反硝化聚磷工艺相关探讨黄海波

•19•中华民居2011年08月图4电压波形的调整1.3数据显示方式本装置从减小功耗、电路设计简单、能显示数字，选用发光二极管七段数码管显示，数据由CPU串行发送。2软件设计软件部分的设计是本装置实现微机自动检测的关键之一，其程序采取以C语言为主、模块化设计，昀大限度的保证程序的可移植性。主要包括初始化模块、自检模块、采样模块、处理模块、显示模块，主程序流程如图5所示。首先完成系统初始化程序,通过键盘设置初始化条件和自检条件后开始AD采样，采样结束后进行数据运算分析处理，若有故障发生，判断程序启动，进入处理模块，如图6所示，判断变压器发生何种短路故障，系统正常运行时液晶模块实时显示三相电流及电压。图5主程序流程图6电流，电压检测判断故障流程图3小结提出了一种使用单片机对变压器实现在线的实时监控的变压器检测方案。把微机技术运用到变压器检测中。利用Atmega32芯片丰富的片上资源,简化了整体电路结构,实时性好，提高了对故障的检测能力，实现电力系统的安全可靠性运行。综上所述，本装置能满足中小型变电站的要求。参考文献[1]尹星光，韩荣珍.微机继电保护发展的历史、现状及其趋势.广东电力，2003，16(3)：11-14[2]赵英凯，王景芹.基于ATmega16单片机的干式变压器智能温度控制器设计.仪表技术.2005,1:47-48[3]邵泊，梁微，姜雷.基于ATmega8的变压器绕组温度测控系统,仪表技术与传感器.2006,12:37-38[4]李沛业.变压器的故障检测及分析.东北电力技术.2004,8:37-39[5]黄任.AVR单片机与CPLD/FPGA综合应用入门.北京:北京航空航天大学出版社,2004[6]沙占友,王彦朋,孟志永.单片机外围电路设计.北京:电子工业出版社,2003反硝化聚磷工艺相关探讨黄海波（湖北省工业大学惠州市环保局）引言反硝化聚磷工艺是在厌氧/缺氧环境下利用以硝酸根作为电子受体的反硝化聚磷菌,通过它们厌氧释磷，缺氧存在硝酸盐情况下聚磷，并同时反硝化，达到同时利用同一细菌在同一阶段脱氮除磷的双重目的。相比传统的A2/O工艺具有节省能耗，减少运行费用，剩余污泥产量少等优点。1反硝化除磷理论废水中的磷和氮可以通过微生物方法去除，传统理论认为缺氧区对除磷没有任何贡献，同时认为硝酸盐对生物除磷过程的释磷带来不利影响。[1]1993年，荷兰Delft大学的Kuba等人在试验中观察到：在厌氧/缺氧交替运行条件下，易富集一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物，该微生物能利用O2及NO3-作为电子受体，且其基于胞内PHB和糖原质的生物代谢作用与传统A/O法中聚磷菌相似。[2]Kuba等人从动力学上对这两类聚磷菌进行了比较，认为以硝酸盐作为电子受体的反硝化聚磷菌有着和好氧聚磷菌同样高的强化生物除磷性能。因此，传统脱氮除磷工艺认为两个独立不相干的过程，但利用反硝化聚磷菌在缺氧条件下的反硝化聚磷特性可以同时完成脱氮除磷。本文针对传统A2/O工艺中厌氧段污泥，通过实验证明反硝化聚磷菌的存在，具有反硝化聚磷功能的PON占总聚磷菌的百分比，以及不同因素对反硝化聚磷的影响，从而在此基础上提出改进A2/O工艺的建•20•中华民居2011年08月议。2试验材料及方法2.1试验材料试验反应器为自制厌氧、缺氧密封玻璃装置，以氮气进行厌氧搅拌，进行机理试验；SBR反应器，直径20cm,总高70cm,总容积为25L，以此进行工艺试验。试验过程中的曝气采用鼓风曝气，以黏砂块作为微孔曝气头。进水COD以及磷浓度通过投加葡萄糖和磷酸氢二钾进行调节。厌氧反应一定时间后投入硝酸钠作为电子受体进行反硝化聚磷。2.2污泥及试验方法试验污泥取自采用A2/O工艺的污水处理厂厌氧段，污泥浓度控制在3000～4500mg/L。2.3分析方法COD采用PCH43156型快速测定仪，磷酸盐采用钼锑抗分光光度法；硝酸盐采用紫外分光光度法；MLSS采用滤纸重量法；ORP（213型）以及pH（pH8-4）采用电极法。