曝气生物滤池去除有机物及硝化氨氮的影响因素研究

采用以陶粒为填料的曝气生物滤池(BAF)处理低浓度生活污水,研究在气水比一定的条件下,水力负荷、有机负荷及氨氮负荷对BAF去除有机物及硝化氨氮的性能的影响.研究结果表明,当试验进水COD为105.8～156.6 mg/L,气水比为3:1的条件下,降解有机物的最佳水力负荷为1.35～1.68 m3/(m2·h),COD平均去除率为86.3%.氨氮负荷是影响反应器硝化性能的直接因素.当水力负荷为1.05 m3/(m2·h),平均进水COD为106.1 mg/L时,若使出水氨氮低于15 mg/L,则反应器能承受的最大进水氨氮负荷为0.5 kg/(m3·d)左右.并确立了相应的反应器动力学模型.     

新型侧向流曝气生物滤池处理生活污水

采用以沸石为填料的新型侧向流曝气生物滤池处理生活污水,考察了水力负荷和气水比的影响.结果表明,LBAF在最佳工况气水比10∶1,A、B段曝气量比1∶1,水力负荷0.43 m3/m2·h下,COD、SS、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为88.01%、95.18%、78.97%、52.58%和21.02%;COD去除率随COD容积负荷的增加缓慢下降.氨氮、总氮去除率随COD容积负荷的增大明显下降,氨氮去除率随氨氮容积负荷的增大而明显降低.滤池纳污能力强,不易堵塞,可适当延长反冲周期.     

粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤池处理污水试验研究

在不同气水比、水力负荷条件下,应用粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤柱进行生活污水试验,结果表明,粉煤灰加气混凝土颗粒填料表面更易于形成硝化菌生物膜;兼顾处理效率与运行经济的最佳组合的气水比为2,水力负荷为30.72 m3/(m2·d).有机负荷保持在8.04～10.08 kg COD/(m3·d)之间,COD和NH3-N平均去除率分别达到74.2%和92%,出水COD、NH3-N平均浓度分别在60 mg/L和1 mg/L,达到GB18918-2002一级A标准,粉煤灰加气混凝土颗粒可以应用于曝气生物滤池处理污水工艺.     

组合填料生物滤池处理锦纶废水二级出水的性能研究

为解决纺织行业水回用问题,采用陶粒和活性炭组合填料生物滤池对锦纶废水二级生物处理出水进行了深度净化,并考察了气水比和水力负荷对曝气生物滤池处理效果的影响.研究结果表明,曝气生物滤池处理效果良好,平均出水COD、NH4 -N和TN分别为32 mg/L、1.5 mg/L和8.1 mg/L.随着气水比的增加,COD和NH4 -N平均去除率相应提高,TN平均去除率先增大后降低,当气水比为2∶1时,COD、NH4 -N和TN平均去除率分别为48.30%、84.24%和42.18%;随着水力负荷的增加,COD、NH4 -N和TN平均去除率均降低,当水力负荷为0.39 m3/m2·h时,COD、NH4 -N和TN平均去除率分别为48.33%、84.81%和42.54%.     

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯对硝化型曝气生物滤池的影响及其去除效能

为探究邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)对硝化反应的影响及其去除情况,采用2座下向流硝化型曝气生物滤池进行对比实验。其中一座滤池进水DEHP浓度为100μg/L,另一座滤池进水中不添加DEHP作为空白对照。对比实验期间氨氮负荷先后调整为0.6 kg NH_4~--N/(m~3·d)和1.5 kg NH_4~--N/(m~3·d)2个工况。通过60 d的对比实验,结果发现,2种工况下进水加DEHP的滤池,出水亚氮积累率分别为83.92%和80.71%,氨氮去除率分别为97.52%和49.39%;进水不加DEHP的滤池,出水亚氮积累率分别为64.15%和49.37%,氨氮去除率分别为98.77%和49.34%。DEHP的加入均促进了滤池出水中亚氮的积累,但对氨氮的去除不产生影响。进水加DEHP的滤池在0.6 kg NH_4~--N/(m~3·d)氨氮负荷下运行时,氨氮去除率沿水流方向逐渐提高,在滤床深度为1 400 mm处达到98.40%。亚氮积累率沿水流方向呈现先升高后降低的趋势,在滤床800 mm处达到最高值94.21%。在2个工况条件下,下向流硝化型曝气生物滤池对DEHP的平均去除率分别为91.71%和89.38%。大部分DEHP是在滤池进水端200 mm之内去除的。     

污染物负荷对曝气生物滤池处理效果的影响研究

考察了进水有机负荷和氨氮负荷对曝气生物滤池出水水质的影响.结果表明,系统COD、氨氮和TN的去除率随进水有机负荷的增加而下降,在氨氮为28.3～33.6 mg/L、TN为39.0～45.8 mg/L条件下,有机负荷小于3.53 kg/(ms3·d)时,出水COD、氨氮和TN分别小于50、5、15 mg/L,去除率分别在85%、85%和65%以上;氨氮和TN的去除率随氨氮负荷的增加而下降,在COD为287.6～313.4 mg/L、氨氮负荷小于0.56 kg/(m3·d)时,出水氨氮小于8 mg/L,去除率在85%以上,出水TN小于15mg/L,去除率在65%以上.     

