几种腐殖填料生物滤池COD去除效能比较研究

分别采用腐殖垃圾、泥炭、煤炭等腐殖填料及河沙构筑生物滤池,处理模拟废水,比较研究其COD去除效能及降解特征,为工艺填料改性提供理论依据。几种填料的扫描电镜分析图显示腐殖垃圾及泥炭以团聚体三维空间结构为主;煤炭与河沙表面粗糙程度较小,且主要由颗粒状物质构成。稀释平板涂布法分离出各生物滤池中发挥主要作用的微生物共3种,各系统菌落数量有差异,但种类相同。3种腐殖填料生物滤池在进水有机物浓度为500 mg/L及1000 mg/L时均有较理想的有机物去除效率。3种腐殖填料生物滤池中泥炭构筑的腐殖填料生物滤池有机物比降解速率最小,因而微生物比增长速率最小,微生物增长和自身氧化最易趋向于动态平衡,对应的饱和水力渗透系数最大,滤池最不易发生堵塞,最有利于腐殖填料生物滤池长期稳定运行,证明泥炭是一种优良的生物介质。     

ABR-生物滴滤池组合工艺处理农村生活污水

采用ABR-生物滴滤池组合工艺,研究在水力停留时间为3 d、滴滤池水力负荷为5 m3/（m2·d）的条件下,组合工艺对生活污水中主要污染物的去除效果、滴滤池内部污染物浓度变化和微生物的沿程分布规律。实验结果表明,组合工艺对COD、TN、NH＋4-N和TP的平均去除率分别可达73%、32%、58%和30%;滴滤池内各层污染物浓度除TP在中层略有升高外,其余均沿程逐渐降低。滴滤池底层对各种污染物的去除能力均较强,原因是果壳活性炭填料较强的截留吸附能力以及底层微生物优势菌属较好的降解作用。总氮的去除依靠滴滤池内填料的物理化学作用和微生物同步硝化反硝化作用,其中微生物作用约占60%,成为脱氮的主要途径。     

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。     

2种填料作为生物膜载体修复微污染河水的比较

采用序批式生物反应器(SBBR),在水温为(19.0±1.5)℃,DO≥4.5 mg/L条件下,比较基于2种生物膜填料(竹丝和空心塑料球)上的微生物对微污染河水中高锰酸钾指数(COD Mn)、总氮(TN)和总磷(TP)等的去除效果。结果表明,经过4 h的运行,竹丝作为生物膜载体时,COD Mn、TN的去除分别为17.5%~48.8%和49.38%~70.93%,但TP的去除效果不明显;而基于空心塑料球的生物膜对COD Mn的去除率仅为2.4%~42%,对TN和TP去除效果均不明显。通过显微分析发现,基于竹丝填料生物载体上微生物种类、数量明显多于空心塑料球。     

腐殖填料生物滤池氨氮降解特征

根据腐殖填料生物滤池及石英砂普通生物滤池的氨氮去除效率、表面水力负荷及微生物量差异,比较两者氨氮降解速率及比降解速率,对腐殖填料生物滤池的氨氮降解特征进行分析。结果表明,在相同运行方式及外界环境下,腐殖填料滤池表面水力负荷数倍于石英砂普通生物滤池;腐殖填料生物滤池单位体积平均氨氮降解速率高达31.5 g NH4+-N/(m3.d),是石英砂普通生物滤池的5.4倍;腐殖填料生物滤池氨氮比降解速率为4.1×10-2μg NH4+-N/(g微生物碳.d),约为石英砂普通生物滤池的4倍。腐殖填料生物滤池能负载较高的生物量,抗堵塞性能较强,系统内特异微生物对氨氮降解能力较高,是一种优良的降解氨氮的生物滤池。     

自然通风生物滴滤池的填料挂膜特性研究

研究了自然通风生物滴滤池内浮石、聚氨酯两种填料的挂膜特性,考察不同工况下的污水净化规律。结果表明,浮石填料在生物滴滤池内的挂膜效果更好,挂膜成功后对COD、NH+4-N均有较好的去除效果,去除率大都分别达到70%～85%、60%～80%,且小粒径浮石比大粒径浮石的去除效果更佳。聚氨酯填料在第9天挂膜成功,大粒径聚氨酯填料对COD的去除效果略好于小粒径聚氨酯填料,挂膜成功后两者对COD的去除率均可以达到60%～80%,而对NH+4-N的去除效果较差,去除率仅达到10%～40%。浮石填料生物滴滤池对TN、TP的去除率较好,当水力负荷为0.85m3/(m2·d)时,TN、TP去除率分别为45.58%、38.44%,而聚氨酯填料生物滴滤池对TN、TP的去除率较差。浮石在挂膜生物量上占优势,聚氨酯的孔径较大,污水流经时停留时间较短,使得微生物不易附着其上。     

