铁锰复合氧化膜同步去除地表水中氨氮和锰

在中试条件下,以石英砂为载体,利用表面负载的铁锰复合氧化膜同步去除地表水中的氨氮和锰,考察了氨氮和锰的去除效能及动力学过程.结果表明,活性氧化膜对地表水中氨氮和锰的去除率可达到90%以上.滤料对氨氮和锰的去除符合拟一级动力学关系,但其动力学常数ka随进水污染物浓度范围的不同而变化.滤速在4~13m/h之间,出水氨氮和锰均可达标;滤速增大,单位体积滤料对氨氮和锰的去除能力提升,去除污染物所需滤层厚度与滤速符合幂函数关系.活性氧化膜对地表水低温条件具有一定的适应性,温度降低至10℃,进水氨氮浓度2.0mg/L,锰浓度0.9mg/L,出水达到我国饮用水水质标准限制.     

微絮凝连续砂滤装置深度处理矿区污水的研究

采用微絮凝连续过滤技术深度处理矿区生活污水,探讨了滤料粒径、厚度、滤速、砂循环速率及药剂投加量等因素对SS去除效果的影响.结果表明:粒径0.8～1.0 mm,滤床厚度1.0～1.2 m,滤速6～8 m/h,砂循环速率在2～4 mm/min,PAC投加量20～25 mg/L时,出水SS小于5 mg/L,去除率达到94.5%以上.     

贫营养条件下生物除铁除锰滤池生态稳定性研究

采用将反冲洗排水回流至生物除铁除锰滤池的方式补给滤层细菌数量、回流可利用营养物质.试验从滤池整体除铁除锰效果、微生态特性及优势细菌数量分布3方面考察滤池的生态稳定性.结果表明,在高滤速(10～13.9 m/h)、高锰浓度(3.5～4.5 mg/L)条件下生物滤池对铁锰的去除率达98.9%以上,滤池具有较强的抗负荷冲击能力.铁、锰氧化细菌为滤层的优势菌群,数量达106数量级,它们既附着在滤料表面上(4.3×106个/mL)形成致密的生物膜,又存在于滤料间(6.5×106个/mL)形成以细菌为主体的悬浮絮体,此絮体对铁锰的彻底去除至关重要.经过近5年的连续运行,在不投加营养盐的前提下生物滤池实现了稳定运行,保持了高除铁除锰效率.     

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.      

凹凸棒复合滤料生物过滤去除Fe2＋性能研究

利用凹凸棒复合滤料良好的吸附和生物挂膜性能对普通滤池进行生物强化,研究生物过滤对原水中Fe2＋的去除效果及影响因素。实验结果表明：原水溶解氧在3 mg/L左右,Fe2＋的去除率达到90%以上;温度在13.9℃-22.3℃时,Fe2＋去除率达到93%以上;滤速越低,生物过滤对Fe2＋的去除率越高,4 m/h为本实验研究的最佳水力负荷;原水中Fe2＋浓度在2 mg/L以下时,出水的Fe2＋浓度可以达到0.15 mg/L以下。反冲洗对生物过滤去除Fe2＋的影响较小,去除率在冲洗2 h后能够恢复到冲洗前的水平。     

GAC-石英砂滤池处理高氨氮原水的生产研究

以广州市珠江流溪河下游为水源,采用GAC-石英砂滤池处理沉淀池出水,研究了该工艺对枯水期高氨氮原水的去除规律及其影响因素。结果表明:GAC-石英砂滤池滤与普通砂滤池相比氨氮的去除显著提高,滤后水氨氮平均值为2.08mg/L,去除量约为1.0mg/L,去除率为33.8%。研究显示氨氮处理效果受余氯的灭菌作用、溶解氧不足、原水水质下降、pH值不足、活性炭滤料吸附性能下降、空床接触时间短、反冲洗周期与强度的影响。建议降低前投氯而加强后投氯量,同时使用无氯水进行反冲洗;保持滤后水溶解氧在2～4mg/L且pH值7.5;延长反冲洗周期至36h;适当降低运行负荷可提高GAC-石英砂滤池对氨氮的去除效果。     

