的重点。但目前使用的大部分是传统的水银汞柱式血压计,使用不便,且需要通过培训才能测量精确。而最近几年,随着嵌入式软件和硬件技术的快速发展和成熟,可穿戴式智能医疗设备逐渐受到了人们的青睐和关注,设计和开发便于携带的电子血压计已成为大家一致的目标。而目前市场上的电子血压计大多数是作为一个个体存在,无法做到将数据上传至云端以实现远程医疗的目的。本文设计并实现了一种基于蓝牙4.0的示波法电子血压计。它是依托于智能医疗中心,以软件为实现手段,以电子血压计终端为数据来源,从而为完整实现远程医疗和个性化医疗的新型智能医疗模式打下基础。本论文首先总结分析示波法及示波法改进算法,综合分析各种算法的优劣,并选择其中合适的算法加以改进,研究了拐点法和变幅度系数法两者相互结合的血压判定方法：该方法首先确定脉搏波中的每一个单波的峰值点,然后选择最适合的曲线拟合方式对脉搏波的峰值点进行包络线的拟合并查找出包络线的峰值点,通过该点我们可以得出平均压,最后再利用变幅度系数法的归一化系数来确定收缩压和舒张压的位置,进而求得收缩压和舒张压。本论文还搭建了蓝牙电子血压计的硬件平台,在Android手机上开发血压采集显示软件,实现了血压的测量和可靠传输,最终对开发的电子血压计进行了实验测试和验证,实验表明系统符合美国医疗仪器促进协会(AAMI)标准的要求。

关键词：智能医疗示波法蓝牙4.0 Android端App

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两种分段进水工艺脱氮除磷性能对比

北京工业大学学报 2012年第11期38卷 1704-1709页

作者：王淑莹曹旭霍明昕葛士建王淦朱遂一北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室北京市污水脱氮除磷处理与过程控制工程技术研究中心北京100124 东北师范大学城市与环境科学学院长春130024

以实际城市生活污水为处理对象,调整A/O分段进水工艺结构和运行参数,对比研究了系统去碳、脱氮、除磷性能,着重分析了改进后工艺(改良UCT分段进水工艺)的脱氮除磷机理.结果表明,改良UCT分段进水工艺在进水分配比40%:30%:30%,污泥龄8～9... 详细信息

以实际城市生活污水为处理对象,调整A/O分段进水工艺结构和运行参数,对比研究了系统去碳、脱氮、除磷性能,着重分析了改进后工艺(改良UCT分段进水工艺)的脱氮除磷机理.结果表明,改良UCT分段进水工艺在进水分配比40%:30%:30%,污泥龄8～9 d,内循环和污泥循环比75%,厌氧区、缺氧区、好氧区的体积比1∶3∶6的运行条件下,可以同时获得碳、总氮、总磷的高效去除,去除率分别为(83.9±3.3)%、(83.5±1.4)%和(86.6±2.4)%,对比A/O分段进水工艺脱氮除磷性能得到了显著的提升.

关键词：分段进水缺氧好氧同步硝化反硝化反硝化除磷生物脱氮

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DO对SBR短程硝化系统的短期和长期影响

北京工业大学学报 2010年第8期36卷 1104-1110页

作者：王淑莹黄惠珺郭建华郑雅楠葛士建王中玮北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学市政与环境工程学院哈尔滨150090

采用实际的生活污水,在SBR反应器内分别考察了溶解氧(DO)对短程硝化效果及污泥种群结构的短期和长期影响.结果表明,通过采用实时控制曝气时间,高ρDO(ρ(DO)=(3±0.5)mg/L)与低ρDO(ρ(DO)=(0.5±0.1)mg/L)条件下SBR系统的亚硝酸盐积累... 详细信息

采用实际的生活污水,在SBR反应器内分别考察了溶解氧(DO)对短程硝化效果及污泥种群结构的短期和长期影响.结果表明,通过采用实时控制曝气时间,高ρDO(ρ(DO)=(3±0.5)mg/L)与低ρDO(ρ(DO)=(0.5±0.1)mg/L)条件下SBR系统的亚硝酸盐积累率均能达到90%以上,而低ρDO相对于高ρDO更利于提高系统的同步硝化反硝化(SND)效果,两者的平均同步硝化反硝化率(SND率)分别为45.5%和9.5%,低ρDO下最高SND率达86%.FISH的检测结果表明,实时控制模式下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化细菌(AOB)变为优势硝化菌群.在高ρDO运行末期,稳定的短程污泥中AOB和NOB的相对数量分别为8%～10%和不足0.5%;在低ρDO运行末期,AOB数量出现了微弱上升,增至10%～12%,而NOB进一步被淘汰,基本检测不出.可见,采用好氧曝气时间实时控制,能对短程硝化系统内污泥种群起到优化作用,且在高、低ρDO下均能实现稳定的短程硝化效果,而低ρDO更有利于系统内亚硝酸氧化菌(NOB)的淘洗、短程硝化率的提高以及系统SND效果的加强.

