石榴石滤料的过滤性能及反冲洗试验研究

石榴石作为一种新型矿物滤料在净水处理方面具有强大的竞争力和广阔的应用前景.通过对石榴石滤料进行过滤及反冲洗试验,研究其截污除浊性能、水头损失变化规律及对有机物的去除效果,并与传统的石英砂滤料做对比,同时探讨了石榴石滤料的适宜反冲洗强度范围及气水反冲洗运行参数.结果表明:在滤速为8 m/h的条件下,与石英砂滤柱的过滤效果相比,石榴石滤柱滤后水的平均浊度下降0.3 NTU,有机物平均质量分数下降5%,但其平均水头损失增长率为1 cm/h;在截污除浊及去除有机物方面,石榴石滤柱在60 cm滤层厚度处与石英砂滤柱在85 cm滤层厚度的去除效果十分接近,因此其能有效减少滤料体积,从而节省滤料及节约设备投资.在不同滤速下,水头损失是限制石榴石滤柱过滤周期的主要因素;石榴石滤料适宜的气反冲洗强度范围为14~16 L/（s·m2）,水反冲洗强度范围为5~7 L/（s·m2）,其气水反冲洗的最佳运行参数为气洗强度16 L/（s·m2）、水洗强度7 L/（s·m2）、气水联合反冲洗4 min、单独水漂洗7 min.其中,气反冲洗强度对石榴石滤料的反冲洗效果影响最大.研究显示,相较于传统石英砂滤料,石榴石滤料具有高过滤性能、低滤料体积的特点,在水处理滤料的应用方面显示出一定的优势.      

BAF处理焦化尾水和钢厂杂排水的研究

结合4万m3/d污水处理及回用工程的调试实践,对采用曝气生物滤池技术处理焦化尾水和钢厂杂排水的处理效果进行研究。结果表明:曝气生物滤池有一定的抗有机负荷冲击能力;对SS的去除效果好;进水有机负荷的大小是影响氨氮去除效果的一个重要因素;B/C是曝气生物滤池降解有机物效果好坏的重要因素。根据调试中实际操作情况确定:水反冲洗强度为5.83 L/(m2.s);气反冲洗强度为16 L/(m2.s);反冲洗周期为5 d,各反冲阶段时间分配:气洗时间为5 min,气水联合洗时间为3 min,水漂洗时间为5 min,反洗后,大约6 h出水恢复到反洗前的处理效果。     

接触氧化过滤法处理含铁矿井水的中试研究

为了解决煤矿矿井水铁含量高,较难复用的问题,进行了接触氧化过滤法处理含铁矿井水的中试研究。结果表明:采用石英砂滤料的接触氧化过滤工艺处理含铁矿井水除铁效果明显。在气水比1:2、停留时间小于2~3 min和滤速12.0 m/h条件下处理2.0~2.5mg/L含铁矿井水,除铁率达到90%以上,出水铁含量0.3 mg/L,过滤周期达30 h;中试装置实现封闭时序式互冲洗功能,当冲洗强度11.5 L/(s·m2)、冲洗时间6 min时达到较好反冲洗效果。     

A~2/O-BAF系统反冲洗出水水质变化特征

针对城镇污水处理升级改造技术需求,建立一套中试规模"厌氧/缺氧/短时好氧-曝气生物滤池(A2/O-BAF)工艺",重点研究了反冲洗对BAF单元出水水质的影响。BAF池反冲洗周期为5~7 d,反冲洗方式为"气冲-气水联冲-水冲",其中,气冲10 min,气水联冲3 min,水冲3 min;该模式具有反冲洗时间短、反冲洗用水量少、操作简单等特点。在反冲洗过程中,反冲洗水的SS、COD、氨氮、总磷浓度均呈现先上升后下降的规律,说明滤料层截留的悬浮物和老化生物膜得到充分冲洗。在反冲洗1~2 d后,BAF单元出水水质恢复正常。实验表明:在该设计反冲洗模式下,可保持A2/O-BAF工艺处理效果稳定。     

涤纶高弹丝纤维球滤料过滤特性研究

采用自主研制的涤纶高弹丝纤维球滤料对景观水进行过滤试验,研究其过滤特性及相关因素对过滤性能的影响. 结果表明,在不投加任何絮凝剂,滤速为30 m/h,平均进水浊度为87.5 NTU时,纤维球滤料过滤周期达16.5 h左右,出水浊度维持在3～5 NTU.当PAFC投加量为12 mg/L,滤速为30～50 m/h,进水浊度为50～70 NTU时,过滤出水浊度可以维持在1 NTU以下,过滤周期达6 h以上,周期截污量为30～45 kg/m3. 采用气冲－气水联合反冲－水冲的反冲洗方式,当气冲强度为25 L/(s·m2),水冲强度为8 L/(s·m2)时,纤维球滤料积泥量约占滤料质量的4.53%.      

