滤料中重金属迁移特性及其在BAF中的应用

以含重金属的干污泥为添加剂,自行研制出生物滤料,并以此滤料为对象进行浸出试验研究.结果表明,在浸出时间为24 h和30 d时,Cd、Cr、Cu和Pb在pH=1时浸出量最大,当pH≥3时,Cd、Cr、Cu和Pb的浸出量迅速下降,说明强酸性条件是影响重金属迁移特性的重要因素.XRD分析表明,原料中的重金属经过一系列的物相转化和反应过程,固定在Si—O等玻璃结构网格中,在晶体结构中以Pb₂O(CrO₄)、CdSiO₃、CuO等稳定的形态存在;在曝气生物滤池（BAF）中应用自制滤料进行脱氮（同步硝化反硝化）效能研究,当原水C/N为11.5和25.5左右时,对NH⁺₄-N和TN的去除率可分别达到85.5%、90.3%、46.6%和49.6%,高于江西陶粒、广州陶粒和山西活性炭的去除率;试验结果对重金属固化、迁移特性机理研究和自制滤料广泛应用有进一步促进作用.     

生物填料在废水处理中的应用及研究进展

概述了废水处理中生物填料的应用现状和发展,首先介绍了常用填料,如定型固定式填料、悬挂式填料及分散型填料在废水处理中的应用,其次以亲水、生物亲和及生物亲和亲水磁性填料为代表,对新型填料在废水处理中的应用作了阐述。     

不同挂膜方式成熟滤料去除地下水中As(Ⅲ)研究

通过动力学和动态柱实验对比研究了不同挂膜方式成熟滤料去除地下水中As（Ⅲ）效能.并采用SEM-EDS?XRD及FTIR等表征手段对滤料形态和结构进行了分析.结果表明,两种滤料的形貌具有较大差异.采用化学挂膜的滤料去除As（Ⅲ）性能更优.二级动力学模型能较好地模拟两种滤料除As（Ⅲ）动力学过程,自然挂膜滤料和化学挂膜滤料拟合速率常数分别为8.568×10^-6和14.248×10^-6mg/（g·min）.Yan模型对动态柱实验穿透曲线的拟合系数R²>0.999.通过脱附再生实验,发现0.5mol/L的NaHCO₃作为脱附剂可使滤料有效再生.对比过滤前后滤料的XRD分析结果,滤料结构变化不大,除砷能力稳定.滤料表面铁锰氧化物含量直接影响滤料除As（Ⅲ）性能.两种滤料在除砷过程中均消耗了羟基.本研究为不同方法去除地下水中As（Ⅲ）提供了理论支撑,具有一定工程指导意义.     

Invertebrate community characteristics in biologically active carbon filter

Biologically active carbon (BAC) system was set up in a water plant of South China during January to December 2007,to study the invertebrate community characteristics of BAC filter.Thirty-seven invertebrate species were found,of which 28 belonging to rotifers.Filter operation could lead to an output of invertebrates in high abundances with the filtrate,and the maximum density could reach 5608 individuals/m 3.Average abundances in the effluent water increased in 27-33 folds in comparison to the influent water during the sampling period.Invertebrate community succession had the following trend:filter-feeding animals → small benthic invertebrates → large benthic and resistant invertebrates.Abundances of large-sized invertebrates (copepod adult and oligochaete) at bigger-media column were significantly higher than that at small-media column.The results implied the abundant species diversity of invertebrate in BAC filter.The relationship between invertebrate and biofilm still remain to be studied in detail.     

高效纤维滤料过滤纳米颗粒物时的反弹效应

经典过滤理论未考虑纳米颗粒物在纤维表面反弹并降低过滤效率的可能性. 选择不同等级的HEPA(高效空气过滤)玻璃纤维滤料,使用SMPS(扫描电迁移率粒度分析仪)测量粒径在10~500 nm内3种颗粒物——直角立方体MgO、圆角立方体NaCl和球形PSL(聚苯乙烯)固体颗粒的过滤效率,通过比较不同滤料状态下过滤效率的差别分析反弹效应的影响. 结果表明:①硅油熏蒸法制备的湿态滤料可以模拟过滤的理想状态. ②过滤时颗粒物反弹效应大小与其自然运动规律有关,NaCl颗粒的反弹率约为MgO颗粒的66.7%,PSL颗粒的反弹率比非球形颗粒小一个数量级左右. ③颗粒物反弹率也受到滤速的影响,在1.0~5.3 cm/s滤速范围内,反弹率与滤速成正比;滤速在5.3 cm/s时颗粒物的最大反弹率在0.363%~2.667%之间,不同颗粒物的最大反弹率不同,但最大反弹粒径相差不大. ④可以将干态滤料在5.3 cm/s滤速下对MgO颗粒的过滤作为HEPA滤料反弹效应试验的计算基准,根据形状参数(S)和过滤介质透过率的动力学模型对其他滤速和形状的颗粒物反弹率进行修定. ⑤反弹效应对透过率的影响较大,在MPPS(最易透过粒径)附近,非球形颗粒反弹效应对实际透过率的贡献可达30%~40%. 研究表明,HEPA过滤需要考虑颗粒物反弹效应对过滤效率的影响.      