关键词：生物脱氮短程硝化同步硝化反硝化污泥种群结构低溶解氧 SBR

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改良UCT分段进水脱氮除磷工艺的性能分析

中国给水排水 2011年第21期27卷 31-35页

作者：葛士建彭永臻北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124

结合北京某污水处理厂升级改造工程,以实际生活污水为处理对象,研究新型改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺降解有机物、深度脱氮和除磷机理,并在此基础上探讨了工艺特点及设计和操作运行要点。长达2年的中试结果表明,出水总氮平均为8.51 ... 详细信息

结合北京某污水处理厂升级改造工程,以实际生活污水为处理对象,研究新型改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺降解有机物、深度脱氮和除磷机理,并在此基础上探讨了工艺特点及设计和操作运行要点。长达2年的中试结果表明,出水总氮平均为8.51 mg/L,总磷为0.44mg/L,COD为44 mg/L,达到国家一级A排放标准;系统深度脱氮途径主要包括传统硝化反硝化和好氧同步硝化反硝化两个过程;缺氧吸磷量占总吸磷量的比例为32.6%～39.5%,强化了系统的除磷性能;55.9%的原水COD为厌氧释磷和反硝化过程提供能源或碳源,系统对碳源的利用率高;该工艺仅在传统A/O、A2/O工艺基础上取消了硝化液内回流设施,调整了进水管路,用于已建污水处理厂的升级改造简单易行,应用前景广阔。

关键词：分段进水 UCT 脱氮除磷升级改造

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苯酚对氨氧化菌硝化和污泥性能冲击影响

化工学报 2012年第8期63卷 2576-2583页

作者：路聪聪葛士建王淑莹曹旭彭永臻北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京市污水脱氮除磷处理与过程控制工程技术研究中心北京100124

以苯酚为毒性抑制剂,短程硝化污泥为对象,分析研究了不同苯酚浓度对氨氧化菌硝化过程的抑制特性和抑制动力学,以及对污泥胞外聚合物组分及呼吸速率的短期冲击影响。结果表明,55mg.L-1苯酚的存在使硝化速率降低37%;低浓度苯酚条件下(<80m... 详细信息

以苯酚为毒性抑制剂,短程硝化污泥为对象,分析研究了不同苯酚浓度对氨氧化菌硝化过程的抑制特性和抑制动力学,以及对污泥胞外聚合物组分及呼吸速率的短期冲击影响。结果表明,55mg.L-1苯酚的存在使硝化速率降低37%;低浓度苯酚条件下(<80mg.L-1)符合Monod单分子一级动力学方程,且为可逆性抑制,恢复后呼吸速率可达20～25mg O2.L-1.h-1;且因接种污泥含大量异养菌使得抑制常数(52.871mg.L-1)远大于纯硝化菌群系统。另外,苯酚的存在促使菌群启动自我保护机制产生更多的胞外聚合物(EPS)抵抗环境变化。苯酚浓度升至135mg.L-1时,蛋白质和多糖分别增加87.4%和311.7%;而且EPS组分发生相应变化,蛋白质/多糖(P/C)与初始COD/氨氮(C/N)比呈负相关性,P/C从22.1降至3.80。

关键词：短程硝化氨氧化菌抑制动力学苯酚胞外聚合物耗氧呼吸速率

改良UCT分段进水工艺处理生活污水性能优化研究

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环境科学 2011年第7期32卷 2006-2012页

作者：葛士建彭永臻曹旭王淑莹杨岸明北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室北京100124 北京城市排水集团有限责任公司北京100038

在某大型污水处理厂采用中试规模的改良UCT分段进水脱氮除磷工艺处理低COD/N生活污水,重点研究了流量分配比和原水营养元素比(COD/N、COD/P和TN/P)对工艺脱氮除磷性能的影响,目的是分析探索工艺对有机物和氮磷去除机制和污泥特性.连续... 详细信息

