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从微观机理认识污水处理厂的节能减排

中国给水排水 2008年第4期24卷 89-94页

作者：郝晓地赵义仇付国 m.c.m.van loosdrecht 北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心北京100044 山西省发展与改革委员会城建环保处山西太原030002 荷兰代尔夫特理工大学生物技术系荷兰

目前我国政府倡导的节能减排之艰巨任务不可避免地涉及到污水处理行业。从宏观运行上看,污水处理厂节能减排似乎应从曝气、回流、投药、泥量、消化等技术方面入手。实际上,对微观机理的认识更有助于这些技术措施的有效实施。为说明微观... 详细信息

目前我国政府倡导的节能减排之艰巨任务不可避免地涉及到污水处理行业。从宏观运行上看,污水处理厂节能减排似乎应从曝气、回流、投药、泥量、消化等技术方面入手。实际上,对微观机理的认识更有助于这些技术措施的有效实施。为说明微观机理对污水处理厂节能减排的作用,首先从传统污水处理工艺能耗入手,剖析能耗与cO2排放总量的关系;其次,从污泥能量回收率及技术难易程度分析剩余污泥转化为能源的适用性技术;最后,以同步脱氮除磷机理为核心,通过实例以数学模拟方式着重说明实现反硝化脱氮除磷对污水处理厂节能减排的内在积极作用。

关键词：污水处理厂节能减排甲烷二氧化碳反硝化脱氮除磷数学模拟

采用数学模拟评价生物营养物去除工艺的除磷效果

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中国给水排水 2006年第5期22卷 30-34页

作者：郝晓地戴吉 m.c.m.van loosdrecht 北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心北京100044 荷兰代尔夫特理工大学Kluyver生物技术实验室

磷的去除与回收可以结合生物营养物的去除一并实施,通过收集厌氧池富磷上清液形成鸟粪石(mAP)沉淀的方式予以实现,这同时也可提高生物除磷效果或降低生物除磷所需的最低c/P值。为此,一种考虑了磷回收的新型生物营养物去除(BNR)工艺——... 详细信息

磷的去除与回收可以结合生物营养物的去除一并实施,通过收集厌氧池富磷上清液形成鸟粪石(mAP)沉淀的方式予以实现,这同时也可提高生物除磷效果或降低生物除磷所需的最低c/P值。为此,一种考虑了磷回收的新型生物营养物去除(BNR)工艺———BcFS(在荷兰研发并应用。然而,有关磷回收以及它对生物除磷效果影响方面的信息在运行实践中仍不够清晰。采用数学模拟技术,结合代尔夫特(TUD)生物除磷代谢模型与活性污泥2号模型(ASm2),对不同运行参数下的磷回收以及它对系统工况的影响做了评价。模拟试验结果表明,存在着最佳的上清液侧流比,当侧流比大于此值时将增大磷的回收成本,而且除磷效果也将受到影响;在保证出水水质达标(mgP/L)的情况下,生物除磷所需进水cOD/P(可生物降解cOD)最小值可由20降低到10,此时的磷回收率为36%。动态进水(变流量或负荷)模拟试验表明,其对厌氧池上清液中磷的富集略有影响,但进行磷回收时并不影响系统出水的磷浓度。

关键词： BNR 厌氧池上清液模型磷回收分离液鸟粪石

中国城市污水处理的瓶颈、缘由及可能的解决方案

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北京工业大学学报 2021年第11期47卷 1292-1302页

作者：曹业始郑兴灿刘智晓 m.c.m.van loosdrecht Glen Daigger 中持新概念环境发展宜兴有限公司江苏宜兴214213 中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300381 北京首创股份有限公司北京100028 代尔夫特理工大学生物技术系代尔夫特2629 HZ荷兰密歇根大学土木和环境工程系密歇根州48109美国

自20世纪90年代以来,中国在城市污水收集与处理方面取得了很大的进步.但是,源自于独特污水水质特征,中国城市污水处理效率的改善仍然面临瓶颈.该文着重比较了中国和其他国家的城市污水处理在能量回收、氮磷营养物去除和污泥产率方面的差... 详细信息

自20世纪90年代以来,中国在城市污水收集与处理方面取得了很大的进步.但是,源自于独特污水水质特征,中国城市污水处理效率的改善仍然面临瓶颈.该文着重比较了中国和其他国家的城市污水处理在能量回收、氮磷营养物去除和污泥产率方面的差异,并在资料支撑的理论分析基础上,揭示了因为下水道渗漏、化粪池设置等因素导致的中国城市污水独特的水质特征(高无机悬浮固体(inorganic suspended solids,ISS)质量浓度、低碳氧需求(cOD)和低碳氮比)与城市污水处理厂较低的运营效率和性能之间的关系,提出了中国需要制定适合自己独特污水水质特性的处理过程设计指南.鉴于下水道系统建设与修复耗时长久,改善现有城市污水处理厂的效率和可持续性应该与下水道修复和制定设计指南同时推进,提出了三点建议:提高除砂效率、应用污泥发酵和厌氧消化、优化现有工艺并开发低碳源生物脱氮新工艺.

