水源切换条件下模拟管网铁离子释放控制简

用北京市某供水区域铸铁管段搭建2套模拟管网装置，对水源切换条件下管网铁离子释放的控制进行了研究。实验过程中利用地下水为水源，通过调节进入管网的水中氯浓度为1.0~1.1 mg/L，溶解氧浓度为7~8 mg/L，经过40 d运行后，管垢成分主要为α-FeOOH和Fe₃O₄。切换地表水源后，新的管垢组成更有助于铁氧化物中铁的氧化还原重新达到平衡，从而可以有效减少水源切换条件下铁离子的释放，管网出水浊度也得到很好的控制，保持了管网水质稳定性。     

水源切换条件下模拟管网铁离子释放控制

用北京市某供水区域铸铁管段搭建2套模拟管网装置,对水源切换条件下管网铁离子释放的控制进行了研究。实验过程中利用地下水为水源,通过调节进入管网的水中氯浓度为1.0~1.1 mg/L,溶解氧浓度为7~8 mg/L,经过40d运行后,管垢成分主要为α-FeOOH和Fe3O4。切换地表水源后,新的管垢组成更有助于铁氧化物中铁的氧化还原重新达到平衡,从而可以有效减少水源切换条件下铁离子的释放,管网出水浊度也得到很好的控制,保持了管网水质稳定性。     

多水源供水管网中铁释放规律

针对水源切换而引起的水质超标现象,开展了多水源联合供水条件下管网中铁释放规律的研究。分析了北方某城市2种水源(滦河水和长江水)的水质特点,利用实验模拟反应器分别研究了水源完全置换和供水分界线处水源混合区域的铁释放规律。结果表明,多水源供水管网的铁释放速率与水源水质密切相关,特别是水中含高浓度SO2-4和氯化物时会加快铁的释放。不同水源之间的频繁切换会破坏管垢表面的钝化层,使铁释放速率迅速变化,随后会有所缓解,但新的平衡的形成需要较长时间。供水分界线处的水源混合区域,由于水质的不断变化造成管垢表面很难形成稳定的钝化层,铁释放速率持续偏高,只有当长江水所占比例高达75%以上时才能得到抑制。     

氨氮对生物净化滤柱中铁锰氨氮去除效果的影响

采用培养成熟并稳定运行一段时间的生物除铁除锰除氨氮滤柱,考察进水氨氮浓度变化对铁锰氨氮去除效果的影响。结果表明:进水氨氮从约1.2 mg·L~(-1)逐步提高到约2.0 mg·L~(-1)的过程中,铁、锰和氨氮的去除效果没有受到影响。当进水氨氮超过2 mg·L~(-1)时,进水溶解氧不足,铁的去除效果不受影响;生物除锰受到氨氮升高过程中产生的亚硝氮的抑制,并且与氨氮竞争溶解氧,导致出水锰升高,然而锰氧化菌能够在低溶解氧条件下将锰氧化,出水锰数天后又降到0.05 mg·L~(-1)以下;出水氨氮随进水氨氮的升高而升高。沿程分析发现,进水溶解氧充足时,氨氮和锰的氧化速率没有受到影响;但进水溶解氧不足时,氨氮和锰的氧化速率明显降低;铁的去除速率不受溶解氧的限制。生物净化滤柱可以在较低的溶解氧条件下运行,从而降低能耗。     

地下水中锰对滤料表面氧化膜去除氨氮的影响

在中试实验条件下,考察锰对石英砂滤料表面复合氧化膜去除氨氮的影响。实验结果表明:进水不含Fe~(2+)、Mn~(2+)的条件下,接触氧化对NH_4~+-N的最大去除能力约为2.0 mg/L;氨氮浓度低于2.0 mg/L时,锰离子对氨氮的去除没有明显影响;增大进水氨氮浓度为2.7 mg/L时,进水锰离子浓度为1.8 mg/L时最有利于活性滤膜对氨氮的去除,氨氮的去除率较进水不含锰离子时提高了14.3%,出水氨氮浓度低于饮用水标准限值0.5 mg/L。     

