处理含油地表水体的潜流湿地填料筛选及其性能评价

采用包括填料表面微观特征、元素构成、吸附性能、微生物附着生长性、经济性等因素的填料性能评价方法,对处理含油地表水的潜流湿地填料进行评价与筛选.静态吸附试验表明,各种填料对磷的吸附能力为炉渣＞陶粒＞沸石＞砾石＞砖块＞卵石,对石油类的吸附能力为炉渣＞陶粒＞砖块＞沸石＞砾石＞卵石;动态吸附试验表明,各种填料床对石油类的去除效果为炉渣床＞砾石床＞湖泊底泥床;放置在污染水体中的填料表面微生物总数和烃降解菌数量为砖块＞沸石＞砾石,陶粒和炉渣＞卵石.根据上述评价结果,选择总体性能较好的砾石、炉渣、砖块和沸石作为潜流湿地现场试验系统的填料.     

厌氧生物床处理低碳氮比生活污水

以自行设计的流态化厌氧接触生物滤床反应器,考察了沸石、陶粒两种填料以及活性污泥对于C/N为5.6～12.9的低碳源城市生活污水的厌氧处理过程脱氮除磷的效果的影响,并对影响机理进行了探讨。结果表明:沸石、陶粒和污泥反应器平均COD去除率分别为63.62%、44.50%、26.04%,填料反应器氨氮去除率为40%、总磷去除率可达20%～30%,污泥反应器则为20%和小于10%。填料厌氧生物床优于污泥法,沸石填料优于陶粒填料,沸石材料显示了良好的脱氮除磷特性。     

不同生态床对剩余污泥脱水和稳定化的影响

对比分析传统干化床、芦苇生态床及芦苇-蚯蚓复合生态床3种处理方式对城镇污水处理厂剩余污泥的处理效果. 结果表明:传统干化床处理简单易行、成本低,但脱水效率低,处理15 d后污泥含水率仍在79.8%左右. 芦苇生态床较传统干化床具有明显优势,其处置后污泥含水率可降至67.8%,但其对有机质、TN、TP的去除效果不明显. 芦苇-蚯蚓复合生态床对污泥脱水效果最佳:①污泥含水率由原来的95.1%降至44.4%,体积明显减少,达到了污泥减量化的目标;②扫描电镜试验显示,处理后污泥具有孔隙及片状结构,有利于水分散失;③污泥中w(有机质)、w(TN)、w(TP)分别降低了14.5%、20.3%和13.2%左右. 热重分析发现,污泥中不稳定化合物含量有所降低. 经芦苇-蚯蚓复合生态床处理后,Cu、Ni、Zn、Cr残渣态所占比例分别由原污泥的3.2%、23.7%、15.2%、55.8%增至73.3%、43.1%、78.3%和78.6%,大幅降低了重金属的迁移风险,并且污泥红外图谱显示─COOH和酰胺明显增多,有利于重金属的稳定. 综上,复合生态床可有效实现污泥减量,并且降低了二次污染的风险.      

沸石芦苇床除氮中试研究

对沸石芦苇床去除农田回归水和农村生活污水组成的混合污水中的氮进行了中试研究.结果表明,在0.6m/d的水力负荷下,系统对总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的平均去除率冬季和春季分别为38.9%和58.2%,93.11%和78.84%,10.01%和48.99%,38.81%和98.45%.春季运行效果明显好于冬季.在相同条件下,总氮、氨氮、硝酸盐氮去除率比砾石芦苇床分别高28%、67%、35%.沸石对氨氮的吸附、离子交换,微生物的哪硝化、反硝化作用是沸石芦苇床系统去除氮的主要途径.     

