工艺升级前后对微污染原水处理效果的对比研究

水源水被污染已成为饮用水处理工艺中特别关注的问题。通过中试和生产性的试验,对现有的工艺进行升级,在构筑物不变的情况下将原有的曝气池升级为生物预处理池,将砂滤池升级成生物滤池,试验结果对比表明:(1)中试生物预处理工艺过程中,高锰酸盐指数的去除率约16.4%,NH_4~+-N去除率能够达到60.5%左右,填料上生物量最高28.6 nmol P/(g填料);(2)中试生物滤池对高锰酸盐指数和NH4+-N的去除率分别达到33.4%和87.5%,对浊度和色度去除率分别为74.7%和24.3%,填料上生物量最高有37.8 nmol P/(g填料);(3)在生产性规模的生物预处理过程,高锰酸盐指数去除率为19.2%,而NH_4~+-N去除率为68.3%;(4)在生产性规模的生物滤池和砂滤池过程中,高锰酸盐指数平均去除率为30.7%和5.6%、NH_4~+-N平均去除率为81.3%和25.6%、UV254平均去除率为16.4%和0.03%、对色度去除率分别为27.7%和11.2%;生物滤池出水中总AOC比砂滤池出水中总AOC减少了63.8%,低于100μg乙酸碳/L。     

生物砂滤池对有机物和氨氮的去除

当在常规工艺前加生物预处理并取消预加氯时,砂滤池就成为生物砂滤池。与普通砂滤池相比其对有机物、氨氮和浊度的去除率都有很大的提高。实验以珠江源水为水源研究了生物砂滤池对高锰酸盐指数、NH3-N、NO2--N和浊度的去除,在实验期间生物砂滤池出水高锰酸盐指数、NH3-N、浊度平均值分别为1.32mg/L、0.098mg/L、0.171NTU,其相对于沉淀池出水的高锰酸盐指数、NH3-N、浊度的平均去除率分别为18.52%、72.93%、64.45%,而砂滤池出水NO2--N几乎检测不出来。滤池进水与出水溶解氧的变化也证明了砂滤池中生物的存在,并且生长状况良好。     

厌氧-好氧生物滤池处理城市污水试验

研究了生物滤池处理城市污水的性能特点,结果表明:厌氧-好氧生物滤池去除城市污水中的CODCr、SS和NH4+-N等具有较好的效果,当进水CODCr、SS和NH4+-N分别为23、112mg/L和56mg/L时,水力停留时间8h,曝气强度在0·5~0·6L/(m2·s)时,CODCr、SS和NH4+-N的去除率分别在90%、80%和75%以上。     

混合填料生物滤池处理渗滤液混合液实验研究

应用沸石和粉煤灰加气砼颗粒分别作为滤池填料联合处理渗滤液和生活污水混合水,前处理池为天然沸石填料滤池,通过吸附去除混合污水中NH4+-N,调节出水中C/N,使其处于15~30范围内,为后处理池(曝气生物滤池)废水处理提供有利条件。得出沸石添加量为80%时,前处理池出水C/N达到15.59,适宜后处理池生物处理工艺条件。在渗滤液与生活污水配比为1/1时,进水COD、NH4+-N浓度分别为6 749.31、1 538.20 mg/L,不同水力负荷对前处理池出水C/N具有一定影响,在水力负荷为36.74 m3/(m3·d)时,C/N最大为19.27,此时后处理池COD、NH4+-N去除率最高,分别为80.63%、68.75%。整个系统COD、NH4+-N去除率在水力负荷为36.74 m3/(m3·d)时达到最大,分别为89.75%和96.50%,其出水中COD、NH4+-N浓度分别为687.67和57.58 mg/L。     

曝气量及COD浓度对SBBR同步硝化反硝化效能的影响

采用悬浮球形填料,以人工模拟生活污水为原水,研究了曝气量及进水COD浓度对序批式膜生物反应器(SBBR)内同步硝化反硝化(SND)效能的影响。试验结果表明,在0.025~0.070 m3/h的曝气量范围内,SBBR的COD及NH4+-N去除率都能达到90%左右,COD和NH4+-N的降解过程具有时序性,即曝气初期以COD降解为主,待COD降解基本完成后,NH4+-N降解速率才明显提高。SBBR内同步硝化反硝化效率与曝气量成反比,即曝气量越低,TN去除率越高;当曝气量为0.025 m3/h时,TN去除效率最高,达到73.26%。在200~700 mg/L的进水COD浓度范围内,COD去除率始终维持在90%左右,TN去除率随着进水COD浓度增加呈现先升高后降低的变化趋势。     

生物沸石填料深度处理城市污水厂二级出水的试验研究

将天然沸石与PVC多面空心球悬浮填料有机结合形成的生物沸石填料对城市污水处理厂二级出水进行深度处理试验研究,结果表明:在生物膜培养过程中,以NH+4-N的去除率保持稳定作为生物膜培养成熟的标志;经生物沸石填料深度处理的出水水质稳定,NH+4-N浓度在2 mg/L以下,去除率达90%以上,能够满足城市杂用水回用水质标准的要求;最佳水力负荷和气水比分别为4 L/h和12∶1.     