生物法去除地下水中铁锰的影响因素

分析了生物法除地下水中铁锰的影响因素,曝气后使地下水中DO为7.0～7.5mg/L及pH为6.8～7.0时,生物滤层中的锰氧化菌能够保持较好活性及除锰能力,且工艺能够达到铁锰同除的要求.本研究提出的“成熟滤料移植”生物过滤方法,适合于对Mn²⁺吸附能力较强的优质锰砂滤层的接种,而对吸附能力较弱的石英砂滤层,只能采用菌量较大的实验室选择性培养基培养、驯化锰氧化菌的接种方式;锰砂和石英砂生物滤层的反冲洗强度分别控制在6～9L/(s·m²)、7～11L/(s·m²)的较低范围时,滤层的微生物相受扰动较小,反冲后铁锰去除能力能在5h内恢复.同时滤层采用1.0～1.2mm的均质滤料,在反冲洗强度较低的情况下过滤周期依然可延长至35～38h.     

低温生物除铁除锰工艺快速启动与滤速的探求

为净化低温(5~6℃)高铁高锰这种地下水质,通过水厂实地滤柱实验表明,在该种水质下,适当调整工艺运行的参数能够快速富集铁锰氧化微生物,在120d左右实现生物除铁除锰工艺的快速启动和稳定运行;滤柱启动过程中,对滤层厚度进行了优化,1500mm厚新滤料在启动过程中会导致出水锰超标,而800mm厚成熟生物滤层在6~8m/h滤速下,可完成对铁、锰的深度去除;在此条件下,进行滤速探求的实验研究,最高滤速可达到16.5m/h保证出水铁锰合格,并给出了相应的反冲参数.     

凹凸棒复合滤料生物过滤去除NH_4~+-N

采用凹凸棒复合滤料部分替代石英砂,利用凹凸棒复合滤料良好的吸附和生物挂膜性能对普通滤池进行生物强化。试验研究表明:降低滤速可以提高生物过滤对NH4+-N的去除率,最佳滤速为4 m/h。水温越高,NH4+-N的去除率越高,但在水温较低时生物过滤对NH4+-N仍能保持一定的去除率。原水中COD浓度越高,生物过滤对NH4+-N的去除率越低。凹凸棒复合滤料生物过滤对于突发性重金属污染亦有较好的缓冲能力。     

低温高铁锰氨氮地下水生物同池净化

为实现低温(5~6℃)高铁锰氨氮[TFe 9.0~12.0 mg·L~(-1)、Fe(Ⅱ)6.5~8.0 mg·L~(-1),Mn(Ⅱ)1.9~2.1 mg·L~(-1),NH_4~+-N 1.4~1.7 mg·L~(-1)]地下水生物同池净化,以中试模拟滤柱在某水厂进行了实验研究.结果表明,出水总铁在启动之初即能合格,出水氨氮和锰分别在72 d和75 d实现净化.工艺启动周期受培养温度和原水水质影响较大.滤速越大,锰的极限去除量越低,滤速≥1.0 m·h~(-1)时,锰的极限去除量为3.0 mg·L~(-1).锰是滤速提升的限制因素,工艺极限滤速是4.5m·h~(-1).滤速≤6.0 m·h~(-1)时,氨氮的极限去除量为1.5 mg·L~(-1),且不受滤速影响,溶解氧(dissolved oxygen,DO)不足导致工艺对更高浓度氨氮净化失败.DO充足的条件下,工艺净化所需滤层厚度随锰和氨氮浓度增加而增厚.滤速增大会导致铁锰氨氧化去除区间向滤层深处位移,发生"锰"溶出现象.进一步分析表明,铁和氨氮在滤层内可同步氧化去除;锰的高效氧化去除区间与铁和氨氮的高效氧化去除区间存在明显分级.     

BIOSEMEDI生物滤池冬季除氮的探索

本文以污水厂二沉池出水作为原水进行了BIOSEMEDI生物滤池在冬季水温较低时对氨氮的去除效果的研究。文章着重探讨了试验中BIOSMEDI生物滤池的新陈代谢状况及反冲洗过程,并就反冲洗对生物膜的影响、滤速对氨氮去除率的影响、回流的作用、滤层厚度对去除有机物速率的影响等进行了分析,试验结果表明,在温度低于10℃以下时滤池滤速提高25%,单位填料对氨氮去除负荷增加1倍,氨氮去除率增加近1倍。同时,生物滤池滤层厚度对氨氮去除效果也有显著影响,滤层厚度增加1倍,氨氮去除率可增加10~30%。     