沸石用于去除废水中的氨氮

天然沸石及改性沸石对氨氮有很强的选择性吸附能力。介绍了沸石去除废水中氨氮的应用研究,包括在O/A生物处理系统、二级氧化塘处理系统、土地处理系统、湿地系统和堆肥系统等中的应用。分析了氨氮在沸石上发生吸附和离子交换的主要影响因素和规律。为开拓沸石在废水处理中的应用提供科学与技术基础。     

绿色生态滤池处理城镇污水的中试研究

利用由微生物和以蚯蚓为代表的微型动物组成的人工生态系统对城镇污水中的污染物质进行降解处理。该系统由布水区、蚯蚓滤床和排水区 3部分组成 ,集物理过滤、吸附、好氧和厌氧生物处理以及污泥堆肥处理等功能。蚯蚓在滤床中起分解和利用污水和污泥中的有机物、清通滤床防止堵塞以及促进含氮有机物硝化 反硝化过程的重要作用。本研究中生态滤池对城镇污水的CODCr、BOD5、SS、氨氮等污染物均有较高的去除率。     

生物滤池污泥的生态稳定试验研究

采用生态滤池对高负荷生物滤池所产生的生物膜污泥进行分解稳定的中型试验。生态滤池由布水区、滤床和排水区3部分组成。滤床中蚯蚓等各种微型动物和微生物共同组成复杂的生态系统,将生物膜污泥作为生长代谢营养源,集污泥浓缩、稳定、调理、脱水、处置和综合利用等多种功能。当生态滤池水力负荷3.0m3/(m2·d),污泥负荷(SS)0.18kg/(m2·d)时,生物膜污泥可被滤床的生态系统所吸收和稳定,过滤后出水各项指标可达到国家一级排放标准。生态滤池中少量增殖的蚯蚓和蚓粪可用作饲料和高效农肥。该方法处理生物污泥具有节能和造价、运行费用低廉,管理方便,解决污泥最终处置问题等特点。     

基于MIKE 21数值模拟实际砾石滤床通流特性:以汉中市某河道生态修复项目为例

为探究实际砾石滤床应用于河道水修复的效果,以陕西省汉中市某河道为研究对象,采用MIKE 21软件构建了河道的水动力模型。通过模拟在设计流量下主河道与砾石滤床的流动状况,获得河道的流速及水位分布,进而计算获得砾石滤床的通流特性。结果表明:根据流量的分配关系,得到进入砾石滤床的水量仅占河道设计水量的（1.00±0.25）%,因此,砾石滤床在实际河道水体修复中发挥的作用有限。研究认为,实际河道修建的砾石滤床是具有旁路系统的复杂滤床系统,因而在设计中应综合考虑水力停留时间、滤床的通流次数及河道的通流能力,这一结论对研究类似体系具有一定借鉴意义。     

城市污泥及落叶蚯蚓处理最优条件因子实验研究

蚯蚓的环境生态作用具有促进微生物和其他土壤动物活动、消化分解土壤中重金属的功能,并且能够破碎与分解枯落物。通过城市污泥和城市落叶发酵后建立起蚯蚓养殖基床,以赤子爱胜蚓为主体,通过蚯蚓对污泥中重金属的富集作用实现城市污泥无害化,达到城市污泥与落叶资源化的目的。通过设计四因子四水平正交试验探索赤子爱胜蚓处理城市污泥及落叶的最优条件组合。实验结果表明:在落叶添加比例为35%,蚓床湿度为75%,培养温度为14℃,饲养密度为32mg/g时,赤子爱胜蚓对城市污泥和落叶的处理指标达到峰值,蚯蚓床对于污泥中重金属Cu和Zn的富集量分别为274.32μg/箱和420.98μg/箱,处理效果最佳。     

厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术的发展，厌氧生物处理技术的基本原理，废水厌氧生物处理技术及上流式厌氧污泥床反应器系统，上流式厌氧污泥床反应器的启动后影响其正常运行的各种因素（温度、ｐＨ值、挥发酸、毒物或抑制物、碱度等）。     