生物接触氧化+植物一体化装置处理小城镇污水试验研究

利用“生物接触氧化+植物”一体化装置处理城镇污水,试验最终选用悬浮多面球作填料,采用射流曝气,控制进水流量为0.45 m3/h,进水浓度为COD 63～467 mg/L、NH3-N 11.21～52.7 mg/L、TN 28.6 ～63.5mg/L和TP １.1～6.42 mg/L时,COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到88％、86％、70％、60％以上,出水COD≤30 mg/L,NH3-N≤5 mg/L、TN≤13 mg/L、TP≤0.5 mg/L.水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,具有较好的工程应用前景.     

曝气陶粒生物滤池深度处理印染废水的研究

通过对陶粒生物滤池深度处理江苏某印染厂二级生化出水的研究表明:陶粒生物滤池在整个稳定运行阶段对本印染废水的CODcr去除率达55%左右,当进水CODcr在90 mg/L~100 mg/L之间时,出水CODcr可保持低于50 mg/L;陶粒生物滤池对于NH3-N也有很好的去除效果,当进水NH3-N浓度在8.5 mg/L~14 mg/L之间波动时,出水能够保持在1~1.5 mg/L,平均去除率基本稳定在88.5%左右;当进水色度在50~80度之间波动时,出水色度在38~62度之间,色度去率为20%。同时分析了CODcr、NH3-N去除的机理,以及导致色度去除不高的原因。     

应用亲电型悬浮生物载体处理工业废水的现场中试

研究采用本课题组研发的亲电改性聚乙烯为悬浮生物膜载体,构建移动生物膜与活性污泥复合工艺(integrated free-floating biofilm and activated sludge,IFFAS),对东北某工业园区污水处理厂的污水处理进行现场中试。结果表明,当进水ρ(COD)、ρ(NH3-N)、ρ(TN)分别为139~741,19.3~44.9,29.6~148.6 mg/L时,改性载体在10 d左右即可完成挂膜;中试IFFAS工艺稳定运行阶段,出水COD、NH3-N、TN的平均去除率分别高达88%、97%、80%,出水浓度分别为36~48,0.1~0.9,5~14.3 mg/L,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。出水水质明显优于污水处理厂原有A2/O工艺出水,说明以亲电改性聚乙烯为载体的IFFAS工艺可显著提高净化污水的能力。     

乳酸菌饮料生产废水生物处理工艺实例分析

为实现NH4+-N和COD的有效去除,采用完全混合式水解酸化+生物接触氧化为主体工艺处理乳酸菌饮料生产废水。该工程总投资355万元,直接运行成本为1.19元/吨。运行结果表明,生化处理单元在水力总停留时间为24 h、进水COD 872～1 389mg/L、进水NH4+-N5.8～15.0 mg/L的条件下,出水COD和NH4+-N最大浓度分别为137 mg/L和3.8 mg/L,对COD和NH4+-N的平均去除率分别为94.2%和79.4%,混凝沉淀出水COD可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准要求。     

沸石床多级生物膜焦化废水处理系统的NH_~4+-N去除稳定性研究

焦化废水处理中预处理蒸氨工艺不稳定容易引起生物处理出水NH+4-N的波动,为了在有机物去除的同时提高生物系统对NH+4-N的去除效果和稳定性,采用对NH+4-N有良好吸附性能的天然斜发沸石为生物填料构建沸石床多级生物膜系统,考察了进水负荷对系统运行稳定性的影响、抗冲击负荷能力以及系统的功能分区和污染物迁移转化规律.结果表明,当系统进水NH+4-N负荷≤0.21 kg/(m3·d)、COD负荷≤1.35 kg/(m3·d)时,出水NH+4-N和COD的平均浓度分别为(2.2±1.2)mg/L和(228±60)mg/L,平均去除率分别达(99.1±0.5)%和(86.0±2.6)%.在低、高两次NH+4-N冲击负荷[0.03 kg/(m3·d)和0.06 kg/(m3·d)]条件下,系统对NH+4-N的平均去除率仍然分别高达99.0%和92.9%,高于对比系统的96.8%和89.3%,表现出良好的抗NH+4-N冲击负荷性能与处理稳定性.系统好氧单元反应器沿程出现脱碳/硝化功能区(C/N区)和硝化功能区(N区),其中N区的NH+4-N 降解速率为C/N区的2～8倍.系统进水中相对分子质量＜1×103、 1×103～1×104、＞1×104的TOC浓度分别为227.6、104.8和35.0 mg/L,处理出水中的TOC浓度分别为31.2、 22.9和31.5 mg/L,其中相对分子质量＜1×103和1×103～1×104这2个范围的有机物降解良好,出水残余物质主要为相对分子质量＞1×103的有机物.     

