炉渣填料用于前置反硝化BAF处理生活污水的启动性能研究

曝气生物滤池(BAF)是在普通生物滤池的基础上,借鉴给水滤池工艺开发的污水处理新工艺。以炉渣为填料采用前置反硝化曝气生物滤池处理模拟生活污水,研究了前置反硝化曝气生物滤池处理生活污水的启动状况,考察了启动过程中COD、NH4+-N等主要污染物的去除情况。试验结果表明,在水力负荷为1.74m/h、回流比150%、气水比为3∶1的条件下,COD和NH4+-N分别在35d和45d内得到了有效地去除。其中,COD出水浓度降到30mg/L以下,去除率稳定在85%以上;NH4+-N出水浓度降到10mg/L以下,去除率稳定在65%以上。研究结果表明选用炉渣作填料的前置反硝化曝气生物滤池在相对较短的时间内启动效果良好。     

跌水曝气生物滤池的挂膜与启动研究

为实现污水的无能耗处理,根据"跌水曝气式生物滤塔"专利设计制作了5层跌水曝气生物滤池,对其在生活污水处理过程中的自然挂膜过程进行研究,分析了挂膜过程中生物相的变化及对COD、NH4+-N的去除效果。试验结果表明:COD的去除主要集中在滤池的中上部(第1、2、3滤料层),而对NH4+-N的去除主要集中在中下部(第4、5滤料层)。当COD的去除率稳定在61.5%左右,NH4+-N的去除率稳定在56%以上,且滤料中的生物相趋于稳定时,标志着反应器挂膜已完成,历时约21 d。     

碳素纤维泛氧化塘治理高寒地河水的试验研究

采用碳素纤维生态草填料和间歇曝气强化的泛氧化塘对长春新凯河河水展开了异位式治理的试验研究,考察了单一的填料强化和"间歇曝气+填料强化泛氧化塘"对污染物的年度去除效果。试验过程中发现COD、NH4+-N、TP的去除效果受温度的影响比较明显,四季平均去除率分别为16.85%~34.19%、13.6%~53.14%、9.22%~26.08%;NH4+-N去除率同时受DO的影响也很明显,夏季间歇曝气可提高NH4+-N去除率27%左右。全年监测结果表明:曝气强化作用在夏季最为明显,在停留时间为36 h、曝气时间为18 h/d、曝气量为0.4 m3/min时,碳素纤维曝气泛氧化塘对COD、NH4+-N、TP的平均去除率分别为34.19%、53.14%、26.08%,这表明采用碳素纤维曝气泛氧化塘对受污染河水的治理是可行的。     

AF+BAF用于处理树脂化工集中区废水厂尾水的研究

采用厌氧滤池(AF)+曝气生物滤池(BAF)工艺处理树脂化工废水,曝气生物滤池以陶粒为生物载体,进水COD为200~300 mg·L-1,实验规模均为2~4 L·d-1.实验表明,采用AF+BAF工艺对化工园区尾水有较好的处理效果,在AF停留24h,BAF停留12 h的条件下,COD的去除率最高可达73.4%,NH+4-N的去除率达到93.8%.通过气相色谱-有机质谱联用仪(GC-MS)和三维荧光光谱分析发现,系统对小分子有机物和微生物代谢产物的去除显著,但对饱和烷烃和含氮杂环类物质去除效果不佳.变性梯度凝胶电泳(DGGE)谱图显示,AF中的微生物种类比原废水厂上流式厌氧池(UASB)中更为丰富,表明化工园区废水采用二次厌氧效果明显.     

HRT对瓷粒BAF处理生活污水效能的影响

通过实验室模型试验研究了瓷粒曝气生物滤池处理生活污水的效能,分析了在气水比一定的条件下,水力停留时间(HRT)变化对曝气生物滤池处理效能及运行特性的影响规律。考察了不同HRT运行下,COD、NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、SS等指标的变化,结果表明,当进水COD为280～320mg/L,气水比为3:1,HRT为10h的条件下,处理效果最好,其中COD、NH4+-N、TN、SS的平均去除率分别为92.6%、97.8%、34.7%、84.2%。当HRT逐渐降低时,以上指标的去除效果都有所下降,但去除效能的下降与HRT的降低不呈线性关系。当HRT降至3h,去除效能有一定程度的上升,COD、NH4+-N、TN、SS的去除率有所增加。     

水体/底泥生物基城市河道富营养化水体修复试验研究

针对城市水体富营养化现状,自主研发了水体生物基、底泥生物基和微动力涡轮水循环曝气系统.水体生物基对水体中COD、NH+4-N和TP的去除效果,平均去除率分别为82.33%、98.00%和54.73%;底泥生物基在投加5 d内可达到20%以上的底泥减量率,上覆水曝气可有效缓解由底泥有机质降解而引起的营养盐释放;由水体/底泥生物基相结合并辅以微动力涡轮水循环曝气系统的组合技术,在中试试验中表现出较好的水体营养盐去除及底泥有机质降解效果,COD、NH+4-N、TP的去除率分别为52.0%、33.6%、23.4%,河道底泥中有机质成分由试验前的38.20%降至试验结束时的12.20%.     

