沸石加气混凝土生物填料制备及其序批式脱氮水处理

以天然斜发沸石粉为主要原料,水泥为粘结剂,铝粉为造孔剂通过优化实验制备出沸石加气混凝土生物填料(ZPBF),并利用偏光显微镜(PM)、扫描电子显微镜(SEM)等技术来表征ZPBF孔结构特征.结果表明:ZPBF开放孔隙率达到29.55%,为微生物进入ZPBF的内部附着生长提供空间.BET-N_2吸附测得介孔孔径平均11.92nm,比表面积59.54m~2/g,有利于离子交换吸附.ZPBF装填实验柱挂膜成熟后,以模拟含NH_4~+-N废水进行离子交换吸附、排空、鼓风微生物硝化再生、淋洗硝酸盐四阶段序批式运行,当离子交换吸附阶段HRT为2.8h,进水NH_4~+-N浓度10mg/L,以出水NH_4~+-N浓度1.5mg/L为穿透点,可吸附NH_4~+-N运行5d,鼓风24h可完成再生,NH_4~+-N平均去除率达到87%,TN平均去除率达到60%,出水达到北京城镇污水处理厂水污染物排放标准一级B.     

循环流廊道湿地中氮归趋过程模拟研究

针对新型高效脱氮循环流廊道(CFC)湿地,构建了涵盖6种氮形态、3类介质、10种代谢途径的N循环模型,探索了湿地内N迁移转化模式.结果表明,沸石吸附(53.3%)、植物吸收NH+4-N(27.6%)、NO-3-N反硝化(10.2%)、植物吸收NO-3-N(2.9%)和NO-2-N短程反硝化(1.5%)对TN去除贡献依次降低.NH+4-N去除机制存在季节差异,其中1月NH+4-N主要通过沸石吸附去除(84.5%);4~6月通过植物吸收去除(76.4%~85.3%);7月通过沸石吸附(36.1%)、亚硝化(45.8%)及植物吸收(21.4%)共同去除.此外,定期收获植物、按期再生沸石及种植水生植物可分别提升TN去除率1.7%~7.7%、43.1%~72.2%和19.8%~36.2%.综之,CFC湿地去除途径多样性保障了TN的长期高效去除.     

pH值及碱度对焦化废水处理效果的影响

采用SBR工艺处理焦化废水,探讨了pH值及碱度对有机物降解及生物脱氮的影响。试验结果表明,pH值8.5~9.2时,COD和NH3-N去除率均较高。出水NO2-积累,生物脱氮以短程硝化—反硝化的途径进行,NO2-对COD浓度的贡献值得重视。好氧反硝化脱氮约占总氮去除率的30.3%。     

前置反硝化曝气生物滤池处理生活污水的动力学研究

实验推导了前置反硝化曝气生物滤池工艺处理生活污水的有机物、氨氮、硝态氮的去除动力学模型,研究该工艺有机污染物去除机理和脱氮效能。填加火山岩滤料的前置反硝化曝气生物滤池工艺对生活污水具有良好的处理效果,COD,NH+4-N和TN的平均去除率分别可达到85.1%,97.0%,63.8%。     

间歇式曝气生物滤池对焚烧垃圾渗滤液深度脱氮的研究

为了提高焚烧垃圾渗滤液深度处理的脱氮效率,构建并启动了间歇式曝气生物滤池(IABF).在曝气阶段停止进水、停曝阶段进水的运行方式下,考察了曝气停曝时间比、运行周期、水力停留时间、碳氮比和气水比对反应器脱氮效率的影响.结果表明,在曝气停曝时间比为1:1,运行周期为1h,水力停留时间8h,COD/TN为4:1,气水比5:1的条件下,IABF取得最佳脱氮效率,平均出水TN可达到19.39 mg·L-1,NH4+-N为9.48 mg·L-1.TN和NH4+-N的平均去除率分别为87.5％和84.1％,出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》.     

