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长/短HRT联合低/高曝气实现短程硝化反硝化脱氮除磷

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化工进展 2022年第11期41卷 6111-6119页

作者：李冬高鑫杨杰陈昊张杰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 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

为了实现从同步硝化反硝化除磷向短程硝化反硝化除磷颗粒的转变,以颗粒污泥为接种污泥,采用低C/N比的人工配水,通过长/短HRT下的低/高曝气强度交替策略驯化短程硝化反硝化除磷系统。本策略能够维持更高的游离亚硝酸(FNA)浓度和持续时间... 详细信息

为了实现从同步硝化反硝化除磷向短程硝化反硝化除磷颗粒的转变,以颗粒污泥为接种污泥,采用低C/N比的人工配水,通过长/短HRT下的低/高曝气强度交替策略驯化短程硝化反硝化除磷系统。本策略能够维持更高的游离亚硝酸(FNA)浓度和持续时间,在抑制好氧聚磷菌的同时富集反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms, DPAOs);此外,利用氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizing bacteria, NOB)的亲氧能力差异产生亚氮积累,为DPAOs提供电子受体,最终实现短程硝化反硝化除磷。结果表明,第60天时采用低/高曝气策略的颗粒污泥中NO-_(2)型DPAOs占比达45%,NOB活性下降至3.28mgN/(gMLVSS·h)。在处理低碳源污水时,低/高曝气强度模式相较于恒定曝气强度模式展现出了更强的适应性和稳定性。稳定期出水COD浓度在50mg/L以下,出水总氮(TN)和总磷(TP)浓度分别低于15mg/L和0.5mg/L,TN去除率达94.54%,TP平均去除率为96.90%。

关键词：亚硝酸盐曝气强度游离亚硝酸短程硝化反硝化除磷

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常温低基质启动AAOB颗粒污泥性能分析

哈尔滨工业大学学报 2020年第11期52卷 10-17页

作者：李冬曹正美张杰高雪健张诗睿水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 城市水资源与水环境国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

为研究在常温低基质(NH+4-N、NO-2-N为(40±10)mg/L)启动AAOB颗粒污泥的过程,采用SBR反应器逐渐缩短实验周期来启动AAOB颗粒污泥,并且对系统中的氮去除率、氮负荷及各个阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.同时,对各个阶段的颗粒污... 详细信息

为研究在常温低基质(NH+4-N、NO-2-N为(40±10)mg/L)启动AAOB颗粒污泥的过程,采用SBR反应器逐渐缩短实验周期来启动AAOB颗粒污泥,并且对系统中的氮去除率、氮负荷及各个阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.同时,对各个阶段的颗粒污泥形态、平均粒径、EPS含量以及EPS的三维荧光特性进行分析.结果表明,逐渐缩短实验周期(24 h→12 h→10 h→8 h),氮负荷由0.074 g/(L·d)提高到0.204 g/(L·d).Grau second-orders模型较好地表征启动厌氧氨氧化(AAOB)颗粒污泥过程,基质去除速率常数k 2值由0.15上升为0.22,脱氮性能逐步提高.污泥的MLSS、MLVSS由初期2989,2348 mg/L最后稳定到2460,1776 mg/L,随着反应进行,厌氧氨氧化污泥充分利用基质,颗粒污泥逐渐稳定,最终污泥颗粒平均粒径达410μ***质量分数以及PN与PS比呈现先上升后趋于稳定的趋势,且PN质量分数以及PN与PS比随着粒径增大而变大.利用PARAFAC法分析污泥EPS中三维荧光成分,其由辅酶NADH、核黄素和腐殖酸组成.

