PRB技术同步去除地下水中硝酸盐和镉

为评估可渗透反应墙(PRB)技术同步去除复合污染地下水中硝酸盐和重金属的可行性,选取蛭石、活性炭、固定化微生物为PRB反应介质,采用批实验和柱实验在不同填装方式及不同水力停留时间等条件下,考察PRB技术对硝酸盐和Cd~(2+)的同步去除效果。结果表明:PRB介质为蛭石或活性炭与固定化微生物组合型填料时,Cd~(2+)对PRB去除复合污染水体中的硝酸盐影响甚微,可实现高效的同步去除;当进水NO_3-N浓度为50 mg·L-1、Cd~(2+)浓度为10 mg·L-1时,活性炭与固定化微生物的组合型反应介质对NO_3-N和Cd~(2+)去除率分别可达93.13%和95.80%,蛭石与固定化微生物的组合型反应介质对NO_3-N和Cd~(2+)去除率分别可达92.70%和99.50%,经处理后的水质可达到地下水Ⅲ级质量标准(GB/T14848-2017)。以蛭石+固定化微生物、活性炭+固定化微生物作为反应介质的PRB技术可以实现NO_3-N和Cd~(2+)的同步去除,该技术可应用于处理硝酸盐和重金属复合污染地下水。     

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。     

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.     

鱼类循环水养殖系统DO变动及污染物去除

为优化工厂化循环水石斑鱼养殖系统的运行管理,利用DO在线监测系统,跟踪监测了石斑鱼两次喂料期间(48 h内)养殖池DO的波动情况,考察了DO随养殖池内NH_4~+-N、NO_2~--N、溶解性COD的变化规律,并研究了该养殖条件下生物滤池对污染物的去除性能。结果表明:在该养殖条件下,NH_4~+-N、NO_2~--N和COD分别在28、36和44 h恢复至喂料前的水平,48 h内养殖池NH_4~+-N、NO_2~--N和COD维持在0.32、1.27和2.40 mg·L~(-1)以下;养殖池DO波动明显,随着污染物浓度的增加而降低,喂料2 h后DO低于安全浓度6 mg·L~(-1),养殖石斑鱼容易缺氧死亡;在该养殖系统中,弹性填料滤池对COD的去除能力较强,单个循环时间内最大去除率为61.84%;珊瑚砂滤池对NH_4~+-N、NO_2~--N去除能力较强,单个循环时间内最大去除率分别为38.17%、56.43%。可知,系统水处理效果良好,基本满足循环水养殖石斑鱼的相关水质要求;运用DO在线监控系统,跟踪监测DO变化情况,结合DO随污染物浓度变化的相关规律,可及时察觉养殖池水质变化,以便采取有效调控措施。     

丝瓜络填料反硝化滤池对生活污水的净化

考察了以丝瓜络为填料的反硝化生物滤池对生活污水中TN和TP等污染负荷去除的效果。结果表明,通过间歇运行的方式,在不加碳源的条件下,水力停留时间为24 h,各污染物的去除效果较好,对NO_3~--N、NO_2~--N、NH_3-N、TN、TP和COD平均去除率分别为95%、92%、30%、75%、25%和50%,出水总氮含量低于城镇污水处理厂一级A标准(GB 18918-2002)。通过扫描电镜对丝瓜络微观表面形貌进行观察,发现丝瓜络具有微米级的网状结构,反应后表面镶嵌有大量球形的微生物群落,且内部网壁变薄。     

降温方式对厌氧氨氧化脱氮性能的影响

考察一次性降温和阶梯式降温对厌氧氨氧化反应器(ASBR)脱氮性能的影响。一次性降温方式(30℃降至15℃),阶梯式降温方式(30℃降至25℃,再降至20℃,最后降至15℃)。温度30℃时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别为97.3%和98.5%,总氮去除速率为5.12 mg·(g·h)~(-1),?NO_2~--N/?NH_4~+-N为1.33,厌氧氨氧化活性(SAA)为0.139 g·(g·d)~(-1)。一次性降温至15℃时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别降至47.9%和55.1%,总氮去除速率降至2.74 mg·(g·h)~(-1),?NO_2~--N/?NH_4~+-N升至1.51,SAA降至0.071 g·(g·d)~(-1)。阶梯式降温至15℃时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率降至51.6%和61.2%,总氮去除速率降至3.22 mg·(g·h)~(-1),?NO_2~--N/?NH_4~+-N升至1.48,SAA降为0.083 g·(g·d)~(-1)。阶梯式降温方式脱氮性能更佳。     

