低温条件下陶粒滤池生物膜特性研究

针对官厅水库下游三家店水库水源进行生物陶粒滤池预处理的现场试验 ,研究低温条件下生物陶粒滤池的微生物学特性。试验结果表明 ,随温度降低生物陶粒滤池去除污染物的效果下降主要是由于陶粒表面微生物活性随温度的降低而下降造成的。陶粒表面的微生物量也随温度的降低而减少 ,但是受影响的程度比微生物活性小得多。陶粒表面的微生物活性与生物量沿水流方向呈明显的下降趋势     

低温下生物陶粒反应器去除水源水中氨氮的研究

利用生物陶粒预处理工艺,研究低水温条件下生物陶粒反应器对氨氮的去除效果.进水氨氮浓度为0.5～1.4mg/L,水力停留时间为20～30min.结果表明,低温条件下,生物陶粒反应器对进水中氨氮的去除效果随着水温的下降而降低,但总体上对氨氮仍然有较好的去除效果.当水温从10℃下降到0.4℃时,生物陶粒反应器对氨氮的去除率从90%下降到65%.当水温在3℃以上时,出水中NO₂^--N低于进水NO₂^--N的含量.当水温下降到3℃以下后,出水中NO₂^--N超过了进水中NO₂^--N的含量.在陶粒反应器内部出现了NO₂^--N积累现象,水温越低,出水NO₂^--N的含量越高.     

生物沸石反应器在微污染水源水处理中的应用

首次利用生物沸石反应器去除微污染水源水中的 NH₃^- N、NO^-₂ - N、Mn、有机物、色度、浊度等 .经长期运行测试 ,生物沸石反应器对 NH₃^- N平均去除率可达 93%,对 NO^-₂ - N的平均去除率为 90 %,对有机物可去除 32 %,并提出了反应器的最佳过滤速度为 8～10 m/h,最佳填料填充高度为 600～800 mm.生物沸石反应器具有和生物活性炭、生物陶粒一样的性能 .该技术为微污染水源水质净化提供了一种新材料 ,新途径 .     

生物陶粒反应器的氢自养反硝化研究

利用氢自养反硝化生物陶粒反应器处理硝酸盐废水,探讨了生物陶粒反应器中氢自养反硝化生物脱氮的实现过程.考察了水力停留时间、进水硝氮负荷、进水pH值、温度、供氢量等因素对反应器脱氮效果的影响.结果表明,当水力停留时间为24 h和48 h时,反应器对硝酸氮的平均去除率分别达到94.54%和97.47%.在水力停留时间为5~16 h时,NO-3-N去除率随水力停留时间的缩短而降低;进水NO-3-N浓度较低时,NO-3-N的降解速率随其浓度的升高而增大,当NO-3-N浓度大于110mg·L-1时,氢自养反硝化反应受到抑制;中偏碱性环境较酸性或碱性环境更利于反应器对硝酸盐的去除;反应器有较宽的温度适应范围,最适温度为25~30℃;当反应器供氢不足时,脱氮效果明显降低,表明了氢自养反硝化菌对氢气利用的专一性.在整个运行阶段,出水中亚硝酸氮浓度一直保持在较低水平.     

生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究

以花生壳为原料,于300~700℃下热解制备生物炭以作为生物膜载体,对其进行了理化性质表征和挂膜试验.结果表明:较高的热解温度(700℃)能促进生物炭载体孔隙结构发展,生物炭表面ζ电位上升,亲水性增加,从而有利于污水微生物的附着和生长. 挂膜期间,生物炭载体单位挂膜量分别高出陶粒44%~84%,高温(700℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率高出陶粒1%~3%,而中低温(300、500℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率较陶粒低5%~10%,显示生物炭表面理化性质可能对附着的生物膜微生物种类和活性产生影响.     

利用PCR-DGGE技术分析生物陶粒硝化反应器中微生物群落动态

为了揭示生物陶粒硝化反应器中活性污泥的微生物种群多样性,从运行不同时期的反应器中提取活性污泥,利用PCR-DGGE技术初步分析了生物陶粒反应器细菌的种群演替情况.结果表明,随着进水COD值的逐阶段降低,氨氮去除率逐步提高到64.38%.群落结构和优势种群的数量具有时序动态性,微生物多样性与废水的处理效果出现协同变化的特征.测序结果表明,生物陶粒反应器中运行第21天的优势种群除了自养细菌,还有异养细菌存在.其中自养细菌为Nitrosospira.sp和Nitrobacter.sp,异养细菌为Bacillus.sp、Pseudomonas.sp和Pseudochrobactrum.sp.     

