低温下ZCS工艺和改进式ZCS工艺脱氮效率研究及微生物特性分析

考察冬季低温下沸石联合生物吸附再生工艺和改进式沸石联合生物吸附再生工艺对城市污水的脱氮效率,结果表明在HRT为3.5 h下,ZCS工艺出水氨氮为11.65 mg/L,总氮高于20 mg/L.而相同条件下MZCS工艺氨氮出水为5.45 mg/L,总氮去除率比原ZCS工艺提高了11%,均值为16.8 mg/L.通过聚合酶链式技术,变性梯度凝胶电泳和电镜扫描技术发现两工艺微生物多样性、丰度高于传统活性污泥法,兼具活性污泥法和生物膜法的微生物特性.     

微生物复合固定化颗粒特征分析及去除河水氨氮效果的研究

以炉渣和改性玉米芯2种基质作为吸附材料,海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)2种包埋剂为基本骨架,微生物为降解主体,制备得到微生物复合固定化颗粒,并分析了颗粒的物理特征、活性恢复方式、对河水中氨氮和其他氮素的去除效果。结果表明:添加不同吸附基质对固定化颗粒的影响不同;实际河水驯化是有效的活性恢复方式;微生物复合固定化颗粒反应24h后,河水中氨氮降至1mg/L以下,河水中氨氮、亚硝态氮、硝态氮和TN去除率均在90%左右,对河流中氮污染的治理有一定的意义。     

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%。     

蒽的高效降解菌的固定化小球的制备及其降解特性

旨在利用固定化高效降解菌小球去除水中蒽,充分发挥累托石的吸附和生物降解的协同作用,以累托石、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)作为固定化载体材料,硼酸和氯化钙作为交联剂,将蒽的高效降解菌包埋制备固定化微生物小球.考察了累托石用量、PVA投加量、海藻酸钠用量、氯化钙用量、微生物包埋量和交联时间等因素对微生物小球活性的影响,通过正交实验确定了微生物小球的最佳制备条件.结果表明,制备固定化微生物小球的最佳条件为:累托石2.5%,PVA 12%,SA 0.3%,CaCl24%,交联时间28 h,微生物包埋量10%.对40 mgJ/L的蒽溶液,游离微生物在50 h后开始发挥明显的降解作用,经过68 h蒽的去除率达到35.65%;而固定化微生物小球经过9 h即可使蒽的去除率达到81.8%,23 h后葸的去除率可达100%.固定化微生物小球对水中蒽的去除机理与吸附-降解工艺的机理类似,即固定化微生物小球类似于一个一体化的微型反应器,经过迟滞期后,在该反应器内同时发生吸附和降解作用.     

芦苇生物炭复合载体固定化微生物去除水中氨氮

为了去除水体中的氮素并实现水生植物的有效利用,以芦苇生物炭为无机载体,结合海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)作为复合载体,固定驯化后的硝化污泥制成固定化颗粒,去除水中氨氮。通过考察固定化颗粒机械强度、酸碱稳定性及传质性能,探究了生物炭添加量及生物炭粒径对固定化颗粒降解氨氮性能的影响。结果表明,芦苇生物炭有丰富的孔结构,表面含有较多的含氧官能团和胺基、磺酸基、羧基和酰胺基等基团,从而具有良好的吸附性能以及较强的酸碱缓冲能力,有利于微生物的黏附和增殖。以添加芦苇生物炭作为复合载体,固定化颗粒的破损率降低了2.4%,酸碱稳定性和传质性分别提升12.5%和55.8%;在72 h内,可以使氨氮降解率达到96.3%。此外,不同粒径生物炭的固定化颗粒对氨氮的吸附量有显著影响,随着生物炭粒径从0.60 mm减小至0.15 mm,氨氮的最大吸附量可以从0.30 mg·g~(-1)增加到0.46 mg·g~(-1)。因此,在固定化微生物的载体中添加生物炭,可以提升固定化颗粒性能,打通微孔孔道从而有利于基质的运输和扩散;同时减小生物炭粒径,为微生物提供更多的吸附位点,从而显著提高固定化微生物对氨氮的降解能力。     