电极面积对无质子交换膜微生物燃料电池协同去污能力的影响

以间距是180μm的不锈钢网为电极,构建了单室型无质子交换膜微生物燃料电池(MFC)污水处理系统。分别驯化、培养厌氧消化菌和反硝化菌,厌氧消化菌在阳极附着成膜组成生物阳极氧化去除有机污染物,反硝化菌在阴极附着成膜组成生物阴极反硝化去除含氮污染物,研究了电极面积对污染物协同去除能力的影响。当电极面积为45 mm×100mm和45 mm×50 mm时,两系统的开路电压最大值分别为(182.8±6.2)mV和(161.8±5.4)mV,COD、NH4+-N和NO3--N最大去除率分别为96.5%、99.7%、99.7%和85.4%、92.2%、97.9%;出水中NO2--N的含量分别低于(0.072±0.006)mg/L和(0.084±0.008)mg/L。这表明电极面积大的系统具有较好的有机污染物和含氮污染物协同去除能力。     

4种固定化藻类对污水中氮的净化能力研究

取培养至对数末期的藻,采用海藻酸钙凝胶包埋固定,对人工污水进行静态模拟净化试验,研究了蛋白核小球藻、鱼腥藻、双对栅藻和突变衣藻4种藻在固定和悬浮状态下,对污水中的氨氮和硝酸氮的净化效率以及藻类的生长特性。结果表明：固定化藻细胞比悬浮态藻细胞具有生长更趋于稳定、藻类的活性保持时间更长的优势。4种藻类中,小球藻和鱼腥藻在污水中的生长状况更好,较适宜采用海藻酸钙凝胶包埋固定化技术。实验第5 d时,固定化小球藻、鱼腥藻、双对栅藻和衣藻对NH₃-N去除率分别为91.9%、84.8%、68.3%和51.2%;对NO^-₃-N的去除率分别为85.1%、100%、96.9%和65.9%。固定化小球藻对NH₃-N的去除效果最好,而固定化鱼腥藻对NO^-₃-N的去除效果最好。因此,小球藻和鱼腥藻更适用于去除污水中的氮,具有很好的应用前景。     

一种基于脱氮和除磷分开的强化污染物去除组合工艺中试研究

针对北京等严重缺水地区提高污水综合排放标准,用于地表水和地下水补充水的需求,以强化COD、N和P去除为目的,研发了N和P不同单元处理的缺氧立体循环氧化沟单元/好氧立体循环氧化沟单元/除磷过滤器单元组合工艺,通过中试实验研究了该工艺的去除效果,并优化了该工艺水力停留时间(HRT)和溶解氧(DO)参数。结果表明,当缺氧和好氧立体循环氧化沟单元的HRT和DO分别为12 h、DO 0.5 mg/L和6 h、2.0 mg/L,除磷过滤器滤速6~8 m/h时,该工艺的平均出水浓度COD 25 mg/L,TN 11 mg/L,NH_4~+-N 1.2 mg/L,TP 0.15 mg/L,平均去除率分别为88%、57%、94%和96%。其中缺氧立体循环氧化沟单元COD、NH_4~+-N和TN平均去除率为70%、80%和57%,好氧立体循环氧化沟单元进一步去除COD和NH_4~+-N(去除率为18%和14%);经缺氧、好氧氧化沟处理去除50%左右的TP,除磷单元吸附作用去除46%的TP。经过该组合工艺处理,COD、N和P都能达到北京市2013年出台的地方污水排放新标准一级B排放要求。     

城市污水管网中水质变化特性

以管网中城市污水为研究对象,通过模拟管道的循环流动研究了水质变化特性。结果表明,在水力流动6 h的条件下,因管道沉积和管内微生物作用,城市污水中的TCOD(总有机物)去除率为10.79%,其中,沉积和生物降解作用对TCOD去除的贡献率分别为68.85%和31.15%。而管道中的氮类污染物的去除率为11.15%,管道沉积与生物降解作用各占约50%,其中生物降解引起的氮类污染物的变化主要是水中有机氮转化为NH3-N(NH3-N由35.51 mg/L升至38.38mg/L),以及反硝化作用造成的NO3-N转变(NO3-N由2.36 mg/L降至0.84 mg/L)。总磷的变化相对较小,与管道内相对稳定的缺氧环境有关。     