垃圾填埋场渗滤液短程生物脱氮的长期稳定性实验研究

以实际高氨氮垃圾渗滤液为研究对象,考察了单级UASB-SBR生化系统除有机物和脱氮特性,重点研究了常、低温条件下,该生化系统生物脱氮的长期稳定性.623 d的实验结果表明,基于UASB反应器内高效的反硝化和厌氧产甲烷联合去除机制,以及SBR反应器内几乎100%的硝化和反硝化,在进水COD浓度为1 000~13 800 mg·L-1条件下,最终出水COD浓度为150~1 234 mg·L-1,在进水NH+4-N浓度为574~2 360 mg·L-1条件下,最终出水NH+4-N小于10 mg·L-1,平均去除率分别在90%和98%以上,尤其是获得了99.2%的TN去除率,出水TN小于30 mg·L-1,实现垃圾渗滤液内有机物和氮的高效、深度去除.整个实验期间,SBR反应器实现并维持了稳定的生物硝化和反硝化,成功跨越2个冬季,15℃以下共计171 d,最低温度为10.2℃.     

MAP法与沸石吸附组合条件下去除氮磷的试验研究

以高浓度氮磷模拟废水为处理对象,通过静态烧杯试验研究了磷酸铵镁法(MAP法)与沸石吸附组合工艺的脱氮除磷效果.分析了单独使用浙江缙云天然斜发沸石吸附氮磷受吸附时间、沸石粒径和沸石用量等因素的影响,所得最佳吸附条件为:反应时间80 min、粒径180～200目(0.076～0.088 mm).用量12 g/100 mL模拟废水.以MAP法除磷脱氮后的出水作为沸石吸附过程的进水,最终出水的氮、磷去除率可达86.69%和99.9%,且在MAP反应过程中采取较高的pH值和Mg2+浓度有利于后期沸石对氮、磷的吸附去除.研究表明,采取MAP法与沸石吸附组合工艺去除氮磷是可行的,可同时达到较高的除磷脱氮效果.     

沸石强化生物脱氮工艺研究

在传统A／O或SBR工艺的基础上投加沸石粉进行强化生物脱氮，吸附饱和的沸石粉利用微生物进行再生，形成了沸石强化生物脱氟工艺。实验结果表明，沸石粉可在生物池中累积达到一定的平衡浓度；在常温下沸石粉对过量氨氮选择吸附的优势无法发挥，但在低温时可以保证处理出水中氨氮浓度达标；不同投加方式影响工艺处理效果，在低温情况下，“集中投加”的启动方式优于“逐步投加”的运行方式。     

不同氮浓度冲击对颗粒污泥脱氮过程中N2 O产生量的影响

采用好氧-缺氧SBR污水生物处理系统,考察不同进水NH4+-N浓度冲击对同步硝化反硝化型颗粒污泥脱氮过中N2O的释放规律和脱氮效果的影响.结果表明,当进水NH4+-N浓度分别从稳定的30 mg·L-1突然提高到40、60和80 mg·L-1时,氨氮去除率从80.04%降至61.40%、39.65%和31.02%,但氨氮的去除量变化不大,都在25 mg·L-1左右;另外,N2O产生量受进水NH4+-N冲击较小,在4个不同的进水NH4+-N浓度下,典型周期N2O产生量分别为3.019、3.489、3.271和3.490 mg·m-3,而且N2O释放速率都在0.004 5 mg·(m3·min)-1左右.同步硝化反硝化型颗粒污泥系统的好氧阶段和缺氧阶段均有N2O产生.不同的NH4+-N浓度冲击下,同步硝化反硝化型颗粒污泥系统对NH4+-N的去除量没有变化,但由于进水NH4+-N浓度的提高引起系统脱氮率显著下降.     

沸石强化生化装置脱氮功能的效果及机理初探

针对石化工业废水开展沸石强化脱氮处理试验研究,通过比较沸石浓度25mg/L与空白,以及沸石浓度25 mg/L与50mg/L两阶段脱氮效果,探讨沸石促进脱氮功能的机理,结果表明,曝气池中投加沸石可明显提高氨氮和总氮的去除率,硝化细菌总数和硝化功能也得到增强。与空白对照组相比, 沸石浓度25mg/L的试验组运行稳定后,氨氮去除率提高约10%~13%,总氮去除率约提高13%,出水中NO3--N含量约提高100%,氨氮与总氮之比下降6%,内源硝化耗氧呼吸速率可提高138%,硝化细菌总数是空白对照组2.2folds。沸石浓度提高到50mg/L后,试验组的脱氮效果略有增加,但效果不明显。通过对试验结果的关联分析,认为沸石提高系统脱氮能力的原因一方面是因为沸石对NH4+及硝态氮的交换吸附,另一方面NH4+离子富集于沸石表面及内部、沸石颗粒独特的好氧-缺氧微环境,以及沸石离解出CO32- 或HCO3-增加碱度等条件,促进了硝化细菌和反硝化细菌的生长,从而提高了系统脱氮能力。     

