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。     

低温条件下BAF+SPD组合工艺对滇池入湖河水的脱氮效果

为缓解湖泊富营养化问题,需进一步降低入湖河流氮的含量。针对滇池流域新运粮河的低C/N水质特征,研究了冬季低温条件下的微曝气生物滤池（BAF）及固相反硝化（SPD）组合异位脱氮工艺。结果表明,BAF+SPD组合工艺启动挂膜阶段,约3周后,NH₄⁺-N的去除率达80%以上,而反硝化细菌增殖相对缓慢,约5周后,NO₃^--N的去除率达80%以上;稳定运行的低温阶段,除降雨时间外,NH₄⁺-N平均去除率达80%,出水NH₄⁺-N浓度<1 mg/L;NO₃^--N平均去除率达到85%以上,出水NO₃^--N浓度<1 mg/L;TN平均去除率达80%以上,出水TN浓度<2 mg/L,主要水质指标达到国家地表水Ⅴ类标准。     

CEPT-曝气生物滤池低温下处理模拟灰水的应用研究

实验研究了在冬季低温条件（2～10℃）下,化学温凝预处理曝气生物滤池(CEPT/BAF)工艺处理模拟灰水的效果。考查了混凝预处理效果、BAF的出水水质与滤料高度的关系、水力负荷对出水COD的影响、直链烷烃苯磺酸钠(LAS)对出水NH₃-N等的影响。研究表明：经过预处理(PAC为40 mg/L)后的模拟灰水,BAF的有机负荷去除率达到40%～55%;COD、LAS的去除主要发生在滤料前端1.2 m处,去除率达到70%,去除率与滤料高度近似呈指数关系下降;在COD负荷、水力负荷不变的情况下,当进水LAS从23 mg/L降到9 mg/L时,BAF的NH₃-N的去除率则从41%上升到72%,说明较高浓度的LAS对亚硝化及硝化细菌有一定影响。模拟灰水经过化学混凝/曝气生物滤池处理之后,出水水质NH₃-N、COD和LAS分别在10、40和4 mg/L以下。     

pH值控制MAP法脱氮进程的可行性研究

MAP沉淀法处理高NH₃-N废水,操作简便,处理效果好。本试验以NH₃-N浓度为1 000 mg/L的模拟废水为研究对象,研究结果表明,在Mg²⁺∶PO^3-₄∶NH⁺₄=1.2∶1.2∶1（摩尔比）、NaOH投加量为675 g/L的条件下NH₃-N去除率高达98%以上。试验选择出水pH作为控制反应进程的参数,并建立了出水pH与NH₃-N去除率之间的关系。通过调整NaOH投加量控制出水pH在7.5～8之间时,NH₃-N去除率最高,可达98%以上。X-衍射图谱及定量分析表明,沉淀物中MAP的纯度较高,具有一定的回收价值。     

A/O和A2/O工艺对膜生物反应器处理焦化废水影响的研究

为提高膜生物反应器对焦化废水的处理效果,采用A/O和A²/O两种工艺的膜生物反应器处理焦化废水,通过对比处理效果、分析膜污染情况,寻求膜生物反应处理焦化废水的最优工艺。实验结果表明：A²/O工艺系统对酚、NH₃-N、COD的去除率分别为99%、90%和95%;A/O工艺系统对酚、NH₃-N和COD的去除率分别为97%、75%和93%。A²/O膜生物反应器系统对焦化废水中NH₃-N的去除效果明显优于A/O膜生物反应器系统,其反硝化率为50%～70%。对膜污染分析表明不同工艺对膜污染的影响不显著,A²/O工艺膜通量衰减59%,A/O工艺膜通量衰减56%。研究表明在膜生物反应器中,A²/O工艺对焦化废水的去除效果要优于A/O工艺。     

Biostyr曝气生物滤池处理城市污水的沿程生化特性

青岛市麦岛污水处理厂采用曝气生物滤池(BAF)处理城市污水,以稳定运行的Biostyr为研究载体,考察滤池COD、NH3-N、SS和细菌数量等生化特性的沿程变化.结果表明,在气水比为4∶1～5∶1、进水COD负荷为2.5 ～3.7 kg/(m3·d)、进水NH3-N负荷为0.18～0.57 kg/(m3·d)时,滤池对COD的降解主要在150 cm填料以下处,COD的去除率可达58.9％;NH3-N去除率沿滤柱高度的变化与COD有所不同,在100 cm以下填料处,NH3-N的去除率仅为3.6％,在100 ～350 cm填料之间,NH3-N的去除率增加迅速,可达56.1％;对SS的去除主要发生在100 cm填料以下,去除率达51.7％.     