冬季组合工艺处理灌溉尾水的运行效果

采用水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地组合工艺处理农村生活污水灌溉尾水,针对冬季灌溉尾水量大,而系统处理效果下降问题,对组合工艺进行了运行效果及水力负荷等工艺参数的优化研究。大棚对系统能起到一定的保温效果,系统进出水水温均高出未采取保温强化措施系统2℃左右。在冬季水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地受温度影响,污染物去除效能显著下降,随着水力负荷的增大,水耕蔬菜人工湿地对COD、TN及TP的平均去除率和去除负荷呈先增加后减小趋势,其对COD、TP的平均去除率均在0.3 m~3/(m~2·d)附近达到最大,分别为33.4%和11.5%,TN的平均去除率在0.4 m3/(m~2·d)附近达到最大,为8.5%;垂直流人工湿地随着水力负荷的增大,对COD、TN、NH_4~+-N和TP的平均去除率的变化趋势与水耕蔬菜人工湿地相似,在0.2 m~3/(m~2·d)处达到最大,分别为56.3%、29.3%、23.8%和31.3%。上述结果与人工湿地在其他温度较高季节去除率一般随水力负荷降低而呈上升趋势的结果显著不同,表明在冬季依靠一味降低水力负荷无法达到提高系统去除效能的目的。     

固定化降解菌Q5去除喹啉的性能研究

为了研究固定化微生物在土壤生物修复中的应用,以实验室筛选出来的高效降解菌 Q5 为生物活性物质,利用生物大分子仿生合成出的纳米多孔氧化硅为载体,通过表面吸附同定化方法将其固定,制备出固定化微生物.考察固定化微牛物初始 pH 值、温度、摇床转速和菌种的接种量对喹啉去除的影响,得到适宜的去除条件,在相同条件下比较固定化微生物与游离菌种对底物的去除情况,研究单一固定化菌种对不同浓度的喹啉的去除情况,考察固定化微生物的稳定性.实验结果表明,菌株 Q5 经固定化后,对喹啉的去除能力大大增强,在 500 mg/L 浓度下,40 h 固定化 Q5 对底物去除率达96.6%,远高于未固定化 Q5 的去除率 56.1%;对于高底物浓度,固定化微生物的去除效果明显,初始底物浓度为1 500 mg/L,反应 70 h 后去除率为 91.6%,且这种固定化微生物的重复使用性能良好.     

2种载体对厌氧同步消化、反硝化的影响

驯化培养的厌氧消化菌和反硝化菌分别在以网格间距为180μm的不锈钢网和塑料网的载体上附着成膜,研究两种载体上附着微生物对厌氧同步消化和反硝化去除有机污染物和含氮污染物的影响。以不锈钢网为载体的系统,COD和NO-3-N的去除效率分别为66.7%~97.0%和89.0%~100%;以塑料网为载体的系统,COD和NO-3-N的去除效率分别为55.7%~97.0%和81.7%~98.4%。两系统对NH+4-N的去除效果不明显,但出水中NO-2-N没有明显积累;连续运行16 d后,不锈钢网和塑料网表面附着的微生物量分别为(0.0204±0.0022)g和(0.0305±0.0017)g。仅反硝化菌附着成膜时,塑料网为载体的系统对COD和NO-3-N的去除效果好于不锈钢网为载体的系统,但均低于厌氧消化菌和反硝化菌附着成膜时。研究结果表明,以可导电不锈钢网为载体的系统,厌氧同步消化和反硝化协同去除有机污染物和硝态氮污染物的能力要好于不导电塑料网为载体的系统。     

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。     

臭氧-固定化生物活性炭滤池深度处理石化废水的试验研究

针对石化废水中不同特征污染物，采用人工分离筛选去除COD和油工程菌6株、硝化工程菌10株(亚硝化细菌5株、硝化细菌5株)构建高效混合菌群，通过臭氧固定化生物活性炭滤池除污染效能中试研究表明，该系统深度处理石化难降解有机废水是可行的，能同时实现去除COD、油类、NH3-N等污染物的功效，对COD、油类、NH3-N和色度的平均去除率分别为73．0％、90．5％、81．2％和90%，相应的出水分别为33．2mg／L、0．4mg／L、4．5mg／L和10倍，各项指标均达到了国家循环冷却水的用水要求，它的推广应用必将带来显著的环境效益、社会效益和经济效益。     

包埋法处理抗生素废水的试验研究

采用包埋活性污泥对抗生素废水进行了试验研究,以COD、BOD5、NH3-N和TN去除率为指标,考察包埋活性污泥处理抗生素废水的可行性,结果表明,COD、BOD5、NH3-N和TN去除率分别为68.02%、78.80%、45.00%和49.11%.说明包埋法处理抗生素废水是可行的,尤其是去除TN上具有一定的优势.     

