O3/BAF工艺系统中有机物生物降解数学模型

研究臭氧预氧化/曝气生物滤池（O₃/BAF）联合工艺深度处理实际城市污水二级出水过程中，后续BAF系统中有机物的生物降解数学模型。以有机底物浓度、填料层高度两个基本变量为控制条件，研究BAF的总体运行常数和填料特性常数,得出BAF有机物生物降解动力学方程为S_e/S₀=exp(－Kh/qSⁿ₀)。出水与进水COD浓度比值（S_e/S₀）的对数与反应器填料高度（h）之间可表达成一次函数关系。在不同的进水浓度（S₀）下，根据ln（S_e/S₀）~h和关系式m=K/qSⁿ₀，得到方程ln(q_m)=－nln(S₀)+lnK。BAF总体运行常数K和填料特性常数n分别为1.708和0.5063。该模型对BAF工艺有如下指导意义：可以根据设计流量、进水有机物浓度和出水浓度，初步确定BAF的尺寸（如横截面积、高度等）。     

聚铁混凝-臭氧-BAF对晚期垃圾渗滤液深度处理的研究

联合运用聚铁混凝-臭氧-曝气生物滤池(BAF)对晚期垃圾场的渗滤液进行深度处理。在废水进水COD=601mg/L,色度=400倍时,提出最佳工艺条件:聚铁0.6 mL/L,臭氧用量144 mg/L,BAF停留时间7 h。研究表明,聚铁去除大部分悬浮性有机物,臭氧降解难生物降解有机物并提高废水的可生化性,BAF进一步降解有机物,最终出水COD为75 mg/L,深度处理成本仅为5.5元/t。     

不同工艺再生水补给对景观湖水质变化的影响

再生水回用于景观水体过程中,为了比较不同再生水工艺对景观水体富营养化的影响,以"二级出水+BAF+O3+GFH"和"二级出水+O3"作为再生水处理工艺,以岸滤(bank filtration,BF)作为水质维持工艺,进行再生水景观水体水质保障技术研究。结果表明,"二级出水+O3"出水流量较大,水力流动快,每天运行24 h,平均出水流量25.5 m3/d,氮磷含量偏高;"二级出水+BAF+O3+GFH"出水的氮磷指标控制在较低水平,GFH出水流量8～14 m3/d,水力流动较缓,湖中出现蓝藻。2套系统中BF对NH4+-N的去除率分别为30.5%和20.8%。"二级出水+O3+BF"系统中人工湖进水TN平均浓度24.309 mg/L,TP平均浓度0.583 mg/L,N/P=41,适宜水网藻生长,对湖中N(主要是NH4+-N)、P有较强的去除能力;"二级出水+BAF+O3+GFH+BF"系统中人工湖进水TP<0.05 mg/L,适宜蓝藻生长。     

炼油厂轻污染水回用试验研究

针对某炼油厂轻污染废水水质情况，选用了BAF（生物曝气滤池）工艺＋SF（砂滤）工艺对该废水进行净化处理。通过试验研究，得到了BAF工艺合适的运行参数，取得了满意的试验结果。经BAF工艺处理后，出水COD和油平均浓度分别为9.78mg／L和0.24mg／L，再经SF工艺进一步去除SS后，出水SS平均浓度为3．8mg／L，系统处理出水完全达到工业回用水水质要求。试验证明：BAF工艺是一种高效的处理方法，适合炼油厂轻污染水的净化处理。     

臭氧强化BAF工艺处理微污染窖水

采用臭氧-BAF组合工艺处理西北地区微污染窖水,使用比紫外吸收值(SUVA)、有机物分子量分布和三维荧光光谱等指标分析了臭氧预氧化对微污染窖水有机物特性的影响,研究了组合工艺对不同污染物的去除效果。结果表明:原水经臭氧预氧化后类腐殖质、类色氨酸物质含量分别下降65%、18%;水中小分子有机物含量增加,进水可生化性提高;经臭氧预氧化后BAF反应器出水类色氨酸物质含量低于未经臭氧预氧化的BAF反应器出水,臭氧预氧化起到了强化后续生物处理的作用。反应器出水CODMn、NH_3-N浓度分别为2.97 mg·L~(-1)、0.12 mg·L~(-1),满足生活饮用水卫生标准的要求;TOC、UV254和TN去除率分别为55%、53%和45%,水中污染物质得到有效去除。     

