正反粒径混合级配钢渣灰岩人工湿地处理生活污水的试验研究

构建小试试验研究了正反粒径混合级配填铺与正粒径级配填铺(组合填料为钢渣与灰岩)的垂直潜流人工湿地单元对生活污水中各主要指标的降解效果,同时比较分析了填料填铺方式对缓解人工湿地堵塞问题的影响.结果表明,当原水COD在134.72～653.33 mg/L、NH3-N在42.72～272.60mg/L,TN在107.40～6...     

间歇曝气潜流人工湿地的污水脱氮效果

采用间歇曝气运行方式,提升潜流人工湿地生活污水处理系统中的溶解氧浓度,强化脱氮效果。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,曝气时溶解氧浓度可达6~9 mg/L,停止曝气后,溶解氧浓度迅速下降至0.5 mg/L以下,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,分别促进好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留时间为3 d的情况下,间歇曝气潜流人工湿地系统对氨氮、总氮和COD的去除率分别可达到98.0%、87.6%和96.3%,较常规潜流人工湿地系统分别提高了74.1%、56.4%和18.1%,实现了氨氮、总氮和COD的同步高效去除。     

起端曝气对垂直潜流人工湿地运行效果的研究

垂直潜流人工湿地由于自身构造的限制,传氧能力较差,内部溶解氧(DO)浓度较低,若在湿地内部曝气则会限制反硝化的进行,不利于TN的去除。为解决这一问题,对垂直潜流人工湿地进行起端曝气,考察不同曝气强度下人工湿地内DO沿程变化以及污染物沿程去除规律,通过对曝气强度进行优化,以实现对湿地内部DO环境的有效调控。结果表明,随曝气强度的增加,湿地的好氧环境从表层区域逐渐扩大到40cm深度,且起端曝气人工湿地对COD、氨氮和TP的降解为垂直方向分层降解;当曝气强度达到0.86m~3/d时,COD、氨氮、TP去除率均高达80%以上,分别为85.8%、80.9%、82.7%。     

复合垂直流与潜流人工湿地沿程脱氮除磷对比研究

针对复合垂直流和潜流人工湿地对COD、TP、NH_4~+-N、NO~3~--N和TN的沿程去除规律进行了对比研究.结果表明,夏季复合垂直流人工湿地的去除效果均好于潜流人工湿地.对于复合垂直流人工湿地,污染物的去除主要集中在下行流池,且在进水端0～20 cm对COD、TP、NH_4~+-N和TN都有快速降解的过程.对于潜流人工湿地,进水端0～40 cm主要是COD和TP的快速降解沉淀,之后硝化作用逐渐加强,潜流人工湿地沿程均会发生反硝化作用,TN浓度基本呈均匀下降趋势.     

表面流人工湿地硝化和反硝化强度研究

通过对表面流人工湿地不同土壤层硝化反硝化强度的研究,探讨了表面流人工湿地脱氮过程中沿程硝化和反硝化作用的变化,以及不同C∶N对系统反硝化强度的影响.研究结果表明,系统可同时进行硝化和反硝化作用,硝化强度具有较明显的分层现象,表层土壤高于深层土壤.系统中沿程硝化强度呈递减趋势,硝化强度反映了氨氮去除率的大小,其去除率为68%.反硝化强度研究结果表明:深层土壤的反硝化强度略高于表层土壤;沿程1/3至1/2段最大;5倍碳源时反硝化强度最高,3倍碳源次之,不加碳源最低;但系统的反硝化强度普遍较高,保持了良好的脱氮效果.     