沸石联合微生物固定化去除微污染水体中氨氮的研究

将沸石联合经过驯化的活性污泥微生物固定化,通过静态实验.考察了不同粒径沸石及不同组分固定化方法对沸石联合微生物固定化去除氨氮的影响;通过动态实验,考察了沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮的机制.结果表明,活性污泥经过16 d的驯化,氨氮去除率为90%以上;沸石吸附氨氮为快速吸附,粒径<0.5 mm的沸石的吸附容量明显大于其他粒径的沸石;不同组分固定化小球对氨氮的去除效率不同,各组分均有贡献,吸附容量依次为:沸石固定化小球>沸石联合微生物固定化小球>微生物固定化小球;沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮可分为4个阶段,即沸石吸附阶段、吸附饱和及微生物适应阶段、硝化作用明显加强和沸石部分再生阶段、微生物作用良好和沸石进一步再生阶段,最终沸石吸附与生物再生处于良好的动态平衡中,氨氮去除率达到60%左右.     

冬季组合工艺处理灌溉尾水的运行效果

采用水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地组合工艺处理农村生活污水灌溉尾水,针对冬季灌溉尾水量大,而系统处理效果下降问题,对组合工艺进行了运行效果及水力负荷等工艺参数的优化研究。大棚对系统能起到一定的保温效果,系统进出水水温均高出未采取保温强化措施系统2℃左右。在冬季水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地受温度影响,污染物去除效能显著下降,随着水力负荷的增大,水耕蔬菜人工湿地对COD、TN及TP的平均去除率和去除负荷呈先增加后减小趋势,其对COD、TP的平均去除率均在0.3 m~3/(m~2·d)附近达到最大,分别为33.4%和11.5%,TN的平均去除率在0.4 m3/(m~2·d)附近达到最大,为8.5%;垂直流人工湿地随着水力负荷的增大,对COD、TN、NH_4~+-N和TP的平均去除率的变化趋势与水耕蔬菜人工湿地相似,在0.2 m~3/(m~2·d)处达到最大,分别为56.3%、29.3%、23.8%和31.3%。上述结果与人工湿地在其他温度较高季节去除率一般随水力负荷降低而呈上升趋势的结果显著不同,表明在冬季依靠一味降低水力负荷无法达到提高系统去除效能的目的。     

核桃壳-陶粒填料曝气生物滤池去除氨氮的研究

对核桃壳-陶粒填料曝气生物滤池(BAF)的挂膜启动和处理效果进行了研究,同时考察不同的水力负荷、气水比、填料层高度对污染物去除效果的影响。结果表明:微生物在核桃壳-陶粒填料上成功挂膜仅需21d,运行稳定后核桃壳-陶粒填料BAF的COD、氨氮去除率分别稳定在92.0%、88.3%左右;在水力负荷为0.06~0.08m3/(m2·h)、气水比为9∶1(体积比)的条件下,核桃壳-陶粒填料BAF处理效果较好且较稳定,氨氮和COD去除率可达70%以上;填料层0~15cm段为核桃壳-陶粒填料BAF去除COD的高效段,15~30cm段为去除氨氮的高效段。     

沟渠式生物接触氧化法对有机物和氨氮的去除研究

生物接触氧化工艺是目前较为成熟的水质净化技术,国内外在河流水质净化、水体修复中都有较多的研究和应用.在实验室采用沟渠式生物接触氧化组合系统处理模拟村庄面源污水,较好地去除了有机物并实现氨氮转化.结果表明,当进水COD为130～290mg/L、氨氮为30～40mg/L、水力负荷为0.19～0.24m3/(m2·d)的条件下,该系统稳定运行11周,COD和氨氮的平均去除率分别达85%和79%.     

