生物处理含盐污水的盐抑制动力学

生物处理含盐污水时，由于无机盐对生物系统的影响，常常会导致低的有机物去除速率和去除效率。为了定量盐度对有机物生物去除的影响，研究生物处理含盐污水的盐抑制动力学，为具体设计含盐污水生物处理过程提供依据。试验采用间歇活性污泥法，对含盐污水的有机物降解速率和去除效率进行了研究。为了获得基本数据，首先研究了淡水环境下的基质降解动力学，然后对10—35g／L盐度环境分别进行试验。试验发现，盐度对生物处理系统的抑制属于非竞争模式，同时影响了最大降解速率和饱和常数。试验确定的盐抑制常数KY为2333mg／L，并进一步给出了各盐度下有机物降解速率方程。     

序批式活性污泥法工艺处理含盐废水动力学模型研究

为了实现含盐废水序批式活性污泥法(SBR)工艺的启动,采用逐步提高废水中NaCl浓度负荷的方法对活性污泥进行驯化,并建立有机物(COD)与NH4+-N的降解动力学模型。结果表明,经过280d的驯化和稳定运行,SBR系统可以有效降解含盐废水,COD去除率高于74%,NH4+-N平均去除率高于90%,实现了SBR工艺处理含盐废水的启动和稳定运行。含盐废水有机物(COD)降解动力学参数r0(无盐条件下的COD去除速率)为129.87mg/(L.h),KY(盐抑制常数)为7700.01mg/L;含盐废水硝化反应动力学参数Ks(饱和常数)为186.52mg/L,vmax(NH4+-N的最大比降解速率)为0.0034h-1。     

盐度对活性污泥驯化前后硝化特性的影响

通过批量试验系统研究了盐度对常规活性污泥硝化作用的影响以及污泥在含盐环境中经过驯化后其硝化功能的变化.试验结果表明,硝化菌比亚硝化菌对盐度更敏感,废水中含盐浓度为5 g/L时,对常规活性污泥中的亚硝化菌影响不大,硝化菌会受到一定程度的抑制;当含盐浓度超过10 g/L时,硝化菌和亚硝化菌均会受到严重抑制;含盐浓度大于30 g/L时,亚硝化菌和硝化菌已经完全受到抑制.在污泥驯化初期,耐盐硝化菌群数量较少,比硝化速率较低,硝化产物中亚硝态氮大量积累;随着驯化时间的延长,耐盐硝化菌群数量增加,比硝化速率增加,亚硝态氮累积量减少.污泥经过驯化后,硝化菌群可以逐渐适应高盐环境,在含盐浓度为30 g/L时硝化反应仍能进行.     

微量NO2对厌氧氨氧化甲烷化反硝化耦合影响的动力学分析

采用批试验方法,研究微量NO2对颗粒污泥厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合的影响。基于Haldane模型建立了厌氧氨氧化的NO2强化函数,估计了强化函数中的最大强化系数（30.55）、NO2半饱和常数（1.96 mg/L）、NO2抑制常数（0.0082 mg/L）和基础速率系数（0.0314）。微量NO2对甲烷化和反硝化动力学可用反竞争性抑制动力学方程进行描述。甲烷化的最大比乙酸盐去除速率为0.15 mg COD/（mg VSS·h）,乙酸盐半饱和常数为395 mg COD/L,NO2抑制系数为0.623 mg/L。反硝化的亚硝酸盐氮最大去除速率0.00685 h-1,亚硝酸盐氮半饱和常数 0.214 mg/L,NO2抑制系数为22.4 mg/L。试验中大部分的NOx气体物质出现损失。     

MBBR处理城市生活废水的污染物降解动力学

采用一种新开发的多孔流动态悬浮填料结合自主设计的高效移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor)处理城市生活废水并利用Lawrence-Mc Carty模型建立该系统的污染物降解动力学方程组,考察系统对有机物、氨氮、总氮的降解速率及去除效果与微生物量之间的关系。结果表明,有机物、氨氮、总氮降解动力学方程的出水浓度模拟值与实际废水处理后的出水浓度测量值拟合度良好,绝对误差分别为0.03~0.13、0.05~0.68、0.06~0.56。其中,有机物降解动力学方程的动力学常数为v_(max)=7.18 d~(-1),K_S=84.67 mg·L~(-1)(以COD计),明显高于普通活性污泥法动力学常数的一般参考值,说明MBBR系统处理生活污水中有机污染物的降解速率和去除效果优于活性污泥法。     