在某大型污水处理厂采用中试规模的改良UCT分段进水脱氮除磷工艺处理低COD/N生活污水,重点研究了流量分配比和原水营养元素比(COD/N、COD/P和TN/P)对工艺脱氮除磷性能的影响,目的是分析探索工艺对有机物和氮磷去除机制和污泥特性.连续运行试验表明,该工艺取得稳定高效的去除性能.在进水COD负荷为0.79～0.93 kg/(m3.d),4种流量分配比条件下,平均出水COD浓度和去除率分别为(43.7±8.35)mg/L和(83.8±3.86)%,且厌氧区和缺氧区对COD的去除贡献高达60.2%～76.2%.进水流量分配为40%∶30%∶30%时可获得88.2%的总氮去除率,其中通过好氧同步硝化反硝化去除的占32.8%,出水氨氮(NH 4+-N)和总氮(TN)为(0.21±0.20)mg/L和(7.90±1.27)mg/L.约占32.6%～39.5%的反硝化聚磷菌对系统实现高达97.2%的磷去除率有着重要作用.氮去除率与原水COD/N在4.64～7.41范围内呈线性正比关系(R2=0.96),磷去除率分别随原水COD/P和TN/P在35.0～92.5和6.24～12.5范围内增加而增加(R2=0.87和R2=0.89).系统平均SVI值为(82.6±4.99)mL/g,污泥沉降性能良好.

关键词：分段进水进水流量分配脱氮除磷同步硝化反硝化反硝化除磷 UCT

改良UCT分段进水脱氮除磷工艺性能及物料平衡

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化工学报 2010年第4期61卷 1009-1017页

作者：葛士建彭永臻张亮王希明王淑莹北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

采用改良UCT分段进水试验装置研究了该工艺处理实际生活废水的脱氮除磷性能,建立了该系统碳(COD)、氮、磷的物料衡算公式,并以稳态条件下试验数据为基础分析评价了各指标的物料分布情况。结果表明,工艺出水水质稳定,抗冲击负荷能力较强... 详细信息

采用改良UCT分段进水试验装置研究了该工艺处理实际生活废水的脱氮除磷性能,建立了该系统碳(COD)、氮、磷的物料衡算公式,并以稳态条件下试验数据为基础分析评价了各指标的物料分布情况。结果表明,工艺出水水质稳定,抗冲击负荷能力较强,平均出水COD、总氮、总磷含量分别为43.5、8.51、0.29mg·mL-1,满足国家城镇生活污水一级A排放标准。此外,根据建立的物料衡算公式及工艺各反应区污染物指标的转化途径分析发现,高达67.1%的反硝化脱氮作用(包括缺氧反硝化和好氧同步硝化反硝化)是该工艺深度脱氮的根本原因;系统反硝化和释磷过程利用的COD占总去除量的62.1%,体现了该工艺充分利用原水碳源的优势;氮素和COD的平衡率均高达99.8%,证明了所建立的公式的有效性。系统对磷的去除主要依赖于排放的剩余污泥,占总量的71.7%。

关键词：分段进水脱氮除磷 UCT 物料平衡

分段进水脱氮除磷工艺中反硝化除磷的实现与维持

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化工学报 2011年第9期62卷 2615-2622页

作者：葛士建王淑莹曹旭马斌路聪聪彭永臻北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

以实际城市生活污水为处理对象,应用改良UCT分段进水工艺研究反硝化除磷的实现途径与维持方法,探讨工艺运行参数对反硝化除磷性能的影响,并分析了强化缺氧吸磷对提高系统脱氮除磷效率的作用和稳定维持反硝化除磷的控制策略。结果表明,通... 详细信息

以实际城市生活污水为处理对象,应用改良UCT分段进水工艺研究反硝化除磷的实现途径与维持方法,探讨工艺运行参数对反硝化除磷性能的影响,并分析了强化缺氧吸磷对提高系统脱氮除磷效率的作用和稳定维持反硝化除磷的控制策略。结果表明,通过A/O分段进水工艺向改良UCT分段进水工艺运行方式的转变,可以成功富集反硝化聚磷菌,最高比例达39.2%,污泥缺氧吸磷速率为3.19～4.48mg P.(g VSS)-1.h-1。缺氧/好氧吸磷速率和磷去除率随厌氧池体积的增加而增加,最佳体积分配为34/102/204L(1/3/6)。控制污泥回流和内循环分别为100%和75%时,能合理保证厌氧池的厌氧环境(ORP维持在-400～-150mV),以及缺氧池合适的污泥浓度和硝酸盐浓度(1～2mg.L-1),强化反硝化吸磷性能。另外,建立相应的控制策略:(1)根据厌氧池ORP值控制内循环;(2)通过缺氧出水硝酸盐浓度控制污泥回流;(3)通过厌氧释磷量和出水COD浓度来调节厌氧/缺氧/好氧池体积分配;(4)根据进水碳氮磷比调整各段进水流量分配比。

关键词：分段进水脱氮除磷开普敦工艺反硝化除磷