人工强化生态滤床滤料性能研究

为了给人工强化生态滤床在工程应用选择滤料提供参考,利用室内模拟试验装置,考察了沸石、砾石、火山岩、陶环、碳环5种滤料在孔隙率、挂膜速度、机械强度、不同进水流量条件下COD、氨氮去除效果等方面的性能.结果表明,陶环和碳环孔隙率远大于其他3种滤料,陶环、碳环.火山岩.沸石和砾石的孔隙率分别为77％,75％,47％,38％和35％.当水力负荷为8mL/min时,在第11d,砾石滤料和火山岩滤料的COD去除率稳定,分别达到40.8％和41.6％,而其他3种滤料去除率仍处于上升阶段.这说明砾石与火山岩挂膜速度大于其他3种滤料.当系统稳定运行后,在水力负荷为3.75 mL/min时,碳环和火山岩滤料的COD去除率高于其他3种滤科.当水力负荷保持3.75mL/min时,进水COD升高,火山岩滤料COD去除率降低,小于其他3种滤料.这说明火山岩滤料与其他滤料相比具有更好的抗COD负荷冲击能力.沸石抗氨氮负荷冲击能力高于其他滤料.陶环和碳环强度差于其他3种滤料.研究表明,5种滤料各具特点,在实际工程滤料选择过程中应充分考虑施工和造价等因素.对于大型工程,如果工程当地不具备火出岩和沸石矿资源,应优先选择砾石滤料.     

新型多级跌水曝气生物滤池的运行效能研究

本文研究了在"跌水曝气式生物滤塔"专利(专利号201020207090.9)基础上增设电气石纤维滤料层的多级跌水曝气生物滤池的运行效能,从水力负荷和容积负荷两方面证明改造后的多级曝气生物滤池处理低浓度生活有机污水的有效性和负离子材料对滤料层净化效率的改进效果,为类似多级跌水曝气生物滤池的工艺设计提供了参考依据。     

生物慢滤技术用于农村饮水处理的研究

研究了适用于我国农村的小型分散式饮水处理技术--生物慢滤技术.用玉渊潭引水渠的微污染河水模拟研究了滤料粒径、滤料高度等因素对生物慢滤处理效果的影响,以及生物慢滤池对农村水环境中常见的污染物如重金属、有机物、氨氮、浊度、细菌等的去除.实验结果表明:1)在滤料表面形成稳定成熟的生物粘膜所需的时间与滤料粒径有关;2)滤料表面一旦形成稳定成熟的生物粘膜,氨氮、有机物、浊度等的去除率与滤料粒径关系不大;但细菌的去除效果与滤料粒径有很大的关系,滤料粒径越小,对细菌的去除效果越好.3)滤料高度对有机物、氨氮的处理效果有一定的影响,但慢滤池对这些污染物的去除主要发生在50 cm高度内;4)生物慢滤对TOC的去除率为20%～30%,对氨氮的去除率为90%以上,对Cu2 、Cd2 、Fe2 、Zn 2 、Mn2 和Pb2 的去除率分别在97%、95%、95%、88%、70%和60%以上;5)Ⅲ至Ⅴ类微污染水经生物慢滤处理后,不经消毒即可达到生活饮用水的卫生标准.     

生物膜填料塔净化含甲醛异味气体的研究

采用改进的排泥挂膜方式进行微生物挂膜,扫描电子显微镜观察生物膜表面生物形态,探讨进气速度、停留对间、液体喷淋量、容积负荷等主要因素对不同浓度甲醛气体去除效率的影响.结果表明,驯化30d脱除甲醛的生物膜已基本成熟,生物膜表面长有大量真菌丝、原生及后生动物;优势菌体形态为球状和杆状,其中球菌直径2～2.5μm,且为中空网状的多孔性球团.通过对生物膜填料塔净化效果的研究,得到最佳工艺参数.当甲醛质量浓度为10～40 mg/m3,停留时间为27s,液体喷淋量20～40 L/h,容积负荷1～ 7.5 g/(m3·h)时,生物膜填料塔对甲醛的去除效率达到94％以上.     