硝酸盐还原条件下对氯硝基苯的生物还原转化

针对对氯硝基苯和硝酸盐复合污染问题,以乙醇作为共基质,通过间歇式实验,在基质充足和不足2种条件下考察了NO3-对对氯硝基苯还原过程影响。实验结果表明,在基质充足条件下,对氯硝基苯和NO3-还原过程不互相产生抑制作用。当初始COD浓度为100 mg/L,由于基质不足,NO3-对对氯硝基苯还原过程产生竞争性抑制作用,且抑制作用随着NO3-浓度升高而增强,当NO3-浓度为150 mg/L和300 mg/L时,与空白样相比对氯硝基苯还原速率分别下降20%和54%,且溶液中出现NO2-积累,浓度分别为33.68 mg/L和44.92 mg/L。当采用生物法修复氯硝基苯化合物和硝酸盐复合污染水体时,应考虑基质的供给和硝酸盐的影响。     

管道特征对给水管网中锰释放的影响

针对南方某市历年来与锰相关的多次黄水问题,在当地黄水多发区域挖取10年管龄的旧PE管和20年管龄的镀锌钢管,搭建中试装置,开展了管网中锰释放行为的中试研究,并以新PE管做对比,探讨了微生物对管网内锰的氧化沉积的影响。实验结果表明,在进水锰浓度很低时,镀锌钢管与旧PE管的管壁沉积物中均会出现锰的释放。镀锌钢管中释放的锰主要为溶解性锰,释放量大;而旧PE管中释放的锰主要为不溶态的锰,且释放量小。同时,镀锌钢管管道浸泡结果表明,随着余氯浓度的提高,镀锌钢管中溶解锰的释放会显著降低,但即使余氯浓度高达15 mg·L~(-1)仍会有25.3μg·L-1的溶解锰的释放。新旧PE管的对比实验表明,当提高进水Mn(Ⅱ)浓度时,旧PE管中Mn(Ⅱ)在6.67 h内的氧化量低于新PE管,这可能是旧PE管生物膜中的锰还原菌含量较多导致的。     

曝气量对悬浮系统单级自养脱氮性能的影响

通过连续实验和间歇实验研究了不同曝气量对SBR系统自养脱氮性能的影响。连续实验表明,在进水氨氮浓度为155～185 mg/L时,曝气量分别为20、28、36和44 L/h时,TN去除率分别为80%、82%、80%和77%;增大和减小曝气量均会降低系统的脱氮效率。间歇实验表明,随着曝气量的增加,氨氮的降解速率有所升高,20、28、36和44 L/h曝气条件下氨氮的降解速率分别为7.23、7.25、7.86和7.95 mg/(g MLVSS.h);在降解的过程中DO浓度一直维持在较低的水平(<0.5 mg/L),pH值则呈先升高后降低的趋势;氨氮降解结束时,pH值和DO浓度同时升高。结果表明,改变曝气量会影响单级自养脱氮反应的进程,但对降解过程DO浓度值变化不大;DO浓度和pH值变化对氨降解结束具有指示作用。     

高氨废水自养半亚硝化过程N_2O释放特性

接种普通活性污泥,以人工配制高氨废水为基质。在SBR中通过逐步提高进水氨氮浓度并控制低溶解氧的方法,经过58 d连续运行使出水NO-2-N/NH+4-N维持在0.88~1.25,成功实现了半亚硝化的启动。通过对典型周期内氮素转化及N2O释放特性的考察表明:周期内DO浓度基本维持在0.4 mg/L以下,NH+4-N浓度由410.46 mg/L下降至257.26mg/L。NO-2-N浓度由162.90 mg/L升高至295.80 mg/L,NO-3-N浓度由27.01 mg/L逐渐升高至50.16 mg/L。p H先由7.94升高到8.01后缓慢降至7.96,溶解性N2O浓度基本维持在0.07 mg/L。初期(0~20 min)气态N2O浓度由0.13 mg/L迅速升至1.13 mg/L后急剧下降到0.34 mg/L,随后缓慢升至0.54 mg/L。初期N2O的平均释放速率高达0.84 mg/min,这主要是上周期沉淀阶段产生并附着在污泥中的N2O受曝气吹脱所致。     

MBR出水氯、紫外、臭氧单独与组合消毒

采用氯、紫外和臭氧单独与2种组合工艺对MBR工艺中试出水进行了消毒实验,研究了不同消毒方式对指示性微生物的去除效果以及消毒副产物三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量的变化。结果表明,组合工艺消毒效果明显优于单独消毒效果,紫外剂量为25 mJ/cm2与有效氯投加量为3 mg/L的紫外与氯组合、臭氧投加量为6 mg/L与有效氯投加量为4 mg/L的臭氧与氯组合2种工艺消毒后出水中的总大肠菌群指标均满足《污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)的要求。THMs生成量随着有效氯投加量的增加而增加。相对紫外与氯组合消毒,臭氧与氯组合消毒可以大幅度降低THMs生成量,有效氯投加量为4 mg/L时,THMs生成浓度为14.11μg/L,比氯单独消毒过程降低了37.19%。     

