两种填料生物膜工艺脱氮效果的比较研究

以两种不同填料所组成的生物膜反应器(1号和2号反应器)为研究对象,比较了两个生物膜反应器去除有机物、脱氮能力,分析了其影响因素。研究结果表明:在进水水质、停留时间等条件完全一致的情况下,2号反应器COD、氨氮的平均去除率比1号反应器分别高出了29.88%和19.68%,这是因为陶粒的比表面积较蜂窝陶瓷有绝对优势所致。但是2号反应器的总氮去除率比1号反应器要低7.11%,通过研究两个反应器中硝态氮浓度和生物相分析发现具有较大差距。填料作为生物膜工艺中的核心,其材料、结构等影响到生物膜的性质和反应器内水力学特性,是决定生物膜工艺处理效果的关键因素。     

粉煤灰陶粒在曝气生物滤池中挂膜启动及运行探讨

以粉煤灰为主要原料,制备水处理用陶粒。以粉煤灰陶粒作为曝气生物滤池的滤料,对城市污水二级出水中的COD,氨氮进一步去除。实验反应器正常运行阶段,COD平均去除率为70%,氨氮平均去除率为75%。在水力停留时间为1 h,气水比为4∶1时,水处理效益最好。在短时间停止供流的情况下,系统可快速恢复其水处理能力。     

基于铝盐混凝污泥的新型LCFM吸附性能评价

利用自来水厂铝盐混凝污泥为主要原料开发出一种新型轻质陶粒滤料(LCFM),评价了LCFM在静态吸附及动态过滤条件下对污染物的去除效果。结果表明,在静态吸附温度为(25.0±1.0)℃、p H=7,t_(吸附)=24 h条件下,LCFM对氨氮、总磷和有机物具有良好的吸附效果。在过滤系统中控制进水p H=7.0~8.0,过滤周期约10 h时,系统对氨氮、总磷和COD等污染物的去除效果较好,去除率分别为80%、95%和70%。比表面积分析仪分析显示,LCFM中的孔道以中微孔为主,集中分布在60.0 nm左右,比表面积为71.47 m~2/g,同时,LCFM中含有的金属离子在吸附过程中与污染物可能存在的交换反应或沉淀反应(x PO_4~(3-)+3M~(x+)=M_3(PO_4)_x)强化了LCFM对污染物的吸附效果。     

“气浮-生物陶粒-膜”组合工艺处理微污染湖水的运行特性

为了提高饮用水水质,将气浮、生物陶粒与膜进行有机组合,开发出"气浮-生物陶粒-膜"一体化工艺。采用该工艺处理高藻、低浊、有机物浓度较高的微污染湖水,对其运行特性进行研究。实验结果表明,该工艺对有机物和藻类均具有良好的去除效果,对浊度、色度、COD、氨氮、叶绿素a的平均去除率分别为97.6%、80.6%、69.6%、64.1%和94.4%。另外,该工艺表现出了良好的抗膜污染能力。实验开始时,跨膜压差约为2.2 k Pa;当实验运行至100 d时,跨膜压差仅为4.1 kPa。     

粉煤灰陶粒的制备及处理模拟印染废水的研究

以粉煤灰、脱水污泥、粘土及石膏为原料研制粉煤灰陶粒,并与市售陶瓷陶粒对模拟印染废水进行试验,研究了不同COD、pH、温度、反应时间对处理效果的影响。结果表明,处理印染废水的最佳运行条件为:pH=7、温度为40℃、反应时间为5 h。比较发现粉煤灰陶粒处理能力优于陶瓷陶粒。     

自来水厂污泥制得陶粒对污水中磷和氨氮的吸附

自来水厂在制水过程中使用了铝系、铁系无机混凝剂,故而污泥中含有较多的铝、铁成分。本研究从固体废物综合利用角度,结合自来水厂污泥成分特点,探索自来水厂污泥陶粒化后作为污水处理污染物吸附填料的可行性。通过对四种不同温度条件下煅烧制得陶粒填料的污染物吸附性能及物理化学特征的对比研究表明,4种陶粒填料对磷均有较好的吸附效果,其中以400℃条件下制得的吸附效果最好,去除率可达98%;EDS、XRD等物化表征显示了4种陶粒填料中均含有铝的氧化物,但纯度不高,含量因煅烧温度不同而有所不同,800℃条件下制得的最低;比较吸附前后填料中Al-P的含量变化,400℃条件下制得的陶粒填料Al-P吸附量最大,达448.23 mg/kg,而800℃的最低,仅为116.11 mg/kg,煅烧后陶粒中铝氧化物是这类陶粒填料对磷吸附效果主要因素。     