关键词：厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮性能 Grau second-orders模型污泥胞外聚合物三维荧光

泥水混合水解酸化预处理下同步硝化反硝化除磷颗粒污泥运行

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哈尔滨工业大学学报 2023年第6期55卷 1-9页

作者：张杰王琪李冬李鹏垚水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 城市水资源与水环境国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

为实现生活污水下同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)系统的稳定运行,选用SBR接种人工配水培养的SNEDPR颗粒污泥,以实际生活污水和污泥经混合水解酸化预处理为进水基质,通过优化预处理单元水力停留时间(HRT)联合SBR排泥方式实现该系统稳定... 详细信息

为实现生活污水下同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)系统的稳定运行,选用SBR接种人工配水培养的SNEDPR颗粒污泥,以实际生活污水和污泥经混合水解酸化预处理为进水基质,通过优化预处理单元水力停留时间(HRT)联合SBR排泥方式实现该系统稳定运行。结果表明,预处理单元HRT从12 h降至4 h时,水解酸化液提供的乙酸、丙酸质量浓度和挥发性脂肪酸(VFA)占比提高,好氧颗粒污泥(AGS)内厌氧聚羟基烷酸(PHA)储存量增加,同步硝化反硝化(SND)效率提升至58.1%,出水TN降至7.8 mg/L左右。同时,底部排泥的SBR内小颗粒占比上升、LB-EPS增加,系统沉降性能变差;顶部排泥下成熟老化的大颗粒占比上升,颗粒含水率和强度下降;而选择性排泥的SBR内颗粒粒径集中在0.5~0.9 mm,颗粒结构密实、强度高,颗粒内细菌分层分布增强SND效果,批次实验表明,NOB和GAOs活性降低,系统内以NO_(2)^(-)为电子受体的DPAOs占比提升至40.5%,同步硝化内源反硝化除磷效率得到提升。预处理单元较短的HRT联合选择性排泥处理生活污水颗粒性能稳定,系统出水TN和TP均达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中所规定的一级A标准,可实现氮磷的高效稳定去除。

关键词：序批式反应器好氧颗粒污泥同步硝化反硝化除磷水解酸化水力停留时间排泥方式

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调控内生正磷酸盐强化好氧颗粒污泥脱氮除磷

中国环境科学 2023年第10期43卷 5239-5247页

作者：李冬解一博高飞雁祝彦均张杰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 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

采用絮状活性污泥为接种污泥,以人工配水为进水,分别以不同的内生正磷酸盐调节方式运行4组活性污泥序批式反应器(SBR),探究不同内生正磷酸盐调节方式对于富集反硝化聚磷菌(DPAOs)和造粒等方面的影响.结果表明,以内生正磷酸盐排出液回流... 详细信息

采用絮状活性污泥为接种污泥,以人工配水为进水,分别以不同的内生正磷酸盐调节方式运行4组活性污泥序批式反应器(SBR),探究不同内生正磷酸盐调节方式对于富集反硝化聚磷菌(DPAOs)和造粒等方面的影响.结果表明,以内生正磷酸盐排出液回流方式运行的颗粒污泥脱氮除磷效果更好,DPAOs活性更高,并且颗粒沉降性能良好.其中,相较于以微好氧模式运行的颗粒污泥系统,以厌氧/微好氧(AO)模式运行的颗粒污泥系统的污染物处理污染物性能更优,其化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除效率可分别达到92.57%、94.7%和97.62%.这主要是由内生正磷酸盐刺激、DPAOs和反硝化聚糖菌(DGAOs)的协同作用等多种因素共同影响的结果,在周期性调控系统中内生正磷酸盐后,系统中污泥的内碳源转化率明显提高,DPAOs和DGAOs的活性得到增强,异养反硝化菌(DOHOs)活性被抑制,这也是在进水水质不变的情况下系统脱氮除磷效果得到明显提高的原因,而在较长的周期运行模式下,氨氧化菌(AOB)与DPAOs形成互生作用的同时也抑制其他异养微生物的生长.本研究结果可为同步短程硝化反硝化除磷(SPNDPR)工艺的实际工程化应用提供理论支持.

