沸石改良雨水生物滞留系统去除污染物研究

作为重要的低影响开发技术之一,雨水生物滞留系统在控制径流污染和削减径流总量及峰值方面具有良好的效果。传统生物滞留系统对于TSS、重金属和COD有较好的去除效果,但对硝氮去除效果差,砂土填料空隙率小,对水量的调蓄效果差,水力停留时间长,容易堵塞。本研究尝试采用沸石作为滞留系统的基质填料,并在系统底部设置淹没区创造缺氧环境提高系统对硝氮的去除效果。对比了在有无淹没区条件下对模拟雨水中各种污染物的去除效果。在无淹没区条件下,系统对进水TSS负荷的变化有很好的抗冲击能力,当进水TSS浓度在100~400 mg/L范围内变化时,出水TSS始终在20 mg/L以下。当进水COD浓度为150~250 mg/L,TP浓度为2.5~7.0 mg/L,NH_4~+-N浓度为3.0~4.0 mg/L,NO_3~--N浓度为6.0~10.0 mg/L时,系统对COD、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N的平均去除率分别为67%、73%、88%、5%。在有淹没区且进水浓度基本相同的条件下,系统对TSS、COD、TP、NH_4~+-N等污染物的去除均没有大的变化,但对NO_3~--N的平均去除率则上升为74%。同时,系统对Pb、Zn、Cu、Cd等重金属也有良好的去除效果。     

连续流分段进水短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺的反硝化脱氮特性

采用连续流分段进水短程反硝化-厌氧氨氧化（partial denitrification-anaerobic ammonium oxidation,PD-Anammox）耦合反硝化工艺处理低C/N生活污水,研究了污染物去除、典型周期COD及氮素沿程变化特征、短程反硝化-厌氧氨氧化和反硝化对TN去除贡献。结果表明:在平均进水ρ（COD）、ρ（NH₄+-N）、ρ（TN）为193.1,58.6,60.3 mg/L的条件下,系统出水平均ρ（COD）、ρ（NH₄+-N）、ρ（TN）分别为46.3,1.5,13.4 mg/L,低于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。采用NO₃--N预缺氧和进水点后置,可实现缺氧区NO₃--N→NO₂--N转化,同时完成厌氧氨氧化过程;缺氧区设置厌氧氨氧化悬浮填料,可提高系统TN去除率。通过缺氧区物料衡算,缺氧1区厌氧氨氧化对TN去除贡献率（ΔPD-Anammox/ΔTN）均值为54.37%,缺氧2区的ΔPD-Anammox/ΔTN均值为64.17%。     

多级强化地下水修复技术对NH_4~+-N的去除机制

为解决地下水污染修复技术中PT(抽出处理)和PRB(渗透性反应墙)存在的一些不足,搭建了MET(多级强化地下水修复技术)小试装置,以NH4+-N为目标污染物,研究MET对地下水中NH4+-N的去除效果及机制.结果表明,在进水水力负荷为14.68 m3/(m2·d)、ρ(NH4+-N)为25.0 mg/L的条件下,装置连续运行45 d,NH4+-N去除率呈先降后升、平稳后再下降的趋势,平均值达90%以上.出水ρ(NH4+-N)平均值为2.0 mg/L,其中,硝化作用和微生物同化作用使ρ(NH4+-N)平均下降13.9和5.2mg/L,分别占进水ρ(NH4+-N)的54%和20%;植物作用、基质永久吸附作用和挥发作用分别使ρ(NH4+-N)下降2.9、0.7和0.7mg/L,占进水ρ(NH4+-N)的12%、3%和3%.综上,MET对地下水中NH4+-N的去除率可达90%,实现了高效去除NH4+-N的目标.     

混凝泥渣生物滞留池脱氮除磷性能的实验研究

设置3个不同沙土配比的生物滞留池,在传统生物滞留池基础上增加厌氧区,填料中添加供反硝化的碳源以及自来水厂混凝泥渣(water treatment residue,WTR),从而分析不同进水浓度、降雨强度及沙土配比对去除效果的影响,验证混凝泥渣对磷的强化处理效果。结果表明:滞留池对NH3-N和TP处理效果较好且稳定,NH3-N进水浓度为2,9,34 mg/L时,出水浓度稳定在0.32~0.92 mg/L,TP进水浓度为8,0.14 mg/L时,出水浓度也稳定在0.04~0.28 mg/L,基本不随进水浓度、降雨强度以及填料沙土配比变化。TN去除率不稳定,在-376.6%~97%,其受降雨强度、落干时间影响显著,且NO3-N和淋洗的有机氮是TN处理效果差的主要原因。WTR对磷有较好的吸附作用,且综合来说砂80%、土壤10%、发酵针叶5%及混凝泥渣5%的填料配比性质较好。     