温度对生物炭滤池处理高氨氮原水硝化的影响

利用臭氧预氧化-生物预处理-混凝沉淀-砂滤-臭氧后氧化-生物活性炭滤池组合工艺对微污染水源水进行了深度处理中间试验.将一部分未经生物预处理的高氨氮原水经常规处理后进入生物活性炭滤池以提高活性炭滤池进水氨氮浓度.研究了温度对高氨氮进水条件下生物活性炭滤池硝化能力的影响.试验表明,生物活性炭(BAC)的生物活性随温度的降低而降低.在水温2℃左右时,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力相当于6℃以上时去除能力的50%;在温度>6℃的条件下,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力在进水溶解氧基本相同时不随温度(水温>6℃)的变化而发生变化,对氨氮的去除能力主要受水中溶解氧的影响.     

官厅水库入库水生物接触A/O工艺低温试验研究

试验表明,生物接触A/O工艺可以在低温下稳定运行,对官厅水库入库水中NH₄⁺-N有较好的去除效果,对COD、TN均有一定的去除效果.当温度大幅下降时,在温度下降初期NH₄⁺-N去除率明显下降,但经过一段时间后,NH₄⁺-N去除率逐渐回升,并稳定在较高的去除率水平.在本试验条件下,0～5℃时,进水N₄⁺-N为10mg/L左右,NH₄⁺-N去除率最终稳定在95%以上,出水NH₄⁺-N稳定＜0.5mg/L.另外,温度变化对COD去除效果的影响不明显.镜检结果表明,在0～5℃条件下生物膜中的微生物仍具有较好的活性.     

纳米TiO2催化臭氧化对松花江水中氨氮的影响

研究了以负载于陶粒、硅胶、沸石表面的纳米TiO₂作为催化剂时,催化臭氧化松花江水过程中氨氮浓度的变化.结果表明,在单独臭氧化过程中,氨氮浓度先升高后下降,反应30 min后的氨氮浓度与初始浓度相近.在以TiO₂/陶粒、TiO₂/硅胶为催化剂的催化臭氧化过程中,氨氮浓度也是先升高后下降,但反应过程中氨氮的平均浓度要高于单独臭氧化过程.以TiO₂/沸石为催化剂时,催化臭氧化过程中氨氮浓度先下降,然后略有升高,继而又下降,30 min时对氨氮的去除率接近80%.单独臭氧化和催化臭氧化过程中,增大臭氧投量,氨氮浓度最大值出现的时间提前,并且反应过程中氨氮浓度平均值降低.增大催化剂TiO₂/陶粒、TiO₂/硅胶的投量,催化臭氧化过程中氨氮浓度平均值升高.增大TiO₂/沸石投量,有利于氨氮的去除,但投量增大到50g以上时,对氨氮的去除效果影响很小.温度从10℃升高到30℃,对TiO₂/陶粒、TiO₂/硅胶催化臭氧化过程中氨氮浓度的变化影响不大.而以TiO₂/沸石为催化剂时,温度升高有利于催化臭氧化过程中氨氮的去除.     

ASBR反应器处理豆制品废水的试验

采用厌氧序批式活性污泥法处理食品加工废水。试验研究了反应器的最佳进水、反应时间比,从而得出最低进水pH值和最少加碱量,同时还研究了反应器在常温和低温下的处理能力,以及pH冲击、搅拌频率、消毒液对反应器的影响。结果表明:最佳进水、反应时间比为2.5h4.5h,此时进水pH值降低到5.0,加碱量大大减少;CODCr去除率随温度的降低而降低,25℃时,CODCr去除率为83.45%,20℃时,CODCr去除率降至73%左右,15℃时,CODCr去除率只有57%左右;本工艺条件下最佳搅拌频率为每小时搅拌10min,反应器对pH冲击具有一定耐受能力,但消毒液对处理效果影响较大且恢复困难。     