大水深水库内源污染特征及控制技术

对黑河金盆水库水温、溶解氧、pH和底部水质的监测分析结果表明,黑河金盆水库属于稳定的大水深分层型水库,水体分层阻碍了上下层水体之间的物质交换,在水体和底泥耗氧的双重作用下,溶解氧从表层水体的8 mg/L左右降低到底层水体的0.1～0.2 mg/L;在厌氧条件下,底部沉积物中N、P、Fe和Mn等污染物大量释放,导致底部水体中NH3-N、TN、TP、Fe、Mn和COD均值分别达到2.22、2.30、0.05、0.13、2.53、74.00 mg/L。针对水体分层对底部水质产生的不利影响,认为扬水曝气技术适宜于大水深水库的水质原位改善和内源污染控制。     

溶解氧对底泥扰动状态下水体中磷去除和固定的影响

以太湖梅梁湾底泥和上覆水为研究对象，通过实验室实验研究了底泥扰动状态下溶解氧水平（2～4mg／L、5～6mg／L、7～8mg／L）对上覆水中磷去除和固定的影响。结果表明，底泥扰动和溶解氧水平对上覆水中磷迁移有明显影响。扰动时间延长，溶解性磷酸盐（DIP）和溶解性总磷（DTP）均呈降低的趋势；但溶解氧水平提高，上覆水中DIP和DTP浓度有所增加。底泥扰动和溶解氧水平改变了悬浮物上不同形态磷的数量分布。随着溶解氧水平提高，NH4Cl-P（1～5d平均值）和Fe／Al—P（1～5d平均值）含量及其占总磷（Tot—P）的百分比均呈逐渐降低的趋势。另外，闭蓄态铁铝结合态磷（Fe／Al—P）占Fe／Al—P的比值从51．2％（2～4mg／L）增加至54．1％（7～8mg／L）。     

复合介质渗透反应格栅去除地下水中的氨氮

针对受低浓度氨氮污染的地下水,实验筛选组合了不同的反应介质,利用串联的多介质填充柱模拟渗透反应格栅,通过物理吸附及生物硝化-反硝化作用来实现氮的去除。结果表明,在进水氨氮浓度为10 mg/L、流速为0.5 m/d的条件下,模拟柱对氨氮的去除率达到98%以上,且不会出现亚硝酸盐及硝酸盐浓度的升高。水体经过释氧柱后溶解氧由2mg/L升高至10 mg/L以上,表明释氧材料可提供硝化细菌所需的好氧环境。好氧柱中填充易于生物挂膜的生物陶粒及对氨氮有较强吸附能力的沸石,二者联用通过生物硝化-物理吸附协同作用实现对氨氮的去除,其中生物作用实现的氨氮去除量占总去除量的50%左右。后续厌氧反应柱填充海绵铁除氧并利用松树皮颗粒作为碳源,创造反硝化菌生长条件,硝酸盐氮浓度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下,实现对好氧反应阶段所产生的硝酸盐的去除,避免了地下水的二次污染。     

扬水曝气技术在水源水质改善中的应用

扬水曝气技术是新开发的水质改善技术,用于混合上下水层、控制藻类生长、增加水体溶解氧、抑制底泥污染物释放.将该技术应用于某水源地,其提水效率达到同类设备--同温层曝气器的两倍;控制了水体表层的藻类数量,抑制了藻类的生长,将藻类叶绿素a含量降低了13.96%.扬水曝气技术的适用条件:用于控制藻类生长时,水深应不小于10 m;用于抑制底泥污染物释放时,水体应存在溶解氧小于1～2 mg/L的厌氧条件.     

污水生物除磷若干影响因素分析

在系统阐述污水生物除磷机理的基础上,深入分析了微生物群体平衡、城市污水水质、环境因子以及工艺运行参数和运行方式等方面对生物除磷效果的影响.分析结果表明:生物除磷系统的溶解氧浓度不宜太高,一般好氧区DO＜2 mg/L,厌氧区DO＜0.2 mg/L;厌氧段存在硝酸盐对生物释磷有负面影响,缺氧段存在一定浓度的硝酸盐有利于生物聚磷;碳源必须充分、易降解;TKN/COD＜0.1的城市污水有利于生物除磷;pH偏碱性可提高生物除磷效率;低温对生物除磷效果影响不明显.     