NanoChem分子筛对高氨氮废水去除效果的研究

采用新型的离子吸附交换材料NanoChem分子筛,研究对高浓度氨氮的模拟废水和实际垃圾渗滤液的去除效果.结果显示,氨氮吸附符合Langmuir吸附等温线,其中单位NanoChem分子筛吸附氨氮饱和浓度以N计算为364 mg.g-1,对高浓度氨氮的吸附能力比天然沸石或者微孔分子筛强3～30倍.在间歇实验中考察了操作参数对氨氮去除的影响,NanoChem分子筛20 h后基本达到离子交换平衡;氨氮去除量随着初始浓度的增加而增加,而去除率则随着初始浓度的增加而减少;同时溶液初始pH值不但影响氨氮去除率还影响离子交换特性;再生前后氨氮去除效果变化不大,重复性强.动态连续流研究发现NanoChem分子筛能用于实际高浓度氨氮废水的去除,去除率可达到100%.     

新型复合材料处理氮磷废水的性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（Hexadecyl Trimethyl Ammonium Bromide，HDTMA）和稀土溶液氯化镧（LaCl₃）对人造沸石进行改性，以增强其对水中氨氮和总磷的同步去除效果.结果表明，HDTMA和LaCl₃可有效负载于人造沸石表面，且在pH为7的条件下，改性沸石对氨氮和总磷的去除率分别由改性前的75%和1%提高到95.67%和91.96%.影响因素的实验表明，改性沸石对不同浓度废水的氨氮和总磷去除率均达到90%以上；氮、磷的去除率随改性沸石投加量的增加而上升；准二级动力学模型适合描述改性沸石对氨氮吸附的动力学过程，准一级动力学模型适合描述改性沸石对总磷吸附的动力学过程；吸附等温线说明改性沸石对水中氨氮的吸附属于离子交换，对水中磷酸盐的吸附包含离子交换和化学吸附两种过程.此外，通过再生性能、负载强度和离子竞争的试验证明改性沸石能应用于实际生化尾水的氮、磷去除.     

人工湿地控制暴雨径流污染的实验研究

研究了不同填料，不同植物的人工湿地对暴雨径流中污染物的去除，实验结果表明：（1）以沸石为填料的人工湿地对暴雨径流中的COD，N具有高而稳定的去除率。（2）沸石能高效去除氨氮，并可生物再生，长期保持吸附氨氮能力。（3）N的去除是通过硝化，反硝化作用。植物吸收，微生物的同化作用去除。（4）草蒲和芦苇对N的去除效果没有明显区别。（5）对COD的去除，芦苇好于菖蒲，但菖蒲的除P能力大于芦苇。     

沸石芦苇床除氮中试研究

对沸石芦苇床去除农田回归水和农村生活污水组成的混合污水中的氮进行了中试研究.结果表明,在0.6m/d的水力负荷下,系统对总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的平均去除率冬季和春季分别为38.9%和58.2%,93.11%和78.84%,10.01%和48.99%,38.81%和98.45%.春季运行效果明显好于冬季.在相同条件下,总氮、氨氮、硝酸盐氮去除率比砾石芦苇床分别高28%、67%、35%.沸石对氨氮的吸附、离子交换,微生物的哪硝化、反硝化作用是沸石芦苇床系统去除氮的主要途径.     

垂直流人工湿地不同填料长期运行效果研究

在高水力负荷(2400~3400mm/d)条件下,以沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、砾石、钢渣和生物陶粒为填料,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验(历时25个月).结果表明,随着系统的运行,各填料对COD的去除能力均有不同程度提高.沸石对污水中氮素的处理能力保持在较高的水平,对TN和NH4+-N的平均去除率分别高达82.03%和91.32%.钢渣对TP和可溶性反应磷(SRP)的平均去除率分别高达89.61%和96.77%,且净化效果稳定;无烟煤第2阶段对磷素的净化能力低于钢渣,之后与钢渣无显著性差异.在垂直流人工湿地中,针对水质特性选择长期高效的填料,如沸石、无烟煤和生物陶粒,在高水力负荷条件下可获得更好的处理效果.     

