垂直流微电解耦合人工湿地强化处理生活污水的研究

比较了普通垂直流人工湿地、上升垂直流微电解耦合人工湿地和复合垂直流微电解耦合人工湿地处理生活污水的效果。结果表明,两种微电解耦合人工湿地的启动时间比普通垂直流人工湿地缩短近一半。3种人工湿地对氨氮的去除率无显著差异。对COD和总磷的去除率大小均表现为:复合垂直流微电解耦合人工湿地上升垂直流微电解耦合人工湿地普通垂直流人工湿地。3种人工湿地对COD和总磷的去除率随水力停留时间(HRT)的延长而升高。HRT为3d时,上升垂直流微电解耦合人工湿地和复合垂直流微电解耦合人工湿地的出水COD平均质量浓度分别为29.06、19.86mg/L,总磷分别为0.46、0.39mg/L,均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A排放要求。由于复合垂直流微电解耦合人工湿地结构复杂、造价高,相比上升垂直流微电解耦合人工湿地对COD和总磷的去除率提高又不明显,故推荐使用上升垂直流微电解耦合人工湿地。     

水力停留时间变化对2种人工湿地净化效果的影响

依托建立在新沂河河漫滩的人工湿地中试工程开展现场实验,研究分析水力停留时间变化对2种人工湿地污染物净化效果的影响。结果表明:水力停留时间的变化显著影响潜流和垂直流湿地污染物净化的效果,2种湿地高锰酸盐指数和氨氮(NH4+-N)去除效果随水力停留时间的变化均呈现先上升后下降的趋势。垂直流人工湿地显示出比潜流湿地更好、更稳定的污染物净化效果,其高锰酸盐指数和NH4+-N去除效果的最佳停留时间均出现在2 d左右,2种污染物的去除率分别达到93.1%和87.7%;而潜流湿地在水力停留时间为2 d左右时高锰酸盐指数去除率最高,达到92.3%,在2.5 d左右的时候NH4+-N去除率最高,达到81.5%。潜流和垂直流湿地都适合应用于新沂河污染河水的处理,在设计和实践应用中,两者的水力停留时间参数均可设定为2 d。     

复合垂直流人工湿地除磷正交试验研究

为了确定复合垂直流人工湿地的流程、水力负荷、pH、COD对TP去除率的影响和提高除磷效果,选择了美人蕉和风车草构建的复合垂直流人工湿地试验系统,开展除磷的正交试验研究。采用SPSS13.0软件对正交试验结果进行方差分析,确定各因素显著性及优选条件。结果表明,复合垂直流人工湿地流程、水力负荷、pH、COD对除磷效果均有影响,其中流程对TP去除率影响显著,COD对TP去除率影响不显著。各因素对TP去除率的影响程度依次为:流程水力负荷pHCOD。除磷优选条件:COD为225mg/L,pH为8,流程为1100mm,水力负荷为181.25L/(m2.d)。     

3种负荷对模拟垂直流人工湿地去除氮、磷效果的影响

为探讨水力负荷、有机负荷和悬浮物固体负荷对垂直流人工湿地基质去除氮、磷效果的影响,采用了人工土柱模拟实验的方法,对不同数值的水力负荷、有机负荷(COD)和悬浮固体负荷单因素影响条件下垂直流人工湿地出水中TN、TP的浓度进行了监测。实验结果表明,在3种负荷单一因素影响条件下,垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度均随着负荷的增加而增加,即降低水力负荷、有机负荷、悬浮固体负荷均有利于降低垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度。当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地TP的去除率较高,达到71.52%;当有机负荷为50 g/(m2·d),TN的平均去除率较高,达到41.84%;当悬浮固体负荷为75 g/(m2·d),TP的平均去除率较高,达到92.13%。因此,在水力负荷实验中,当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较佳;在悬浮固体实验中,当悬浮固体负荷为75 g/m2·d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好;在有机负荷实验中,当有机负荷(COD)为50 g/(m2·d),垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好。     