丝瓜络填料反硝化滤池对生活污水的净化

考察了以丝瓜络为填料的反硝化生物滤池对生活污水中TN和TP等污染负荷去除的效果。结果表明,通过间歇运行的方式,在不加碳源的条件下,水力停留时间为24 h,各污染物的去除效果较好,对NO_3~--N、NO_2~--N、NH_3-N、TN、TP和COD平均去除率分别为95%、92%、30%、75%、25%和50%,出水总氮含量低于城镇污水处理厂一级A标准(GB 18918-2002)。通过扫描电镜对丝瓜络微观表面形貌进行观察,发现丝瓜络具有微米级的网状结构,反应后表面镶嵌有大量球形的微生物群落,且内部网壁变薄。     

改性HDPE填料的制备及对MBBR脱氮除磷效果的强化

为解决传统填料亲水性差、挂膜速度慢等问题,对高密度聚乙烯(HDPE)填料进行亲水改性并改善填料的挂膜性能及在移动床生物膜反应器(MBBR)中的应用效果,用浸涂的方式将纳米SiO2、聚乙烯醇(PVA)、聚多巴胺(PDA)等材料涂覆在HDPE填料表面,对改性后填料进行接触角、 SEM、 FT-IR和XPS表征以及MBBR挂膜启动实验,研究化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果以及对填料挂膜时间、生物膜量、蛋白质和多糖含量的影响。结果表明：改性后,填料接触角由94.82°降至60.1°,填料亲水性明显增强;填料表面出现褶皱,粗糙度增加;上述材料成功负载在填料表面并引入了亲水基团且未改变填料基本结构;填料挂膜时间由25 d提前至16 d,挂膜时间提前了9 d, COD、 NH₃-N、 TN、 TP去除率分别达到94.9%、95.4%、83.5%、71.6%,与改性前比分别提高了9.3%、6.7%、13.7%、11.5%;填料的生物膜量是改性前的1.57倍,从27.35 mg·g^-1提高到42.87 mg·g     

腐殖质含量对填料净化污水效能的影响

掺入与腐殖垃圾级配相同的砂配置腐殖质含量分别为1.09%、0.87%、0.65%、0.44%和0.01%的5种填料,装填0.5 m厚度的试验柱,构建人工快速渗滤系统处理生活污水,并测定饱和水力渗透系数,研究腐殖质含量对填料净化污水效能的影响。结果表明,在相同的水力负荷（1 m/d）和污染负荷下,5种腐殖质填料对COD和TP的平均去除率存在明显差异,腐殖质含量为1.09%、0.87%和0.65%的3种填料对COD的去除率较腐殖质含量为0.01%的填料均高出14%以上。腐殖质含量与TP去除率呈现正相关性。腐殖质含量最高的填料（1#）其初始K值最大达3.23×10^-2 cm/s,约为腐殖质含量最低的填料（5#）的5倍,其稳定运行时间最长。     

生物栅处理受污景观水体效果及机制研究

以植物、微生物为生物处理要素构建生物栅,处理污染的景观水体.选用的水生植物黄花美人蕉(Canna indica)的二级、三级根系与作为微生物载体的组合填料交织成强大的网状结构,起到固定植物、微生物附着载体及为生态系统提供氧气的作用,同时在生物栅装置运行的前期(约2 h)对污染物起到网捕、吸附作用.由网捕、吸附作用对TN、TP、NH4 -N的去除率分别为7.2%、12.5%和10.3%,对胶体态UV254的去除率为89.6%.在不进行人工曝气的条件下,生物栅主要处于微氧状态,DO维持在1.40～1.50 mg/L.生物栅的微氧状态有利于总有机碳(TOC)的去除(去除率为52.2%),特别是难降解有机物的去除(溶解态UV254去除率为27.9%),这对处理含有一定量难降解有机物的景观水体具有重要意义.由于生物栅的微氧状态及生物膜的DO浓度梯度的存在,使得微生境存在好氧、缺氧和厌氧的不同含氧状态,因而生物栅同时具有硝化、反硝化作用,并有一定的除磷效果.在水力停留时间(HRT)为72 h时,生物栅对TOC、COD、TN和TP的去除率分别为52.2%、57.6%、60.9%和82.4%.     