常温条件下两级曝气生物滤池启动及短程硝化研究

采用以陶粒和天然沸石为填料的两级上向流曝气生物滤池处理模拟废水,进水COD浓度为176~353 mg/L,NH4+-N浓度为56~175 mg/L,水力负荷范围为0.03~0.09 m/h,考察了水温、溶解氧(DO)、游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)以及反冲洗对NO2--N积累的影响。结果表明,水温在6~10℃和≥22℃时能够实现NO2--N的积累,而13~18.2℃并未出现短程硝化特性;水温6~10℃时,BAF N段最佳DO浓度范围为2.43~4.75 mg/L,NO2--N平均积累率为65.8%,NH4+-N平均去除率为84.1%;另外,FA、FNA对亚硝酸盐氧化菌(NOB)具有联合抑制作用,能够实现NO2--N累积,最佳抑制浓度分别为0.10 mg/L≤FA≤8.77 mg/L和0.069 mg/L≤FNA≤0.249 mg/L,对应NO2--N平均积累率分别为67.7%和56.9%;反冲洗有利于NO2--N积累,反冲洗10 h后BAF N段对NH4+-N总去除率提高到80%,17 h后NO2--N积累率为82.5%,明显高于反冲洗前的74.5%。     

焦化废水厌氧氨氧化生物脱氮的研究

采用厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺处理焦化废水,在厌氧34℃、pH值7.5~8.5,HRT为33h的条件下,经过115d成功启动厌氧氨氧化反应器.当进水NH4+-N、NO2--N浓度分别为80、90mg/L左右时, TN负荷可达160mg/(L·d),系统NH4+-N和NO2--N的去除率最高分别达86%和98%,TN去除率可达75%. GC-MS分析结果表明,酚类是焦化废水中较易被生物利用的有机物,ANAMMOX过程对好氧短程硝化工艺出水残余低浓度酚类有机物有进一步去除作用.     

曝气生物滤池进水COD浓度对NH_3-H去除率影响

为探讨曝气生物滤池进水COD浓度对NH3-H去除效果的影响,选取污水厂现场进行实地研究。将反应器进水COD浓度划分为5个水平:70~90 mg/L、90~110 mg/L、110~130 mg/L、130~150 mg/L、>150 mg/L,测定上述各个水平下的NH3-N去除率并进行反正弦转换后,做单因素方差分析。结果表明,在一定的水力负荷条件下,进水COD浓度与NH3-H的去除率密切相关,当进水ρ(COD)<90 mg/L和>150 mg/L时,NH3-H去除率较低;而当进水ρ(COD)为90~110 mg/L时,NH3-H去除率较高。     

多孔聚合物载体用于一体化生物流化床反应器中处理高浓度有机废水

采用一体化生物流化床反应器处理高浓度有机废水,在反应器的厌氧和好氧区分别加入特制的多孔聚合物载体。主要研究系统负荷运行期的CODCr去除效果以及多孔聚合物载体的生物膜形成特性,并对系统的NH3-N去除效果作了初步考察。实验结果表明:在系统负荷运行期内,当系统总进水CODCr浓度均值为3601.8mg/L,系统CODCr容积负荷均值为2.54kg/(m3.d),总出水CODCr浓度均值为384.0mg/L,系统总CODCr去除率均值达90.6%。生物相分析表明,多孔聚合物载体在厌氧区和好氧区的挂膜情况比较理想,形成的生物颗粒球形度很好。脱氮实验表明,按硝化反硝化的模式操作,当进水NH3-N浓度为280.3～350.7mg/L,整个系统的NH3-N去除率在68.5%～91.7%。     

外循环流化床处理含染料废水的工艺条件研究

利用活性炭为载体的外循环三相生物流化床,采用厌氧、好氧组合工艺对含染料废水进行处理实验,结果表明：活性炭载体填充量15 g/L为最佳用量,与流化床的流体混合特性吻合;得到最优化处理流程,包括一次性进水厌氧A（总计4 h,其中进水5 min）-好氧O（4 h）-沉淀（1 h）-出水闲置（3 h）,周期12 h。COD进水浓度较高时,其去除率89.4%;COD进水浓度较低时,其去除率82.3%;色度去除率接近100%;NH4-N去除率达60%以上,总容积负荷0.052 kg NH4-N/m3.d。为了保证高效的脱色效果,出水闲置阶段不应低于3h。     