低温高铁锰氨氮地下水两级生物净化快速启动

为了实现东北地区低温（5~6℃）高铁、锰、氨氮（TFe：9~15mg/L，Fe²⁺：6~12mg/L，NH₃-N：1.4~2.0mg/L，Mn²⁺：1.4~2.0mg/L）地下水的净化及解决同层净化中运行稳定性差、出水锰超标的问题，在水厂净化车间开展“两级曝气+两级过滤”工艺启动研究，采用差滤速和同滤速2种启动方式分别启动两级生物净化工艺.结果表明，2种启动方式分别在106，59d启动成功.同滤速启动可以有效的缩短两级生物净化的启动时间，铁、锰、氨氮去除负荷可达110.69，18.80，19.54g/（m²·h），沿程分析发现，铁在一级滤柱的60cm处即被去除至痕量；85.08%的氨氮在一级滤柱中去除，沿程各段去除均匀，14.92%的氨氮在二级滤柱中去除；锰的去除率和氧化活性去除区位受滤速及进水氨氮浓度影响较大，33.72%的锰在一级滤柱中去除，66.28%的锰在二级滤柱中去除，锰的去除仍然是滤池成熟的决定性因素.     

过滤工艺条件对抗生素抗性细菌丰度的影响

为探究不同过滤工艺运行条件对处理水中的抗生素抗性细菌去除效果的影响,该文设置不同滤料厚度、过滤停留时间和滤料粒径等工艺参数,分析处理后出水和滤料上残留的四环素抗性菌（TET）、诺氟沙星抗性菌（NOR）、磺胺甲恶唑抗性菌（SUL）及克林霉素抗性菌（CLI）的变化规律。结果表明,当石英砂滤料厚度由1 cm增加到5 cm,过滤停留时间由0 min增加到80 min及粒径由6 mm减小到0.3 mm时,出水中4类抗性细菌数目分别下降了56%～65%、34%～54%及44%～64%。相对于滤料粒径,滤层厚度和停留时间对出水和滤料上残留的抗性细菌丰度的影响更为显著。调节石英砂厚度及粒径更利于TET的去除及CLI的滤料存留;调节石英砂厚度及停留时间更利于SUL和CLI的去除及TET的滤料存留;调节石英砂厚度对NOR的去除及滤料存留效果均为最佳;调节石英砂粒径更利于SUL的滤料存留。     

生物慢滤降解微污染水中半挥发性有机物的实验研究

文章研究了生物慢滤技术处理微污染水中半挥发性有机物(以敌敌畏、乐果、蒽、菲为例)。当慢滤反应器表面形成成熟稳定的生物粘膜后,分别进行敌敌畏、乐果、蒽、菲的试验研究。实验结果表明,当原水中的敌敌畏、乐果、蒽或菲的浓度约为1.00μg/L时,生物慢滤反应器运行2 d后,对敌敌畏、乐果的去除率稳定在80%左右,运行3 d后,对蒽、菲的去除率稳定在80%左右;生物慢滤反应器对敌敌畏、乐果、蒽、菲的去除率基本不受原水浓度的影响,原水浓度高达10.00μg/L时,生物慢滤反应器出水仍能降至0.1μg/L以下,去除率超过70%,能够满足生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)的要求;慢滤反应器的滤料高度对敌敌畏、乐果、蒽、菲的去除效果有一定的影响,但反应器对该有机物的去除主要发生在填料上部30 cm高度内。     

生物活性炭工艺深度处理丹江口水库水的中试

活性炭过滤是饮用水深度处理的重要工艺,其中滤速、炭层高度、温度和炭龄是影响活性炭滤池运行效果的关键因素. 以丹江口水库水为处理对象,以混凝-沉淀-砂滤出水作为炭滤池进水,以高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率为评价指标,考察2011年4月—2013年5月取自北京某水厂的新炭、1年炭、3年炭和5年炭(2011年5月时炭龄)对水中有机物的去除效果. 结果表明,随着滤速的增大,有机物去除率降低;活性炭炭柱滤速为8 m/h时,高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率分别为41.9%和41.2%,能够获得较好的处理效果. UV₂₅₄去除率随总炭层高度的增大而增大. 随着炭层高度的增加,单位高度活性炭滤料对UV₂₅₄的去除率降低.夏季高温期,1年炭对高锰酸盐指数和UV₂₅₄的去除率分别为44.2%~57.4%和38.5%~53.1%,高于其在冬季低温期的去除率(38.9%~51.1%和31.7%~45.5%). 活性炭在使用初期,主要依靠吸附作用去除有机物;随着使用年限的增长,活性炭的生物载体作用日益明显,生物作用占主导地位,炭龄对有机物去除效果的影响变小,不同炭龄活性炭的处理效果差异不大,可适当延长活性炭的使用年限,降低处理成本.      