曝气充氧和人工造流技术修复河道污染水体

基于模拟河道反应器,考察了曝气充氧及人工造流技术对污染水体的修复效果。结果表明,河道本身具有一定的自净能力,自然运行条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为7.44%、4.88%、5.70%和10.60%。通过对模拟河道进行曝气充氧,最佳气水比条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为15.33%、10.45%、6.78%和21.18%。在曝气基础上通过设置人工阻流板,对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为26.82%、16.07%、9.51%和23.80%。结果初步显示,通过曝气充氧和人工造流技术的集成应用研究,对污染水体具有明显有效的修复作用。     

生物接触氧化—复合人工湿地组合工艺对工业园区污水的处理效果研究

根据广州从化市玮思工业园排放的综合污水的特点,设计了生物接触氧化—复合人工湿地组合工艺对其进行处理,考察了该工艺运行一年来对COD、BOD5、TP、NH4+ -N、TN的去除效果.结果表明,该组合工艺对工业园区综合污水中的COD、BOD5、TP、NH4+ -N和TN都有较好的去除效果,出水COD、BOD5、TP、NH4+ -N、TN的平均去除率分别为86.07％、74.91％、60.73％、89.62％、46.01％;该组合工艺对各污染物的去除效果明显优于单一的生物接触氧化池和单一的复合人工湿地的去除效果,生物接触氧化池对COD、BOD5和NH4+ -N的去除贡献较大,但对TP和TN的去除能力有限;采用该组合工艺处理工业园区综合污水,具有运行费用低、处理效果好、操作方便、管理简单、景观效果良好等优点.     

无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究

进行了无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究。基于不同土壤、不同管径、不同植物的协同效应,对比研究了不同系统处理污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果及其影响因素。结果表明,不同土壤、不同管径及不同植物组成的系统,对生活污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果差别较大。中试系统对COD、总磷、氨氮、总氮和SS的最佳去除率分别达到86.13%、90.20%、61.24%、65.49%和97.43%,对应的出水COD、总磷、氨氮、总氮和SS的平均浓度分别为64.29、0.69、22.13、26.19和5.56 mg/L。分析表明,进水SS浓度过高、外界温度下降等共同作用是导致系统对生活污水中NH4+-N和TN的去除率相对较低的主要原因。     

基于新型有机多孔复合基质的生物系统去除污染水体中的氮磷

针对太湖入湖河道污染水体中的氮磷超标问题,以海绵铁、沸石、砾石和土壤为基质,采用动态吸附+生物法,对氮磷开展基于新型有机多孔复合填料的去除效果研究,结果表明,生物系统中的新型有机多孔复合基质在空间上形成了好氧-缺氧微环境,获得了较好的同步硝化-反硝化效果;通过正交实验确定流量0.00075 L/s,曝气时间24 h,pH值7,曝气量20 L/min为去除氮磷的最优条件;相对一级动力学方程、双常数方程而言,Elovich方程对3种填料的吸附动力学特征拟合最好,决定系数R2在0.81～0.92之间。通过平均去除效果较优分析,好氧条件下,NH3-N平均去除70.6%,TP平均去除81.2%;厌氧条件下,TN平均去除62.4%,COD平均去除42.6%;NH3-N、TP、TN和COD的最低浓度分别为0.75、0.095、1.1和18.3 mg/L,综合考虑主要污染物的去除效果和经济效益,本项新型有机多孔复合填料结合生物系统适宜去除河原平网地区污染水体中的氮磷。     

循环水养殖系统水质变化特征的中试研究

采用循环水养殖系统进行虹鳟、鲟鱼和鲢鱼的阶梯养殖中试研究,在不更换新鲜水的情况下,系统连续运行30天,分析其中COD、NH4+-N和TP的变化特征。结果表明,在相同养殖密度情况下,养殖虹鳟鱼使循环水COD、NH4+-N和TP浓度分别增加26.6%、45.7%和37.4%,养殖鲟鱼使COD、NH4+-N和TP浓度分别增加16.0%、21.6%和14.4%,生化池对COD、NH4+-N和TP的去除率分别为39.8%、50.0%和1.9%。系统还加入了鲢鱼养殖单元和配置水生植物的沉淀池,增加了系统对污染物的去除效果。实验自第21天起向沉淀池投加壳聚糖,使循环水浊度降低了46.6%,色度降低了38.0%。经过30 d的连续运行,除TP指标外,COD和NH4+-N浓度仍满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中地表水Ⅲ类功能区用水标准。     