人工湿地-沉水植物塘组合系统治理村镇污染水体

采用人工湿地-沉水植物塘组合系统在不同水力负荷(200、500、1 000mm/d)条件下对村镇污染水体净化效果进行研究。结果表明:在不同水力负荷和污染负荷下,组合系统整体运行稳定、耐负荷能力强、去除效果良好;出水COD达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类标准,出水总磷达到GB 3838—2002的Ⅴ类标准,出水总氮达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,出水氨氮达到GB 18918—2002的一级B标准。除溶解性正磷酸盐以外,组合系统对污染物的去除效果均随着水力负荷的增加整体呈现出下降趋势,低水力负荷去除效果最优。沉水植物塘在氮、磷去除效果上优于人工湿地,而人工湿地在COD去除效果上则优于沉水植物塘。     

水力负荷对改良型垂直流人工湿地降解模拟污水厂尾水效果的影响

为确定改良型垂直流人工湿地降解模拟污水厂尾水的最佳水力负荷,采用生物炭和活性炭改良、微生物强化以及同时添加生物炭、活性炭和微生物改良强化的3套垂直流人工湿地系统,研究了其在3种水力负荷条件下(0.25、0.5和1 m~3·(m~2·d)~(-1)),对模拟污水厂尾水中污染物的去除效果。结果表明,3套垂直流人工湿地系统均在低水力负荷(0.25 m~3·(m~2·d)~(-1))时对模拟污水厂尾水中NH_4~+-N、TN、TP和COD的去除率较高,但随着水力负荷的增大其去除率逐渐降低。3套垂直流人工湿地系统对NO_3~--N的去除率均在高水力负荷(1 m~3·(m~2·d)~(-1))时较高,且随着水力负荷的变大,其去除率逐渐升高,但去除率的增长幅度变缓;实验证明,生物炭和活性炭改良基质能够提高湿地系统对NH_4~+-N、TN、TP和COD的去除效果,并且在低水力负荷时对NH_4~+-N、TN和COD的去除拥有更好的改良效果,而对TP去除的改良则在高水力负荷时优于在低水力负荷时。厌氧-异养反硝化菌能够提高湿地系统对NH_4~+-N、NO_3~--N和TN的去除效果,并且在高水力负荷时对NO_3~--N的改良效果优于低水力负荷,而在低水力负荷时对NH_4~+-N和TN具有更好的改良效果。综合考虑多种污染物的去除效果,确定3套改良型垂直流人工湿地系统的最佳水力负荷为0.5 m~3·(m~2·d)~(-1)。     

水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响

水力负荷对湿地的去污效果有直接影响,但目前的研究一般限于去除率方面,缺少对污染物去除总量影响的研究。为综合考察水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响,以某会议中心富营养化景观水体生态修复工程中的2#人工湿地为研究对象,研究了其在水力负荷分别为1.03、1.37m/d时的水质净化效果。结果表明:当水力负荷由1.03m/d提高到1.37m/d时,2#人工湿地仍具有较好的COD、TN和TP去除效果;COD和TN的总平均去除率略有下降,但水力负荷为1.37m/d时的COD和TN总平均去除量比水力负荷为1.03m/d时总平均去除量分别高28.29%和20.96%,对COD和TN总量的控制效果显著;TP的去除受水力负荷的影响较小,在两种水力负荷条件下均具有较高的去除率。     

不同复合人工湿地对高污染河流有机污染物的去除

为了研究复合人工湿地对高污染河流污水中有机污染物的去除效果及规律,实验构建了不同水力负荷下的潜流+潜流、潜流+表面流、潜流+潜流+表面流、表面流+表面流等人工湿地单元组合成的5个复合人工湿地.连续运行一年以来,各复合人工湿地对BOD5、COD和SS的去除效果分别为91.9％ ～94.7％、69.3％ ～75.8％和92.3％ ～ 93.9％,相对于多级表流湿地,多级潜流湿地更利于有机污染物和悬浮物的去除;BOD5、COD和SS主要在各复合湿地的第一级湿地单元内得到去除;复合人工湿地对COD去除效果秋夏季两季好,春冬两季差;复合人工湿地能有效去除悬浮态BOD5和COD,出水中部分溶解态有机物难以有效降解.     