微量NO2对厌氧氨氧化甲烷化反硝化耦合影响的动力学分析

采用批试验方法,研究微量NO₂对颗粒污泥厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合的影响。基于Haldane模型建立了厌氧氨氧化的NO₂强化函数,估计了强化函数中的最大强化系数（30.55）、NO₂半饱和常数（1.96 mg/L）、NO₂抑制常数（0.0082 mg/L）和基础速率系数（0.0314）。微量NO₂对甲烷化和反硝化动力学可用反竞争性抑制动力学方程进行描述。甲烷化的最大比乙酸盐去除速率为0.15 mg COD/（mg VSS·h）,乙酸盐半饱和常数为395 mg COD/L,NO₂抑制系数为0.623 mg/L。反硝化的亚硝酸盐氮最大去除速率0.00685 h^-1,亚硝酸盐氮半饱和常数 0.214 mg/L,NO₂抑制系数为22.4 mg/L。试验中大部分的NOx气体物质出现损失。     

复合式膜生物反应器对船舶生活污水中有机物的降解

研究了复合式膜生物反应器(HMBR)中生化反应及膜自身对船舶生活污水中浓度较高的有机物的去除作用。当进水COD浓度为1 000 mg/L左右,反应器容积负荷为2.4 kg COD/(m3·d)时,HMBR曝气池内生化反应对COD的去除率平均可达91.63%,膜本身去除率平均为5.09%。可见,曝气池内生化反应对有机物的去除起到了主要作用,而膜则维持了系统出水水质的稳定。对曝气池内有机物降解动力学模型进行了研究,曝气池内有机物降解遵循一级反应,其相应动力学参数为vmax=2.79 d-1,Ks=395 mg/L,所得动力学方程可用于指导船用膜生物反应器的设计及运行维护。     

EGSB反应器处理焦化废水的颗粒污泥反应动力学研究

为了对处理实际焦化废水微氧EGSB反应器污染物去除机理进行研究,建立了处理实际焦化废水微氧EGSB反应器内污染物质降解动力学模型,考察EGSB反应器启动和稳定运行阶段不同运行条件时COD去除效果,并分析动力学参数的变化。研究确定了处理实际焦化废水(进水COD 2 000 mg/L左右)微氧EGSB反应器在启动和稳定运行阶段所适用的基质降解模型,动力学常数vmax、KI、KS、vmax/KS、KS/KI分别为7.34×10-3h-1、197.76 mg/L、19.53 mg/L、3.7×10-4L/(h·mg)、0.10和2.4×10-2h-1、66.64 mg/L、44.07 mg/L、5.4×10-4L/(h·mg)、0.66;微氧EGSB反应器内颗粒污泥能够逐渐适应并高效降解焦化废水中污染物质,焦化废水中毒性污染物质对颗粒污泥的抑制程度是由KS/KI决定的,KS/KI越大,抑制程度越弱,处理实际焦化废水EGSB反应器启动和稳定运行阶段的KS/KI分别为0.04~0.1和0.66~0.74;液体上升流速Vup的提高能够明显提高最大比基质降解速率vmax,降低半饱和常数KS和抑制常数KI,最终强化微氧EGSB反应器的运行效果,稳定运行阶段COD去除率高达92.7%。     

UV/H2O2工艺降解环丙沙星的研究

采用UV/H2O2工艺去除水体中的喹诺酮类抗生素环丙沙星（CIP）。考察了溶液pH值、H2O2投加量以及水体基质对环丙沙星降解效率的影响,分析了降解产物的生成情况。研究表明,环丙沙星的降解符合拟一级反应动力学模型。降解速率受溶液pH值的影响,酸性及中性条件,有利于环丙沙星的降解。H2O2投加量的增大,使得降解速率逐渐增大,但速率增幅逐渐变缓;最佳H2O2/环丙沙星摩尔比为2 000。实际水体中存在的NOM、NO3-,促进了单独UV作用下,环丙沙星的降解。水体中的.OH焠灭剂,抑制了UV/H2O2联合作用下,环丙沙星的降解;实际水体中的光解速率常数低于超纯水中的光解速率常数。GC-MS分析表明,UV/H2O2工艺,使环丙沙星氧化降解生成氨基乙酸、丙二酸、丙三醇和对苯二甲酸等小分子有机物。     