生物因子控制反冲洗对BEAC滤池优势菌稳定性影响研究

针对用于生物增强活性炭工艺(BEAC)中的6株优势菌,利用生物因子研究反冲洗对优势菌群在活性炭表面稳定性的影响,确定适合的反冲洗方式及强度.中试试验表明,气冲强度对BEAC生物膜的影响作用要比水冲洗大,通过比较反冲洗前后优势菌群生物量,确定BEAC滤池启动期采用单独水反冲洗,稳定期采用气水联合反冲洗,优势菌群在活性炭表面的平均生物损失量为15.47%;利用生物量和生物活性的乘积(生物需氧量,BRP)确定最佳反冲洗气强度为8～10 L/(m~2·s),反冲洗前后的生物量和生物活性变化最小;扫描电镜和PCR-DGGE图片结果表明,启动期采用气水联合反冲洗导致优势菌数量减少,稳定期采用气水联合反冲洗可保持优势菌的稳定性,反冲洗前后优势菌在活性炭表面数量变化较小.     

曝气生物滤池处理矿区生活污水中反冲洗强度的控制研究

影响上向流曝气生物滤池反冲洗效果因素包括冲洗强度和冲洗时间等。针对矿区生活污水特点,对矿区生活污水厂的曝气生物滤池进行了反冲洗强度及其控制的研究。研究结果表明:采用负压脉冲方式反冲洗滤池,运行周期为48 h,平均水力反冲洗强度、速度梯度、反冲洗所需水量及水冲洗时间为26.25L/(m2/s)、649.4 s-1、43.4 L和169 s时,可实现滤床的快速更新,反冲洗耗水率为1.45%,效果明显。     

改性滤料在矿井水净化处理中的试验研究

采用高温加热法制备了涂铁石英砂和无烟煤联用的双层改性滤料,并通过过滤试验对比验证了其对矿井水中不同污染物的去除效果。过滤6 h出水浊度为0.3 NTU,ρ(COD)降为2.5 mg/L,均低于饮用水标准限值,Fe、Mn的去除率分别达88.7%和66.7%,并通过反冲洗试验,确定了该滤料的反冲洗强度q=16 L/(m2.s)和过滤周期T=370 min。滤后水质可满足淡化除盐进水要求,具有广阔的应用前景。     

两种新型涂铁改性砂的过滤性能及反冲洗条件研究

以两种新型涂铁改性石英砂(纳米氧化铁改性砂,Nano-OCS;氧化铁改性砂,IOCS)及普通石英砂(RQS)为研究对象,考察了两种新型改性砂对沉后水腐殖酸及浊度的直接过滤效果,对其反冲洗条件进行优化研究,并对3种滤料的过滤效果进行了比较.结果表明,1滤层厚度为45 cm时,最佳滤速为6 m·h-1;3种滤料对腐殖酸和浊度的直接过滤效果依次为:Nano-OCSIOCSRQS,其中两种涂铁砂对腐殖酸的去除率分别为71.70%和61.61%;2Nano-OCS和IOCS滤柱的反冲洗流程分4步,对应的流程及最佳操作条件为:首先,用0.5 mol·L-1NaOH的溶液浸泡,气冲强度13 L·s-1·m-2,气冲时间6 min;然后,用0.075 mol·L-1的NaOH溶液与空气同时反冲洗,NaOH溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13 L·s-1·m-2,冲洗时间3 min;接着用0.015 mol·L-1的FeCl3溶液与空气同时反冲洗,FeCl3溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13L·s-1·m-2,冲洗时间2 min;最后,用清水冲洗,冲洗强度8 L·s-1·m-2,冲洗时间4 min.两种涂铁砂反冲洗前后表面形态结构更加复杂、粗糙度增加,对腐殖酸去除率进一步提高.3当滤层厚度由45 cm增加到80 cm时,Nano-OCS对腐殖酸直接过滤的最高去除率由74.6%提高至80.3%,平均去除率由57.9%提高至68.5%.     