4种湿地植物对人工湿地净化生活污水的影响比较

不同类型人工湿地对生活污水的处理效果,受到许多因素的影响,其中不同植物类型的选择,可能会造成人工湿地对主要污染物COD、TN和TP的净化效果发生很大差异。研究了4种湿地植物(菖蒲、香蒲、千屈菜和水葱)在水平潜流、垂直上行流和下行流人工湿地中对人工合成的生活污水的处理效果和主要污染物(COD、TN和TP)去除率的季节变化,通过比较不同植物类型在不同湿地类型中对主要污染物的去除效果分析了可以达到最佳污水净化效果的启动条件。结果表明:香蒲在垂直下行流湿地去除有机污染物效果最好,去除率可达85.55%;水葱在垂直上行流湿地去除TN效果最好,去除率可达57.52%,香蒲在垂直上行流湿地去除TP效果最好,去除率可达84.28%。     

人工湿地去除污水厂尾水中的营养元素和雌激素

利用复合垂直流人工湿地对城镇污水厂尾水进行深度处理,研究了湿地系统对水中营养元素及微量雌激素的去除效果。结果表明:复合垂直流人工湿地对污水厂尾水具有良好的处理效果;水力负荷、填料种类、植物、季节等因素影响湿地处理效果。复合垂直流湿地系统对污染物的去除作用主要发生在下行池前1/6段,种植芦苇的沸石湿地系统处理效果最佳;在水力负荷为0.12 m~3·(m~2·d)~(-1)时,运行良好的复合垂直流湿地出水水质指标达到《城市污水再生利用景观环境用水水质》标准(GB/T 18921-2002)。     

水力负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究

采用一套有效容积为4.46 L的UASB-ANAMMOX反应器,通过对水力负荷进行3个阶段的调节,研究水力停留时间对ANAMMOX反应器处理效果的影响.3个阶段的水力负荷分别为0.20～0.25、0.38～0.43、0.16～0.20 L/(Ld).在试验过程中,水力负荷的冲击对NH 4-N、NO-2-N的去除率影响明显.其中水力负荷为0.20～0.25 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率都能达到99%以上;当水力负荷为0.38～0.43 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率分别降至64%和62%;当水力负荷为0.16～0.20 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率立刻分别回升至94%和97%.ANAMMOX反应过程中,NO-2-N和NH 4-N的去除量比值基本在1.3∶1.0左右变化,ANAMMOX反应的优势菌种代谢在运行过程中会将一部分NO-2-N转化为NO-3-N,水力负荷的改变对NO-3-N的出水浓度影响不大;但NO-3-N日生成量与水力负荷的大小成正比.试验表明,UASB-ANAMMOX反应器对水力负荷冲击有较强的抵抗力,但是仍会造成一定量的ANAMMOX反应的优势菌流失,使该反应器在短时间内不能恢复最佳的去除效果.     

城市生活垃圾渗透系数测试研究

采用常水头测渗实验，对不同压实密度和水力梯度下的新鲜垃圾与陈垃圾的渗透系数进行测试，根据达西定律求得渗透系数值。由于垃圾的不均匀性、小颗粒的运动和大孔隙沟道流的形成和改变，实验初始阶段渗透系数值先增大至峰值，然后缓慢降低直至趋于稳定。实验稳定后，新鲜垃圾压实密度为0．75—0．95t／m^3时，渗透系数值约为1．26E-03～1．43E-03cm／s。陈垃圾在压实密度分别为1．2和1．4t／m^3时，渗透系数为8．29E-04和1．35E-04cm／s。     

多隔室厌氧折流板反应器（ABR）的水力特性试验研究

对ABR反应器的水力流态进行了示踪剂试验，分析了特征截面面积对ABR水力特性的影响，采用停留时间分布（RTD）法研究了不同进水COD浓度和HRT条件下ABR反应器的水力特性，结果表明：不同进水COD浓度时ABR反应器的RTD曲线相似，表明进水COD浓度不是影响ABR水力特性的主要因素；不同HRT条件下RTD曲线差异很大，表明HRT对ABR的水力特性影响较大，随着水力停留时间的延长，Ⅳ值增大，1／Pe减小，ABR的流态趋于推流流态，随着HRT的缩短，Ⅳ值减小，1／Pe数增大，ABR反应器趋于完全混合流态。     

多隔室厌氧折流板反应器(ABR) 的水力特性试验研究

对ABR反应器的水力流态进行了示踪剂试验,分析了特征截面面积对ABR水力特性的影响,采用停留时间分布(RTD)法研究了不同进水COD浓度和HRT条件下ABR反应器的水力特性,结果表明不同进水COD浓度时ABR反应器的RTD曲线相似,表明进水COD浓度不是影响ABR水力特性的主要因素;不同HRT条件下RTD曲线差异很大,表明HRT对ABR的水力特性影响较大,随着水力停留时间的延长,N值增大,1/Pe减小,ABR的流态趋于推流流态,随着HRT的缩短,N值减小,1/Pe数增大,ABR反应器趋于完全混合流态.     

