粉煤灰合成沸石去除城市暴雨径流中氨氮

采用粉煤灰为原料,通过耦合碱熔-两步合成法制得3种合成沸石产品,并以合成沸石制备大粒径的功能填料。通过氨氮吸附速率实验和等温吸附实验探讨了合成沸石及功能填料的氨氮吸附速率和最大吸附容量(Qm),以功能填料构建模拟人工快速渗滤系统,研究其对城市暴雨径流中氨氮的去除效果。结果表明,合成沸石对氨氮的吸附速率极快,5min去除率约达到75%,氨氮最大吸附容量为11.36～16.13 mg/g;功能填料对氨氮的最大吸附容量有所下降,但氨氮吸附速率仍较快,应用于模拟人工快速渗滤系统时能在较高的水力负荷下快速去除城市暴雨径流中的氨氮。碱处理再生法更适于进行合成沸石功能填料原位再生,氨氮吸附容量一次再生率达到67%～87%。     

强化人工快速渗滤系统处理生活污水

针对人工快速渗滤(CRI)系统处理生活污水总氮和总磷去除率不高的问题,提出了强化人工快速渗滤(SCRI)系统。通过研究SCRI系统填料和结构,使其对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别提高了12.77%、20.82%、45%和30.98%,出水浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,且有效缓解了系统堵塞问题。     

盐度对人工渗滤系统中煤渣和陶粒除磷过程的影响

以煤渣和陶粒作为填料,通过静态吸附实验对二者的磷吸附动力学和等温吸附过程进行模型拟合,并考察了不同盐度对人工渗滤系统吸附除磷的影响。静态吸附实验结果表明,零盐度下,Elovich模型和双常数模型可较好拟合煤渣吸附除磷过程,而陶粒更符合一级动力学模型,二者吸附机理取决于填料的理化性质;不同盐度下,二者等温吸附过程Langmuir方程的拟合效果要好于Freundlich方程;盐度增大总体呈现对磷吸附的抑制作用,但由于盐度增加导致溶液中阴离子与磷酸根离子激烈竞争填料表面吸附位点,二者的吸附量均在1%和1.5%盐度之间出现反复。人工渗滤系统连续实验结果表明,系统整体受盐度影响趋势与静态吸附实验结果基本一致。     

球形填料对复合垂直流土地渗滤系统去污效果的生物强化

通过对复合垂直流渗滤系统中增加球型填料,利用生物强化提高系统对城市生活污水污染物去除能力的研究,优化了复合垂直流渗滤系统.并且通过研究,探索了系统非生物作用与生物作用对氮的降解机制.结果表明,通过生物强化系统生活污水中COD的去除率由原来的74.7%提高到85.3%;对NH3-N的去除率由原来的28.7%提高到52.9%;对TN的去除率从31.0%提高到41.7%;系统对TP的去除率由30.9%提高到49.3%.球形填料通过提高系统的硝化活性,增加对氨氮的降解转化效率,同时生物量的大小,也是影响氨氮的降解转化效率的重要因素.系统对污水中氮的降解是以生物作用为主,氮转化以硝化效果较强,反硝化效果比较弱.     

填料在净化污水过程中渗透性能变化趋势的研究

选取腐殖垃圾和砂以及两者质量比分别为4:1、3:2、2:3的混合物共5种填料,在1.0 m/d的水力负荷下,进行人工快速渗滤系统净化生活污水的试验,研究填料在进水过程中渗透性能的变化趋势.结果表明,腐殖垃圾的初始饱和水力渗透系数(K)最大,为3.32×10-2cm/s,而砂的初始K只有5.14×10-3cm/s,腐殖垃圾含量越大的混合物其仞始K也越大.在净化污水的过程中,5种填料的K逐渐减小,腐殖垃圾含量越大的混合物其K降幅也越大.随着进水时间的延长,各个填料柱填料层50～250 mm处的水头损失占总水头损失(填料层50～450mm处)的比例均逐渐增加,最终各个填料柱均发生堵塞,堵塞均发生在填料层50mm以上范围内.     