水解酸化工艺预处理混合型城市污水

采用水解酸化-厌氧-改良Carrousel氧化沟组合的脱氮除磷工艺,进行混合型城市污水处理的试验研究。在不同的水力停留时间(HRT)下,分别试验测定了水解酸化池进出水的各项指标。结果表明:最佳水力停留时间(HRT)为3 h,进水ρ(COD)为150～1 200 mg/L、ρ(NH3-N)为12～40 mg/L、ρ(TN)为14～58 mg/L、ρ(TP)为1.7～4.2 mg/L,所对应的去除率COD为-29%～66%、NH3-N为-55%～33%、TN为-45%～69%、TP为-80%～66%。可见基于水解酸化工艺预处理可成功实现混合型城市污水中有机物的水解和酸化。     

移动床生物膜反应器处理生活污水的研究

通过小试规模的移动床生物膜反应器(MBBR)处理陕西科技大学污水处理厂生活污水的实验研究,探讨了水力停留时间、冲击负荷、pH对反应器处理效果的影响。实验结果表明,在HRT为10 h,进水ρ(COD)为300 mg/L,ρ(NH3-N)为35 mg/L,填料体积填充率为35%,pH为7左右时,MBBR反应器对COD、TN的去除率分别为87.38%、68%。     

生物接触氧化+植物一体化装置处理小城镇污水试验研究

利用“生物接触氧化+植物”一体化装置处理城镇污水,试验最终选用悬浮多面球作填料,采用射流曝气,控制进水流量为0.45 m3/h,进水浓度为COD 63～467 mg/L、NH3-N 11.21～52.7 mg/L、TN 28.6 ～63.5mg/L和TP １.1～6.42 mg/L时,COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到88％、86％、70％、60％以上,出水COD≤30 mg/L,NH3-N≤5 mg/L、TN≤13 mg/L、TP≤0.5 mg/L.水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,具有较好的工程应用前景.     

不同进水方式下短程反硝化过程中N_2O产量

利用SBR反应器,控制N_2曝气量为0.3 L/min,ρ(NO~-_2-N)=40 mg/L,考察了3种进水方式下以NO~-_2-N作为电子受体,反硝化过程中N_2O的释放量。结果表明:不同进水方式下反硝化过程N_2O产量差别较大。一次进水、分段进水和连续进水条件下,N_2O产量分别为1.39,0.56,0.22 mg/L。其原因为:1)一次进水条件下,较高的NO~-_2-N还原速率导致N_2O的大量产生并释放;2)反硝化过程中,NO~-_2-N的积累对N_2O还原酶具有毒性,抑制了N_2O的去除。降低短程反硝化过程中NO~-_2-N的积累量,控制合适的NO~-_2-N还原速率,是减少短程生物脱氮过程中N_2O产量的关键因素。     

潮汐流人工湿地的除氮效果及影响因素

为研究TF-CW(tidal flow constructed wetland,潮汐流人工湿地)的除氮效果及其主要影响因素,以连续流模拟装置(A组)为对照,设置3种潮汐进水方式〔RAT(闲置时间∶反应时间)分别为1∶1、1∶2、2∶1,依次记做B组、C组、D组〕,运行175 d,分析不同进水方式下TF-CW模拟装置对TN、NH₄+-N、NO₃--N、TOC的去除效果及其在不同处理深度上的变化. 结果表明:A、B、C、D组TN平均去除率分别为82.41%±4.84%、84.82%±5.09%、86.09%±3.99%、90.23%±3.05%. A组TN和NH₄+-N的去除效果与B、C、D组均差异显著(P<0.05),其中D组TN和NH₄+-N的去除效果均最好;A组对NO₃--N的总体去除效果较优;RAT并不影响TOC的去除率. 不同进水方式下,NH₄+-N的去除率均在0~15 cm深度内最大,ρ(TOC)处于较低水平(0~20 mg/L),二者均随处理深度的不断增加而逐渐下降;ρ(NO₃--N)在0~15 cm深度内迅速上升. 随着闲置时间的增加,ρ(DO)逐渐升高. TN和NH₄+-N的去除率随着运行时间的增加基本保持恒定,主要影响因子有ρ(DO)、RAT、ORP(oxidation reduction potential,氧化还原电位)和ρ(TOC);而NO₃--N的去除率随着运行时间的增加而逐渐降低,其主要影响因子有pH、电导率和水温等.      