常见基质对暴雨径流中磷素去除效果的比较研究

选取沙子、土壤、沸石、白矾石、陶粒、钢渣、石灰石、蛭石和碎石9种常见的基质,通过吸附和解吸实验、静态吸附实验和动态模拟实验,较为系统地研究了这些基质的吸附特性以及去除暴雨径流中低浓度磷素污染物的特性,并分析了影响基质去除磷素的影响因子.结果表明,9种供试基质对磷酸盐的动态去除效率要比其他形态磷高,对磷素的平衡吸附量大小顺序为：沸石、土壤、蛭石 ＞陶粒、钢渣、石灰石 ＞碎石、沙子、白矾石,对磷素的动态吸附能力为：沸石、石灰石、白矾石、土壤＞钢渣、碎石、沙子＞陶粒、蛭石.另外,蛭石、陶粒和钢渣在对暴雨径流中磷素的静态和动态吸附过程中出现了磷释放现象,其它基质对磷酸盐的动态吸附能力较强,去除率介于30%～87%.综合分析以上多种因素,为了去除暴雨径流中的低浓度磷素,沸石、石灰石和土壤是比较理想的工程基质材料.     

土壤渗滤对污染河流重金属去除效果研究

本试验通过模拟野外河滩土壤渗滤,分析测定原水和渗滤出水水质重金属浓度,研究天然土壤和填充碎石、沸石、活性炭、陶粒的土壤组合介质对水中重金属浓度的去除效果。结果表明：天然土壤和填充碎石、沸石、陶粒的土壤组合介质对河水中Hg的平均去除率分别为73．3％、49．4％、25．0％、75．0％。填充沸石的土壤组合介质在运行15天左右对河水中Cd的去除率也能达到30％。     

垂直流人工湿地不同填料长期运行效果研究

在高水力负荷(2400~3400mm/d)条件下,以沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、砾石、钢渣和生物陶粒为填料,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验(历时25个月).结果表明,随着系统的运行,各填料对COD的去除能力均有不同程度提高.沸石对污水中氮素的处理能力保持在较高的水平,对TN和NH4+-N的平均去除率分别高达82.03%和91.32%.钢渣对TP和可溶性反应磷(SRP)的平均去除率分别高达89.61%和96.77%,且净化效果稳定;无烟煤第2阶段对磷素的净化能力低于钢渣,之后与钢渣无显著性差异.在垂直流人工湿地中,针对水质特性选择长期高效的填料,如沸石、无烟煤和生物陶粒,在高水力负荷条件下可获得更好的处理效果.     

29种湿地填料对氨氮的吸附解吸性能比较

为筛选出性能更好的人工湿地填料,采用等温吸附-解吸试验,测定了29种天然和非天然人工湿地填料的孔隙率、渗透系数及其对NH₃-N的吸附-解吸特性. 结果表明:锯末、瓷砖、鸡蛋壳、瓷砂陶粒、火山岩等材料的孔隙率较大,瓷砂陶粒、海绵铁、石灰石、页岩陶粒、砾石等材料的渗透系数较大;Freundlich和Langmuir等温吸附方程能较好地拟合各填料对NH₃-N的吸附特征,通过Langmuir等温吸附方程计算,对NH₃-N的理论饱和吸附量居前5位的填料依次是火山岩(1.700 0 mg/g)、瓷砂陶粒(1.620 0 mg/g)、生物炭(1.353 0 mg/g)、沸石(1.350 0 mg/g)、石榴石(1.190 0 mg/g). 吸附速率的变化与填料吸附NH₃-N的途径密切相关. 吸附饱和的生物炭、焦炭、大理黏土、沸石、磁铁矿、石英砂主要通过离子交换作用吸附NH₃-N,稳定性好,解吸率均小于20%;瓷砂陶粒和火山岩对NH₃-N的解吸率分别为24.50%和35.51%,既有物理吸附也有离子交换作用. 火山岩、瓷砂陶粒、生物炭、沸石对较高浓度NH₃-N的吸附效果较好. 研究显示,火山岩、生物炭、瓷砂陶粒、沸石等适合作为人工湿地中吸附NH₃-N的填料.      

