生物填料在废水处理中的应用及研究进展

概述了废水处理中生物填料的应用现状和发展,首先介绍了常用填料,如定型固定式填料、悬挂式填料及分散型填料在废水处理中的应用,其次以亲水、生物亲和及生物亲和亲水磁性填料为代表,对新型填料在废水处理中的应用作了阐述。     

轻质填料在人工湿地中的研究现状与应用展望

基质作为人工湿地的重要组成部分，在净化污水过程中发挥着核心作用，而轻质填料作为一种新兴的人工湿地基质，因其具备成本低、吸附容量大等优势，受到广泛关注。该文深入分析了当前人工湿地中轻质填料的研究现状，阐释了轻质填料强化人工湿地性能的作用机制。并综合考虑填料的功能特性和性能价值，基于湿地填料优选原则构建了轻质填料在人工湿地中应用的指标体系与量化评价方法，发现相比较于其他轻质填料而言，明矾污泥、炉渣等工业废弃物具有突出的应用优势。同时，该文还对轻质填料未来的发展方向进行了探讨，以期为轻质填料在人工湿地领域的推广应用提供理论依据和实践指导。     

改性生物填料在水处理应用中氧传递的研究

研究了改性填料与普通填料在清水中的氧传质性能。根据反应器特征,建立了全混式反应器氧传质模型。分别测定了改性填料和普通填料在清水中连续曝气供氧的溶解氧值与曝气时间的关系。同一曝气流量下,改性填料反应器中清水的DO比普通填料反应器高;增大曝气流量,同一曝气时间反应器中清水的DO升高,直至饱和值Csat,并且前者比后者提前接近饱和值。采用全混式反应器氧传质模型,通过matlabprograms寻优求出连续曝气供氧时两种填料在清水中氧的液相总传递系数kLa。计算结果表明:曝气流量增大,氧传递系数kLa增大,其值约为22h-1～36h-1;在相同曝气流量下,改性填料的kLa均高于普通填料,约提高10%。试验表明改性填料增强了反应器的氧传递能力。     

悬浮填料氧化沟小试系统的除磷途径探究

试验通过对比分析向氧化沟系统投加填料前后的厌氧池释磷情况来探讨悬浮填料氧化沟系统的除磷途径,发现投加填料前后厌氧池释磷量分别为1.74 mg/L和-1.59 mg/L,投加填料后出现了"厌氧吸磷"现象,推测填料生物膜中存在能在厌氧条件下还原水中含磷化合物并释放出PH3的微生物,为市政污水中磷元素的高效回收利用提供了研究方向。     

弹性填料表面亲水性对厌氧生化过程的影响研究

通过在普通塑料中添加水溶性高分子物进行亲水性改进，制得表面亲水的弹性塑料填料，并通过实验验证了新型填料的亲水性。填料表面的亲水性改进了微生物在其表面的吸附能力，新型填料与普通填料实验室的应用对比研究结果表明：亲水性改进的弹性填料在污水的厌氧处理中可提高污水的厌氧处理效率15％～30％，且亲水性改进大大提高了弹性填料的抗冲击负荷能力，此填料的工业应用结果也表明亲水性提高了填料的应用性能。     

碳化缓释除磷填料的制备与吸附特性分析

制备了2种人工湿地除磷基质填料,碳化缓释Ca(OH)_2(简称1#填料)和铁盐改性Ca(OH)_2(2#填料),并与工程中常用的石灰石和细沙填料进行等温吸附对比实验,比较不同填料的除磷效果。通过等温吸附实验,发现1#填料和2#填料更符合Langmuir等温吸附方程,得到不同填料对磷的理论饱和吸附量分别为806.45 mg/kg(1#填料)、220.26 mg/kg(2#填料)、64.10 mg/kg(石灰石)和24.81 mg/kg(细沙)。结果表明,制备的1#填料和2#填料对磷元素具有较好的去除效果,与人工湿地常用基质填料相比,具有明显的实际应用优势,可用其强化人工湿地除磷效果。     

表面亲水性塑料填料在好氧处理中的应用

通过在普通塑料中添加水溶性高分子物进行亲水性改性，制得亲水性塑料悬浮填料。根据填料在水中浸泡后取出的表现观察和增加的质量，证明了填料的亲水性改性可行。并通过污水好氧中试试验装置，比较了亲水性塑料填料与普通塑料填料的差异。研究结果表明，亲水性改性后的塑料填料，在污水的好氧处理中可提高污水的处理效率2％—10％，且大大提高了改性填料的挂膜速度与挂膜强度，提高了好氧生物膜法处理系统的抗冲击负荷能力。     