生物活性炭填料反应器处理含盐水体的硝化性能

以颗粒活性炭为填料,采用盐度梯度两步驯化法构建含盐水体生物滤器硝化功能,研究了生物滤器稳定后水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)、进水氨氮负荷和CODMn/N等对反应器硝化性能的影响。结果表明,25～27℃,盐度30的含盐水体生物滤器硝化功能构建需73 d,其中淡水生物滤器硝化功能构建需28 d,淡水驯化为盐度15的生物滤器需19 d,盐度15驯化为盐度30的生物滤器需26 d;实验条件下生物活性炭填料反应器中生物量达到146～742.1 nmolP/g-BAC;调节进水氨氮浓度2 mg/L左右时,最佳HRT为1 h,氨氮去除率达到84.98%,相应的氨氧化菌和硝酸菌氧吸收速率(oxygen uptake rate,OUR)分别为2.091和1.948 mg O2/(g-BAC.h);HRT为1 h时,随着进水氨氮负荷的加大,氨氮去除率逐渐降低,当进水氨氮负荷由0.12增加到0.48 g-N/(kg-BAC.d)时,氨氮去除率由84.98%降低到41.68%,同时氨氧化菌OUR由2.091降低到0.625 mg O2/(g-BAC.h);随着CODMn/N的升高,氨氮去除率下降,CODMn/N从1～8时,氨氮去除率由84.98%降低到53.64%,CODMn去除率却逐渐增加,由40.86%增加到93.59%,异养菌OUR随着CODMn/N升高呈上升趋势,最大达到0.914 mg O2/(g-BAC.h)。     

生物转鼓过滤器反硝化净化NO的效率研究

采用自行研制的生物转鼓过滤器(RDB)反硝化净化NO。结果表明,在实验温度为25～30℃、pH为7.0～7.5、转鼓转速为1.0r/min、空床停留时间(EBRT)为86.40s、营养液用量为5.0L、营养液更换频率为0.2L/d的条件下,RDB在30d内完成挂膜;RDB稳定运行期间,当NO进气质量浓度为90～433mg/m3时,NO去除率维持在42.9%～85.2%,平均去除负荷为10.40g/(m3.h);转鼓转速决定了生物膜表面的更新速率和液膜厚度,当转速为0.5r/min时,NO去除率达到最大值(75.0%);将营养液用量控制在1.3～3.0L较为合理;EBRT是决定反硝化效率的重要因素,当EBRT为345.60s时,NO去除率不受其进气浓度的影响,且去除率高达95%以上,当EBRT为43.20s、NO进气质量浓度从98mg/m3增加到1095mg/m3时,NO去除率从62.5%下降到30.7%,当进气负荷为50.00g/(m3.h)时,NO去除负荷达到最大值(27.50g/(m3.h))。     

气水比对曝气生物活性炭处理原水的影响

针对从臭氧-活性炭工艺中开发出来的预臭氧-曝气生物活性炭,在不同气水比工况下进行实验,分析了不同气水比对曝气生物活性炭处理微污染原水的影响与作用。结果表明:在滤速为8～12 m/h,空床接触时间为11.5～15.4 min,装填密度为510 g/L条件下,不同气水比对去除氨氮的影响大于对CODMn的影响。气水比为0.3∶1时,对氨氮浓度为1.65～2.10 mg/L范围的进水平均去除率为81.9%,亚硝酸盐氮平均积累率为1.4%,CODMn去除率为70.6%。当气水比逐渐增加时,氨氮平均去除率有所提高,亚硝酸盐氮积累率则有所下降,对较低浓度的CODMn影响不大。     

MBR工艺处理含50%海水的污水试验研究

采用MBR工艺对含50%海水的污水生物处理进行了试验研究。实验条件为进水COD为300～2 600 mg/L，NH₃-N为50～300 mg/L，pH值为6～9，混合液污泥浓度为7 000 mg/L，溶解氧浓度为2～4 mg/L，温度为20～25℃。试验结果表明，系统的最佳运行条件为：有机负荷＜3.2 kg COD/（m³·d），氨氮负荷＜0.35 kg/（m³·d），pH值在7.5～8.5之间，HRT＞12 h。在此条件下，COD与氨氮的去除率可同时达到90%。高盐环境下微生物所分泌的大量胞外多聚物是造成MBR工艺处理含盐废水过程中膜污染的主要原因。     

接种物对厌氧同步脱硫反硝化特性的影响实验研究

分别以厌氧污泥、脱氮硫杆菌菌悬液和厌氧污泥并添加脱氮硫杆菌菌悬液为接种物,以硫化物和硝酸盐为进水基质,考察不同接种物条件下,各反应器的硫化物氧化特性、反硝化特性、生化反应机理及微生物特性。结果表明,在无菌条件下,硫化物不能被硝酸盐化学氧化。接种脱氮硫杆菌菌悬液的2#反应器的硫氧化速率为1.98 g S/(m3.h),停留24 h硫化物的去除率高达97%,脱硫能力最强,该接种条件下以硝酸盐氧化硫化物为主反应,优势菌为杆菌,进水的NO3--N/S应控制在0.4以下,可以实现高效生物脱硫。接种厌氧污泥的1#和3#反应器的脱氮效果比2#反应器好,停留时间为24 h时,硝酸盐的平均去除率为96%。单独接种厌氧污泥的1#反应器的硫氧化速率为1.78 g S/(m3.h),其优势菌为球菌,该接种条件下以硝酸盐氧化硫化物和硝酸盐氧化单质硫为主反应,进水的NO3--N/S应控制在0.8左右。以厌氧污泥联合脱氮硫杆菌为接种物时,硫氧化速率为1.71 g S/(m3.h),反应器以硝酸盐氧化硫化物、硝酸盐氧化单质硫以及异养反硝化为主反应,驯化后优势菌为球形、卵圆形和短杆状,应控制进水NO3--N/S为1.2,可以实现同步脱硫反硝化,该工艺既可以用于含硫废水的处理,也可以用于C/N低的硝酸盐废水的处理。     