生物膜脱氮滤池的微生物群落结构特性

为探究生物膜脱氮滤池脱氮效能差异的微生物因素,设置组1(包括接种污泥、稳定期滤料、反冲洗后滤料微生物变化)和组2(包括反冲洗前滤料、反冲洗后不同时间段滤料微生物变化)两组实验,通过高通量测序,研究不同阶段微生物群落结构、丰度和多样性的分布情况.结果表明:接种污泥与滤料表面微生物群落结构和多样性在门水平下差异不大,但在属水平下差异显著,而相对丰度在两种分类水平下始终差异显著.反冲洗后0～4 h滤料表面微生物的OTU数目、Shannon指数、Chao1指数变化,在滤池30 cm处先升后降,而在60 cm处曲折上升,也即二者的微生物丰度和多样性变化趋势.反冲洗前后Proteobacteria始终占主导地位,相对丰度为79%～90%,Proteobacteria中Betaproteobacteria占主导优势,反冲洗后Betaproteobacteria数量相对减少,后逐渐恢复.总反硝化优势菌属相对丰度在反冲洗1 h后30 cm处由78%左右下降到70%左右,60 cm处由68%左右下降到64%左右,此时出水总氮达到最高值7.7 mg·L~(-1),之后总反硝化优势菌属及出水TN浓度逐渐恢复至正常水平,这种消长变化表明滤池脱氮效果与总反硝化优势菌属相对丰度密切相关,滤池运行状态的改变使得反硝化优势菌属的群落结构差异显著.     

影响一体式好氧膜生物反应器膜清洗周期的几个因素

一体式好氧中空纤维膜生物反应器不同操作条件下处理生活污水的试验结果表明,在膜通量１０．４Ｌ／ｍ＾２．ｈ）污泥龄２０ｄ,污泥去除负荷（ＣＯＤ／ＶＳＳ）为０．２２ｋｇ（ｋｇ．ｄ）的正常稳定运行条件下,该系统可在整个膜寿命期限内（３－５ａ）不同洗燕得到优质出水;ＣＯＤ〈２０ｍｇ／Ｌ,ＮＨ３－Ｎ〈１．０ｍｇ／Ｌ,无色无味透明,未检出大肠杆菌,其中,污泥去除负荷,系统运行稳定状况和反应器流态是影响膜清洗周期     

高效内循环反应器的污泥特性

采用高效内循环好氧反应器处理废纸脱墨废水,结果表明,在高紊流、高剪切条件下生物活性污泥的粒径减小,使废水、生物污泥、空气充分接触,大大提高了传质速率和污泥的比好氧呼吸速率(SOUR),反应器的容积负荷和COD处理效率可分别达35kg/(m³d)和80%.     

微压流化式复合生物反应器处理含酚废水效能的研究

通过连续动态试验,对新型微压流化式复合生物反应器(MP-FHBR)处理模拟苯酚废水的效能进行研究.结果表明,MP-FHBR的COD容积负荷可达4.86kg/(m3·d)、苯酚容积负荷可达1.96kg/(m3·d),出水COD低于200mg/L、出水苯酚浓度低于1mg/L,COD和苯酚去除率分别达到90%和99%以上.当苯酚容积负荷达到2.04kg/(m3·d),苯酚在反应器中逐渐累积,反应器内微生物的TTC-比脱氢酶活性下降.当MP-FHBR进水苯酚浓度为800mg/L时,最佳水力停留时间为9～10h.水力负荷对反应器沉淀池的泥水分离效果影响较大,限制了反应器的进水量,所以MP-FHBR主要适用于处理较高浓度的含酚废水.     

高温污泥厌氧消化器的启动

污泥厌氧消化是最常用的污泥减量化和稳定化技术,高温消化污泥稳定快,但我国缺乏启动和运行经验,故进行了高温厌氧消化器处理剩余活性污泥的中试启动试验.所采用的消化器为内循环消化器,它属于升流式反应器.依赖回流沼气控制反应器的水力状况.启动采用了分步适应的策略,促进厌氧细菌适应温度、反应器构型和处理对象的变化.主要措施有:启...