LTPM废塑料填料性能及处理污水的试验研究

以废塑料瓶为原料制备了未改性束状填料和低温等离子体改性(LTPM)束状填料,分析了2种填料的性能;并将2种填料用于生物膜反应器处理生活污水,研究了其去污能力。AFM分析结果表明,低温等离子体改性明显增加了塑料表面的粗糙度;FTIR及亲水性分析结果表明,低温等离子体改性后,在废塑料表面引入了羰基、羟基等亲水性基团,塑料表面的亲水性明显增强。挂膜时,改性填料上生物膜厚度和生物膜量明显大于未改性填料。含改性填料的生物膜反应器对污水中COD和氨氮的去除效果,明显优于含未改性填料的生物膜反应器。研究既有效处理了污水,又可实现固体废物的资源化利用,研究成果具有一定的推广应用价值。     

废水处理有机填料的合成材料现状和展望

综述了废水处理用有机填料的合成材料现状,并针对现今废水处理用各种不同有机填料在材质本身和运行中存在的问题,提出了解决办法和发展方向,指出生物亲和性和亲水性填料的研发,将会极大地提高废水生化处理的效率和促进有机填料在废水处理中的大规模应用。     

构建湿地堵塞问题的研究

研究了复合垂直流构建湿地(IVCW)中与填料堵塞相关的填料粒径、渗透性能、有机质含量等因素的变化.经过颗粒分析得知填料粒径在2～5mm间,运用自制的砂样管对填料进行原位采样,渗透试验结果表明IVCW填料层的渗透系数随填料深度的增加而增加.IVCW填料各层中,渗透系数最小值存在于表层以下15～30cm处.IVCW系统运行52个月后,仅填料表面至15cm深处有少量有机质存在,15cm深度以下有机质含量极少,表明IVCW系统运行稳定,未出现堵塞现象.文中通过分析填料堵塞的影响因素提出相应的预防措施和对策.     

改良填料折流式生物滞留系统对雨水中氮磷削减的效果

针对生物滞留池对雨水中氮、磷去除效果不稳定,甚至出现负去除现象,开展改良生物滞留系统的研究。通过构建直流式和折流式2种生物滞留系统,分别填充传统填料和羟基铝蛭石污泥颗粒（HAVSP）改良填料,搭建传统填料直流式生物滞留柱（1~#）、改良填料直流式生物滞留柱（2~#）、改良填料折流式生物滞留柱（3~#）3个模拟试验柱;比较了3个模拟试验柱对雨水中氮、磷的去除效果,并探讨了HAVSP对生物滞留填料的改良作用。结果表明：HAVSP改良填料折流式生物滞留系统对氮、磷的削减效果比传统填料和改良填料直流式生物滞留系统更加明显,且在350 mm淹没出流高度时对氮、磷削减效果最佳,总氮和硝态氮去除率最高可达76%和77%。     

微污染水处理中生物填料的应用研究

概述了生物填料的分类,详细介绍了各类填料在微污染水处理中的应用现状,并提出了在微污染水处理中生物填料的发展方向.     

活性炭悬浮填料在MBBR中的对比实验

填料的结构,材质等因素影响到生物膜的性状和水力学特性,是决定移动床生物膜反应器处理效果的关键因素。本文分别选取了5种含活性炭比例不同的填料以及一种不含活性炭的参照填料,分别从亲水性、COD与NH4+-N的去除、微生物量以及微生物种类方面对各填料在相同的运行条件下进行了比较研究。实验结果表明,含活性炭的填料在亲水性能、挂膜速度,生物量浓度等方面比不含有活性炭的填料有明显的优势。在含活性炭的填料中,25%的填料挂膜快,处理效果稳定,受外界环境影响较小。     

生物滤池净化城市生活垃圾BMT发酵恶臭气体的研究

针对城市生活垃圾BMT过程中的恶臭气体,以堆肥为填料,在现场进行了生物滤池处理研究,分别测定了臭气的成分、臭气中TVOC浓度变化的规律、滤池的净化效率、填料中有机质、全氮、全碳、全磷和pH等特征,以及填料菌落数的变化. SPME-CC-MS的分析结果表明,恶臭气体中的主要有机污染物包括苯系物、萜烯和烷烃;臭气中TVOC浓度在发酵初期较大,而后逐渐减少,变化范围为68.3×10-6～3.3×10-6(体积分数),滤池净化效率范围为31,5%～84,8%;在4个月的运行过程中,填料中有机质、总氮、总碳、总磷的含量基本上保持在比较稳定的数值,而水溶性总氮增加了53.7%.水溶性总磷减少了19.6%,填料的pH值在初始经历了一个升高阶段后稳定在7.8左右;填料中细菌和霉菌的数量呈上升趋势,而酵母菌和放线菌的数量呈下降趋势,分别为初始填料的3.1、3.4、0.04、0.07倍.     