O3-BAF深度处理制革废水中沿程污染物降解规律

针对浙江省某制革园区污水处理厂二级生化出水,开展了处理规模36 t.d-1的臭氧-曝气生物滤池中试研究,考察了不同填料曝气生物滤池沿程高度上污染物的降解规律.结果表明:活性炭曝气生物滤池在沿程1 500 mm处的平均出水COD和色度分别为55.4 mg·L-1和12.6倍,混合填料曝气生物滤池在沿程1 800 mm处的平均出水COD和色度分别为55.6 mg·L-1和9.4倍,出水达到《城镇污水厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级B排放要求.陶粒曝气生物滤池在整个沿程高度上COD和色度变化幅度较小.在沿程高度上活性炭曝气生物滤池和混合填料曝气生物滤池的COD和氨氮在1 200 mm内降幅较大,之后降幅趋缓.3个曝气生物滤池的生物量在沿程900 mm时达到最大,分别为30.69、28.87和15.94 nmol·g-1.     

沸石在废水处理中的应用研究进展

摘要：沸石资源分布广泛、储量大,廉价易得,而且可以通过再生重复利用。沸石结构上的独特性和资源上的分布优势及其可循环利用的特点使其已成为废水处理工艺中常用的水处理剂之一,沸石具有物理吸附和离子交换特性,广泛应用于废水中氨氮、重金属、有机物和放射性物质的去除,是常用水处理剂之一。本文就其在水处理方面的应用、吸附机理、改性方法及再生方法的国内外研究进展进行了综述、分析,对沸石今后的研究工作进行了展望。     

生物沸石强化SBR工艺脱氮研究

用生物沸石强化SBR工艺处理生活污水,结果表明,在SBR反应器中投加沸石后,和常规SBR工艺相比,系统对COD的去除提高10%,对氨氮的去除提高15%以上。这为进一步沸石强化SBR生物处理工艺的工业化运用打下了基础,也为污水净化提供了一种新材料、新途径。     

生物滴滤塔处理制革恶臭气体微生物特性研究

在生物滴滤塔处理制革恶臭气体中,采用SBR法对活性污泥进行驯化,考查生物滴滤塔处理制革恶臭气体中微生物的特性。研究了微生物对氨氮和硫化物的去除效率以及驯化过程中污泥容积指数(SVI)的变化,并对挂膜后填料表面的微生物相进行扫描电镜观察。结果表明:经过19 d的驯化,微生物对氨氮和硫化物的去除率分别可以达到98.29%和94.16%,驯化期间污泥容积指数均保持在正常的范围之中。挂膜14 d的扫描电镜显示,填料表面有均匀的生物膜分布,说明微生物在填料上已经挂膜成功,驯化的微生物可以达到去除制革恶臭气体的要求。     

中试规模微气泡曝气生物膜反应器运行性能评估

运行中试规模微气泡曝气生物膜反应器处理校园生活污水,对其运行性能进行评估,并与传统生物处理工艺比较.结果表明,采用中试系统处理校园生活污水原水时,平均COD去除率和去除负荷分别为57.0%和2.68 kg·(m~3·d)~(-1),平均氨氮去除率和去除负荷分别为17.4%和0.17 kg·(m~3·d)~(-1),平均TN去除率和去除负荷分别为15.8%和0.21 kg·(m~3·d)~(-1),平均氧利用率达到100%.采用中试系统处理可生化性较差的生物接触氧化池出水,平均COD去除率和去除负荷分别为46.0%和1.53 kg·(m~3·d)~(-1);平均氨氮去除率和去除负荷分别为17.1%和0.32 kg·(m~3·d)~(-1);平均TN去除率和去除负荷分别为14.1%和0.28 kg·(m~3·d)~(-1);平均氧利用率高于50%.由于微气泡曝气能够加速氧传质过程并提高氧利用率,因此相同进水条件下,中试系统污染物去除能力显著优于传统生物接触氧化工艺和传统曝气生物滤池工艺.