组合人工湿地处理工业园区污水厂尾水的中试研究

在巢湖流域水环境治理中,依托工业园区污水厂,进行了组合人工湿地处理工业园区污水厂尾水的中试研究。介绍了工艺流程和设计参数,运行结果表明,整个处理系统运行稳定,对COD、NH4+-N和TP的平均去除率分别为65.5%、75.5%和49.2%,其中一级潜流湿地对各污染物的去除贡献率最高。系统出水COD、氨氮、总磷基本达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅴ类水标准。此外还利用GC/MS初步对系统进出水进行了有机物组分分析,结果表明尾水中含有除草剂及农药中间体等难降解有机物,组合人工湿地对这些物质有一定去除效果。     

竹制填料生物接触氧化工艺处理污染河水

针对受污染的湖溪河水质特征,以传统弹性塑料填料做对比,研究以竹球和竹丝为填料的生物接触氧化工艺,考察填料的挂膜时间、生物量和污水处理效果;确定连续曝气和间歇曝气时反应器的最优运行工况：连续曝气时为HRT：7．5h,DO=3mg／L;间歇曝气时为厌氧1．2h、好氧6．3h交替运行。实验结果表明,与弹性塑料填料相比,竹制填料挂膜速度快,竹球填料的水处理效果最好;连续曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别为66．7％、47．9％、57．1％和30．6％;间歇曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别64．08％、39．95％、60．7％和54．68％;竹制填料可替代传统的塑料填料作为生物接触氧化工艺的载体填料。     

人工湿地处理城市污水启动期运行特性

选取4种植物(鸢尾、香蒲、麦冬和美人蕉)和3种基质(炉渣、沸石和砾石),通过植物和基质的不同组合构建了7组潜流型人工湿地,研究不同植物、相同基质及不同基质、相同植物条件下,湿地处理城市污水的启动期运行特性。结果表明,对COD去除率,砾石>炉渣>沸石,美人蕉>鸢尾>香蒲>麦冬;对TN去除率,沸石>砾石>炉渣,美人蕉>香蒲>麦冬>鸢尾;对NH4+-N去除率,沸石>砾石>炉渣,香蒲>美人蕉>麦冬>鸢尾;对TP去除率,炉渣>砾石>沸石,香蒲>美人蕉>鸢尾>麦冬。植物种植前,炉渣、沸石和砾石不同基质湿地的COD去除率没有明显差异;在TN和NH4+-N的去除上,沸石远优于炉渣和砾石。植物种植后,3种基质的TP去除率在10.75%左右。鸢尾、麦冬和美人蕉3种植物湿地的COD去除率随运行历程呈上升趋势,而香蒲由于生长状况不佳,去除率呈下降趋势。美人蕉湿地TN去除率较其它3种植物湿地高,各植物湿地NH4+-N去除率差异不显著。4种植物湿地TP去除率在9.24%左右。     

潜流人工湿地-生物接触氧化处理低温低浓度生活污水

在低温低浓度生活污水的实验研究中,回流比和气水比是影响潜流人工湿地一生物接触氧化组合工艺污染物去除效果的重要因素,推荐回流比R=1．0,气水比为4：1,在该工况下,进水COD浓度在170．8～221．3mg／L时,平均去除率可达90％;进水NH3-N浓度在17．3～25．9mg／L,平均去除率45％～65％;进水TN浓度在25．1～38．49mg／L时,平均去除率45％～65％;进水TP浓度在2．2～3．1mg／L时,平均去除率65％～80％。污染物沿程浓度分析结果表明,该组合工艺可以在低温季节通过曝气促进氨氮硝化,大幅提高NH3-N和TN去除率,同时可以充分发挥复合潜流湿地功能。     

两段式混合滤料渗滤系统处理模拟废水

两段式混合滤料渗滤系统在土壤渗滤系统的基础之上,加强反硝化反应,进而强化脱氮过程。为强化脱氮,整个系统被分成好氧段和厌氧段。混合滤料的使用可有效防止系统堵塞。厌氧段添加的锯末草灰为反硝化反应提供了足够的碳源,因此运行初期厌氧段内NO3--N去除率可达100%。同时铁屑的添加除强化还原环境外还加强了TP的去除效果。采用模拟废水的研究结果表明:运行稳定后,该系统对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别达到了87.7%、82.6%、81.0%和90.4%。