沸石-陶粒BAF处理微污染水源水的影响因素研究

探讨沸石-陶粒BAF工艺对微污染水源水中CODMn、氨氮、UV254、浊度等污染物质的去除效果.通过模型试验,研究了填料高度、水力负荷、气水比等因素对沸石-陶粒曝气生物滤池(BAF)工艺处理效果的影响.结果表明,在水力负荷为1.2～4.8 m3/(m2·h)、气水比为1时,CODMn、氨氮、UV254和浊度的去除率随填料层高度的增加而增加,其中CODMn、UV254、浊度的去除在最初的440 mm内最为显著,而氨氮的去除在220～440 mm范围内较明显; 在气水比为1,水力负荷分别为1.2 m3/(m2·h)、2.4 m3/(m2·h)和4.8 m3/(m2·h)时,CODMn的总去除率分别为38.62%、32.23%和25.37%,较合适的水力负荷为1.2 m3/(m2·h); 在水力负荷为1.2 m3/(m2·h)、气水比由0.5增为1时,CODMn的平均去除率由26.34%增为36.31%,氨氮的平均去除率由78.15%增为94.4%,当气水比增大为2时,CODMn、氨氮的去除率增加很少,合适的气水比为1.研究表明,沸石-陶粒BAF工艺处理微污染水源水的效果良好,且所需的填料高度小,气水比低.     

曝气生物滤池深度处理部分制药废水的研究

本文以曝气生物滤池深度处理制药废水的二级生化出水.研究了曝气生物滤池的启动及气水比、水力负荷和进水有机物浓度对曝气生物滤池CODCr去除率的影响,并最终选出一种最优质高效的生物滤料.试验结果表明,CODCr去除率与水力负荷和气水比并不是简单的线性关系.在气水比为15,水力停留时间为4 h时,CODCr去除率最大.进水有机物质量浓度处于323～1 021 mg/L范围内,CODCr去除率随进水有机物质量浓度的增加而增加.     

两种填料在土地处理系统中的应用

选用陶粒和碎石作为填料,在不同的进水水质和水力负荷下,对土地处理系统的运行性能进行实验室模拟研究.试验结果表明:①以人工污水作为进水,在10cm3/(cm2·d)的水力负荷下,碎石填料20 d完成挂膜,挂膜时间较陶粒填料短.②以人工污水作为试验进水,水力负荷为15 cm3/(cm2·d)时,陶粒和碎石填料的COD平均去...     

UBAF两种挂膜方式的试验研究

对复合式接种挂膜与自然挂膜两种挂膜方式进行比较，对两种挂膜方法下生物膜生长及对有机物和氨氮等指标的去除情况进行了测定和分析。结果表明，复合式接种挂膜可以加快曝气生物滤池的启动，7天后COD的去除率稳定在80％以上，启动时间比自然挂膜的UBAF滤柱缩短了7天，且该方式的一级C柱启动时间短，COD处理效果较好，二级C／N柱更利于硝化菌的生长和固定，NH3-N去除率达到73．2％。     

净水污泥对水中氨氮的吸附效能研究

采用自来水厂产生的废弃物——净水污泥制备吸附剂,研究了吸附剂制备条件及改性方法对氨氮去除效果的影响。通过EDX、XRD、FTIR、SEM和BET分析可知,净水污泥富含金属元素,表面粗糙,比表面积较大。正交试验结果表明,当焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h、净水污泥吸附剂的粒径为125~150μm时,净水污泥吸附剂对模拟废水中氨氮的去除效果最佳。分别采用酸、碱、盐对净水污泥进行改性,发现经3种物质改性的净水污泥吸附剂对氨氮的去除效果均优于未改性净水污泥,且碱改性净水污泥的去除效果最优,对氨氮的吸附量是未改性净水污泥的2.13倍。分别将吸附试验数据与Langmuir方程和Freundlich方程拟合,得出净水污泥对氨氮的吸附符合Langmuir方程。     