混凝泥渣生物滞留池脱氮除磷性能的实验研究

设置3个不同沙土配比的生物滞留池,在传统生物滞留池基础上增加厌氧区,填料中添加供反硝化的碳源以及自来水厂混凝泥渣(water treatment residue,WTR),从而分析不同进水浓度、降雨强度及沙土配比对去除效果的影响,验证混凝泥渣对磷的强化处理效果。结果表明:滞留池对NH3-N和TP处理效果较好且稳定,NH3-N进水浓度为2,9,34 mg/L时,出水浓度稳定在0.32~0.92 mg/L,TP进水浓度为8,0.14 mg/L时,出水浓度也稳定在0.04~0.28 mg/L,基本不随进水浓度、降雨强度以及填料沙土配比变化。TN去除率不稳定,在-376.6%~97%,其受降雨强度、落干时间影响显著,且NO3-N和淋洗的有机氮是TN处理效果差的主要原因。WTR对磷有较好的吸附作用,且综合来说砂80%、土壤10%、发酵针叶5%及混凝泥渣5%的填料配比性质较好。     

给水厂污泥改良雨水生物滞留系统填料层最优设计深度研究

生物滞留系统的基质组成与填料层的深度对污染物去除有重要影响。利用给水厂污泥改良砂土作用生物滞留系统基质,研究了污染物在生物滞留系统内不同深度的去除情况,以确定改良填料层的最优设计深度。结果显示:进水ρ(SS)平均为198.14 mg/L,下渗通过20 cm改良基质后出水为15.96 mg/L,平均去除率高达92.34%;进水ρ(COD)平均为178.29 mg/L时,40与60 cm深度改良基质区间对溶解性COD的平均去除率分别为55.3%、78.7%;进水ρ(NH~+_4-N)平均为3.67 mg/L,经过40 cm改良基质后出水为0.12 mg/L;进水ρ(NO~-_3-N)与ρ(TN)平均分别为7.78,11.54 mg/L,通过15 cm种植土层和20,40,60 cm改良基质后,对NO~-_3-N平均去除率依次为5.0%、6.8%、15.1%、24.9%,对TN平均去除率分别为9.4%、16.6%、24.8%、32.8%;进水ρ(PO~(3-)_4-P)平均为5.31 mg/L时,经过40 cm改良基质后出水平均为0.09 mg/L。对实测雨水径流污染物浓度和形态进行分析表明,给水厂污泥改良砂土基质填料层深度为40 cm时,雨水生物滞留系统出水中各项污染物浓度均可满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ-Ⅲ类水质标准。     

复合式膜生物反应器处理干法腈纶废水启动试验研究

采用新型Biofringe(BF)填料并结合A/O工艺设计了复合式膜生物反应器,采用连续进水的动态自然培养挂膜方式,并对处理干法腈纶废水做了中试启动试验。结果表明:该系统挂膜过程简单迅速,启动周期短,系统稳定性强,BF填料对反应器内的污泥具有良好的吸附效果。挂膜稳定后控制HTR为36 h,硝化液回流比为100%,进水流量为600 L/h,反应器出水水质稳定,出水NH4+-N浓度基本在5 mg/L以下,优于GB 4287—92《纺织染整工业水污染物排放标准》的一级排放标准(NH4+-N浓度小于15 mg/L),TN平均去除率可达55.86%,对腈纶废水具有较强的脱氮能力。膜的截留作用对CODCr的去除有一定的效果,对NH4+-N没有去除效果,反应器内存在同步硝化和反硝化(SND)反应。     

底物浓度对AFB-MFC处理废水效果及产电性能影响

试验采用厌氧流化床-生物阴极型双室微生物燃料电池(AFB-MFC)反应器,研究模拟废水的COD、NH3-N的去除效果和产电性能。结果表明,以葡萄糖为底物,在阳极室的COD容积负荷为5.0~10.0 kg/(m~3·d),HRT分别为16 h和24 h的条件下,AFB-MFC系统的厌氧流化床部分对COD的去除有很好的效果,COD去除率始终稳定在95%以上。阴极室对于NH3-N有很好的效果,平均去除率达到95%,阳极室对于NH3-N的去除在50%左右。系统在进水COD为5 000 mg/L,阳极室的COD容积负荷为5.0 kg/(m~3·d),阴极室为1.2 kg/(m~3·d)时产电效果最好。电压最高可达340 mV,能持续稳定产电70 h,功率密度为12.8 mW/m~2。另外,通过扫描电镜观察到厌氧生物颗粒中大部分为杆菌,其余为球形菌和丝状菌等。