DO采用JPB-607型DO测定仪。3结果与讨论3.1A2/O厌氧段反硝化聚磷菌估计取自A2/O池厌氧段的污泥置于自制的厌氧缺氧容器中，以氮气作厌氧搅拌，使污泥处于悬浮状态。经30min厌氧后，将悬浮液分为两份，其中一份投入硝酸钠作为电子受体进行反硝化聚磷，另外一个以氧作为电子受体在好氧环境下反应。如图1所示，厌氧30min后磷酸盐浓度由2.10mg/L上升为8.82mg/L，吐磷速率为5.5gPO43——P/kg·MLSS·h。并且在前5min吐磷速率昀快，为3.77gPO43——P/kg·MLSS·h。吐磷量为原来浓度的4.2倍。同时COD被聚磷菌所吸收，转化并以聚—β羟基丁酸（PHB）形式储存于细胞内，COD浓度由300mg/L下降为106mg/L，厌氧30min后COD去除率为64.6%。进入缺氧/好氧反应后，好氧条件下表现出良好的吸磷性能，好氧60min后，磷酸盐浓度由8.82mg/L下降为1.80mg/L，磷酸盐去除率为80%，好氧聚磷速率为2.83gPO43——P/kg·MLSS·h。而在缺氧条件下，经过60min的反应时间，体系中磷的浓度由8.82mg/L降为5.17mg/L，经过反硝化而被吸收的磷仅为3.65mg/L，反硝化聚磷速率为1.50gPO43——P/kg·MLSS·h。磷酸盐去除率41.3%。根据Wachtmeister和Meinhold[3]对强化生物除磷体系中反硝化聚磷现象的研究中发现以缺氧吸磷速率和耗氧吸磷速率的比值反映了反硝化聚磷菌和全部聚磷菌的比值，由此可以推算出反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的份额大约为52%。这说明在厌氧缺氧交替运行条件下，反硝化聚磷菌在聚磷菌中的数量有限，聚磷性能一般。3.2硝酸盐投加量对反硝化聚磷的影响由于硝酸盐作为电子受体，因此反硝化聚磷效果的好坏很大程度上取决于硝酸盐的浓度，因此首先研究硝酸盐投加量对聚磷反应的影响。厌氧反应在SBR反应器中进行，厌氧60min后，磷酸盐浓度为12.43mg/L。之后作四个平行样,分别投入20、35、50、80mg/L的硝酸盐作为电子受体，如图2，当投加的硝酸盐浓度50mg/L，反硝化聚磷效果较明显，缺氧反应30min时磷酸盐去除率分别为36%、32.5%、50.6%、22.1%。在硝酸盐为20、35mg/L的体系中，在缺氧反应不到1h就已经停止聚磷。投加20mg/L硝酸盐体系中，硝酸盐在30min已经被完全反硝化，硝酸盐去除率为100%，平均反硝化速率为10gNO3-—N/kg·MLSS·h。此时磷酸盐浓度为7.94mg/L，磷酸盐去除率为36%，30min后平均聚磷速率为2.24gPO43——P/kg·MLSS·h。之后由于缺少电子受体，体系进入厌氧状态，开始吐磷。投加35mg/L硝酸盐的体系中，60min时由于硝酸盐浓度不足以提供足够的电子受体而停止聚磷，硝酸盐去除率为100%，平均反硝化速率为8.76gNO3-—N/kg·MLSS·h。此时磷酸盐浓度为8.65mg/L平均聚磷速率为0.94gPO43——P/kg·MLSS·h，磷酸盐去除率为30.4%；•21•中华民居2011年08月在80mg/L体系中，虽然硝酸盐在缺氧反应结束还没有完全反硝化，但浓度已由起始的80mg/L下降为反应结束的0.80mg/L，硝酸盐去除率为99%，而磷酸盐浓度则下降得极其缓慢，磷酸盐浓度由缺氧开始的12.43mg/L下降为9.80mg/L，聚磷速率仅为0.44gPO43——P/kg·MLSS·h。原因在于当投加的硝酸盐浓度过高时，反应体系中大部分进行反硝化，因此在整个过程中聚磷效果不佳。而且由于硝酸盐浓度过高，因此缺氧反应后水中的硝酸盐还没有完全去除导致水中硝酸盐浓度超标。在50mg/L体系中，缺氧90min硝酸盐去除率为100%，硝酸盐刚好被完全反硝化的同时聚磷也停止，缺氧结束时磷酸盐浓度为6.14mg/L，缺氧吸磷速率为1.05gPO43——P/kg·MLSS·h。