关键词：城市污水处理污水水质特征能源回收营养物去除污泥产率可持续性

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极具工程化潜力的好氧颗粒污泥技术

中国给水排水 2006年第8期22卷 1-7页

作者：郝晓地陈新华戴吉 m.de Kreuk m.c.m.van loosdrecht 北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心北京100044 代尔夫特理工大学Kluyver生物技术实验室

介绍了形成好氧颗粒污泥的工艺条件及其在去除有机物、脱氮、除磷方面的最新研究进展,并总结了好氧颗粒污泥的代谢机理。与传统的活性污泥法相比,好氧颗粒污泥反应器具有微生物浓度高、沉淀速度快、占地面积小等独特优点,在未来几年内... 详细信息

介绍了形成好氧颗粒污泥的工艺条件及其在去除有机物、脱氮、除磷方面的最新研究进展,并总结了好氧颗粒污泥的代谢机理。与传统的活性污泥法相比,好氧颗粒污泥反应器具有微生物浓度高、沉淀速度快、占地面积小等独特优点,在未来几年内该技术将得到实际应用。

关键词：好氧颗粒污泥序批式反应器溶解氧有机物负荷率

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厌氧氨氧化技术工程化的全球现状及展望

中国给水排水 2007年第18期23卷 15-19页

作者：郝晓地仇付国 W.R.L.van der Star m.c.m.van loosdrecht 北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心北京100044 荷兰代尔夫特理工大学生物技术系

厌氧氨氧化(ANAmmOX)技术因其细菌增长速率缓慢而难以实现工程化。在总结荷兰ANAmmOX技术工程化经验的基础上,介绍了ANAmmOX工程化的进程及其主要障碍,综述了以荷兰为代表的欧洲等国家研发、工程应用ANAmmOX技术的现状。同时,对ANAmmOX... 详细信息

厌氧氨氧化(ANAmmOX)技术因其细菌增长速率缓慢而难以实现工程化。在总结荷兰ANAmmOX技术工程化经验的基础上,介绍了ANAmmOX工程化的进程及其主要障碍,综述了以荷兰为代表的欧洲等国家研发、工程应用ANAmmOX技术的现状。同时,对ANAmmOX技术工程化的应用前景进行了展望。

关键词：厌氧氨氧化 "短程"脱氮世代时间颗粒污泥亚硝化一步ANAmmOX(cANON) 两步ANAmmOX

模拟评价亚硝化-厌氧氨氧化生物膜工艺中氧的消耗

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环境科学学报 2006年第5期26卷 798-802页

作者：郝晓地曹秀芹仇富国曹亚莉 m.c.m.van loosdrecht 北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心北京100044 荷兰代尔夫特理工大学Kluyver生物技术实验室

前期模拟研究显示,溶解氧是控制亚硝化-厌氧氨氧化生物膜工艺的关键因子.因此,作为一个设计参数,曝气量在工程上便显得尤为重要.生物膜工艺曝气量取决于发生在生物膜内各种反应(硝化、常规反硝化及厌氧氨氧化)的耗氧与氧补偿以及生物膜... 详细信息

前期模拟研究显示,溶解氧是控制亚硝化-厌氧氨氧化生物膜工艺的关键因子.因此,作为一个设计参数,曝气量在工程上便显得尤为重要.生物膜工艺曝气量取决于发生在生物膜内各种反应(硝化、常规反硝化及厌氧氨氧化)的耗氧与氧补偿以及生物膜的厚度等.由于在生物膜内存在着基质扩散梯度,所以,通过试验方法确定净耗氧量十分困难,甚至难以实现.正因如此,数学模拟技术被用来评价这一在工艺设计和运行管理中具有实际意义的问题.模拟试验结果显示,不同的工艺及生物膜参数会导致不同的耗氧曲线.这些信息有助于亚硝化-厌氧氨氧化生物膜工艺的设计及运行.

关键词：厌氧氨氧化生物膜 cOD氧化反硝化硝化耗氧量

Garmerwolde污水处理厂提标改造--新增好氧颗粒污泥系统、旁侧流SHARON

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净水技术 2016年第5期35卷 11-16页

作者：陈涛门晓欣李军 m.c.m.van loosdrecht mario pronk 浙江工业大学环境学院浙江杭州310014 LX Environmental L.L.c. RichboroPA18954USA Department of Biotechnology Delft University of TechnologyDelft2601the Netherlands

Garmerwolde污水处理厂原主体工艺采用AB法。为应对不断增加的污水量和更加严格的排放标准,该厂进行了提标改造。2005年主要通过增加旁侧SHARON（2400 kgN/d）以解决污泥消化液处理问题,氨氮去除率95%以上,达到硝化阶段节约能耗25%、反... 详细信息