海水生物滤器除氮性能及硝化动力学研究

生物滤器是封闭循环水养殖系统的关键水处理单元,主要用于去除水体中的氮化物。采用人工模拟海水养殖废水,在系统运行的水力停留时间为30 min,水温为14~25℃,pH为8.05~8.53条件下,对4种填料生物滤器的挂膜过程及其氨氮去除性能差异进行了实验研究,结果表明:在0.5 mg/L的进水氨氮浓度条件下,竹环、麦饭石、陶粒和塑料生物滤球4种填料生物滤器的最大氨氮去除速率分别为331.38、425.73、310.38和128.24 mg/(m3.h),竹环填料滤器的出水亚氮较低,小于0.07 mg/L,麦饭石和陶粒填料滤器的出水亚氮较高,峰值分别达0.28 mg/L和0.13 mg/L;从除氮性能、造价、能耗等方面综合考虑,竹环填料的性能优于其他3种填料。研究了竹环填料生物滤器处理海水养殖废水的硝化动力学特性,实验结果表明:用Monod方程能够很好地表达养殖废水处理的硝化动力学,并用积分法求得反应动力学常数:最大氨氮去除速率Vmax=1 828.70 mg/(m3.h),半饱和常数Ks=0.3916 mg/L,且R2=0.9752。经过模型验证,建立的动力学方程能预测实际状况。     

炼油厂轻污染水回用试验研究

针对某炼油厂轻污染废水水质情况,选用了BAF(生物曝气滤池)工艺+SF(砂滤)工艺对该废水进行净化处理。通过试验研究,得到了BAF工艺合适的运行参数,取得了满意的试验结果。经BAF工艺处理后,出水COD和油平均浓度分别为9.78mg/L和0.24mg/L,再经SF工艺进一步去除SS后,出水SS平均浓度为3.8mg/L,系统处理出水完全达到工业回用水水质要求。试验证明:BAF工艺是一种高效的处理方法,适合炼油厂轻污染水的净化处理。     

进水碳氮分离对曝气生物滤池的影响

BAF具有良好的硝化能力.以BAF取代A2N工艺中的接触氧化,在BAF进水前发生有机物和氨氮的分离(碳氮分离),实验研究了碳氮分离对BAF运行特性的影响.结果表明,碳氮分离使硝化段延长1.0 m左右,平均提高NH4-N去除量6 mg/L左右;碳氮分离可将BAF柱反冲洗周期延长至7～8d,降低反冲洗用水用气量1/3左右,反冲后30min内即可迅速恢复硝化能力;碳氮分离使BAF柱内硝化菌占据优势,进水端0.3m处,硝化菌比例达到70％,而无碳氮分离情况下,硝化菌比例仅20％.     

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.     

2种不同填料曝气生物滤池处理生活污水的经验模型

对分别装有火山岩和陶粒填料的2套平行运行的曝气生物滤池，在不同的进水负荷下进行生活污水的试验研究。结果表明火山岩的溶解性COD（SCOD）去除效果要优于陶粒。同时，根据大量试验数据针对2个反应器进出水SCOD随反应器高度的变化关系，建立一套经验模型。推算出不同水力负荷下的经验模型常数n和K值，结果表明模型的预测值与实测值是相吻合的，该模型可作为设计者和运行者的参考依据。     

城市污水厂二级处理出水深度处理组合工艺研究

为了研究臭氧-曝气生物滤池二级处理出水深度处理组合工艺的处理效果，采用臭氧-曝气生物滤池(biological aerated filter， BAF)组合工艺对城市污水处理厂二级生化处理出水进行深度处理。结果表明，组合工艺对造成水中色度的主要物质腐植酸和富里酸类有机物和嗅味物质中的二甲基三硫和二甲基异莰醇(MIB)能够进行有效去除。臭氧氧化能够显著提高后续BAF单元对COD_Mn的去除。在进水COD_Mn6~8 mg/L、色度为25~30度、浊度约为8 NTU的条件下，当臭氧投加量为5~6 mg/L、BAF的水力停留时间为1~1.5 h时，出水COD_Mn< 5 mg/L、色度<5度、浊度<1 NTU，出水水质可满足生产工艺对回用水的水质要求。     

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。     

臭氧-曝气生物滤池深度处理印染制革园区废水

针对浙江省某印染制革园区污水处理厂二级生化出水，开展了处理规模36~120 t/d的臭氧-曝气生物滤池中试研究，对臭氧预处理进行优化，考察了臭氧预处理优化后与不同填料BAF组合对污染物的去除情况。结果表明，当臭氧预处理条件为投加量25 mg/L，三点投加且投加比为6：3：1，臭氧接触时间为42 min时，处理效果较好且最经济；在此臭氧预处理条件下，臭氧-活性炭BAF的出水COD能稳定在50 mg/L，色度稳定在5度，满足《城镇污水厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级B排放要求；臭氧-混合填料BAF的出水COD和色度也能基本达到一级B排放要求；而臭氧-陶粒BAF出水COD和色度都未能达到一级B排放要求。     

臭氧预氧化-BAF工艺深度处理垃圾渗滤液

以广东省江门市垃圾填埋场垃圾渗滤液为研究对象，对经SBR生化处理和聚合硫酸铁混凝后的垃圾渗滤液，采用臭氧-BAF(曝气生物滤池)工艺进行深度处理。该工艺优点在于：臭氧高级氧化技术使大分子有机污染物降解成二氧化碳和水，或者小分子有机污染物，有利于后继BAF的生化处理，且臭氧处理过后废水的色度明显降低，是废水处理的有效方法之一。而后采用曝气生物滤池对垃圾渗滤液进行进一步处理，对COD进一步去除。结果表明，当臭氧的加入量为150 mg/L，BAF停留时间＞4 h，出水COD低于85 mg/L，稳定达到国家GB 16889-1997《生活垃圾填埋污染控制标准》一级排放标准，臭氧氧化法处理每吨垃圾渗滤液的费用为4.8元。     