印染废水污染物在曝气生物滤池中的沿程去除规律

主要研究了曝气生物滤池（BAF）对印染废水中污染物的沿程去除规律。研究表明：BAF对印染废水污染物的去除沿高程有着不同的变化规律：在BAF总高度为300 cm，填料层高度为200 cm，气水比3∶1，停留时间11.8 h，的情况下， BAF对COD的去除主要集中在<160 cm的填料层部分，在总的去除率为63.1%时，此区域去除率可达56.60%；对NH3N的去除主要集中在填料层100～160 cm段，在总NH₃-N去除率为85.09%时，此区域NH₃-N去除率达38.28%。BAF对浊度的去除主要集中在填料层小于100 cm的部分，在总去除率为94.04%，区域去除率达到61.90%。印染废水经过BAF的前100 cm填料层后，pH值由10降至7.6后基本维持不变。     

垂直厌氧折流板反应器处理树脂废水的中试研究

介绍了采用垂直厌氧折流板反应器(VABR)处理离子交换树脂生产废水的中试实验装置以及实验研究过程,并着重分析了COD容积负荷和盐分对COD的去除率及出水VFA的影响,并确定了该废水的厌氧产沼气率。研究结果表明,在中温(37±1℃)环境下,容积负荷在9 kg COD/(m3.d)左右时,HRT为24 h的条件下,VABR对COD的平均去除率保持在70%左右,平均每去除1 kg COD约产生沼气0.44 m3,且运行稳定。     

高氨氮污泥脱水液短程硝化反硝化的启动及稳定

采用A/O-CSTR工艺处理高氨氮污泥脱水液。进水氨氮浓度浓度约为375 mg/L，C/N比小于1.0，反硝化碳源明显不足。A/O反应器完成短程硝化反应，CSTR定期投加初沉污泥作为碳源进行反硝化。两者联合达到总氮去除的目的。实验研究短程硝化反应的启动过程，以及CSTR出水回流对短程硝化和系统脱氮效果的影响。实验结果表明系统具有良好的硝化反硝化效果。A/O反应器亚硝酸盐积累率迅速提高并稳定在90%以上。CSTR有效利用初沉污泥实现了稳定的反硝化。出水回流有利于提高总氮去除率，在回流比为200%时，系统平均总氮去除率达到85%以上。     

叠式曝气生物滤池在给水预处理中的挂膜启动

针对低污染原水进行叠式曝气生物滤池的自然挂膜启动实验。在HRT为20～30 min,温度为28～33℃,气水比为0.5,滤速为12.5 m/h的条件下,研究分析叠式曝气生物滤池在自然挂膜启动过程中各项水质指标的变化情况与生物膜生长之间的相互关系,判断挂膜启动的进程。结果表明,在南方夏季,叠式曝气生物滤池能够进行快速启动,经过7 d左右自然挂膜启动完成,对CODMn的平均去除率为33%,对氨氮的平均去除率达到85.5%,对亚硝酸盐氮的去除率为82.9%。     

鸟粪石结晶法回收垃圾渗滤液氨氮研究

采用MgSO₄·7H₂O和Na₂HPO₄·12H₂O使NH₃-N生成MgNH₄PO₄·6H₂O（鸟粪石）结晶沉淀法回收渗滤液中NH₃-N。考察了pH值、反应时间、药剂配比对NH₃-N去除率的影响。结果表明，鸟粪石结晶回收NH₃-N反应的适宜pH值为9～9.5之间，过高的pH会破坏鸟粪石晶体结构，导致固定氨从MgNH₄PO₄中游离出来，不利于氨氮的去除。在pH值为9.5、反应时间为25 min、Mg²⁺∶NH⁺₄∶PO^3-₄=1.5∶1∶1.5的最佳条件下，渗滤液中NH₃-N浓度由初始3 500 mg/L,经结晶沉淀后降低至175 mg/L，去除率达95%。鸟粪石结晶沉淀过程中几乎不吸收重金属，同时回收了氨氮，其沉淀产物鸟粪石是一种优良的缓释肥原料。