亚硝化混合菌的固定化及去除河水NH_3-N影响因素

通过比较炉渣、陶粒和沸石3种吸附基质对污染物的吸附去除效果和吸附固定微生物的效果,筛选出廉价易得的炉渣作为载体基质,同时以2%海藻酸钠(SA)和8%聚乙烯醇(PVA)混合溶液作为包埋剂,用吸附-包埋的复合方法固定具有亚硝化功能的混合微生物,并考察了该PVA-SA-炉渣小球去除河水中NH3-N的效果和影响因素。结果表明,当投加比0.45、温度30~40℃、振荡速度150 r/min和初始NH3-N浓度6 mg/L时,微生物可保持较高的活性,经4 h处理,复合固定化颗粒对河水中NH3-N去除率为80%左右。该吸附-包埋固定化方法对于去除NH3-N具有一定的实用意义,也为河流水体净化提供了新的技术参考。     

斜发沸石对城市污水处理厂二级出水中氨氮的处理效果研究

通过静态实验,研究天然斜发沸石去除城市污水处理二级出水中氨氮的性能。研究结果表明,投加量越大,沸石对废水中氨氮的去除率越高,但是吸附容量越低;沸石对氨氮的去除具有短时间内快速吸附,然后缓慢平衡的特点;粉末状沸石对氨氮的去除效果明显好于颗粒状沸石;pH对氨氮去除率有显著影响,pH值为6时,沸石对氨氮的去除率最高。NaCl和NaOH溶液对沸石的改性具有明显的效果,HCl溶液对沸石的改性作用不明显。     

固定化硝化细菌去除生活污水中的氨氮

以聚乙烯醇-海藻酸钠作为包埋载体固定硝化细菌,制备固定小球,对生活污水中的氨氮去除效果进行研究。采用平行实验考察了载体不同包菌量、载体与污水量比、活化时间、温度、DO以及载体循环次数对氨氮去除率的影响。结果表明,用包埋载体处理污水的氨氮和COD去除率明显高于传统活性污泥,且得出最佳反应条件:包埋载体的最佳活化时间为20 h,最适温度为25℃,最佳DO为3~4 mg/L。投加包埋载体比传统活性污泥法对氨氮去除效果和COD去除能力具有强化作用,投加20%的包埋载体时,反应器出水氨氮去除率提高了20%,菌体与载体比值小于1∶2.5时氨氮去除率超过90.12%,固定化包埋载体去除氨氮过程比较符合一级动力学模型。     

沸石吸附及其固定化微生物间歇式活性污泥法同时硝化反硝化脱氮的研究

以2种粒径(＜0.25 mm和0.2～1.0 mm)的天然沸石为实验材料,进行沸石吸附NH4+实验以及吸附饱和后固定化微生物间歇式活性污泥法(SBR)同时硝化反硝化(SND)脱氮实验.结果表明,实验沸石对NH4+的吸附等温线符合Langmuir吸附模型,小粒径天然沸石吸附NH4+效率较高.将小粒径天然沸石投加到SBR反应器中,与平行实验的SBR反应器相比发现,天然沸石在再生的同时能够增强SBR反应器的脱氮效率.     

硝化菌的筛选、鉴定及其固定化颗粒的氨氮去除效能

为探讨氨氮微污染地表水的生物强化脱氮技术,从地表水中筛选分离得到一种硝化菌优势菌株,对其进行16SrDNA鉴定,考察了不同固定化方法条件下其对氨氮处理的效果。结果表明,从氨氮微污染地表水中筛选分离的硝化菌优势菌株为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),采用聚乙烯醇(PVA)材料能够有效实现硝化菌株的固定化。PVA固定化硝化菌颗粒对微污染地表水中氨氮的去除率达87.2%,处理后水中残余氨氮浓度低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类水体氨氮限值。     