低温低浊微污染水源水的生物净化技术研究

针对低温低落景污染水源,采用生物预处理的手段进行现场试验研究。结果发现：以陶粒为载体的生物预处理工艺,能去除水中有机物（ＯＣ或ＣＯＤ）２０－３０％,ＳＳ６０－７０％,氨氮８０％,低温时去除率受到一定影响。但仍有一定和去除有机物及氨氮的。水库的低浊度和有机物含量较多的性质有利于生物预处理工艺对水中有机污染物的控制。     

沸石一蛭石曝气生物滤池低温低浓度条件下生物膜特性研究

研究了低温（4～8℃）沸石一蛭石曝气生物滤池处理污水厂尾水稳态运行时生物膜形态、生物量和微生物活性变化特征,分析了反应器内生物量和微生物活性的空间变化规律。结果表明,曝气生物滤池的生物膜形态、生物量及微生物活性有沿水流方向渐变的特点,生物量及微生物活性沿水流方向呈现递减的趋势．且生物量、微生物活性呈正相关。     

含硝氮废水的好氧反硝化处理及其系统微生物群落动态分析

利用好氧反硝化细菌强化生物陶粒反应器处理含硝氮废水,探讨了生物陶粒反应器中好氧反硝化生物脱氮的实现过程,并运用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)对微生物菌群结构稳定性进行了分析.结果表明,在水力负荷0.75 m/h,气水比5∶1～10∶1,水温15～23℃,进水COD负荷1.92～5.98　kg/(m³·d),硝氮负荷0.60～1.34 kg/(m³·d)的条件下,生物陶粒反应器在稳定运行阶段可以基本实现对硝酸氮的完全去除,对总氮的去除率最高可达95.73％,出水中亚硝酸盐一直保持在较低水平.PCR-DGGE指纹图谱显示,微生物多样性与废水的处理效果出现协同变化的特征.在整个运行阶段,好氧反硝化菌群X31在反应器中稳定存在,并始终是优势菌群.     

采用热重方法分析不同含盐条件下的好氧颗粒特性

采用热重分析方法对不同含盐条件下形成的好氧颗粒污泥进行分析.结果表明,含盐量为1%(质量分数)(反应器R1)、2.5%( R2)、5%( R3)条件下所形成的颗粒污泥,在105℃之前损失的结合水的质量分数分别为4.48%、3.72%、3.25%.这表明,含盐量的提高降低了颗粒污泥中强物理结合的水分含量.3个反应器的VSS与灰分质量之比分别为2.71、1.15、1.05,表明随着含盐量的增加,微生物的活性下降.3个反应器吸收峰峰值温度R1﹥R2﹥R3,表明R1中的物质最为复杂,同时DTA曲线的复杂程度显示R1的颗粒污泥物质最丰富;由此推断,随着含盐量的增加,微生物代谢产物复杂程度减小.因此,热重分析法能够很好的描述好氧颗粒污泥的结合水、生物活性、微生物代谢产物、密实度等特性,是一种很有潜力的分析方法.     

辅料配比对污泥生物-物理联合干燥的影响

利用自主研制的污泥生物-物理联合干燥反应系统研究了脱水污泥∶树皮∶回流污泥分别为7∶3∶0.5、9∶3∶0.5和12∶3∶0.5时,污泥生物-物理联合干燥过程中温度、含水率等参数的变化规律.结果表明,污泥温度随干燥时间延长先增大后减小,含水率在0～96 h逐渐降低,继续延长反应时间,则变化不明显.当脱水污泥∶树皮∶回流...     

原水生物预处理的轻质滤料滤池和陶粒滤池运行效果对比

以我国北方某水库水作为试验用原水,对比研究了采用biostyrene轻质滤料为填料的新型生物滤池和生物陶粒滤池对该原水进行生物预处理时的实际运行情况.结果表明,作为一种生物预处理工艺,轻质滤料滤池处理过程可以明显地改善原水水质.对于该试验原水而言,轻质滤料滤池对COD_Mn的去除在5%～20%之间,对NH₄⁺-N的去除则达到80%～95%,出水浊度也得到一定程度地降低,说明该滤池用于饮用水水源生物预处理是可行的.试验结果还表明,在相同的运行条件下,轻质滤料滤池对原水中的污染物,特别是对有机污染物和浊度的去除效率低于陶粒滤池,反冲洗过程对其运行效果的负面影响也比陶粒滤池显著.     