潜流人工湿地填料及其去除污染物机理研究进展

填料是人工湿地特别是潜流人工湿地床体的主要介质,是湿地物理、化学、生物作用发生的主要载体,对湿地去除污染物的效果有决定性影响.从填料的来源、物理性质、化学组成等方面对实际应用中常见的天然产物类填料、工(农)业副产物类填料和人工制备类填料进行综述,总结了填料对水中污染物的主要去除机理,包括吸附-共沉降、离子交换、缓释碳源...     

人工神经网络和遗传算法在生物载体填料生产工艺中的应用

本文应用BP人工神经网络建立了生物流化床污水处理工艺中新型生物载体填料的生产工艺参数与填料磨损破碎率和松散容重之间的关系，并运用遗传算法对填料的生产工艺进行了优化。结果表明：填料的最佳生产工艺参数为：EVA含量14％；活性炭含量3．6％；胶粉粒度18.97目。此时，填料的磨损破碎率和松散容量均达到最优值，分别为0．358％和0．226kg／L。这一优化结果对生物载体填料的实际生产加工具有指导意义。     

水环境材料——悬浮填料的绿色设计

将绿色设计和优化设计结合起来应用到悬浮填料设计中,建立基于绿色设计的悬浮填料优化模型,使设计的产品既满足产品的性能目标,又满足环境目标。并采用融合悬浮填料的功能、几何、加工、工况分析、工艺等全部设计信息的设计平台进行设计实践,达到了塑胶悬浮填料的CADCAMCAECAPP一体化,在设计时采用一系列仿真手段来消除后续产品试制过程中产品浪费和环境污染。     

应用PCR-DGGE技术研究处理含氨废气的生物滤塔中微生物多样性

变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)在微生物生态学领域有着广泛的应用.本文应用DGGE技术对处理含氨废气的生物滤塔中微生物多样性随时间的变化进行了研究.在生物滤塔运行的不同时间采集滤塔中的填料样品,进行了生物滤塔对氨处理效果的分析和DGGE分析.结果显示,污泥和混合填料生物滤塔氨的出气浓度在经过一段时间后,逐渐升高,而堆肥生物滤塔的运行情况较好,对氨的去除效率始终在98%以上.PCR-DGGE图谱显示,不同时间的相同填料中微生物DGGE图谱有着明显的差异性.Shannon指数分析表明,填料中微生物的多样性都随着反应器运行时间的延长而有所减少.运行一个月后,混合填料的微生物多样性指数最低为0.389;其次为污泥填料,其多样性指数为0.473;堆肥填料的微生物多样性程度最高为0.569.生物滤塔对氨的去除效果与填料中微生物多样性Shannon指数之间有一定的相关关系.主成分分析(PCA)显示对于堆肥和污泥来说,填料样品之间微生物群落结构相似性较高,而混合填料样品间的微生物群落结构相似性较低.     

悬浮填料的选取及其性能试验研究

填料是生物膜法废水处理的关键技术之一。采用无纺布制成一种新型的悬浮填料，根据污水处理工程中对悬浮填料的要求确定了填料的材质、形状及尺寸，并对该填料的性能进行了试验研究。结果表明，选用聚丙烯无纺布作成直径11mm，高11mm的中空圆筒状填料，并经过一定的表面处理可满足污水处理对填料的要求。     

高炉粉尘基臭氧催化微电解填料对垃圾渗滤液的处理：与不同填料对比研究

制备了高炉粉尘基微电解(BFD-IE)填料,在臭氧催化的条件下降解垃圾渗滤液,并与商业臭氧催化填料和TEMPO-Cu分子筛填料的处理效果进行对比.采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术对BFD-IE填料和另外两种不同填料进行表征,并对比了三者对垃圾渗滤液中COD和NH₄⁺-N的去除效果.结果表明,在相同的臭氧浓度(20 mg·L^-1)和反应时间下,BFD-IE填料对COD的去除效果(61.3%)要优于商业臭氧催化填料(50.9%)和TEMPO-Cu分子筛填料(39.1%);但对NH₄⁺-N的去除效果存在差异,TEMPO-Cu分子筛填料在20 mg·L^-1臭氧浓度下反应10 min即可实现74.9%的去除率,高于BFD-IE填料(32.7%).此外,经臭氧催化BFD-IE填料处理后的垃圾渗滤液,可生化性显著提升(从0.07提升至0.63),明显优于其他两种填料(0.29和0.39).最后,借助电化学技术和ESR技术,证明了臭氧...