海水改性沸石处理氨氮废水

沸石因具有独特的架状结构而表现出良好的选择吸附和离子交换性能,在废水处理中被广泛应用,但吸附容量偏低,需要进行改性。针对天然沸石的局限性,研究了不同改性方法对氨氮吸附的影响,确定了最佳的沸石改性方法,并进行了吸附等温模型,吸附动力学研究。结果表明,采用高温300℃焙烧后再用预处理后的海水浸泡24 h改性沸石去除氨氮效果最佳。当活化沸石投配量为10 g/L,接触时间为150 min,进水氨氮浓度为37.91 mg/L时,沸石对氨氮吸附容量为4.08 mg/g,氨氮去除率为90.45%;沸石及改性沸石对氨氮的吸附等温线符合Langmuir方程和准一级动力学方程。用海水来改性沸石的方法,不仅可提高沸石对氨氮的吸附容量和吸附速度,而且无任何添加药剂,具有简单易行、费用低廉的优点,为沸石在水处理工程中的应用提供技术支撑。     

沸石强化A/O生物脱氮工艺氨氮去除机理研究

沸石强化A/O生物脱氮实验研究表明,沸石对配水氨氮具有良好的吸附性能,其吸附特征可以通过Frend lich和Langmu ir吸附等温线表征,但对污水中氨氮的吸附较配水吸附要复杂。由于沸石能与微生物构成沸石-生物复合体,从而增加了系统的硝化细菌和反硝化细菌数量,改善了A段的反硝化作用和O段的硝化作用。吸附饱和的铵沸石在硝化细菌和电导率的协同作用下,经好氧曝气4.5 h,能再生69.8%。在A段,进水氨氮浓度较高,沸石吸附氨氮,提高污水碳氮比,促进生物反硝化;进入O段,在盐度和微生物的协同作用下,混合液氨氮浓度因为生物降解而逐渐降低,不断打破铵沸石的吸附-脱附平衡,铵沸石不断释放氨氮而得到充分的再生。     

活性炭和沸石对氨氮的吸附特性及生物再生

采用活性炭和沸石作为吸附材料,分别考察了这两种吸附材料对水体中氨氮的吸附特性及其生物再生性能。实验结果表明,活性炭和沸石对水体中氨氮的等温吸附符合Freundlich等温式,其拟合度分别为0.9783和0.9303;静态吸附结果表明活性炭和沸石均具有较好的氨氮吸附性能,24 h内沸石对氨氮的吸附能力为1.27 mg/g,高于活性炭的0.53 mg/g;动态吸附中沸石达到吸附饱和的时间为96 h,较活性炭达到吸附饱和的时间长,沸石显示出作为氨氮吸附剂的优越性;活性炭和沸石经过96 h的生物再生后吸附性能获得一定程度的再生,出水中氨氮浓度比未进行生物再生前分别降低17.31 mg/L和8.32 mg/L,且都在表面形成了稳定的生物膜。     

人工湿地基质的筛选及其对猪场废水厌氧消化液中氨氮吸附性能研究

采用静态吸附实验,对比了岷江砂、沱江砂、青衣江砂、沸石、活性炭对猪场废水厌氧消化液中氨氮的吸附去除效率,基于氨氮去除能力、购买成本与运费的比较,筛选出性价比较高的基质--岷江砂作为四川地区人工湿地的基质处理猪场废水厌氧消化液.吸附实验表明,砂对氨氮的去除率随振荡时间和投加量的增加而增加.通过吸附等温曲线Langmuir...     

生物沸石球强化吸附氨氮废水的动力学研究

用一种具有多孔结构特征的沸石球作为载体固定化硝化细菌强化吸附氨氮废水。结果表明,沸石球能快速固定化硝化细菌,吸附动力学表明150 min对氨氮吸附容量达到2.816 mg/g,而且还有继续增加的趋势。假二级动力学方程和Elovich模型的精确拟合说明,生物沸石球对氨氮的吸附过程可能是非均相扩散起作用及以化学吸附反应为主的复杂转化过程。扩散拟合结果表明,氨氮在生物沸石球的吸附是以液膜扩散和颗粒内扩散为吸附速率的控制步骤,活性的硝化细菌对氨氮的硝化使氨氮在微孔的吸附得到了强化。     