生物滞留系统设置内部淹没区对径流污染物去除的影响

生物滞留系统是一种能有效控制雨水径流污染的低影响开发技术。在基质中添加铝污泥能保证系统对磷的高效稳定去除,设置内部淹没区可以提高除氮能力,但有研究表明设置淹没区却降低了对磷的滞留效果。为了明确设置淹没区对铝污泥改良基质生物滞留系统去除污染物的影响,采用按一定质量比例配制的砂土铝污泥(15%铝污泥+85%砂土)作为滞留系统填料,并设置不同淹没高度和滞留时间的淹没区,对比污染物在无淹没区及不同淹没高度和滞留时间下的去除率。结果显示,在铝污泥改良基质生物滞留系统中,淹没区的设置对NH+4-N、TP、重金属的去除影响甚微,但能提高对COD和NO-3-N的去除。600 mm淹没高度下NO-3-N的去除效果较200 mm淹没高度下去除效果更加稳定且高效,滞留时间对COD、NO-3-N的去除影响较小。     

多相泥膜耦合工艺处理煤矿生活污水的试验研究

为提高煤矿生活污水营养型污染物去除效果,基于A/O、MABFT、MBR等生物处理工艺原理构建多相泥膜耦合反应器,通过现场试验分析了污染物去除能力。结果表明,在生化HRT=15 h、ρ(COD)=150～220 mg/L、ρ(NH_3-N)=20～32 mg/L、ρ(TN)=28～46 mg/L、ρ(TP)=5～8 mg/L的进水条件下,多相泥膜耦合工艺出水COD、NH_3-N、TN、TP浓度优于《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)锅炉补给水标准。     

IC＋A/O＋BIOFOR处理高浓度有机废水工程实例

江西某生物化工有限公司在生产乳酸的过程中产生大量高浓度有机废水,采用IC＋A/O＋BIOFOR联合工艺进行处理。当进水ρ（COD）平均为5 483 mg/L,ρ（NH3-N）平均为97.83 mg/L时,出水ρ（COD）平均为84 mg/L,去除率达98%;出水ρ（NH3-N）平均为12.07 mg/L,去除率为88%...     

日光型厌氧好氧-体化技术在农村生活污水处理中的应用

根据天津农村生活污水的特点,采用日光型厌氧好氧一体化技术,在宁河县大北涧沽村建设污水处理站。运行结果表明:平均出水ρ(COD)<60.3mg/L,ρ(BOD)<20mg/L,ρ(NH3-N)<32.75mg/L,ρ(TN)<33.5mg/L,粪大肠菌群数<30个/100mL。出水可用于农业灌溉。工程运行实践表明:该工艺对农村生活污水处理效果较好,其中COD和BOD的平均去除率均达70%以上,粪大肠菌群的平均去除率达95%。NH3-N和TN经处理后达到排放标准,但处理效果有待改进,平均去除率分别为26.87%和38.25%。     

生物循环流化床工艺自养反硝化研究

对城市污水厂排水进行深度处理时,生物循环流化床提供的兼性环境有利于好氧硝化细菌和兼性厌氧自养反硝化细菌的生长,自养反硝化细菌可以在低有机碳源的情况下,以硫为电子供体进行自养反硝化从而去除NO₃--N. 试验以硫作为反硝化的电子供体引入自主研发的生物循环流化床中进行脱氮,试验进水各项指标参照北京市水污染物排放标准(DB11 307-2005)二级限值. 在6个不同的工况下运行,工况5出水水质可达到国家再生利用景观环境用水的水质,出水ρ(NO₃--N)为9.23 mg/L,去除率为70.61%;出水ρ(NH₄+-N)为2.36 mg/L,去除率为77.54%;出水ρ(TN)为13.53 mg/L,去除率为68.91%;出水ρ(SO₄2-)为245.15 mg/L,去除的NO₃－-N与生成的SO₄2－质量比为1∶7.7.      

两级Fenton-厌氧滤池-曝气生物滤池深度处理垃圾渗滤液

浙江某生活垃圾填埋场采用两级Fenton-厌氧滤池-曝气生物滤池工艺对其渗滤液进行深度处理。工艺最终出水ρ(COD)<70 mg/L,去除率达96.1%;ρ(TN)<40 mg/L,去除率达95.9%;ρ(NH3-N)<10 mg/L,工艺出水达GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中一般地区表2排放标准。     

组合填料强化多级AO工艺处理低温污水脱氮效果

针对低温条件下多级AO工艺脱氮效果差的问题,研究了增设组合填料强化多级AO工艺脱氮效果的可行性。试验结果表明,通过增设组合填料可以有效强化低温条件下多级AO工艺的脱氮效果。在进水温度为11~13℃时,多级AO工艺无填料时,出水ρ(NH_4~+-N)和ρ(TN)平均值分别为16.37,22.33 mg/L,远高于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准要求;在系统好氧区悬挂填料后出水ρ(NH_4~+-N)和ρ(TN)分别为0.83,11.92 mg/L,可达一级A标准。同时,悬挂填料后系统出水ρ(COD)平均为26 mg/L,较无填料时降低了12 mg/L。     