天然锰砂去除工业冷却水中的锰、铁污染

采用天然锰砂滤料接触氧化法对去除工业冷却水中锰、铁的工艺条件进行了研究。滤料粒径０５ｍｍ～１０ｍｍ，滤床高８００ｍｍ，滤速１０ｍ／ｈ～１２ｍ／ｈ，工作周期９６ｈ，反冲洗强度１３Ｌ／ｍ２·ｓ，反冲洗时间５ｍｉｎ～７ｍｉｎ。出水Ｍｎ２＋浓度达００４ｍｇ／Ｌ以下。锰去除率８０％以上，总铁浓度可达检验不出的水平。     

催化氧化除铁锰氨氮滤池快速启动的影响因素

为探究催化氧化同步去除铁锰氨氮滤池快速启动的影响条件,在不同进水条件下,对挂膜启动阶段滤池去除铁锰氨氮的效果进行了研究.结果表明,化学氧化法挂膜能有效缩短接触氧化滤池的启动时间,28d左右实现同步除铁锰氨氮工艺的快速启动和稳定运行;在挂膜启动阶段,适当增加铁浓度有助于缩短滤料成熟周期,进水氨氮浓度的改变对滤料成熟周期基本无影响;在进水氨氮、锰和铁浓度分别为1.5,2,1mg/L,滤速为4m/h的试验条件下,滤柱可较快的具备除高铁、高锰和高氨氮的能力.本实验条件下滤柱同步除氨氮和锰的浓度上限分别为2.1,2.7mg/L,满足了多数污染地下水的处理需求.     

夏秋季混凝剂对复合锰氧化膜去除地表水中氨氮和锰的影响

在夏秋季较高温条件下,采用3种混凝剂(Fe Cl3、PFC和PAFC)考察其对复合锰氧化膜中试滤柱去除地表水中氨氮和锰的影响.结果表明,Fe Cl3易水解从而降低水体pH且残留大量铁于水体中均不利于氨氮和锰的去除,改变混凝剂Fe Cl3为PFC,可有效恢复滤柱去除氨氮和锰的能力.经PAFC处理后水体中氨氮和锰在滤柱运行期间去除效果稳定且良好.分析滤料结构特性发现,不同混凝剂对滤料的形貌会产生不同的影响.在以Fe Cl3作为混凝剂时,滤料比表面积上升相对缓慢,不利于氨氮和锰的去除.FTIR图谱结果表明,不同混凝剂运行条件下对滤料Fe—OH键的存在有不同影响.本研究为地表水中氨氮和锰去除过程中水质因素的影响研究提供了一定的理论基础.     

深床过滤颗粒截留机理研究

对深床过滤过程中颗粒物与滤料之间的相互作用进行了理论分析,讨论了两者间的相互作用及影响因素对微絮凝深床过滤进行了中试研究,考察了1～l0μm粒径颗粒在500cm滤床中的截留情况,并连续65h监测滤柱水头损失的变化;在滤速为24m/h情况下,计算了1～10μm粒径颗粒所受的水流剪切力;利用理论分析,分别讨论了表面电位为-25mV及-125mV、粒径为1～10μm的颗粒与滤料之间的物理化学作用力.理论计算值对实验结果进行了很好的解释,说明可以通过颗粒与滤料间的作用力分析来研究均质滤料深床过滤运行规律.     

低温生物除铁除锰工艺快速恢复试验

为实现生物除铁除锰工艺在低温(3~5℃)下的快速恢复,本试验研究了不同流向过滤方式、改变进水铁锰浓度、添加无机碳3种恢复方式对因锰中毒及长时间停运造成失效的生物除锰滤柱的恢复效果.研究结果表明,3种恢复方式均能够有效缩短生物滤柱的恢复时间,其时间分别为40,54,35d,相比2#滤柱常规恢复方式,1#、3#滤柱恢复时间分别缩短了26%、35%;尽管采用改变进水铁锰浓度方式的恢复时间较长,但滤柱恢复后除锰性能更稳定;从恢复效果和经济合理性综合考量,最佳恢复方式建议为铁锰浓度由低升高并在滤速提升至2~3m/h时添加无机碳的方式.