天然沸石颗粒对NH4^＋动态吸附过程中的离子交换特性研究

采用天然斜发沸石颗粒,进行了沸石吸附水溶液中NH4^＋的动态吸附实验研究。实验结果表明,沸石颗粒粒径、沸石床高度、上升流速、进水氨氮浓度、进水水质等因素对沸石颗粒吸附NH4^＋有着明显的影响,在工程实践应用时,要根据动态吸附实验结果选择合适的设计及运行参数。离子交换机理研究表明,Na^＋首先被交换出来,随着反应进行,Ca^2＋浓度逐渐增加,两者成为离子交换的主要对象。对于人工氨氮配水,整个运行期间金属阳离子液相增加量明显大于NH4^＋去除量,这与金属阳离子在固液两相间的再分配作用有关;对于厌氧工艺出水,在吸附初期,NH4^＋去除量大于金属阳离子液相增加量,随着反应进行,两者逐渐持平。     

沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中氨氮的研究

利用沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中的氨氮,研究了沸石的静态吸附性能以及不同运行参数对处理效果的影响.结果表明:(1)沸石具有快速吸附,缓慢平衡的特点.采用氨氮质量浓度为5.00 mg/L的使用溶液进行静态吸附实验,当吸附时间为30 min时,氨氮质量浓度为0.66 mg/L,去除率为86.8%,之后氨氮浓度和去除率基本保持不变.(2)水力负荷对氨氮的去除率影响不大,随着水力负荷的升高,氨氮去除率总体呈小幅度下降趋势.当水力负荷由0.4 m~3/(m~2·h)提高到1.3m~3/(m~2·h)时,氨氮平均去除率降低了13.2%.(3)在实验范围内,随着气水比的增大,氨氮平均去除率略有上升.当气水比为0.5(体积比,下同)、1.0、1.5时,氨氮平均去除率分别为81.8%、85.3%、86.7%.(4)氨氮去除主要发生在填料层200～600 mm处,600mm处的氨氮去除率已经达到89.7%,占总去除率的96.9%,而600 mm处后的氨氮浓度趋于平缓,去除率变化很小.     

天然沸石处理富营养化水的生物基作用研究

采用实验室模拟封闭池塘水体的方法研究了天然沸石处理富营养化水的机理与方法,采用电镜等手段观察和研究了沸石生物膜的形态。结果表明,天然沸石是一种良好的生物基材料,具备生物膜功能的沸石对富营养化池塘水中的NH₃-N和COD能保持长效和稳定的去除作用,两者的去除率分别为85%～88%和64%～73%。对磷的去除以吸附为主,去除率可达27%,吸附饱和后沸石失去除磷效果。天然沸石的吸附、离子交换和生物作用,能形成一个完整和谐的吸收消化系统,使天然沸石始终处于吸附未饱和状态,是沸石去除NH₃-N和COD的重要机理。天然沸石来源广泛,价格不高,在富营养化池塘水净化中,具有效果持久、无二次污染和不影响水体景观的特点,在提高和改善水质的同时,对增强水生态系统的自净能力有利,是一种安全和纯生态的处理方法。     

AMMONIA REMOVAL FROM COMPOST LACHATE USING ZEOLITE. II. A STUDY USING CONTINUOUS FLOW PACKED COLUMNS

Bench-scale packed zeolite columns were set up and operated to investigate the continuous removal of ammonium ions from compost leachate. The effects of hydraulic retention time (HRT), and particle size of the zeolite on the ammonia adsorption capacity were studied. For both the coarse particle and the powdered zeolite columns, higher ammonia removal efficiencies were achieved with longer HRT (i.e., lower influent flow rate) tests. At the same HRT, ammonia removal efficiencies from tests with powdered zeolite were generally 20% higher than tests with the coarse particle zeolite. A HRT of 6 hours was found appropriate for efficient ammonia removal, and an operating capacity of 1.31 mg N/g zeolite was obtained. Over 98% of the ammonia input from the influent was consistently removed for over 5 bed volumes (BV) of compost leachate flowing through the zeolite column. Zeolite proved to have a great potential as a medium for ammonia removal in treating composting leachate.