C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响研究

就C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响进行了研究。结果表明,进水C/N值在5～13之间时,进水C/N不影响氧化沟系统对NH₃-N的去除效果。出水NH₃-N浓度＜1 mg/L,平均去除率达到97.40%。当C/N低于11时,TN、TP的去除率随C/N的升高而快速大幅提高,分别从5时的26.47%和14.99%升至11时的93.48%和97.03%。当C/N＞11时,氧化沟TN去除率达到93.48%,TP去除率接近100%,氧化沟具有了良好的同步脱氮除磷的效果,出水水质满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002一级A标准)要求。TP去除率与TN去除率相关系数R₂＝0.985。     

净水污泥为载体的生物膜法在印染废水处理中的应用

以净水污泥制备的柱状颗粒为载体,采用上流式曝气生物滤柱(BAF)对污水厂经厌氧处理后的印染废水进行好氧处理。通过对净水污泥柱状颗粒的破碎实验、热重分析、BET、EDX、XRD、SEM和ICP-AES等表征分析表明,制备净水污泥柱状颗粒载体的最佳焙烧温度为600℃。在BAF对污染物的去除过程中,并且结构稳定。研究了COD、NH3-N、色度和SS等生化特性随BAF高度的沿程变化情况以及水力负荷、气水比对BAF处理效能的影响。结果表明,在气水比为4∶1、水力负荷为0.03~0.06 m3·(m2·h)-1的最优条件下,BAF对COD、NH3-N、色度及SS的去除分别集中在填料层60 cm以下、60 cm以下、45 cm以上及15 cm以上。     

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。     

再生核桃壳-沸石复合填料曝气生物滤池处理有机含铬废水的研究

把再生核桃壳-沸石复合填料用于曝气生物滤池(BAF)处理有机含铬废水,优化了BAF运行的水力负荷条件,考察了污染物去除的沿程变化特性。结果表明,再生核桃壳-沸石复合填料比表面积和孔体积增大,抗压强度符合《水处理用人工陶粒滤料》(CJ/T 299—2008)的标准要求,BAF启动和耐铬微生物驯化效果好。在水力负荷0.12m3/(m2·h)、水力停留时间12h、DO5mg/L的优化条件下,COD、氨氮和总铬去除率可维持在98%左右。填料层高度为45cm基本可实现污染物的去除。研究可指导复合填料的重复利用,有利于节约资源。     

多层滤料BAF处理城镇污水

为强化BAF对城镇污水中COD、SS、NH3-N和TN等污染物的同步去除效果,本研究建立新型多层滤料BAF系统,考察了其深度处理城镇污水的效能,并与2套单一滤料BAF系统进行对比.多层滤料BAF系统底部为缺氧段,采用火山岩滤料;中部和顶部为好氧段,分别采用陶粒和聚丙乙烯泡沫滤珠滤料.2套单层滤料BAF分别采用陶粒和火山岩滤料,也分为缺氧段和好氧段.结果表明,多层滤料BAF和陶粒 BAF对SS的去除效果较好,平均去除率分别为(86.1±4.6)%和(83.5±4.4)%,而火山岩BAF对SS的平均去除率仅为(80.4±7.1)%;多层滤料BAF对COD的去除率为71.7%,与2种单层滤料BAF差别不大;多层滤料BAF对NH3-N和TN的去除效果与火山岩BAF接近,但明显优于陶粒BAF.对多层滤料BAF沿程去污特性进行分析发现:底部的火山岩层对COD和TN的去除效果较好,中部的陶粒层对SS和NH3-N的去除效果较好,顶部的聚丙乙烯泡沫滤珠层可进一步去除SS、NH3-N和TN.     

拉西环/陶粒双层填料BAF运行效果及反冲洗研究

针对曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)反冲洗周期较短的问题,研究开发了拉西环/陶粒双层组合填料BAF工艺,并考察了其运行与反冲洗效果。结果表明,拉西环层对COD和SS具有明显的去除效果,去除率分别达到48%和52%;上部陶粒层0.6 m处可使NH4+-N浓度由23.8 mg/L下降至5.7 mg/L,硝化速率达到40.2 g NH4+-N/(h·m3);硝化菌比例随沿程逐渐增加,在0.4 m处已达95%左右。拉西环/陶粒双层填料BAF工艺运行良好,且可将系统反冲洗周期延长至16 d,反冲洗后可在较短时间恢复处理效果。     

人工快速渗滤系统非饱水层去除COD和氨氮

人工快速渗滤系统(CRI)非饱水层主要完成COD的降解和氨氮的转化,是影响整个系统出水效果的关键部分.通过实验,研究了CRI非饱水层对生活污水中COD和氨氮的去除效果,并分别就pH对其影响机理进行了探讨.结果表明,污水经过CRI非饱水层后,COD的平均浓度由220.66 mg/L降至19.36~25.59 mg/L,去除率为88.13%~90.90%;氨氮平均浓度由58.13 mg/L降至18.81~28.73 mg/L,去除率为49.40%~64.09%,前者去除效果基本不受pH影响,后者受pH影响较大.     