黍糠、菜籽饼生物炭的制备及其对重金属镉(Cd2+)的吸附

利用黍糠、菜籽饼在不同温度下制备生物炭,以确定最佳制备温度及最佳吸附材料。结果表明,2种生物炭对镉(Cd~(2+))的吸附效果随制备温度上升而升高,黍糠生物炭的吸附效果更好。综合考虑产出率、吸附效果与能耗,得到最佳生物炭材料为黍糠,最佳制备温度为600℃。经2种生物炭吸附后,Cd~(2+)溶液的pH值均呈上升趋势,而黍糠生物炭调节pH值的能力更强。2种生物炭清洗后的吸附效果均有下降,表面沉淀是未清洗的生物炭对重金属离子吸附作用的机理之一。600℃黍糠生物炭对Cd~(2+)的吸附符合Langmuir吸附等温线,表明黍糠生物炭对Cd~(2+)的吸附为单分子层的吸附,且吸附剂表面均匀。使用扫描电镜(SEM,Scanning Electron Microscope)、多通道比表面积和孔径分析仪(BET,Multi-channel specific surface area and pore size analyzer)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR,Fourier Transform Infrared Spectroscopy)和综合热分析仪(STA,Synchronous Thermal Analyzer)对黍糠生物炭进行了表征。结果表明,黍糠原材料具有丰富的官能团,随热解温度升高,脂肪族官能团逐渐弱化消失,而芳香性结构与官能团逐渐凸显出来,因而能更多地吸附重金属Cd~(2+)。黍糠生物炭对重金属的吸附不主要依赖比表面积和孔隙结构,而是多种化学作用的结果,如表面沉淀、与官能团络合和阳离子-π键吸引。     

一体化A/O工艺处理生活污水的研究

采用A/O生物接触氧化法处理生活污水,考查了系统的挂膜启动以及水力停留时间(HRT)、进水pH值和进水COD浓度对系统去除有机物及脱氮效果的影响。结果表明:15 d左右挂膜成功;HRT=13 h,COD去除率和氨氮去除率可分别达到96.72%、85.43%;系统具有较好的抗冲击负荷能力,COD去除率最低在70%左右,氨氮去除率均大于65%,最佳的进水COD质量浓度应控制在300~500mg/L;pH值变化对氨氮去除率的影响更加明显,pH值在7~8时,COD去除率大于90%,氨氮去除率达68%~80%。     

氯胺消毒管网“三氮”与总氯变化的预测模型

为探讨氯胺消毒供水管网的水质问题,建立了一种试验规模的氯胺消毒供水管网水质模拟系统。基于质量守恒原理和双Monod方程建立了该系统的硝化与氯胺衰减动力学耦合模型,并通过试验对该模型进行了验证。模型中的部分参数采用非线性多项式回归方法进行估计。应用该模型确定了活性氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的数量。该模型对管网模拟系统内氨氮、硝酸盐氮与总氯的预测值与实测值基本一致,但对亚硝酸盐氮的预测值与实测值存在较大偏差。     

曝气量及亚硝酸盐浓度对SBBR单级自养脱氮系统性能的影响

为了提高单级自养脱氮工艺的脱氮性能及稳定性,采用SBBR反应器,通过连续试验及间歇试验研究了曝气量对单级自养脱氮系统脱氮效率及脱氮负荷的影响,分析了反应器内不同曝气条件下氨氮降解特征、亚硝酸盐质量浓度与氨氮降解速率的关系,并探讨了污泥的亚硝酸盐氧化活性与SBBR反应器稳定性的关系。连续试验结果表明,曝气量从48 L/h提高到88 L/h,总氮平均去除率由72.46%增长至93.00%,总氮平均去除负荷由0.29 kg N/(m3·d)提高至0.57kg N/(m3·d)。间歇试验结果表明:氨氮降解速率随曝气量增加而提高,出水氨氮及总氮质量浓度随曝气量增加而降低;同时曝气期DO质量浓度随曝气量增加而有所升高;在整个SBBR周期内未出现亚硝酸盐积累的现象,亚硝酸氮质量浓度一直较低(低于2.00mg/L),向反应器中添加亚硝酸盐可以促进氨氮的降解;随曝气量增加,由于污泥的亚硝酸盐氧化活性较低,硝化作用产生的硝酸盐并未大幅增长,系统表现出了较好的稳定性;氨氮未完全降解时,反应器内DO质量浓度曲线缓慢下降或基本保持不变,当氨氮完全被去除时,系统不再耗氧,DO质量浓度迅速升高,曲线出现拐点,DO拐点对单级自养脱氮控制有重要参考价值。     