温度降低对厌氧氨氧化脱氮效能及污泥胞外聚合物的影响

本研究系统考察了阶梯降温并恢复至室温（33→25→20→15→10→22℃）长期变化过程（361d）厌氧氨氧化反应器的动态脱氮效能和厌氧氨氧化活性变化,分析了厌氧氨氧化污泥胞外聚合物（EPS）的变化特性,计算获得了厌氧氨氧化反应的活化能.结果表明,在温度20~33℃下,序批式厌氧氨氧化反应器可稳定高效运行,总氮去除负荷维持在0.4gN/（L·d）左右,最大比厌氧氨氧化活性（SAA）大于0.32gN/（gVSS·d）.10℃是厌氧氨氧化菌代谢活性的转折点：当温度降至10℃时,SAA为0.044gN/（gVSS·d）,较33℃时下降91%.当温度恢复至22℃,厌氧氨氧化活性恢复至0.24gN/（gVSS·d）.厌氧氨氧化反应的活化能Ea在10~33℃和10~20℃范围内分别为68.4,152.9kJ/mol.在本实验温度（33→15℃）范围内,EPS含量随着温度降低而升高;在10℃时,EPS含量显著下降,出水中悬浮物升高,造成部分厌氧氨氧化污泥流失.     

生物陶粒处理深圳水库水的试验研究

利用生物陶粒对深圳水库水进行了生物预处理现场试验研究,试验结果表明,生物陶粒能有效地降低水中的ＮＯ２－Ｎ、ＮＨ３－Ｎ、ＯＣ、浊度、色度、Ｍｎ和藻类,在工作滤速为４ｍ／ｈ,气水比为１：１的条件下平均去除率分别为９０．８％,８４％、２１．４％６２％、４７％、８９％和６８％,是解决水源水微污染问题有效的预单元工艺。     

外加磷提高生物预处理效果的试验研究

利用国内研究较多的生物陶粒滤池预处理工艺,在我国北方某水库原水中添加微量的磷,考察磷对生物预处理的促进作用通过生物分析方法,发现在原水水样中添加50μg/L的PO₄^3--P(NaH₂PO₄)后,可以促进原水中细菌的生长,BDOC也有所增加,证明了原水中磷对细菌生长的限制因子作用陶粒滤池的实际运行结果表明,对于本试验所用原水,添加25μg/L的PO₄^3--P(H₃PO₄)后,生物陶粒滤池对水中CODMn的去除率平均提高4.7个百分点,UV254和TOC的去除率分别提高3.6和5.7个百分点.由此为提高生物预处理的运行效果提供了一个新的思路,也说明磷在饮用水中的作用需要引起重视.     

污水处理厂厌氧氨氧化工艺小试

在市政污水处理厂进行厌氧氨氧化工艺小试实验.试验以A/O除磷和亚硝化工艺处理后的生活污水为基质,室外启动并运行上向流厌氧氨氧化生物滤柱.第109 d时,连续15 d氨氮和亚硝氮去除率大于90%,总氮去除率大于70%,厌氧氨氧化生物滤柱启动成功.第245~333 d,运行进入冬季,滤料生物量(以VSS计,下同)为12.24 mg·g~(-1),平均总氮去除率为54.3%.第461 d对滤柱进行反冲洗,滤料生物量降低至8.01 mg·g~(-1).第605~693 d,运行再次进入冬季,滤料生物量为10.41 mg·g~(-1),平均总氮去除率为69.7%.生物量小于去年同期水平,但总氮去除负荷提高了23%.在整个运行过程中,高温(30℃)污泥厌氧氨氧化速率基本保持不变,低温(15℃)厌氧氨氧化速率(以MLSS计)从1.5 kg·(kg·d)~(-1)增长到3.6kg·(kg·d)~(-1).结果表明,长期低温驯化有利于提高厌氧氨氧化工艺低温处理效果,实现冬季厌氧氨氧化工艺高效运行.