地表基质在中国黑土地资源调查评价中的应用探讨——基于黑龙江宝清地区地表基质调查

地表基质是自然作用形成的,正在或可以孕育支撑各类自然资源的基础物质。岩、砾、砂、土、泥等不同类型的地表基质通过自然作用同水、气、生等物质有机组合形成地表基质层,与地表覆盖层相互孕育支撑、演替互馈,维持着地球表层生态系统正常运转,同时为人类提供生产、生态和生活服务。中国东北黑土地作为弥足珍贵的自然资源,是特殊的地表基质层,支撑孕育了大面积的耕地和林地,发挥了不容忽视的生产、生态服务功能。黑土资源合理利用和开发越来越受到国内外重视。通过宝清地区黑土地地表基质调查,构建黑土地地表基质调查内容、指标要素和技术要求,开展黑土地表基质数量、质量、结构、功能“四位一体”调查评价,在基本查明宝清地区黑土资源现状的基础上,提出了黑土资源合理开发的适宜性评价建议。基于地表基质的黑土地资源适宜性综合调查评价,对科学合理利用开发黑土资源具有十分重大而深远的意义。     

人工湿地不同基质和粒径对污水净化效果的比较

为研究人工湿地基质类型和粒径对水质净化效率的影响,选择了1~2、2~4、4~8 mm的沸石,2~4、4~8、8~16mm的砾石和2~4、3~5、6~8 mm的无烟煤基质,在无植物人工实验柱中开展单一基质的水质净化实验.结果表明,相同类型不同粒径的基质对COD、TN、TP的去除效果不同.4~8 mm沸石和砾石、6~8 mm无烟煤对COD的去除率最高,分别为53.74%、60.76%、62.93%;人工实验柱中氮素的去除以反硝化作用为主,粒径对TN去除效果的影响表现为小粒径更优;砾石和无烟煤的TP去除率也表现为小粒径更高,但沸石的TP去除率随着粒径的增大而增大.基质类型对COD、TP、TN的去除效果也存在差异.无烟煤对COD、TP、TN均有较好的去除效果,平均去除率在60%以上;沸石对TN的去除效果最好,TP去除率不高;砾石对COD有较高的去除率,对TP的去除效果一般.     

天然及甲酸改性沸石对沙门氏菌K533吸附作用的影响

采用甲酸对天然沸石改性,通过测定其比表面积和XRD图谱评定其结构变化;并在不同浓度的K+、Cu2+、HPO42-存在条件下,比较了天然沸石及改性加工后对沙门氏菌K533的吸附性能.结果表明:天然沸石经甲酸改性后,BET比表面积增加;由XRD图谱可见,改性沸石表面杂质减少;在离子浓度相同的条件下,改性沸石对沙门氏菌K533的吸附量极显著高于天然沸石(P<0.01),且在一定离子浓度范围内,天然沸石、改性沸石的吸附量随离子浓度的增加而增大.综上所述,甲酸改性沸石对沙门氏菌K533的吸附性能优于天然沸石.     

铁碳微电解及沸石组合人工湿地的废水处理效果

铁碳微电解填料和沸石由于对废水中污染物具有良好的处理效果,因而被作为基质逐渐运用于人工湿地中.本研究构建了铁碳微电解填料+砾石（湿地A）、铁碳微电解填料+沸石（湿地B）、沸石（湿地C）以及砾石（湿地D）为基质的4组人工湿地,并利用间歇曝气对湿地系统进行增氧,探究不同填料对人工湿地废水处理效果的影响.结果表明,与湿地D相比,铁碳微电解填料显著提高了湿地出水的溶解氧含量（DO）（P<0.05）和pH（P<0.05）;4组人工湿地对有机物的去除率均达到95%以上,且各组间不存在显著性差异（P>0.05）;对TN而言,湿地A、B和C的平均去除率分别比湿地D提高了7.94%（P<0.05）、9.29%（P<0.05）和3.63%（P<0.05）,铁碳微电解填料和沸石对提升人工湿地TN去除效果的贡献率分别为73.55%和26.45%;各组湿地对NH₄⁺的平均去除率为67.93%~76.90%,与湿地D相比,其它3组湿地均明显改善了NH₄⁺的去除效果（P<0.05）;铁碳微电解填料对湿地NO₃^-的去除效果极佳,去除率高达99%以上,显著高于不添加铁碳微电解的人工湿地系统（P<0.05）.综合对碳氮污染物的处理效果来看,湿地B在间歇曝气的条件下对人工湿地中污染物去除效率最高.