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。     

沸石曝气生物滤池处理城市纳污河水

采用上流式沸石曝气生物滤池(ZBAF)处理城市纳污河水,研究其挂膜启动过程,以及对有机物、NH3-N、SS的去除效果及影响因素。结果表明,在水温为11～24℃条件下,气水比对NH3-N的去除要比对COD和SS的去除影响大得多;当水力负荷为1.2m3/(m2.h),曝气量为3∶1时,对污染物的去除效果最佳;滤池填料高度对各种污染物的去除有较大影响,大部分有机物在进水端40cm厚的填料层内得到降解,而氨氮的硝化主要集中在上层填料层内。     

回流比水力负荷对前置反硝化生物滤池工艺处理污水的影响研究

前置反硝化生物滤池工艺具有良好的脱氮性能,其中回流比是影响其处理效果的一个重要因素.试验考察了回流比分别为50%、100%、200%、300%的条件下该工艺对COD、NH4+-N、TN的去除效果.研究表明,在回流比从50%提高至300%的过程中,该工艺对污染物的去除效果以200%为界呈先上升后下降的趋势,但对去除TN的影响较为显著,回流比为200%时,对应COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为92.67%、90.50%和80.50%.在保持回流比100%的条件下,随水力负荷从1.52m.h-1增加到2.82m.h-1的过程中,前置反硝化生物滤池工艺对污染物的去除效果以2.08m.h-1为界呈先上升后下降的趋势,水力负荷为2.08m.h-1时,对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为91.72%、90.29%和74.45%.COD、NH4+-N和TN主要在BAF(DN)缺氧环境内得到去除,平均去除率分别为78.48%、68.02%和58.21%.     

前置反硝化曝气生物滤池处理生活污水的动力学研究

实验推导了前置反硝化曝气生物滤池工艺处理生活污水的有机物、氨氮、硝态氮的去除动力学模型,研究该工艺有机污染物去除机理和脱氮效能。填加火山岩滤料的前置反硝化曝气生物滤池工艺对生活污水具有良好的处理效果,COD,NH+4-N和TN的平均去除率分别可达到85.1%,97.0%,63.8%。     

高碳氮负荷下同时脱氮除碳好氧颗粒污泥研究

在4 L反应器中,以补加葡萄糖和硫酸铵的猪场废水为基质,不接种活性污泥,加入粉末状活性炭对废水土著微生物进行预固定.通过批次进水并控制运行条件（逐渐提高COD、NH 4＋-N负荷、缩短沉降时间、提高曝气量）培养同时脱氮除碳好氧颗粒污泥,研究了该好氧颗粒污泥的脱氮除碳功能及对高碳氮负荷冲击的响应.结果表明,成熟好氧颗粒污泥为土黄色不规则球状,粒径为0.5～3.5 mm.COD和NH 4＋-N负荷分别在4.80～12.6 kg.（m3.d）-1和0.217～0.503 kg.（m3.d）-1时,好氧颗粒污泥对COD的去除率〉94%,对NH 4＋-N的去除率〉98%.当COD和NH 4＋-N负荷分别提高至15.70 kg.（m3.d）-1和0.723kg.（m3.d）-1并运行4 d后,反应器内絮体激增,颗粒沉降变差并开始破碎,NH 4＋-N去除率下降至81.6%.排出部分污泥并降低负荷继续运行,颗粒污泥的NH 4＋-N去除率可迅速恢复至98%以上.本研究培养的好氧颗粒污泥具有良好的同时脱氮除碳功能,可以耐受高COD和NH 4＋-N负荷的双重冲击.     