河道底泥陶粒烧制的工艺条件及性能研究

探讨以河道底泥、污水污泥、黏土为原料制作陶粒的最佳烧制工艺条件,利用单因素实验对陶粒性能进行比较分析,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对微观结构进行表征分析。结果表明:以河道底泥烧制陶粒是可行的,预热温度和时间的控制将影响陶粒的轻质化,烧结温度应接近陶粒低共熔点,通过改变烧结时间可获得不同类型陶粒。烧制高强陶粒时,在陶粒体系低共熔点温度环境下延长烧结时间比单纯提高烧结温度更恰当。以预热温度400℃、预热时间20min、烧结温度1 175℃、烧结时间25min为烧制条件制作的河道底泥陶粒具有良好的性能,堆积密度为620kg/m~3,表观密度为1 125kg/m~3,筒压强度约为0.7MPa,吸水率达36.27%。     

粉煤灰烧制陶粒过程中二氧化硫的释放规律与形成机理

研究了粉煤灰烧制陶粒过程中烟气二氧化硫的释放规律,同时对烧结前后粉煤灰与陶粒中不同形态硫含量和硫平衡进行了分析,探讨了烟气中二氧化硫的来源和转化机理.结果表明,烟气中约55％的二氧化硫来源于硫酸盐的还原,其余主要来自有机硫燃烧和亚硫酸盐的分解.烧制每千克陶粒所产生的二氧化硫量约为7.8g.高温烧结过程中粉煤灰球内形成的还原性气氛导致了粉煤灰中硫酸盐向二氧化硫的还原转化.     

不同填料组合的曝气生物滤池前置反硝化工艺特性的比较研究

研究了2组不同填料组合的前置反硝化曝气生物滤池(BAF)脱氮工艺:陶粒-沸石工艺(C-Z BAF)和沸石-陶粒工艺(Z-C BAF),比较二者在不同的水力停留时间(HRT)、气水比和回流比条件下的工艺特性。当进水COD、氨氮和TN容积负荷分别为0.72～5.97、0.09～0.60和0.11～0.78 kg/(m3.d)时,C-Z BAF和Z-C BAF的最佳HRT、气水比和回流比分别为1.5 h、5∶1、1∶1和1.5 h、5∶1、2∶1,相应COD、氨氮和TN的平均去除率分别为94.7%、99.0%、62.2%和93.2%、99.5%、70.1%。单因素方差分析结果表明,HRT对2组工艺的各种污染物的去除率均有显著影响;回流比对Z-C BAF的TN去除率存在显著的影响,而对C-Z BAF的TN去除率几乎没有影响。污染物沿程分布分析结果表明,两组工艺的COD去除主要发生在缺氧滤池以及好氧滤池0～0.3 m的填料区;硝化作用主要发生在好氧滤池的0～0.6 m填料区,Z-C BAF工艺的硝化速率高于C-Z BAF工艺。Z-C BAF工艺存在明显的同步硝化反硝化作用,且Z-C BAF工艺的脱氮性能优于C-Z BAF工艺。     

滤料粒径对给水曝气生物滤池运行稳定性的影响

利用给水曝气生物滤池(UBAF)处理刘屋洲水源水,考察了不同陶粒粒径对氨氮、高锰酸盐指数的去除效果以及水头损失变化的影响。结果表明,陶粒3～5 mm的UBAF对氨氮、高锰酸盐指数的去除效果较高,但是其水头损失较大,且反冲洗前后水头损失变化偏大,不利于UBAF稳定运行。陶粒6～10 mm的UBAF运行状况良好,氨氮的去除率为73.8%,高锰酸盐指数的去除率为18.6%,滤池24 h过滤水头损失<0.4 m,反冲洗前后过滤水头损失变化量<5 cm。其出水氨氮和高锰酸盐指数均达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),滤池的水头损失小,反冲洗前后也变化甚微。进一步的实验表明陶粒破碎会导致滤料粒径级配变化,使得水头损失增加。