青海湖氮素分布特征及其对藻类生长的影响

以青海湖水体的11个样点为研究对象,测定不同形态氮素(总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮)质量浓度、藻类数量及叶绿素质量浓度,同时测定其他相关因子,并对氮素对藻类生长的影响进行分析。结果表明:青海湖水体中总氮、硝酸盐氮及氨氮质量浓度分别为0.80mg/L、0.28 mg/L和0.20mg/L,且湖心区(深水区)样点质量浓度大于岸边区(浅水区)样点,浅水区植物生长及沙柳河等外源输入均对氮素质量浓度有一定程度的影响;亚硝酸盐氮质量浓度为9.70μg.L-1,浅水区质量浓度高于深水区;浅水区氨氮的氧化作用可能是亚硝酸盐氮质量浓度在浅水区高于深水区的主要原因,同时溶解氧是此过程的限制因子;水体氮素与藻类数量为显著的负相关性,但与叶绿素质量浓度为显著正相关性。青海湖水体不同形态氮素分布具有不同特征,且氮素对藻类的生长和繁殖具有不同的影响。     

生物除铁除锰滤层营养条件的研究

采用模拟生物除铁除锰滤柱,通过测定整个生物滤层对铁、锰的去除效果考察了营养物质对生物滤层综合生化能力的影响,从而探求了生物滤层对铁、碳、氮等营养元素的需求.结果表明,成熟滤层内的铁、锰氧化细菌对进水铁的营养需求极低(0.04 mg/L).成熟滤层对有机物具有一定的去除能力,而无机碳减少量相对较大,大约有3～4 mg/L,溶解在水中的二氧化碳即可保证滤层对碳的需求.成熟滤层将氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐,但这种转化实际上并没有使水中氮的总量减少,只是氮的形态发生了转化;而滤柱内氮的减少是被生物体利用的结果.极低的氮素含量即可保证成熟生物滤层对氮素的需求.这表明极低的营养条件即可满足铁、锰氧化细菌的正常生理代谢,铁、锰氧化细菌可以在贫营养环境下生存.结合全国大部分地区的地下水水质状况,进而得出地下水生物除铁除锰技术在全国大部分地区可以推广使用.     

一体式好氧膜生物反应器的氮转化试验研究

一体式好氧膜生物反应器（Integrated aerobic membrane bio-reactor,简称IAMBR）内提供了世代时间较长的硝化菌生长环境，从而使得硝化作用增强。从氨氮浓度与亚硝酸氮浓度比值随天数变化，氨氮浓度与硝酸氮浓度比值随天数变化，亚硝酸氮浓度与硝酸氮浓度比值随天数变化角度分析了IAMBR内氮的转化情况，得出氨氮去除主要依靠膜生物反应器内的好氧污泥，并且IAMBR可用于去除氨氮的结论。     

生物填料地下渗滤系统处理生活污水的中试研究

以活性污泥等生物基质为填料.在不同的水力负荷和有机负荷条件下,研究了地下渗滤系统对生活污水的处理效果.中试结果表明:地下渗滤系统对COD、NH_4~+-N和TP有着良好的去除效果,在水力负荷为4 cm·d~(-1),污染负荷为280 mg·L~(-1)和320 mg·L~(-1)时.COD、NH_4~+-N和TP的去除去分别达到91.2%、97.2%、88.0%和90.6%、95.6%、90.4%;水力负荷达到450 mg·L~(-1)时,有机物及氨氮的去除率下降迅速,仅为83.2%和85.5%,TP的去除率略有提高,为91.7%;平均污染负荷为300 mg·L~(-1),水力负荷为4.0 cm·d~(-1)、6.5 cm·d~(-1)和8.1 cm·d~(-1)时,COD、NH+4_4~+-N和TP的去除率分别达到90.6%、97.4%、90.0%.87.3%、96.8%、84.0%和85.6%,96.3%,83.3%;适宜的生活污水处理条件是水力负荷为8.1 cm·d~(-1),污染负荷低于450 mg·L~(-1).在以上工况下的出水水质均优于生活杂用水水质标准(CJ251-89)和沈阳市污水处理中水回用标准,处理效果稳定;系统垂直方向的氨化细菌分布较均匀,硝化细菌在70 cm以上区域数量较多,反硝化细菌在70 cm以下区域数量较多;氨化细菌与COD、NH_4~+-N和TN的去除率的相关性显著,硝化及反硝化细菌与COD、NH_4~+-N和TN的去除率的相关性极显著;氨化、硝化和反硝化细菌与TP的去除率的相关性均不显著,说明生物作用不是TP脱除的主要途径.     