固定化菌藻微球的制备、表征及其对富营养化湖水的修复

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为主要包埋材料,以活性炭、SiO2和CaCO3作添加剂,采用普通小球藻(Chlorella vulgaris)和活性污泥制备固定化菌藻微球。采用正交实验对微球的制备条件进行了优化,并对最优化条件下制得的微球进行了表征,还考察了固定化菌藻微球对某富营养化湖水的修复效果。结果表明,固定化菌藻微球的最优化制备条件为:PVA用量10%(m/v),微生物包埋量15 mL,海藻酸钠用量0.6%(m/v),氯化钙浓度2.0%(m/v)。制得的微球具有较大的比表面积,内部呈网状结构,孔径分布均匀,中孔居多,适合小球藻和微生物生长。采用固定化菌藻微球可有效修复上述湖泊的实际富营养化湖水,微球可重复使用3~4个循环,在前4个循环中,每个循环历时96 h,TN平均去除率达80%以上;TP平均去除率达90%以上;COD平均去除率达85%以上,表明固定化菌藻微球在富营养化湖水的修复方面具有潜在的应用价值。     

循环水养殖系统六级生物滤池运行效果分析

对硬头鳟(Oncorhynchus mykiss)和虹鳟(O. mykiss)鱼苗循环水养殖系统生物滤池运行效率以及其不同部位主要功能进行比较。于2017年5—11月,测定了六级生物滤池的基本水质指标(TAN、NO_2~--N和NO_3~--N等),并计算了六级生物滤池对TAN、NO_2~--N和NO_3~--N的去除率。于养殖中期,测定了六级生物滤池不同部位(BF1～BF6)的硝化速率、亚硝氮氧化速率和反硝化速率。结果表明:六级生物滤池对TAN、NO_2~--N和NO_3~--N的平均去除率分别为75.00%、44.00%和17.70%,其主要去除效果发生在BF1～BF3;六级生物滤池中BF1的硝化速率最高,与BF1较高的初始TAN浓度、充足的溶氧和最适pH有关;BF3的亚硝氮氧化速率最高,与BF3较高的初始NO_2~--N浓度有关;BF5的反硝化速率最高,与BF5较低的pH和较高NO_3~--N浓度有关。结果表明适当缩减生物滤池级数,并在循环水养殖系统中加入反硝化反应器,有利于提高系统运行效率。     

复合沸石滤床修复北方景观水体的实验研究

以天然矿物质沸石、细砂及煤渣取代传统滤料构建复合基质生态床,表面种植景观植物,采用下向流-上向流运行方式修复北方景观水体。分别进行静态实验及不同循环速率下的动态实验,考察对水体污染物去除过程。结果表明,2种运行方式下对水体NH⁺₄-N去除率都在85%以上,其中以1 h为循环周期的运行方式去除率达97%,较静态提高12.8%;TN去除率最高为84%;TP去除不稳定,过程缓慢。煤渣层对NH⁺₄-N的去除效果差,硝化作用不彻底与反硝化作用的加强使下层出水NH⁺₄-N 、NO^-₂-N及NO^-₃-N浓度均高于上层。提高循环速率有利于对氮的去除。     

两级EGSB反应器处理焦化废水的实验研究

采用两级膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在微氧条件下处理焦化废水,分别考察了一级和二级EGSB反应器(EGSBⅠ和EGSBⅡ)对污染物的去除效果。结果表明,系统能够高效去除COD和NH3-N,EGSBⅠ主要用于去除COD,EGSBⅡ主要用于去除NH3-N。总水力停留时间(HRT)为24 h(EGSBⅠ12 h+EGSBⅡ12 h),系统对952 mg/L的COD、41.3 mg/L的NH3-N、34.55 mg/L的挥发酚、295.8 mg/L的硫氰化物和0.89 mg/L的氰化物的平均去除率分别为78.1%、81.3%、100%、98.1%和89.9%。出水COD、NH3-N、挥发酚、硫氰化物和氰化物的平均浓度分别为208、7.7、0、5.7和0.09 mg/L。出水NH3-N、挥发酚和氰化物浓度均低于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)的直接排放限值。