3种基质对污水中总磷的吸附性能

以粒径为2～5 mm的无烟煤、活性炭和草炭3种基质为实验材料进行吸附等温线和吸附动力学实验,探讨和对比3种基质对污水中总磷的吸附性能,选用吸附效果最好的无烟煤作为玻璃柱的填料模拟土壤渗滤系统.结果表明,3种填料基质对总磷的吸附均符合Freundlich和Langmuir吸附等温线方程,通过拟合方程得出无烟煤、活性炭和草炭的最大静态吸附量分别为1.249、0.254和0.716 mg/g;用一级动力学方程拟合3种填料基质对总磷的吸附反应过程较好,相关系数都在0.900以上,无烟煤、活性炭和草炭吸附速率分别为0.025、0.023和0.014 mg/(g·h),其中经无烟煤处理过的污水,出水最清澈;在模拟土壤渗滤系统实验中,当进水浓度为3.43～8.43 mg/L,水力负荷为0.08 m3/(m2·d)时,出水中总磷平均浓度为0.08 mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准,对总磷的去除率高达96.48％ ～ 99.19％.     

人工快速渗滤系统堵塞-恢复实验研究

采用干湿交替间歇进水的运行方式,以不同粒径的河砂为填料构建3组人工快速渗滤(CRI)系统,研究CRI系统的堵塞-恢复规律,填料粒径与系统出水COD、水力负荷和纳污量之间的关系,以及环境温度对系统处理效率的影响。结果表明,CRI系统堵塞后经过一段时间的恢复期即可以自然恢复活性。细砂CRI系统的稳定性最好,出水COD最稳定,抗冲击能力和纳污量强于混砂和粗砂CRI系统。当温度在适宜微生物生长的范围内波动时,对系统处理效率的影响并不明显。实际工程应建造多级系统或并行系统解决堵塞问题,以保证系统的水力负荷和稳定运行。     

基于玻璃微珠填料生物滤池生物堵塞模型

颗粒填料生物滤池运行过程中,微生物在颗粒填料表层不断生长积累,造成生物堵塞,严重影响生物滤池长期稳定运行。针对生物滤池颗粒填料层动态堵塞过程,综合基质迁移与降解模型、微生物生长与衰亡模型、孔隙率变化模型和渗滤系数变化模型,构建颗粒填料生物滤池生物堵塞模型。微生物生长动力学参数采用原位测定方法,能够反映附着生物膜生长情况。基于玻璃微珠填料生物滤池研究表明,修正生物堵塞模型能较好地模拟玻璃微珠生物滤池颗粒填料层的动态堵塞过程。     

曝气生物滤池与地下渗滤系统工艺脱氮除磷

以生活污水为研究对象,考査了曝气生物滤池和地下渗滤系统组合工艺脱氮除磷的性能。工艺运行过程中,曝气生物滤池只考虑COD和氨氮的去除把总氮和总磷的去除分离到地下渗滤系统中。实验结果表明,曝气生物滤池和地下渗滤系统组合工艺有良好的脱氮除磷能力。滤速为0.6 m·h~(-1),气水比为5:1,反冲洗周期为7d时,曝气生物滤池达到最佳运行状态,对C0D、氨氮、TN、TP的去除率分别达到85.3%、83.5%、30%、56%。为了提高TN、TP的去除率,地下渗滤系统采用间歇的方式运行个周期连续进水12 h,放空12 h进水为曝气生物滤池出水,水力负荷为5 cm·h~(-1),对COD、氨氮、TN、TP的去除率分别达到41.3%,62.8%、81.3%,82%。     

散堆填料对海水脱硫吸收系统性能影响的实验研究

在海水烟气脱硫中试实验台上进行了填料形式、填料高度变化对脱硫效率和系统压降影响规律的实验研究;研究中将喷淋空塔和分别填装A型、B型、C型3种填料的吸收塔进行了综合性能对比,并进行了填料高度分别为0.6、1.2和1.8 m的对比实验。结果表明,填料塔的脱硫效率高于喷淋空塔;当空塔气速为3 m/s时,填装C型填料的吸收塔的综合性能最优;当空塔气速小于2.5 m/s时,填装A型填料的吸收塔的综合性能最优;在满足相同脱硫效率的指标下,虽然增加填料高度降低了海水喷淋量,并且系统压降出现一定比例下降,但是在工程设计中必须综合考虑塔高、填料支架载荷等因素选择合适的填料堆积高度。