氧化铁涂层砂变性滤料除砷性能研究

氧化铁涂层砂和未涂层石英砂除砷过滤实验比较表明,氧化铁涂层砂除砷效果显著,去除率达95%以上,基本遵循低pH,高去除率的规律,除砷吸附等温线属于Langmuir型,单层吸附。     

采用Washburn动态法研究水处理滤料的亲油亲水性

用Washbum动态法研究了核桃壳、磁铁矿和陶粒砂滤料的亲油亲水性，并对其表面结构进行了表征．结果表明，用Washburn动态法研究水处理滤料润湿性的实验重复性较好，实验方法可行．实验测得核桃壳、磁铁矿和陶粒砂的亲油亲水比（LHR）依次为76．41、1．057和0.8769，说明核桃壳滤料的亲油性很好，而磁铁矿和陶粒砂滤料表现了更好的亲水性．与SEM、EDS、FTIR分析结果一致，核桃壳、磁铁矿和陶粒砂滤料表面亲油亲水性的差别主要归因于其表面物理化学结构的不同．     

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.     

曝气生物滤池污水处理工艺与设计

论述了曝气生物滤池污水处理原理、构造及其滤料作用机理,提供了一种利用粉煤灰和粘土生产生物滤料的配方和生产工艺流程,并对当前曝气生物滤池滤料研究进行了归纳,介绍了几种曝气生物滤池工艺基本类型及其组合流程。曝气生物滤池污水处理工艺设计与计算主要包括滤料体积、滤池总面积、滤池高度、布水布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。作为实例,对水量为2500m3d小区污水曝气生物滤池(DC、DN)进行了工艺设计。     

改性火山岩生物滤料对微生物吸附实验研究

采用酸处理、铁盐处理和铝盐处理火山岩滤料,并将未处理的和改性的3种滤料分别在30℃、60 rpm/min条件下吸附恶臭假单胞菌野生菌和重组菌,通过测量OD600值的变化,比较它们的吸附效果。结果表明:它们的吸附率随时间延长而增大,3.5 h后对野生菌的吸附率分别为27.70%、34.84%、36.83%和31.69%,对重组菌的吸附率分别为31.65%、37.31%、38.23%和35.25%。3种改性滤料都有较好的吸附效果,每克滤料吸附野生菌菌数分别为0.308×1010个、0.363×1010个、0.372×1010个、0.340×1010个;吸附重组菌菌数分别为,0.704×1010个、0.885×1010个、0.936×1010个、0.805×1010个,其中铁膜滤料吸附效果最好。把微生物吸附在滤料上处理废水,能结合它们处理废水的优势,且可以回收滤料,为研究改性滤料固定化微生物在废水处理中的作用和效果上提供实验依据。     

曝气生物滤池去除污染物的机理研究

曝气生物滤池具有体积小、处理效率高、出水水质好、流程简单的优点,最大特点是使用了一种新型粒状填料．它的去除机理主要有过滤、吸附和生物代谢．填料高度对去除效果有很大影响．研究结果表明,去除率同填料高度成正相关,最上层的３７ｃｍ 厚滤料去除污染物的效果最好,该处的ＳＳ、ＣＯＤ、ＢＯＤ５、ＮＨ３Ｎ和ＴＮ的去除率分别为７０％ 、８２５％ 、６６９５％ 、５３６％ 和５０２％ ．     

改性滤料在矿井水净化处理中的试验研究

采用高温加热法制备了涂铁石英砂和无烟煤联用的双层改性滤料,并通过过滤试验对比验证了其对矿井水中不同污染物的去除效果。过滤6 h出水浊度为0.3 NTU,ρ(COD)降为2.5 mg/L,均低于饮用水标准限值,Fe、Mn的去除率分别达88.7%和66.7%,并通过反冲洗试验,确定了该滤料的反冲洗强度q=16 L/(m2.s)和过滤周期T=370 min。滤后水质可满足淡化除盐进水要求,具有广阔的应用前景。     

A/O交替运行钢渣基复合滤料生物滤池处理模拟生活污水脱氮除磷特性

利用两级钢渣基复合滤料生物滤池(SSMBF)构建厌氧/好氧(A/O)交替运行工艺系统.在单池HRT=2h,A/O交替周期48h,厌氧DO=0.2~0.5mg/L,好氧DO=3~5mg/L,T=23~27℃的运行条件下,考察了SSMBF系统对模拟生活污水(pH=6.8~7.5,COD=260~330mg/L,NH4+-N=35~40mg/L,PO43--P=9~11mg/L)的处理效果,分析了其氨氮和磷去除特性.结果表明,两级A/O交替SSMBF系统具有良好的生活污水处理能力,对氨氮、磷和COD的去除率分别为95%、40%~60%和83.3%,出水氨氮、磷和COD浓度分别为0.5mg/L?3~6mg/L和50mg/L.在厌氧/好氧交替周期为48h的工况下,SSMBF系统的氨氧化菌和聚磷菌分别可在10h和8h恢复最佳活性.SEM?EDS表征和污染物去除特性分析结果显示,A/O交替运行SSMBF系统充分发挥了钢渣基复合滤料的离子和碱度释放特性,通过聚磷菌的厌氧释磷效应,在厌氧SSMBF中诱导促进了生物-结晶协同除磷,结晶产物为以羟基磷灰石为主的磷酸盐化合物.     