间歇曝气SBR与传统SBR处理养猪沼液的比较研究

采用间歇曝气序批式反应器(intermittently aerated sequencing batch reactor,IASBR)和传统序批式反应器(SBR)处理养猪沼液,研究进水中化学需氧量(COD)与总氮(TN)比值(COD/TN)和运行负荷对污染物去除效果的影响.结果表明,在进水COD/TN约为2.2、氨氮负荷为(0.12±0.04)kg·(m3·d)-1时,IASBR中的氨氮、TN和有机物去除率分别为97.2%±4.4%、81.5%±7.5%、88.5%±2.4%,优于SBR的78.3%±19.6%、79.8%±4.9%、86.6%±3.2%;当氨氮负荷提高至(0.18±0.02)kg·(m3·d)-1时,IASBR中的氨氮、TN和有机物去除率略有降低,分别为92.4%±7.3%、77.5%±5.3%、86.4%±2.2%,但仍然优于SBR中的相应去除率78.1%±15.4%、61.8%±11.2%、81.8%±5.6%.在氨氮负荷为(0.20±0.01)kg·(m3·d)-1下,提高进水COD/TN至约3.0,则IASBR和SBR的污染物去除能力较进水COD/TN为2.2时有显著提升,IASBR中氨氮、TN和有机物去除率分别达到99.6%±0.2%、91.5%±2.9%和92.0%±0.9%,仍然高于SBR的90.2%±1.4%、83.0%±1.9%、90.2%±0.5%.总体而言,相较SBR,IASBR对TN和氨氮的去除更高效、耐冲击负荷能力更强,因此对养猪沼液等低碳氮比的废水更为适用.     

环流曝气塔中生物脱氮过程的研究

利用环流曝气塔进行同时硝化/反硝化(sND)脱氮实验.实验中,分别采用不同降解性能的碳源以及采用不同的碳源投加方式,研究反应器内的脱氮过程,监测处理过程中NO_x^--N浓度和溶解氧DO的变化.实验显示,在COD 800mg/L+800mg/L的分批加料方式下,NH₄⁺-N的降解得到加强,出水中NH₄⁺-N浓度低于3mg/L;利用较难降解物质作为碳源时,利于反应器内低溶解氧条件的出现,促进了反硝化的进行,实验在采用醇类碳源时脱氮效果好于葡萄糖的情况.     

添加原水改善SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液性能

采用序批式反应器(SBR)工艺直接处理猪场废水厌氧消化液,处理系统的效率较低,COD去除率仅有10%左右,NH₄⁺-N去除率70%左右;处理出水水质较差,出水COD高于1 000mg/L,出水NH₄⁺-N在200mg/L左右;处理系统的工作不稳定,效能逐渐恶化.在猪场废水厌氧消化液中添加部分未经厌氧消化的猪场废水(原水),处理系统的处理效率明显提高,COD去除率高于80%,出水COD降到250～350mg/L;NH₄⁺-N去除率高于99%,出水NH₄⁺-N小于10mg/L;处理系统的稳定性也得到增强.添加原水后,猪场废水厌氧消化液的BOD₅/COD比值从0.19上升到0.54,BOD₅/TN比值从0.28上升到2.04,增加了微生物生长和反硝化所需的碳源,强化了反硝化作用,不仅提高了总氮去除效率,而且通过回补碱度,维持了处理系统的pH值稳定.     

人工湿地处理含盐生活污水的特性研究

将人工湿地应用于含盐生活污水处理,在0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%等不同进水NaCl盐度水平下,研究了进水盐度对人工湿地运行效果及基质微生物数量和酶活性的影响,结果表明,当进水盐度在1.5%及以下时,人工湿地运行受盐度的影响较小,对COD的去除率保持在68.3%以上,对NH4+-N的去除率保持在66.1%以上.当进水盐度达到2.0%,人工湿地基质中细菌、真菌、放线菌和硝化细菌的数量明显减少,基质脲酶、纤维素酶活性也相应下降,导致人工湿地对污染物的去除率也随之下降,其中COD去除率降低至52.9%,NH4+-N去除率降低至50.3%.实验进一步研究了在1.5%进水盐度下人工湿地的水力条件对净化效果的影响.结果表明,相对于有机物,氮的去除受HRT的影响更大,当人工湿地的HRT由3～5 d降低至2 d时,NH4+-N的去除率从65.1%～78.2%降至47.1%.     

Nitrogen removal and simultaneous nitrification and denitrification in a fluidized bed step-feed process

For urban wastewater treatment, we conducted a novel four-stage step-feed wastewater treatment system combined with a fluidized bed laboratory experiment to investigate chemical oxygen demand (COD), NH₄⁺-N, and total nitrogen (TN) removal performance. The removal rates of COD, NH₄⁺-N and TN were 88.2%, 95.7%, and 86.4% with effluent concentrations of COD, NH₄⁺-N and TN less than 50, 8, and 10 mg/L, respectively. Biomass and bacterial activities were also measured, with results showing more nitrobacteria in the activated sludge than in the biofilm; however, bacterial activity of the biofilm biomass and the activated sludge were similar. Nitrogen concentrations during the process were also detected, with simultaneous nitrification and denitrification found to be obvious.     

