废水处理用聚乙烯生物填料表面改性与表征研究

采用化学氧化-铁离子覆盖和化学氧化-表面接枝2种方法对聚乙烯生物填料进行表面改性,并使用接触角、扫描电镜及X射线光电子能谱等手段对改性前后的填料表面进行表征,同时还考察其在废水处理中的挂膜速度和处理效果。结果表明,2种改性方法都能使填料表面形成腐蚀坑而增加了表面粗糙度,并引入基团使填料表面呈正电性,使得填料的亲水性与生物亲和性增强,有利于微生物的粘附。2种改性方法可将挂膜时间分别缩短37.5%和60%,挂膜量分别提高54.8%和76.1%,COD的去除率也分别提高10.63%和8.64%。     

填料表面亲水改性对MBBR处理船舶生活污水的影响

为研究填料表面亲水改性对移动床生物膜反应器(MBBR)处理废水的影响,考察了氧化处理、酸处理和碱处理3种亲水改性方法所得不同聚丙烯K1型填料(水的液面接触角分别为41°、62°和75°,未处理填料为87°)对模拟船舶生活污水的处理效果。结果表明,亲水性越强,挂膜量越多,膜结构越致密。在亲水性较低的情况下,挂膜量是限制污水处理的主要因素,亲水性越强污水处理效果越好;在亲水性较高的情况下,膜结构成为污水处理的限制因素,亲水性增强对水处理有不利影响。比较不同亲水性填料的污水处理结果可知,表面酸处理所得接触角为62°的填料污水处理效果相对最好,COD和氨氮的平均去除率分别为87%和61%;其次依次为液面接触角41°、75°和87°的填料。     

改性HDPE填料的制备及对MBBR脱氮除磷效果的强化

为解决传统填料亲水性差、挂膜速度慢等问题,对高密度聚乙烯(HDPE)填料进行亲水改性并改善填料的挂膜性能及在移动床生物膜反应器(MBBR)中的应用效果,用浸涂的方式将纳米SiO2、聚乙烯醇(PVA)、聚多巴胺(PDA)等材料涂覆在HDPE填料表面,对改性后填料进行接触角、 SEM、 FT-IR和XPS表征以及MBBR挂膜启动实验,研究化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果以及对填料挂膜时间、生物膜量、蛋白质和多糖含量的影响。结果表明：改性后,填料接触角由94.82°降至60.1°,填料亲水性明显增强;填料表面出现褶皱,粗糙度增加;上述材料成功负载在填料表面并引入了亲水基团且未改变填料基本结构;填料挂膜时间由25 d提前至16 d,挂膜时间提前了9 d, COD、 NH₃-N、 TN、 TP去除率分别达到94.9%、95.4%、83.5%、71.6%,与改性前比分别提高了9.3%、6.7%、13.7%、11.5%;填料的生物膜量是改性前的1.57倍,从27.35 mg·g^-1提高到42.87 mg·g     

生物亲和亲水磁性填料在污水生物处理中的应用

采用添加生物亲和亲水物质、活性炭及磁粉并磁化的改性聚丙烯填料,进行挂膜和模拟污水生物降解试验.结果发现,普通聚丙烯填料改性后,水滴静态接触角降低22%,含水率提高3～5倍;改性聚丙烯填料比普通聚丙烯填料具有更快的挂膜速度和更高的COD降解率,并能承受更高的气液比以及气流和水流的冲击.改性聚丙烯填料的挂膜期从普通聚丙烯填料的7 d缩短为3 d;将初始COD为500 mg/L的模拟污水完全降解,改性聚丙烯填料需10.5 h,而普通聚丙烯填料则需22.5 h;在连续处理的操作方式下,当气液比为40:1时,改性聚丙烯填料的COD降解率达到最大,为99%,而普通聚丙烯填料则在气液比为30:1时,达到最大的COD降解率,为79%.     