曝气生物滤池去除有机物及硝化氨氮的影响因素研究

采用以陶粒为填料的曝气生物滤池(BAF)处理低浓度生活污水,研究在气水比一定的条件下,水力负荷、有机负荷及氨氮负荷对BAF去除有机物及硝化氨氮的性能的影响.研究结果表明,当试验进水COD为105.8～156.6 mg/L,气水比为3:1的条件下,降解有机物的最佳水力负荷为1.35～1.68 m3/(m2·h),COD平均去除率为86.3%.氨氮负荷是影响反应器硝化性能的直接因素.当水力负荷为1.05 m3/(m2·h),平均进水COD为106.1 mg/L时,若使出水氨氮低于15 mg/L,则反应器能承受的最大进水氨氮负荷为0.5 kg/(m3·d)左右.并确立了相应的反应器动力学模型.     

甜菜碱对肝素钠废水好氧处理的影响

肝素钠废水因含高钠盐而导致其生物处理效率受到较大程度的抑制,对于如何改善高盐下的生物处理效率已成为目前研究的热点。针对SBR工艺处理高盐肝素钠生产废水的好氧生物处理过程,以污泥对有机物、氨氮的去除效率为要点,探讨了甜菜碱对活性污泥性能的影响效果。实验结果表明,(1)当稳定的好氧处理系统受到高钠盐冲击时,投加甜菜碱,TOC的去除率能提高9%~22%,氨氮的去除率能提高9%~16%;(2)当甜菜碱添加浓度为1 mmol/L(即117 mg/L)时,系统污泥性能的改善效果最好,TOC的去除率提高了15.3%,氨氮的去除率提高了18.7%;(3)甜菜碱的一次性添加对活性污泥性能的影响存在一定的持续性,持续时间约为6 d。     

抗生素对海洋厌氧氨氧化菌处理海产养殖废水的短期冲击及脱氮动力学

为解决海产养殖废水中含有的高浓度盐分及多种抗生素对生物脱氮系统稳定性的冲击,研究了3种抗生素(恩诺沙星、土霉素和磺胺甲恶唑)短期冲击下,海洋厌氧氨氧化菌(MAB)处理海产养殖废水(盐度3.5%)时的脱氮抑制特性。结果表明：当抗生素质量浓度为250 mg·L⁻¹时,首先观察到土霉素对MAB活性的明显抑制,总氮去除负荷从1.153 kg·(m³·d)⁻¹降至1.067 kg·(m³·d)⁻¹,而此时磺胺甲恶唑和恩诺沙星没有对MAB产生明显抑制;当磺胺甲恶唑和恩诺沙星的质量浓度为500 mg·L⁻¹和750 mg·L⁻¹时,MAB脱氮过程出现了抑制,抑制程度分别为6.05%和4.25%;当质量浓度为1 000 mg·L⁻¹时,恩诺沙星、土霉素和磺胺甲恶唑的抑制程度分别为15.68%、22.13%和55.44%。在盐度3.5%的高盐环境中,3种抗生素对MAB的短期抑制程度为：土霉素>磺胺甲恶唑>恩诺沙星。其中,土霉素对MAB的半抑制浓度为905.73 mg·L⁻¹。Remodified Logistic模型和Modified Gompertz模型可用于分析抗生素胁迫下的MAB抑制过程。模型拟合预测的TNRE_max值与实验结果一致,预测的R_max值表明添加不同浓度的抗生素后都会降低MAB的最大基质去除速率。本研究可为厌氧氨氧化技术在海产养殖废水处理中的应用提供参考。     

Constructed treatment wetland: a study of eight plant species under saline conditions