Influence of wheat straw addition on composting of poultry manure

Poultry manure is a significant source of nitrogen, but small amount of carbon needs to be added for faster degradation of organic matter in composting process. Composting of poultry manure mixed with wheat straw was carried out in specially designed reactors (32 L) under controlled laboratory conditions over 13 days. The aim of the study was to determine the influence of wheat straw addition to poultry manure on performance of composting process in terms of the following: the substrate temperature, carbon dioxide, ammonia, pH, electrical conductivity and organic matter. According to the results, the mixture of 83% poultry manure and 17% wheat straw (dw) among three different mixtures used in this research provided the best conditions for composting process.     

一株石化废水中脱氮产微生物絮凝剂菌株的鉴定与性能

筛选出了一株适用于石化污水处理的异养硝化-好氧反硝化产微生物絮凝剂菌株HAD-2,鉴定其为门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina),考察了其最佳硝化条件、反硝化性能及在模拟污水中的脱氮能力。菌株为耐热菌,偏碱性(pH=8.5)和高碳氮比(25∶1)时硝化性能最佳。在异养硝化体系中,12 h时菌株对氨氮的去除率达到92.29%,硝酸盐和亚硝酸盐积累少;在反硝化体系中,12 h时菌株对亚硝酸盐和硝酸盐的去除率分别达到86.40%和84.92%;在模拟废水中,48 h时菌株对氨氮、硝态氮和亚硝态氮的降解率分别达到95.25%、65.47%和72.40%。菌株在多种培养基中可产微生物絮凝剂,在葡萄糖培养基中絮凝能力最佳,絮凝率为94%。     

Rotating biological contactors for wastewater treatment – A review

Rotating biological contactors (RBCs) for wastewater treatment began in the 1970s. Removal of organic matter has been targeted within organic loading rates of up to 120 g m⁻² d⁻¹ with an optimum at around 15 g m⁻² d⁻¹ for combined BOD and ammonia removal. Full nitrification is achievable under appropriate process conditions with oxidation rates of up to 6 g m⁻² d⁻¹ reported for municipal wastewater. The RBC process has been adapted for denitrification with reported removal rates of up to 14 g m⁻² d⁻¹ with nitrogen rich wastewaters. Different media types can be used to improve organic/nitrogen loading rates through selecting for different bacterial groups. The RBC has been applied with only limited success for enhanced biological phosphorus removal and attained up to 70% total phosphorus removal. Compared to other biofilm processes, RBCs had 35% lower energy costs than trickling filters but higher demand than wetland systems. However, the land footprint for the same treatment is lower than these alternatives. The RBC process has been used for removal of priority pollutants such as pharmaceuticals and personal care products. The RBC system has been shown to eliminate 99% of faecal coliforms and the majority of other wastewater pathogens. Novel RBC reactors include systems for energy generation such as algae, methane production and microbial fuel cells for direct current generation. Issues such as scale up remain challenging for the future application of RBC technology and topics such as phosphorus removal and denitrification still require further research. High volumetric removal rate, solids retention, low footprint, hydraulic residence times are characteristics of RBCs. The RBC is therefore an ideal candidate for hybrid processes for upgrading works maximising efficiency of existing infrastructure and minimising energy consumption for nutrient removal. This review will provide a link between disciplines and discuss recent developments in RBC research and comparison of recent process designs are provided (Section 2). The microbial features of the RBC biofilm are highlighted (Section 3) and topics such as biological nitrogen removal and priority pollutant remediation are discussed (Sections 4 Biological nutrient removal in RBCs, 5 Priority pollutant remediation in RBCs). Developments in kinetics and modelling are highlighted (Section 6) and future research themes are mentioned.