流动电位法测定滤料表面的Zeta电位

滤料表面的ζ电位是评价滤料颗粒表面性质的重要指标之一,研究滤料表面的ζ电位对于提高过滤效率以及开发改性滤料是十分重要的.根据流动电位与ζ电位的关系自制了一套测定ζ电位的装置,经测定计算出了4种常用水处理滤料表面的ζ电位,结果表明:当滤料的粒径范围在0.45～0.9mm之间时,使用该装置测得的磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒表面ζ电位分别为-27.64mV、-6.54mV、-5.87mV、-2.30mV.电子能谱和红外光谱分析结果证明磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒滤料表面ζ电位的差异主要归因于其表面化学结构的不同.     

新型复合滤料过滤性能的实验研究及其应用

针对袋式除尘器滤料运行阻力过高问题 ,介绍了一种新型结构的复合滤料 (HBT)。对其过滤性能进行实验研究 ,结果表明在相同工况下 ,该滤料具有“高效低阻”特性 ,并在实际工程应用中取得了较好的效果。     

三层滤料高速过滤应用于再生水生产的研究

试验在传统混凝—沉淀—三层滤料过滤工艺的基础上,通过对滤料级配的改进,将三层滤料高速过滤工艺应用于再生水的生产,对其可行性进行分析研究。结果表明:在最佳工艺条件下出水浊度的去除率可达97.5%～98.5%,COD去除率在43%左右。同时研究发现,在高速过滤条件下,通过絮凝剂在滤床中发挥的微絮凝作用,可以起到良好的除污效果且出水水质稳定。     

原子吸收测锰时硅的干扰及消除

用原子吸收空气－－乙炔炎焰法测定锰时，硅会对其产生严重干扰，若等量加入２５ｍｇ／Ｌ钡或１００ｍｇ／Ｌ镧则足以消除这一干扰作用，尤其是加入后者，可获得较真实的测值。     

曝气生物滤池技术进展

曝气生物滤池(BAF)是一种集生物氧化、过滤、吸附于一体的新型生物膜污水处理技术。文章介绍了BAF的发展沿革,综述了BAF在填料、生物膜、有机物、SS、氨氮去除、脱氮除磷、有毒有害物质降解方面的最新进展,拓宽了BAF组合工艺的研究和应用范围,指出BAF作为一种深度处理工艺是非常适合于我国国情的水处理技术,尤其对我国今后中水回用、企业污水闭路循环以及"零排放"具有重要意义,应加大研发和开发力度,推广其应用。     

水平流人工快速渗滤系统对岩源性磷拦截效果研究

选取沸石,陶粒,无烟煤及其组合作为水平流人工快速渗滤系统的填料,进行不同进水水质和水力负荷下对岩源性磷拦截效果的研究。结果表明:相同运行条件下,单一填料沸石对悬浮颗粒物和岩源性磷的去除效果最好,平均值分别达到了90.47%、39.91%;组合填料的运行稳定性更好,且水力负荷为0.2 cm/s时效果最好,最高可达82.85%和46.18%;长期的运行模拟中发现系统的堵塞现象,在实际应用中要充分考虑填料的更换和再生的可操作性,保证系统运行的稳定高效。     

表面覆膜多层复合纤维滤料过滤性能的数值研究

根据Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了多层复合纤维滤料模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对沿气流方向具有不同纤维填充密度及直径分布的滤料内部的气-固两相流动特性进行了数值研究,计算了不同运行条件下滤料的压力损失及过滤效率,并将数值计算值和经典模型及实验关联式的计算值进行了比较.结果表明,压力损失的数值计算预测值和实验关联式计算值吻合较好,误差在2%以内.随着迎面风速的增加,压力损失呈线性增加.相对于填充密度,纤维直径对压力损失和过滤效率的影响更显著.不同结构滤料过滤效率的数值计算结果和理论模型的计算值变化趋势基本一致.不同迎面风速下,过滤效率都是先减小后增大,对于颗粒直径dp≤0.05μm的颗粒,随着风速的增大,过滤效率减小;对于dp≥0.5μm的颗粒,过滤效率变化趋势正好相反.迎面风速不同,过滤效率最低点出现的位置也不同.对于小颗粒,风速越小,扩散作用起主导作用;而对于大颗粒,风速越大,惯性作用越明显.过滤效率最低点出现在扩散作用逐渐弱化,惯性作用刚刚开始加强的区域.多层复合滤料在结构上采用纤维直径逐层加大的梯次结构时,能够获得较高的过滤效率.而在多层复合滤料表面覆膜后过滤效率平均增加约13%.