A series of investigations was conducted to evaluate the feasibility of using constructed treatment wetlands to remove pollutants from saline wastewater. Eight emergent plants; cattail, sedge, water grass, Asia crabgrass, salt meadow cordgrass, kallar grass, vetiver grass and Amazon, were planted in experimental plots and fed with municipal wastewater that was spiked with sodium chloride (NaCl) to simulate a saline concentration of approximately 14-16 mScm-1. All macrophytes were found tolerant under the tested conditions except Amazon and vetiver grass. Nutrient assimilation of salt tolerant species was in the range of 0.006-0.061 and 0.0002-0.0024 gm-2d-1 for nitrogen and phosphorus, respectively. Treatment performances of planted units were found to be 72.4-78.9% for BOD5, 43.2-56.0% for SS, 67.4-76.5% for NH3-N and 28.9-44.9% for TP. The most satisfactory plant growth and nitrogen assimilation were found for cattail (Typha angustifolia) though the plant growth was limited, whereas Asia crabgrass (Digitaria bicornis) was superior for BOD5 removal. Both were evaluated again in a continuous flow constructed wetland system receiving saline feed processing wastewater. A high removal rate regularly occurred in long-term operating conditions. The reduction in BOD5, SS, NH3-N and TP was in the range of 44.4-67.9%, 41.4-70.4%, 18.0-65.3% and 12.2-40.5%, respectively. Asia crabgrass often provided higher removal especially for BOD5 and SS removal. Nutrient enriched wastewater promoted flourishing growth of algae and plankton in the surface flow system, which tended to reduce treatment performance.     

逆电渗析电堆与电絮凝器耦合系统处理乳化油废水

通过对由逆电渗析(RED)技术与电絮凝(EC)技术结合构成由盐差能驱动的RED-EC耦合废水处理系统处理模拟乳化油废水的实验研究,探讨了电絮凝器电极材料、极板间距、支撑电解质浓度、废水初始pH及温度变化对乳化油废水除油率的影响。结果表明,与采用铝阳极材料相比,采用铁阳极材料的耦合废水处理系统具有更高的除油率。极板间距和含油废水参数(电导率、初始pH和温度)变化会对耦合废水处理系统的除油率产生影响。过大或过小的极板间距均对系统的除油率不利,在所研究的系统中,电絮凝器极板间距为1 cm时最佳。当废水的电导率很低时,系统的除油率也较低,适当增加支撑电解质可以迅速提高系统的除油率。中性或微碱性条件下系统的除油率较高。温度越高,系统的除油率也越高。在实验范围内,对总量为2 L、质量浓度为1 g·L⁻¹模拟乳化油废水经60 min絮凝处理后,除油率可达98.39%。     

以红薯浸泡液为碳源的生物反硝化

为选择低碳氮比污水生物脱氮中合适的碳源,以搅拌罐浸泡淀粉类物质释放碳源,在确定利用红薯浸泡液为碳源后,以浸没式生物滤池为反应器进行生物反硝化实验。实验结果表明:20 g红薯置于2 L自来水中,采用250 r/m in的搅拌速度,搅拌频率为每搅拌3 h停1 h,2 d后得到的浸泡液COD浓度平均为5 921 mg/L,最高可超过7 000 mg/L;将此红薯浸泡液和污水以1∶50的流量比例,采用分别投加的方式进入反应器,污水中总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及氨氮的平均去除率分别为88.6%、91.6%、88.2%和54.8%,出水COD平均在30 mg/L以下;在红薯浸泡液COD浓度为5 700 mg/L左右时,进水中亚硝酸盐氮浓度与硝酸盐氮浓度比为3∶2时总氮去除率为95.3%,当该比例为2∶3时总氮去除率为88.2%。研究表明,红薯浸泡液是一种经济合适的碳源,采用红薯浸泡液作为低碳氮比污水生物处理中反硝化的碳源是可行的。     