潮汐流-潜流组合人工湿地污水净化效率

构建了潮汐流-潜流组合和潜流-潮汐流组合人工湿地对污水进行处理，分别研究2种组合人工湿地对污水的净化效果。结果表明，在平均进水COD浓度为214．28mg／L、NH4＋-N浓度为10．57mg／L、PO34--P浓度为5．44mg／L、TN浓度为10．25mg／L，水力负荷为o．2m3／（m2·d）的条件下，潮汐流-潜流组合人工湿地对COD、PO34--P的去除率分别为58．28％和46．99％，与潜流-潮汐流组合人工湿地处理效果相近；对NH4＋-N、TN，潮汐流-潜流组合人工湿地的去除率分别为69．93％和71．03％，比潜流-潮汐流组合人工湿地分别高15％和33％。潮汐流-潜流人工湿地的组合，在系统内实现了硝化-反硝化的组合，强化了系统对TN的净化效果，其对TN的净化效果比-般的潜流和表面流人工湿地组合提高20％～30％。总体上，潮汐流-潜流组合人工湿地具有更好的净化效果。     

污水碳源对复合垂直流-水平流人工湿地脱氮效果的影响

碳源是人工湿地反硝化作用重要的限制因子,提供足够的碳源能够有效地提高湿地系统的反硝化作用,从而提高人工湿地的脱氮效果。考察了以污水碳源作为复合垂直流-水平流人工湿地水平流进水碳源,对系统去氮能力的影响。实验结果显示,添加碳源能使复合人工湿地对TN和氨氮的去除率分别由23.19%、39.57%提高到34.17%和50.4%。当碳源污水(化粪池污水)/硝化处理水(垂直流出水)体积比为1∶4(C/N=1.22∶1)时,系统对氨氮和总氮具有最好的去除效果,且在不同季节具有较强的脱氮稳定性。不同季节加碳源复合系统对氨氮和总氮去除效果差异显著,在夏季去除效果最高可到达66.79%和60.95%。在加污水碳源条件下,增加停留时间对TN去除效果无明显影响,但可以显著提高氨氮去除率;有植物系统比无植物系统去除NH+4-N和TN的效果要好,且夏季提升效果最明显。由此可见,以污水碳源作为复合垂直流-水平流人工湿地系统中水平流部分的碳源,是强化人工湿地脱氮效果的有效手段,但是添加碳源比例、保温措施及植物种植是人工湿地重要的设计参数。     

硫/石灰石自养反硝化处理低碳高氮城市污水的工艺

利用水泥+沙子的胶凝骨架材料作为生物反应器填料骨架,通过胶凝粘附1∶1配比的硫粉和石灰石粉的方法制备自养反硝化填料,在自行设计的自制硫/石灰石填料自养反硝化系统中,考察了该工艺对以低C/N为特性且含低氨氮高总氮的城市污水处理厂二级处理出水的脱氮性能,并优化了主要工艺参数。结果表明,在进水总氮为40.92 mg/L,COD为38.92 mg/L,C∶TN∶NH+4-N=8.6∶9∶1的条件下,系统最优水力停留时间为3.2 h,系统最优初始pH值为7,最适反硝化温度为32.8℃,TN去除率为90%~92%。比传统按1∶1体积比例投加硫磺与石灰的反应器在处理时间方面缩短60%以上,去除效率也大有提高。     

两级自养反硝化实现垃圾渗滤液的深度脱氮

针对目前生物工艺难以解决垃圾渗滤液深度脱氮的问题,探究了短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化(两级自养)工艺处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液的脱氮效果。结果表明,当进水垃圾渗滤液中氨氮平均浓度为2 560 mg·L~(-1),COD值为4 000～5 000 mg·L~(-1)时,经过短程硝化反硝化-厌氧氨氧化处理后,总氮去除负荷可达1.19 kg·(m~3·d)~(-1)、总氮去除率可达93.1%(出水TN=176.3 mg·L~(-1))、COD去除率可达52.2%。但是,厌氧氨氧化反应器出水中NO_x~--N浓度为154.5 mg·L~(-1),仍未达到我国生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理排放标准(TN≤40 mg·L~(-1))。在厌氧氨氧化反应器之后串联硫自养反硝化,整体工艺最终出水NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N平均浓度分别为1.9、0.6、9.7 mg·L~(-1),TN≤15 mg·L~(-1),进水总氮去除率为99.5%。在短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化两级自养深度脱氮反应系统中实现了垃圾渗滤液深度脱氮。     