关键词：内生正磷酸盐反硝化除磷菌同步硝化反硝化颗粒污泥

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多模态与文本预训练模型的文本嵌入差异研究

北京大学学报（自然科学版） 2023年第1期59卷 48-56页

作者：孙宇冲程曦苇宋睿华车万翔卢志武文继荣中国人民大学高瓴人工智能学院北京100872 中国人民大学统计学院北京100872 北京智源人工智能研究院北京100084 哈尔滨工业大学计算学部哈尔滨150001

为了详细地分析文本单模态预训练模型RoBERTa和图文多模态预训练模型WenLan文本嵌入的差异,提出两种定量比较方法,即在任一空间中,使用距离一个词最近的k近邻词集合表示其语义,进而通过集合间的Jaccard相似度来分析两个空间中词的语义变... 详细信息

为了详细地分析文本单模态预训练模型RoBERTa和图文多模态预训练模型WenLan文本嵌入的差异,提出两种定量比较方法,即在任一空间中,使用距离一个词最近的k近邻词集合表示其语义,进而通过集合间的Jaccard相似度来分析两个空间中词的语义变化;将每个词与其k近邻词组成词对,分析词对之间的关系。实验结果表明,图文多模态预训练为更抽象的词(如成功和爱情等)带来更多的语义变化,可以更好地区分反义词,发现更多的上下义词,而文本单模态预训练模型更擅长发现同义词。另外,图文多模态预训练模型能够建立更广泛的词之间的相关关系。

关键词：多模态预训练文本表示文本嵌入分析

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运行模式对菌藻共生颗粒污泥系统的影响

中国环境科学 2023年第9期43卷 4718-4727页

作者：李冬柴晨旭李帅张复旦张杰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 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

为探究运行模式对菌藻共生颗粒污泥系统的影响,采用序批式反应器(SBR)和连续流反应器(CSTR)启动菌藻共生颗粒污泥系统,并分析两个系统中藻类含量、污染物去除性能以及微生物的差异.结果表明两种运行模式下的菌藻共生颗粒污泥中藻类空间... 详细信息

为探究运行模式对菌藻共生颗粒污泥系统的影响,采用序批式反应器(SBR)和连续流反应器(CSTR)启动菌藻共生颗粒污泥系统,并分析两个系统中藻类含量、污染物去除性能以及微生物的差异.结果表明两种运行模式下的菌藻共生颗粒污泥中藻类空间分布不同,SBR运行模式下藻类充当内核,细菌主要分布在外层,颗粒在外界环境变化时更易解体,而CSTR运行模式下藻类均匀分布在整个颗粒,丝状菌能够作为骨架网捕悬浮藻类和细菌参与造粒过程,有利于富集藻类和污泥的快速颗粒化.两种运行模式下总无机氮(TIN)去除途径有所差异,SBR中主要由功能细菌去除,而CSTR中存在亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制,藻类的同化作用为主要去除途径,且对TIN的去除性能更好.CSTR运行模式下系统对化学需氧量(COD)、总磷(TP)以及TIN的去除率在实验末期能够达到96%、96%、60%左右.两种运行模式下微生物群落存在差异,CSTR运行模式下系统中藻类种类更多、丰度更高,而SBR运行模式下系统中功能细菌种类更多.

关键词：菌藻共生颗粒污泥运行模式藻类空间分布高通量测序

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高频交替OLR强化好氧颗粒污泥性能研究

中国环境科学 2022年第8期42卷 3635-3642页

本研究设置4个反应器R1、R2、R3和R4,分别采用恒定有机负荷率(OLR)和三个交替OLR方式运行,高低OLR分别为0.67/0.67、0.71/0.60、0.77/0.52、0.80/0.40gCOD/(L·d),以合成配水为基质,探究高频交替OLR对好氧颗粒污泥性能的影响,为提高好... 详细信息

本研究设置4个反应器R1、R2、R3和R4,分别采用恒定有机负荷率(OLR)和三个交替OLR方式运行,高低OLR分别为0.67/0.67、0.71/0.60、0.77/0.52、0.80/0.40gCOD/(L·d),以合成配水为基质,探究高频交替OLR对好氧颗粒污泥性能的影响,为提高好氧颗粒污泥的稳定性提供可行策略.由实验结果可知,R1、R2、R3和R4的完整性系数分别可达到87.26%、94.78%、96.29%、79.63%,四者的EPS含量(以VSS计)可达到81.04、109.46、115.28、139.56mg/g,PN/PS分别为4.75、7.49、8.28、3.26,表明m值(高OLR/低OLR)为1.48时有利于提高好氧颗粒污泥的结构稳定性.此外R1、R2、R3和R4在稳定时期的COD平均去除率分别为92.58%、91.52%、92.45%、92.52%,TP平均去除率分别为92.81%、93.35%、95.10%、61.01%,TN平均去除率分别为93.04%、92.24%、92.06%、85.32%,表明m值为1.48时好氧颗粒污泥去除污染物的效果最好.