曝气生物滤池处理农村污水的中试研究

采用研制的曝气生物滤池对农村污水进行处理，研究其性能特点和影响因素。结果表明：在气水比为5∶1，水力停留时间（HRT）为15 h，进水COD浓度在250 mg/L以下时，COD和氨氮的去除率分别在80％和90％以上，出水COD和氨氮值达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准；反应器在冬季水温12℃以上运行时出水COD和氨氮值比在夏季运行时有所上升，但去除率仍在80%和90%以上，可以达到排放标准。     

Influence of filtration velocity on DON variation in BAF for micropolluted surface water treatment

Biological aerated filters (BAFs) are widely used for the treatment of micropolluted surface water. However, the biological process produces dissolved organic nitrogen (DON), which, as precursors of nitrogenous disinfection by-products, pose potential threats to drinking water safety. Therefore, to control DON in BAF effluent, it is necessary to study the influence of BAF operation parameters on DON production. In this study, the influence of filtration velocity in a BAF on DON production was investigated. Under different filtration velocity (0.5, 2, and 4 m/h) conditions, profiles of DON concentrations along the media layer were measured. The profile at a filtration velocity of 0.5 m/h showed a decreasing trend, and the ones under filtration velocities of 2 and 4 m/h fluctuated in a small range (from 0.1 to 0.4 mg/L). Moreover, the relatively high filtration velocities of 2 and 4 m/h resulted in a lower level of DON concentration. Additionally, 3D excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy was used to characterize DON. It is found that the patterns of DON at a relatively high filtration velocity condition (4 m/h) were obviously different from the ones under low filtration velocity conditions (0.5 and 2 m/h).     

不同填料组合的曝气生物滤池前置反硝化工艺特性的比较研究

研究了2组不同填料组合的前置反硝化曝气生物滤池(BAF)脱氮工艺:陶粒-沸石工艺(C-Z BAF)和沸石-陶粒工艺(Z-C BAF),比较二者在不同的水力停留时间(HRT)、气水比和回流比条件下的工艺特性。当进水COD、氨氮和TN容积负荷分别为0.72～5.97、0.09～0.60和0.11～0.78 kg/(m3.d)时,C-Z BAF和Z-C BAF的最佳HRT、气水比和回流比分别为1.5 h、5∶1、1∶1和1.5 h、5∶1、2∶1,相应COD、氨氮和TN的平均去除率分别为94.7%、99.0%、62.2%和93.2%、99.5%、70.1%。单因素方差分析结果表明,HRT对2组工艺的各种污染物的去除率均有显著影响;回流比对Z-C BAF的TN去除率存在显著的影响,而对C-Z BAF的TN去除率几乎没有影响。污染物沿程分布分析结果表明,两组工艺的COD去除主要发生在缺氧滤池以及好氧滤池0～0.3 m的填料区;硝化作用主要发生在好氧滤池的0～0.6 m填料区,Z-C BAF工艺的硝化速率高于C-Z BAF工艺。Z-C BAF工艺存在明显的同步硝化反硝化作用,且Z-C BAF工艺的脱氮性能优于C-Z BAF工艺。     

MBBR/BAF工艺降解腈类有机物的性能研究

采用移动床生物膜反应器(MBBR)和曝气生物滤池(BAF)结合工艺对有机腈类废水处理进行了小试研究,以考察有机物的降解规律。经过稳定运行2个月,在两级硝化液回流比R=200%,pH=7.5,HRT=3 d的情况下,进水COD、CN-、NH3-N、TN及BOD5浓度平均值分别为3 024、38、185、305和845 mg/L时,出水COD、CN-、NH3-N、TN及BOD5平均浓度为50、0.5、10、45和17 mg/L,去除率分别为98.2%、98.7%、94.2%、85.2%和98.0%,BOD/COD比值由0.29提高到0.34,达到了《江苏省化学工业主要水污染物排放标准》(DB32/939-2006)一级排放标准。     

Ru-TiO2光电极对亚甲基蓝的光电催化降解

采用阳极氧化法制备Ru—TiO2光电极，以该电极为工作电极，石墨作对电极，饱和甘汞电极为参比电极，对亚甲基蓝溶液的光电催化降解进行了研究。结果表明：煅烧温度600oC，掺杂1％Ru的Ru-TiO2光电极催化活性最好；以紫外灯（125W）为光源，当外加偏压0．2V，pH为5时，Ru-TiO2光电催化亚甲基蓝120min可使其完全脱色；亚甲基蓝的光电催化降解遵从Langmuir—Hinshelwood动力学模型，测得其反应速率常数k：0．781mmol／（L·min），吸附常数K=0．225L／mmol。