不同填料组合的曝气生物滤池前置反硝化工艺特性的比较研究

研究了2组不同填料组合的前置反硝化曝气生物滤池（BAF）脱氮工艺：陶粒 沸石工艺（C-Z BAF）和沸石 陶粒工艺（Z-C BAF）,比较二者在不同的水力停留时间（HRT）、气水比和回流比条件下的工艺特性。当进水COD、氨氮和TN容积负荷分别为0.72～5.97、0.09～0.60和0.11～0.78 kg/（m3·d）时,C-Z BAF和Z-C BAF的最佳HRT、气水比和回流比分别为1.5 h、5∶1、1∶1和1.5 h、5∶1、2∶1,相应COD、氨氮和TN的平均去除率分别为94.7%、99.0%、62.2%和93.2%、99.5%、70.1%。单因素方差分析结果表明,HRT对2组工艺的各种污染物的去除率均有显著影响;回流比对Z-C BAF的TN去除率存在显著的影响,而对C-Z BAF的TN去除率几乎没有影响。污染物沿程分布分析结果表明,两组工艺的COD去除主要发生在缺氧滤池以及好氧滤池0～0.3 m的填料区;硝化作用主要发生在好氧滤池的0～0.6 m填料区,Z-C BAF工艺的硝化速率高于C-Z BAF工艺。Z-C BAF工艺存在明显的同步硝化反硝化作用,且Z-C BAF工艺的脱氮性能优于C-Z BAF工艺。     

不同温度下曝气生物滤池运行效能与微生物群落结构

采用Biostyr 曝气生物滤池(BAF)处理城市污水,研究了温度变化对其处理效果与微生物群落结构的影响。结果表明,温度低于18℃(低温)时,BAF对COD和NH4+-N去除率均低于60%;当水温在18~22℃(中温)之间变化时,BAF对COD 和NH4+-N的去除效果稳定且明显高于低温时的去除率;当水温高于22℃(高温)后,BAF对COD和NH4+-N去除率与水温正相关,去除率随温度的升高而显著提高。PCR-DGGE分析表明,温度越高BAF内总细菌微生物群落多样性越好;定量PCR分析表明,BAF内总细菌、氨氧化细菌和硝化细菌的菌群密度均随温度升高而增大,与其对污染物的去除率变化趋势一致。BAF在低温环境下,滤池内的菌群结构变得简单、菌群密度降低,但出水水质仍能满足要求,表明BAF工艺具有良好的抗低温冲击能力。     

两级常温厌氧—好氧—固定化微生物组合工艺处理酿酒废水

酿酒废水是一种典型的高氨氮浓度的有机废水.采用两级常温厌氧-好氧-固定化微生物组合工艺对酿酒废水进行中试研究,重点考察了各级工艺对有机物和氨氮的去除效果,并且对影响系统稳定运行的主要因素进行分析.试验结果表明,稳定运行状态下,一级厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对有机物去除率可达到70%～90%,处理效果受环境温度影响较大;二级EGSB反应器可以同时去除有机物和氮氧化物;三级好氧接触氧化反应器对有机物的去除率可达到70%,氨氮去除率维持在50%;包埋硝化菌流化床反应器最终能有效地去除水中的氨氮,出水氨氮质量浓度低于15 mg/L.     

利用生物曝气滤池修复受污染水源

利用生物曝气滤池(BAF)对微污染水源水去除氨氮及有机物进行了试验研究。试验表明,在进水氨氮为6mg／L左右时,BAF可在8m／h的滤速下运行,氨氮去除率大于88％;在氨氮进水为2mg／L时,BAF可在16m／h的滤速下运行,氨氮去除率大于84％。BAF对水中的三氯甲烷前体物去除率较低(16％),对AOC的去除率为58％。BAF中载体上的生物膜主要聚集在表面的凹陷和孔洞处,不能完全覆盖载体表面。     

曝气生物滤池处理农村污水的中试研究

采用研制的曝气生物滤池对农村污水进行处理,研究其性能特点和影响因素。结果表明：在气水比为5∶1,水力停留时间（HRT）为15 h,进水COD浓度在250 mg/L以下时,COD和氨氮的去除率分别在80％和90％以上,出水COD和氨氮值达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;反应器在冬季水温12℃以上运行时出水COD和氨氮值比在夏季运行时有所上升,但去除率仍在80%和90%以上,可以达到排放标准。     

AOAB工艺处理难降解混合化工污水的挂膜启动

采用AOAB(水解酸化A1+生物接触氧化O+深度水解酸化A2+曝气生物滤池BAF)工艺处理难降解混合化工污水,重点研究工艺挂膜方式和生物膜的驯化。结果表明,采用分段连续式挂膜法进行反应器挂膜,20 d即可完成快速挂膜启动;采用分阶段同步培养驯化法驯化生物膜,30 d内可完成高浓度多组分混合化工污水进水的驯化,最终进水COD 1 456 mg/L,出水COD 324 mg/L,总去除率76.85%,驯化效果显著;整个工艺对COD的降解主要集中在生物接触氧化池和曝气生物滤池,驯化期间生物接触氧化池去除率稳定在40%左右,曝气生物滤池去除率稳定在50%以上。同时,通过对比一段水解酸化和深度水解酸化的VFA(挥发性脂肪酸)产出,表明在高有机负荷进水时,一段水解酸化降解大分子有机物的能力有限,但这些有机物可通过二段水解酸化再次降解,由此体现了AOAB工艺在处理多组分混合型的难降解化工污水的优势。