城市生活垃圾渗透系数测试研究

采用常水头测渗实验,对不同压实密度和水力梯度下的新鲜垃圾与陈垃圾的渗透系数进行测试,根据达西定律求得渗透系数值。由于垃圾的不均匀性、小颗粒的运动和大孔隙沟道流的形成和改变,实验初始阶段渗透系数值先增大至峰值,然后缓慢降低直至趋于稳定。实验稳定后,新鲜垃圾压实密度为0.75~0.95 t/m3时,渗透系数值约为1.26E-03~1.43E-03 cm/s。陈垃圾在压实密度分别为1.2和1.4 t/m3时,渗透系数为8.29E-04和1.35E-04 cm/s。     

紫外线消毒反应器研究

对适宜于紫外线消毒的反应器的型态和水力条件进行了研究。通过模拟活塞流反应器和示踪实验 ,得到该反应器的分散数 (D/uL)、AR(长宽比 )、Pe和Re等水力参数和模型参数。实验结果表明 ,该反应器可视为有纵向扩散的活塞流反应器 ,在控制流态下具有良好的消毒效果。     

整体式液压驱动堰门设计

针对电动堰门在安装和使用方面存在的问题,阐述了一种新型整体式液压驱动堰门的设计。     

水力停留时间对反应沉淀一体化反应器中半亚硝化反应的影响

由于反应沉淀一体化反应器的HRT与SRT不同，因此HRT是否会影响反应器中氮的存在状态，亚硝态氮积累是否能实现尚无明确结论。针对以上问题，研究不同水力停留时间对反应沉淀一体化反应器中半亚硝化反应的影响，研究结果表明：反应器运行虽然运行过程中无污泥流失，但仍可实现亚硝酸盐的积累，出水亚硝态氮和氨氮的浓度比例受水力停留时间的影响。HRT为24 h时，亚硝酸盐积累率可达到70%，但出水氨氮接近于0，很难满足ANAMMOX 的进水要求；HRT为16 h和12 h时，亚硝酸盐积累率均可超过80%，出水氨氮和亚硝态氮的比例分别达到1.39：1和1.46：1，可为后续ANAMMOX反应提供良好进水条件。水力停留时间对污泥亚硝化潜力的影响为12 h>16 h>24 h，对硝化潜力的影响为24 h>16 h>12 h。不同水力停留时间下氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率均为24 h>16 h>12 h。     

水力停留时间对反应沉淀一体化反应器中半亚硝化反应的影响

由于反应沉淀一体化反应器的HRT与SRT不同，因此HRT是否会影响反应器中氮的存在状态，亚硝态氮积累是否能实现尚无明确结论。针对以上问题，研究不同水力停留时间对反应沉淀一体化反应器中半亚硝化反应的影响，研究结果表明：反应器运行虽然运行过程中无污泥流失，但仍可实现亚硝酸盐的积累，出水亚硝态氮和氨氮的浓度比例受水力停留时间的影响。HRT为24h时，亚硝酸盐积累率可达到70％，但出水氨氮接近于0，很难满足ANAMMOX的进水要求；HRT为16h和12h时，亚硝酸盐积累率均可超过80％，出水氨氮和亚硝态氮的比例分别达到1．39：1和1．46：1，可为后续ANAMMOX反应提供良好进水条件。水力停留时间对污泥亚硝化潜力的影响为12h〉16h〉24h，对硝化潜力的影响为24h〉16h〉12h。不同水力停留时间下氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率均为24h〉16h〉12h。     

铁炭微电池电解填充流化床反应器水力学行为研究

本文提出了一种新型的铁炭微电池电解反应器———填充流化床反应器 ,并对该反应器的水力学行为进行了研究。通过床层压降法测定临界流化气速 ,建立了关于临界流化气速Uc 的经验关联式 :Uc=0 .0 15 6C0 .2 7Vt0 .14 H0 .31。通过脉冲示踪物信号法测得停留时间分布密度函数E(t) ,结果表明该反应器水力混合特性接近于完全混合反应器