由此可见投加50mg/L硝酸盐的体系效果昀好，昀佳N/P为4。因此，当投加硝酸盐浓度低，反硝化聚磷过早完结；浓度过高时反硝化占优势聚磷效果不明显。在工艺运行中，硝酸盐浓度低聚磷不完全导致出水水质磷含量高；较高的硝酸盐浓度必将导致出水硝酸盐浓度的增加，同时也必将影响下一周期厌氧放磷，导致反硝化聚磷率下降。同时，硝酸盐投加量与聚磷时间成一定线性关系。其关系式为：T聚磷时间=1.04N投加浓度+10.42（R2=0.98）4工艺改进探讨本实验污泥取自A2/O池的厌氧段，而且未经驯化，证明可以将现有的A2/O工艺进行改进，使其能利用原有聚磷菌中的反硝化聚磷菌进行缺氧脱氮除磷的可行性。生物脱氮除磷的A2/O工艺发展只有20多年，但因其工艺简单，能兼顾氮和磷的去除，并有较好的效果，故发展迅速。但其本身也存在固有缺陷制约着其发展，如释磷和反硝化对碳源的竞争，对碳源要求较高。曝气时耗费动力费用高等问题。本文针对传统A2/O工艺动力耗费高这一缺点对A2/O工艺进行优化。由上述试验可以看出在A2/O池厌氧段中污泥确实存在反硝化聚磷菌，而且通过各项影响因素的研究发现其反硝化聚磷有一定潜力，进行反硝化聚磷实验时没有进行曝气，除磷效果都可以达到50%～70%，脱氮则可以达到90%以上。5结论5.1传统A2/O工艺厌氧段污泥确实存在反硝化聚磷菌，且有一定反硝化除磷效果。未经驯化的反硝化聚磷体系中，反硝化聚磷菌占聚磷菌52%。5.2在反硝化聚磷时候存在各种影响因素，缺氧反硝化聚磷效果与硝酸盐浓度有关。硝酸盐浓度为50mg/L时缺氧吸磷效果较佳。当硝酸盐浓度较低时，不足以氧化聚磷菌细胞内的PHB，从而导致反硝化除磷效果不佳。浓度过高导致缺氧反应时反硝化占优势而未进行吸磷。硝酸盐投加量与聚磷之间成线性关系。参考文献[1]ChuangSH.Thebiomassfractionofnetrotrophsandphosphate-accumulatingorganismsinanitrogenandphosphorusremovalsystem.Wat.res.2000,34(8):2238-2290[2]Jenspeter,Keren-Jespersen,MogensHenze,etal.biologicalphosphorusreleaseanduptakeunderalterationanaerobicandanoxicconditionsinafixed-filmreactor[J].Wat.Res.,1993,27(4):617-624国土资源执法动态巡查系统设计与实现曹红杰（惠州市国土资源信息中心，惠州516003）摘要：本文探讨了基于嵌入式ARCGISMOBILE和手持GPS的国土资源动态巡查系统的系统架构、功能设计，给出了详细的国土资源移动巡查解决方案，建立了国土资源动态巡查系统，实现了国土资源的全面、全程与动态监管。关键词:嵌入式GIS；手持GPS；国土资源；巡查系统1引言近年来，国土资源执法监察环境有了很大改善，但执法监察工作面临的形势依然非常严峻，违法违规的现象还普遍存在，违法形式愈发隐蔽、多样，执法难、难执法的问题十分突出。充分利用现代科技手段，创新监管方式，提高监管能力和水平，同时加强基层执法能力建设，完善监管体系，实现执法监管重心下移、关口前移，是提高国土资源执法监察工作的重点。地理信息系统（简称GIS）、全球定位系统（简称GPS）技术和计算机技术的迅速发展，使国土资源执法监察工作利用现代信息技术手段，实现信息化、科学化、规范化成为了可能。GIS实现了对空间地形数据与信息数据的集成化管理、分析;GPS实现了快速、高效、准确的位置定位，为GIS提供了方便、快捷的位置信息采集手段。本文以作者的工作实际为例，从惠州市国土资源执法动态巡查系统总体设计、执法监察数据库建设、系统主要功能实现等几个方面，简要介绍国土资源动态巡查系统的建设及应用情况。2系统建设目标惠州市国土资源动态巡查系统作为惠州市“金土工程”的有机组成部分，其