BAF有机物浓度对填料生物相的影响研究

采用曝气生物滤池预处理微污染水,考察不同有机物浓度对氨氮、亚硝酸盐氮的去除效果及对悬浮填料表面生物相构成的影响。结果表明,在气水比为1∶1、水力停留时间为1 h、进水NH3-N浓度为0.955~2.277 mg/L、水温(26±3)℃条件下,进水高锰酸盐指数分别为1.424~2.112 mg/L、1.456~2.672 mg/L及1.728~3.056 mg/L时,反应器启动48 d后,NH3-N的平均去除率分别为82.5%、84.61%和66.8%,NO2--N的平均去除率分别为61.4%、54.4%及43.2%。测定了填料表面生物膜的耗氧速率,结果为高进水高锰酸盐指数的情况下,其异养菌活性最高,为7.07 mg O2/(g载体·h),亚硝化细菌、硝化细菌活性较低分别为0.24、3.51 mg O2/(g载体·h)。扫描电镜实验观察了填料的表面形貌,结果显示,高进水高锰酸盐指数悬浮填料表面细菌种类相对丰富。     

瞬时NH4+-N冲击对微压反应器污染物去除效果的影响

探究NH₄+-N冲击对微压反应器(MPR)污染物去除效率的影响,通过提高单周期瞬时进水NH₄+-N浓度至40,50 mg/L,对MPR进行冲击。结果表明:常规负荷下,MPR具有良好的污染物去除效果。冲击周期降解历时数据显示,在进水40 mg/L NH₄+-N冲击周期内进水ρ(COD)、ρ(NH₄+-N)、ρ(TP)分别为192.58,40.96,2.52 mg/L,出水分别为38.16,0.70,0.26 mg/L,去除效果无显著变化,出水TN浓度上升至16.04 mg/L。增加NH₄+-N冲击浓度至50 mg/L,冲击周期内NH₄+-N降解速率不变,反硝化速率提高,出水ρ(NH₄+-N)、ρ(TN)升高至4.95,17.62 mg/L,TN降解主要受碳源不足影响;TP去除效果无变化,冲击后57个周期内除磷系统受到影响,出水TP出现较大波动,最高浓度达到2.6 mg/L。以上结果表明,MPR系统受到NH₄+-N冲击后1个周期内,脱氮性能即可恢复,说明冲击对脱氮系统造成了可逆的短期影响,但对除磷系统造成不可逆的长期影响。     

多级跌水有机填料型人工湿地处理农村生活污水

选择多级跌水有机填料型人工湿地工艺处理农村生活污水,对进出水各污染物浓度进行详细测试,分析比较了各工艺段污染物去除率的变化。研究发现,COD进水质量浓度维持在113~260 mg/L,去除率呈逐步升高趋势,最高可达73.3%;TN进出水质量浓度均偏高,去除率呈现前期高后期低的特点,最高可达65.3%,最低仅为6.1%;NH+4-N进水质量浓度维持在35~70 mg/L,去除率前期较高,最高可达77.9%,后期去除率逐渐降低;TP进水质量浓度维持在4.5~12.7 mg/L,去除率为39.3%~61.8%。系统运行稳定后,出水水质整体可达到甚至优于GB 189182002《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准。     

南方红壤区生物滞留池的效果模拟和影响研究

南方红壤区降雨量大且相对集中,红壤保肥性差、渗透性低,对生物滞留池的建设造成较大压力。通过室外人工模拟中试实验,选取3类设计影响因素:植物种类、填料层砂土比(1∶3、1∶4和1∶5)和水力/污染负荷,研究其对雨水径流中污染物的去除效果及影响。实验结果表明:W1—W7的7套生物滞留池对NH_3-N、NO~-_3-N、TN、TP和COD的平均去除率分别为54.98%～83.61%、 64.18%～83.63%、59.99%～77.15%、76.85%～85.17%和45.11%～85.44%,红壤对P具有较好的吸附作用,使TP的去除效果显著;重金属Pt、Cu、Zn和Cd的平均去除率分别为88.31%～97.00%、84.56%～86.03%、96.88%～97.21%和96.39%～97.44%,去除效果高效、稳定。影响研究表明:杜鹃和狗牙根对雨水径流污染物的去除效果略优于月季;砂土比与N类污染物的去除率正相关,与COD的去除率负相关,对TP的去除率影响不显著;雨水径流污染物的去除率随水力负荷的增大逐渐减小,随污染负荷的增大逐渐增大。