生物填料-沉水植物联用在河道水强化处理中的应用研究

采用新型亲水性和疏水性材料作为生物填料,研究了生物填料-沉水植物联用技术在静态和原位水体中对武进港红旗河的水强化处理性能。静态实验选用2种生物填料考察其水处理特性,筛选出性能较好的填料进行了原位实验,沉水植物选取原位常见的狐尾藻、金鱼藻和伊乐藻。通过原位实验进一步考察了所选生物填料性能及生物填料-沉水植物联用对河道水的处理效果。结果表明,原位实验处理效果优于静态实验,原位实验中各测定指标的总平均去除率分别为:氨氮69.07%,亚硝氮70.28%,硝态氮47.58%,总氮53.28%,正磷酸盐84.88%,总磷83.50%。填料平均挂膜速率为453.01 nmol/(g.d)。     

亲水性塑料弹性填料生物膜法处理模拟废水的研究

通过比较普通塑料弹性填料与亲水性改进后的塑料弹性填料在污水生化处理中的应用效果发现 :亲水性改进的塑料弹性填料在污水的厌氧生化处理中可提高污水处理效率 15 %— 30 % ,在好氧生化处理中可提高污水处理效率5 %— 10 % ,且亲水性改进大大提高了塑料弹性填料的挂膜速度。     

光合细菌(PSB)处理明胶废水中填料挂膜性能研究

分别以纤维填料和毛刷填料为载体,采用优势菌种挂膜法,利用光合细菌处理明胶生产过程中产生的磷钙废水。两种填料表现出不同的挂膜效果,综合比较二者的挂膜时间、最终COD去除率和TP含量后得出毛刷填料挂膜性能优于纤维填料,其挂膜时间为23 d,最终COD去除率和TP含量分别达到93%,2.8 mg/L,在磷钙水处理中有适应性。通过对2种填料的电镜分析,发现纤维填料表面挂膜前后没有变化且十分光滑,而毛刷填料挂膜前表面粗糙,挂膜后表面有鳞片状突起,粗糙的表面状况有利于光合细菌的附着,最终促进生物膜功效的发挥。废水中Ca2+和pH是影响填料挂膜的主要因素。     

循环水养殖系统中流化床水处理性能及硝化动力学分析

为综合评价流化床生物滤器的水处理性能,选用玻璃珠和石英砂为生物填料,将两滤器应用于罗非鱼循环水养殖系统,探讨了其对养殖水体中营养盐和有机物的去除效果。结果表明,两滤器经过4周的流水挂膜后,生物膜稳定成熟,通过扫描电镜观察填料表面,发现挂膜前后载体表面发生了显著的变化。在优化工况下,以玻璃珠为填料的滤器对TAN的平均去除负荷达到了(346.8±150.5)g/(m3·d),显著高于以石英砂为填料的滤器,但两滤器对COD、BOD5和PO3-4-P的去除率无显著差别,去除率稳定于20%~21.4%、50.1%~58.4%和7.9%~31.9%之间,显示出较好的水处理性能,出水水质符合罗非鱼生长要求。最后,基于Monod方程,拟合了实际工况下以玻璃珠为填料流化床生物滤器的硝化动力学方程,为该滤器在循环水养殖系统中的高效运行和应用提供一定的技术支撑。     

自然通风生物滴滤池的填料挂膜特性研究

研究了自然通风生物滴滤池内浮石、聚氨酯两种填料的挂膜特性,考察不同工况下的污水净化规律。结果表明,浮石填料在生物滴滤池内的挂膜效果更好,挂膜成功后对COD、NH+4-N均有较好的去除效果,去除率大都分别达到70%～85%、60%～80%,且小粒径浮石比大粒径浮石的去除效果更佳。聚氨酯填料在第9天挂膜成功,大粒径聚氨酯填料对COD的去除效果略好于小粒径聚氨酯填料,挂膜成功后两者对COD的去除率均可以达到60%～80%,而对NH+4-N的去除效果较差,去除率仅达到10%～40%。浮石填料生物滴滤池对TN、TP的去除率较好,当水力负荷为0.85m3/(m2·d)时,TN、TP去除率分别为45.58%、38.44%,而聚氨酯填料生物滴滤池对TN、TP的去除率较差。浮石在挂膜生物量上占优势,聚氨酯的孔径较大,污水流经时停留时间较短,使得微生物不易附着其上。     

亲水性塑料弹性填料生物膜法处理模拟废水的研究

通过比较普通塑料弹性填料与亲水性改进后的塑料弹性填料在污水生化处理中的应用效果发现：亲水性改进的塑料弹性填料在污水的厌氧生化处理中可提高污水处理效率15％-30％，在好氧生化处理中可提高污水处理效率5％-10％，且亲水性改进大大提高了塑料弹性填料的挂膜速度。