关键词：好氧颗粒污泥高频交替OLR 胞外聚合物脱氮除磷影响因素

厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)运行时间配比对SNDPR的影响

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中国环境科学 2022年第10期42卷 4596-4603页

作者：李冬王歆鑫王沁源李柱张杰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 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090

在SBR反应器中采用厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)交替运行模式,考察运行过程中污染物的去除效果、颗粒污泥特性及EPS分泌情况等,探讨厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)的运行时间配比对短程硝化反硝化除磷(SNDPR)系统的影响.结果表明,在厌氧/微好氧... 详细信息

在SBR反应器中采用厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)交替运行模式,考察运行过程中污染物的去除效果、颗粒污泥特性及EPS分泌情况等,探讨厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)的运行时间配比对短程硝化反硝化除磷(SNDPR)系统的影响.结果表明,在厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)交替运行方式下,整个运行期间对COD的平均去除率始终保持在90%以上.当厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)运行时间配比为1:1时,系统内的脱氮除磷性能均有所提高,TP和TN的平均去除率分别达到了95.87%和92.00%,颗粒污泥的结构更为密实,EPS含量达到了92.60mg/gVSS,PN/PS维持在较高水平,而运行时间配比为1:3和3:1时颗粒的稳定性均略有降低.系统内以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌占比达到了57.76%,比氨氧化速率(以N/VSS计)达到了4.57mg/(g·h),表明厌氧/微好氧与A/(O/A)_(n)运行时间配比为1:1时提高了功能菌的活性,有利于维持良好的短程硝化反硝化除磷性能.

关键词：厌氧/微好氧运行时间配比短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥

高频曝停下停曝时间对亚硝化颗粒污泥性能的影响

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环境科学 2020年第1期41卷 360-367页

作者：张杰劳会妹李冬魏子清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 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090

间歇曝气中停曝时间对于NOB的抑制是积累亚硝酸盐的关键,为探究曝气频次相同、停曝时间组合不同亚硝化颗粒污泥的稳定运行,在25~28℃,接种好氧颗粒污泥于SBR(R0)反应器中,通过间歇曝气与DO限制驯化为亚硝化颗粒污泥,采用3组规格相同的SB... 详细信息

间歇曝气中停曝时间对于NOB的抑制是积累亚硝酸盐的关键,为探究曝气频次相同、停曝时间组合不同亚硝化颗粒污泥的稳定运行,在25~28℃,接种好氧颗粒污泥于SBR(R0)反应器中,通过间歇曝气与DO限制驯化为亚硝化颗粒污泥,采用3组规格相同的SBR反应器(R1、R2和R3)分析停曝时间组合(3 min∶3 min、4 min∶2 min和2 min∶4 min)对亚硝化颗粒污泥性能的影响.实验表明,R1、R2亚硝酸盐积累率较高,平均亚硝酸盐积累率分别为89%和95%,R3亚硝化性能较差,运行周期末期亚硝酸盐积累率仅为57%.结果表明,在停曝时间为2~4 min下,停曝时间越长,越有利于颗粒污泥结构的稳定,同时可保持良好的亚硝化性能;停曝时间小于2 min时,厌氧好氧交替的环境不能完全实现,致使其运行效果倾向于连续曝气,失去了间歇曝气的环境优势,NOB菌得不到抑制,颗粒污泥呈现解体的趋势,导致亚硝化性能恶化;此外,较长曝气时间会有助于不规则形状颗粒的发展,停曝时间越长,PN/PS值越高,有利于颗粒表面疏水性的增强,污泥沉降性能越好.

关键词：间歇曝气亚硝酸盐积累率亚硝化颗粒污泥停曝时间 PN/PS