经济溶解氧在氧化沟节能运行中的应用研究

从曝气系统节能的角度出发,分析污水处理活性污泥法中曝气系统溶氧速率与耗氧速率之间的关系,提出了经济溶解氧浓度的概念,并通过理论分析及实际分析论证了其存在的可能性。通过实验,验证了经济溶解氧在曝气系统中的存在,并且对反应器处于经济溶解氧下的运行效果进行了分析。研究表明,在经济DO浓度下,出水水质符合标准要求,系统运行稳定,跟实测的DO浓度比较,平均DO浓度下降0.7mg/L,节能效果显著。     

Effect of dissolved oxygen concentration on nitrite accumulation in nitrifying sequencing batch reactor.

A mathematical model based on Activated Sludge Model No. 3 (International Water Association, London) and laboratory-scale experiments were used to investigate ammonia conversion by nitrification in a sequencing batch reactor (SBR). The purpose of the study was to assess the effect of dissolved oxygen concentration on nitrite accumulation in the SBR. As the dissolved oxygen concentration in the SBR depends on the balance between oxygen consumption and oxygen transfer rates, ammonium conversion was measured for different air flowrate values to obtain different dissolved oxygen concentration profiles during the cycle. The ammonia concentration in the feeding medium was 500 mg ammonium as nitrogen (N-NH4(+))/L, and the maximum nitrite concentration achieved during a cycle was approximately 50 mg nitrite as nitrogen (N-NO2)/L. The air flow supplied to the reactor was identified as a suitable parameter to control nitrite accumulation in the SBR. This identification was carried out based on experimental results and simulation with a calibrated model. At a low value of the volumetric mass-transfer coefficient (kLa), the maximum nitrite concentration achieved during a cycle depends strongly on k(L)a, whereas, at a high value of k(L)a, the maximum nitrite concentration was practically independent of kL(a).     

溶解氧对河流底泥中三氮释放的影响

作为内源污染的底泥沉积物中营养物的释放引起了越来越多的关注。通过大型静态土柱模拟实验,研究氮在上覆水和孔隙水中的分布特性和释放特性。在控制氧气条件、底泥有机质含量和粒径大小的条件下,连续观测氨态氮、亚硝态氮和硝态氮的浓度及其垂向分布特性。结果发现：时间分布上,通氧条件明显影响水体底泥中三氮释放与反硝化作用达到平衡的时间;垂向分布上,三期实验的上覆水的无机氮以氨态氮为主,不同的通氧条件下,各柱的孔隙水的三氮浓度比上覆水高,且三氮在沉积物中随深度增加而增加;氨态氮和硝态氮浓度则以孔隙水的为高,随深度增加而增加;低溶解氧水平加快底泥释放氨氮速度和增大释放量。     

Effects of suburban land use on phosphorus fractions and speciation in the Upper Peruque Creek, Eastern Missouri

This field study was conducted to explore the spatial and seasonal changes in total phosphorus and fraction distribution in relation to land uses. Water samples were collected biweekly at four sampling locations, which represented different potential phosphorus sources along the Upper Peruque Creek in Eastern Missouri. Total phosphorus concentrations of > 0.8 mg/L appeared sporadically at site 2, downstream of a small community, with an average of 0.82 +/- 0.14 mg/L in fall. Particulate phosphorus accounted for approximately 80% of total phosphorus at all sampling sites, except for site 2, where approximately 50 to 75% of dissolved phosphorus was often observed. Approximately 71 and 85% of total phosphorus in the sediment was in the form of iron (III) phosphate at the headwaters and downstream sites, respectively; 29 and 15% was in the form of phytic acid at the two sites. Land uses affect the total phosphorus concentration and alternate phosphorus fraction and speciation in the creek.     

Fate and effects of pentachlorophenol in hard- and soft-water microcosms

The influence of hard water and soft water on the fate and effects of pentachlorophenol (PCP) was investigated in small microcosms. Minor differences in the fate of PCP and minor changes in microcosm structure were noted between the hard- and soft-water systems. Definite differences between hard-and soft-water systems were detected in dissolved oxygen production and dissolved silica concentration at an exposure concentration of 4 mg 1⁻¹ PCP.