多级冷冻工艺对高盐高浓度有机废水的处理效果及去除机理

探索了冷冻结晶工艺去除高盐高浓度模拟有机废水的影响因素,将多级冷冻工艺应用于模拟废水和实际废水。结果表明：在其他因素固定的条件下,结冰率越高,有机物去除率和脱盐率就越低;冷冻温度越低,有机物去除率和脱盐率越低;有机物去除率和脱盐率随初始盐浓度或初始COD的增大而降低;冷冻接触面积越大,有机物去除率和脱盐率越高。初始COD为 8 000.0 mg·L⁻¹,初始盐浓度为8 000.0 mg·L⁻¹的模拟废水在4级冷冻后,COD和含盐量分别降低至240.0 mg·L⁻¹和516.9 mg·L⁻¹,去除率分别为97.0%和93.5%。初始COD为55 690.0 mg·L⁻¹,初始盐浓度为54 648.9 mg·L⁻¹ (以NaCl计)的实际化工废水在经过6级冷冻处理后,COD和含盐量分别降低至491.3 mg·L⁻¹和983.3 mg·L⁻¹,有机物去除率为99.1%,脱盐率为98.2%,可达到市政管网的接管要求。上述研究结果为高盐高浓度有机废水的处理提供了新的解决方案。     

Anaerobic treatment of high-saline wastewater using halophilic methanogens in laboratory-scale anaerobic filters.

The presence of a high concentration of sodium in wastewater is considered inhibitory for anaerobic biological treatment. This research was designed to investigate the potential use of halophilic methanogens and a mixed culture of halophilic methanogens and digester sludge, in anaerobic filters, for treatment of organic pollutants in high-saline wastewater at 35 degrees C. Data related to startup of the filters are presented. Both halophilic and mixed-culture anaerobic filters were able to operate at a sodium chloride concentration of 35 g/L, at organic loading rates (OLRs) of 6.2 and 5 kg chemical oxygen demand (COD)/m(3) x d, respectively. The COD removal efficiency was as high as 80%, and the systems were able to maintain a low volatile fatty acids concentration of 500 mg/L. No significant difference in COD removal was observed between the halophilic filter and the mixed-culture filter. Increasing the salt concentration to 37 g/L at an OLR of 3 kg/m(3) x d caused system failure.     

低C/N比条件下曝气生物滤池深度脱氮

为实现低C/N比条件下曝气生物滤池的深度脱氮目的,同时为低碳源、低能耗、高效率的污水氮素去除提供技术理论参考,实验研究了低C/N比人工模拟污水曝气生物滤池中各种形式氮素的动态变化和去除效果。结果表明,在整个运行期间当曝气量调节为2 mL/min时,此时系统中溶解氧变化范围为0.49~1.02 mg/L,亚硝酸浓度在2.89~7.48 mg/L之间,该C/N比污水中亚硝酸盐的积累率可达50%以上。并且在该运行条件下氮素去除率保持在60%以上,可以实现较低C/N比条件下污染水体中氮素的去除。因此,该研究可为低C/N比污水短程深度脱氮创造条件,为C/N比较低的城市尾水深度脱氮提供依据。     

混凝法深度处理废纸造纸废水实验研究

按照烧杯实验方法,重点考察了pH值、混凝剂种类和投加量等因素对生化处理后废纸造纸废水混凝处理效果的影响。实验结果表明:PAC作为混凝剂,PAM作为助凝剂联合处理该废水时,能够取得较好的去浊率、SS、色度和COD去除率。混凝沉淀最佳运行条件为:废水pH为6.5,含铝量10%的PAC和2 g/L的PAM投加量分别为1 mL/L、0.5 mL/L,浊度从35 NTU降低到1 NTU,去除率达97.1%,SS从30 mg/L降低到7 mg/L,去除率达76.7%,色度从64倍降低到18倍,去除率达71.9%,COD从95 mg/L降低到44.8 mg/L,去除率可达52.8%,取得了较好的去除效果,达到国家造纸废水新排放标准限值。     

两相分配式生物反应器处理高盐废水中的苯酚

采用新型两相分配式生物反应器(TPPB)和前期研究得到的高效苯酚降解菌对高盐废水中苯酚的降解进行研究,研究中确定煤油为反应系统的最佳有机溶剂,并考察了废水苯酚含量、废水盐度以及搅拌器搅拌速度对苯酚降解的影响。结果表明,反应系统能正常降解苯酚含量为1 000～2 500 mg/L的高盐苯酚废水;反应系统在含盐量为100 g NaCl/L、搅拌速度为50 r/min的运行工况条件下,降解时间缩短为52 h,总酚去除率为20.58 mg/(L.h)。