低温条件下不同曝气方式对硫自养湿地脱氮效能的影响

为提高人工湿地的脱氮效率,将硫磺与石灰石按体积1∶1的比例填充于波形潜流湿地内,辅助间歇人工曝气,探讨了在冬季低温条件下,间歇曝气时间对波形潜流人工湿地脱氮效率和反硝化作用的影响,并分析了硫自养湿地的作用机理和节能减排特性。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,可以促进硝化和反硝化作用,有效地解决了人工湿地在冬季(10℃以下)脱氮效率低的问题。湿地冬季运行时,曝气间歇时间为4 h的条件下,TN去除率高达59.4%,相比连续曝气方式提高20%～30%。与传统处理工艺相比,硫自养湿地的能耗节省率达到50%以上,且在一定程度上减少了CO_2的排放,实现了高效脱氮和节能环保。     

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。     

温度对复合厌氧折流板膜生物反应器处理生活污水效能的影响

将新型CAMBR反应器（厌氧折流板反应器（ABR）与膜生物反应器（MBR）优化组合）用于处理生活污水，研究温度对该反应器处理效能的影响。实验水力停留时间7．5h，混合液回流比设置为200％，pH值为6．5～8．5，溶解氧3mg／L左右。控制3个温度梯度：高温（32～37％），中温（20～25℃），低温（5～10％），每个温度运行35d。结果表明，在高温条件下，系统出水COD、NH4．N、TN和TP平均浓度分别为25、0．5、12．5和0．7mg／L。在中温条件下，系统出水COD、NH4＋-N、TN和TP浓度分别30、1．2、12．5和0．4mg／L。在低温条件下，COD和TP分别经过15d和20d调整适应，出水可恢复至35mg／L和1mg／L。由于低温（10％以下）对硝化细菌产生强烈抑制，出水NH4＋-N去除率最终稳定在35％，TN去除率为40％。低温条件下，该反应器应用于污水处理中需注意适当保温，以保证出水水质。     

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。     

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。     

分段进水多级生物膜反应器脱氮效能影响因素研究

采用分段进水多级生物膜反应器处理高氮低碳小城镇污水,考察负荷、溶解氧和温度对反应器脱氮效能的影响。实验结果表明:负荷、溶解氧和温度对反应器脱氮效能有显著影响。在水温为20～25℃,DO为5 mg/L,负荷为1 kgCOD/(m3.d),挂膜密度为30%,第1、3、6级分段进水,流量分配比为2∶2∶1的条件下,在反应器中可成功构建出高效同时硝化反硝化系统,出水COD、NH4+-N和TN浓度分别为33 mg/L、2.6 mg/L和29.4 mg/L,去除率分别为90.1%、96.0%和63.9%。当水温≤15℃时,硝化速率受温度的影响显著。     

一体化A/O移动床生物膜反应器中DO、TN分布及脱氮效果研究

采用一体化A/O移动床生物膜法工艺，以模拟生活污水研究了该工艺的除碳脱氮效果，并对一体化移动床生物膜反应器的好氧区和缺氧区各纵向断面的COD、DO、NH₃-N、TN、NO^-₃-N和NO^-₂-N进行了检测，通过对缺氧区各断面的DO和TN浓度分布情况，分析了脱氮的产生过程。试验结果表明: 在水力停留时间HRT＝12 h，好氧区DO保持5 mg/L左右，COD进水浓度处于250～400 mg/L时，COD的去除率均在90%以上，且出水COD均在40 mg/L以下；TN进水浓度为20～50 mg/L时，NH₃-N去除率高于90%，其出水浓度可达到5 mg/L以下，脱氮效率也较高，TN去除率可达到65%～85%。COD和NH₃-N的浓度分布状况表明该一体化A/O移动床生物膜反应器的流态趋于全混式。     