Garmerwolde污水处理厂原主体工艺采用AB法。为应对不断增加的污水量和更加严格的排放标准,该厂进行了提标改造。2005年主要通过增加旁侧SHARON（2400 kgN/d）以解决污泥消化液处理问题,氨氮去除率95%以上,达到硝化阶段节约能耗25%、反硝化阶段节约外加碳源40%,减少50%的污泥产量。2013年新增独立运行的SBR好氧颗粒污泥系统（Nereda）,增加产能2.86万m3/d,好氧污泥颗粒化后60%颗粒〉1 mm、生物量可稳定达到8 g/L以上、SVI5值稳定在45 mL/g左右,出水TN≤7 mg/L,TP≤1 mg/L,比传统活性污泥系统能耗降低58%-63%、占地减少33%、运行费用节省50%。

关键词：城镇污水处理厂提标改造好氧颗粒污泥 SHARON Nereda

Sustainable Application of a Novel Water cycle Using Seawater for Toilet Flushing

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Engineering 2016年第4期2卷 460-469页

作者： Xiaoming Liu Ji Dai Di Wu Feng Jiang Guanghao chen Ho-Kwong chui mark c. m. van loosdrecht Department of civil and Environmental Engineering The Hong Kong University of Science and Technology Hong Kong China Water Technology center The Hong Kong University of Science and Technology Hong Kong China chinese National Engineering Research center for control and Treatment of Heavy metal Pollution (Hong Kong Branch) The Hong Kong University of Science and Technology l-long Kong China School of chemistry and Environment South China Normal University Guangzhou 510006 China Department of Biotechnology Delft University of Technology Delft2629 HZ the Netherlands

Global water security is a severe issue that threatens human health and well-being. Finding sustainable alternative water resources has become a matter of great urgency. For coastal urban areas, desalinated seawater could serve as a freshwater supply. However, since 20%-30% of the water supply is used for flushing waste from the city, seawater with simple treatment could also partly replace the use of freshwater. In this work, the freshwater saving potential and environmental impacts of the urban water system （water-wastewater closed loop） adopting seawater desalination, seawater for toilet flushing （SWTF）, or reclaimed water for toilet flushing （RWTF） are compared with those of a conventional freshwater system, through a life-cycle assessment and sensitivity analysis. The potential applications of these processes are also assessed. The results support the environmental sustainability of the SWTF approach, but its potential application depends on the coastal distance and effective population density of a city. Developed coastal cities with an effective population density exceeding 3000 ***-2 and located less than 30 km from the seashore （for the main pipe supplying seawater to the city） would benefit from applying SWTF, regardless of other impact parameters. By further applying the sulfate reduction, autotrophic denitrification, and nitrification integrated （SANI） process for wastewater treatment, the maximum distance from the seashore can be extended to 60 km. considering that most modern urbanized cities fulfill these criteria, the next generation of water supply systems could consist of a freshwater supply coupled with a seawater supply for sustainable urban development.

关键词： Alternative water resources Seawater toilet flushing SANIUrban water system Life-cycle assessment

Design and thermodynamic analysis of a pathway enabling anaerobic production of poly-3-hydroxybutyrate in Escherichia coli

维普期刊数据库评论

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Synthetic and Systems Biotechnology 2023年第4期8卷 629-639页

作者： Karel Olavarria marco V.Becker Diana Z.Sousa mark c.m.van loosdrecht S.Aljoscha Wahl Laboratory of microbiology Wageningen University and ResearchStippenenweg 46708 WEWageningenThe Netherlands centre for Living Technologies Eindhoven-Wageningen-Utrecht AlliancePrincetonlaan 63584 CBUtrechtThe Netherlands Department of Biotechnology Applied Sciences FacultyDelft University of Technologyvan der Maasweg 92629 HZDelftThe Netherlands Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik Friedrich-Alexander-Universit¨atPaul-Gordan-Strasse 391052ErlangenGermany

Utilizing anaerobic metabolisms for the production of biotechnologically relevant products presents potential advantages,such as increased yields and reduced energy ***,lower energy dissipation may indicate that certain reactions are operating closer to their thermodynamic *** stoichiometric analyses and genetic modifications are frequently employed in metabolic engineering,the use of thermodynamic tools to evaluate the feasibility of planned interventions is less *** this study,we propose a novel metabolic engineering strategy to achieve an efficient anaerobic production of poly-(R)-3-hydroxybutyrate(PHB)in the model organism Escherichia *** approach involves re-routing of two-thirds of the glycolytic flux through non-oxidative glycolysis and coupling PHB synthesis with NADH *** complemented our stoichiometric analysis with various thermodynamic approaches to assess the feasibility and the bottlenecks in the proposed engineered *** to our calculations,the main thermodynamic bottleneck are the reactions catalyzed by the acetoacetyl-coAβ-ketothiolase(Ec 2.***.1.9)and the acetoacetyl-coA reductase(Ec 1.***.1.36).Furthermore,we calculated thermodynamically consistent sets of kinetic parameters to determine the enzyme amounts required for sustaining the conversion *** the case of the engineered conversion route,the protein pool necessary to sustain the desired fluxes could account for 20%of the whole cell dry weight.

关键词： Pathway feasibility analysis Protein cost Anaerobic metabolism Engineered pathways metabolite concentrations