同步硝化反硝化耦合除磷工艺的快速启动及其运行特征

以低COD/N生活污水(C/N为3∶1~4∶1)为进水基质,在序批式活性污泥反应器(SBR)中接种好氧颗粒污泥(AGS),通过逐步降低溶解氧(DO)浓度的方式快速实现同步硝化反硝化耦合除磷.反应器运行20 d后(DO浓度为0.50~1.0mg·L-1),系统出现同步硝化反硝化耦合除磷的现象.在随后运行的40 d里,反应器对废水COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别为84.84%、93.51%、77.06%和85.69%;出水NO-3-N和NO-2-N平均浓度分别为4.01 mg·L-1和3.17 mg·L-1.反应器启动运行后期,污泥体积指数(SVI)为55.22 m L·g-1,沉降性能良好,颗粒结构较完整.不同氮源的周期曝气阶段结果表明,对TN的去除率为NH+4-NNO-2-NNO-3-N;对TP的去除率为NO-3-NNO-2-NNH+4-N,反应器主要以同步硝化反硝化脱氮和反硝化方式除磷.     

循环流廊道湿地中氮归趋过程模拟研究

针对新型高效脱氮循环流廊道(CFC)湿地,构建了涵盖6种氮形态、3类介质、10种代谢途径的N循环模型,探索了湿地内N迁移转化模式.结果表明,沸石吸附(53.3%)、植物吸收NH+4-N(27.6%)、NO-3-N反硝化(10.2%)、植物吸收NO-3-N(2.9%)和NO-2-N短程反硝化(1.5%)对TN去除贡献依次降低.NH+4-N去除机制存在季节差异,其中1月NH+4-N主要通过沸石吸附去除(84.5%);4~6月通过植物吸收去除(76.4%~85.3%);7月通过沸石吸附(36.1%)、亚硝化(45.8%)及植物吸收(21.4%)共同去除.此外,定期收获植物、按期再生沸石及种植水生植物可分别提升TN去除率1.7%~7.7%、43.1%~72.2%和19.8%~36.2%.综之,CFC湿地去除途径多样性保障了TN的长期高效去除.     

潜流湿地处理生活污水时的强化策略

研究在潜流湿地处理生活污水时通过预处理强化、介质优化和工艺改进克服现有技术缺陷的可行性.改进方法包括化学强化预处理、预曝气、添加氮吸附介质、添加磷吸附介质、湿地高浸润线、中浸润线、低浸润线和动态浸润线运行.结果表明,化学强化预处理不仅可以除磷,而且削减湿地污染负荷可使后续湿地面积减小63%,但是不能有效脱氮.预曝气仅使氨氮去除率提高了1%.添加氮吸附介质的有效时间短,运行前3个月对NH₄⁺-N去除率为84%,5个月后下降到64%.添加磷吸附介质的有效时间较长,可维持数年.因此,脱氮过程只有通过基质微生物实现.稳态浸润线下对COD、NH₄⁺-N、TN、TP的去除率,高浸润线湿地为50%、21%、32%、-26%;中浸润线湿地为53%、48%、48%、-14%;低浸润线湿地为74%、96%、35%、22%.提出动态浸润线及序批式潜流人工湿地工艺(CBSW),其对COD、NH₄⁺-N、TN、TP去除率为67%、62%、53%、33%.CBSW实现了单级湿地内好氧/缺氧环境的交替出现,提高了脱氮能力,除污综合表现最佳.     

基质比对ABR厌氧氨氧化工艺脱氮性能的影响

为解决厌氧氨氧化底物去除不彻底导致总氮去除偏低的问题,通过控制不同的进水基质比,对厌氧折流板反应器(ABR)的厌氧氨氧化脱氮性能进行了研究.结果表明,ABR厌氧氨氧化系统最佳进水N_2~O--N/NH+4-N为1.34,此时NH+4-N和N_2~O--N的去除率同时达到99.99%左右,总氮去除率达到峰值为87%,当进水N_2~O--N/NH+4-N从1逐渐降低至0.49和从1.34逐渐提高至1.62时,反应器对NH+4-N和N_2~O--N的绝对去除量较为稳定,NH+4-N或N_2~O--N过量对ABR厌氧氨氧化系统没有产生明显抑制;此外,不同基质比条件下,NH+4-N和N_2~O--N的去除基本在第1隔室完成,基质比变化对ABR各隔室的脱氮效果没有产生显著影响,ABR厌氧氨氧化系统对基质浓度的变化具有较好的稳定性.