新型人工快速渗滤系统处理村镇污水工艺参数优化

在巢湖双桥河建立了中试规模的人工快速渗滤系统(CRI),系统经过一个月左右启动期后挂膜成功。通过考察不同湿干比条件下CODMn、TP、TN和NH3-N的去除效果,确定系统湿干比为1 d∶2 d,水力负荷周期为3 d。TP、TN和NH3-N在1.0 m/d的水力负荷条件下能够达到最佳的处理效果,特别是TN;而CODMn在1.3 m/d取得最佳的去除效果。综合考虑脱氮除磷和有机污染物的去除,选取水力负荷为1.0 m/d可得到最佳的出水水质。综合4种污染物的去除特点,特别考虑到对TN去除的需要,同时兼顾工程成本,填料厚度确定为1.2～1.5 m之间为最佳。选取生物陶粒、钢渣、活性炭和天然沸石为渗滤介质,研究结果表明,从去除有机污染物和TP角度考虑,选取活性炭和钢渣可达到较好的去除效果,其中钢渣对TP去除效果更佳;而活性炭具有其他4种填料不可替代的脱氮效果。以上工艺组合形式的确定将为巢湖流域CRI系统的推广提供科学依据和数据支持。     

ASBR厌氧氨氧化反应器的快速启动及脱氮原理分析

以城市生活污水为基本水质进行配水,采用ASBR研究了厌氧氨氧化反应器的快速启动过程及脱氮性能。实验条件如下:T为(35±1)℃、HRT为24 h、pH为7.2～7.5,进水NH4+-N、NO2--N浓度为40～160 mg/L,TN负荷为0.08～0.34 kg TN/(m3.d),按2∶1比例混合接种好氧短程硝化污泥和厌氧氨氧化污泥,经49 d运行成功启动厌氧氨氧化反应器,并实现稳定运行。实验结果表明:稳定运行期NH4+-N、NO2--N去除率分别达96%和98%;NH4+-N、NO2--N去除量与NO3--N生成量比值为1∶1.05∶0.29,较为接近理论值;成功启动的反应器出水pH高于进水;系统TN去除率平均值为79.7%;反应器内存在反硝化与厌氧氨氧化的协同作用,实现了部分COD去除;污泥由深棕色絮状变成红褐色颗粒状,经SEM扫描电镜观察污泥菌群种类单一,多为球状菌,有漏斗状缺口,具有典型氨氧化菌形态特征。     

管式反应器处理生活污水的效能

研发了一种基于射流曝气的管式反应设备,考察了负荷和DO对反应器处理效能的影响。实验结果表明,在温度为15℃、DO 6.0 mg/L、有机负荷为1.0 kg COD/(m3.d)、氮负荷为0.30 kg TN/(m3.d)、HRT为8 h的条件下,管式反应器可使生活污水的COD、NH4+-N及TN分别从335 mg/L、105 mg/L及110 mg/L降至43 mg/L、14 mg/L及18 mg/L,去除率分别为87%、86%和83%。DO对反应器脱氮效能影响显著,DO为6 mg/L时,能构建出同步硝化反硝化系统,NH4+-N和TN的去除率分别为96.6%和86.7%。     

竹丝生物膜法和生态床组合工艺废水处理的试验研究

研究了竹丝生物膜法和生态床组合工艺处理模拟废水,讨论了该组合工艺对模拟废水中COD、氨氮和浊度的去除效果,着重讨论了生态床处理效果的影响因子。试验结果表明,竹丝生物膜法能很好地去除COD、氨氮和浊度等,在水温为9.0～10.5℃、水力停留时间为5.0h、进水COD为98.78～222.69mg/L、氨氮为5.46～12.97mg/L、浊度为26.42～59.84NTU时,出水COD为11.53～20.38mg/L,氨氮为0.42～0.86mg/L,浊度为12.38～17.30NTU。竹丝生物膜法出水再经过简易的生态床工艺,生态床出水COD为9.59～18.84mg/L,氨氮为0.43～0.90mg/L,浊度为6.77～14.15NTU;在此过程中发现,生态床中的鱼类对浊度和COD的去除均有明显效果,而光合作用对生态床COD的去除有促进作用,但是生态床对氨氮浓度却有升高作用。