纳米SiO2对微污染物HA、SDS及NH3-N的助凝特性研究

以聚合氯化铝PAC为混凝剂,纳米SiO₂为助凝剂,对含有下列微污染物：十二烷基硫酸钠（SDS）、氨氮（NH₃-N）或腐植酸（HA）的高岭土悬浊液进行混凝沉降实验。借助形态学理论、电镜观察与图像分析技术,研究纳米SiO₂对微污染物的助凝作用效果、吸附特性与絮体结构的形态学特征。结果表明：（1）在含有HA、SDS、NH₃-N的模拟原水中,污染物去除率与浊度去除率的相关性随污染物分子量的增大而增强;（2）纳米SiO     

纳米SiO2在含阴离子表面活性剂低浊水处理中的应用

在含有阴离子表面活性剂-十二烷基硫酸钠(SDS)的6 NTU高岭土悬浊液中,改变SDS的浓度,投加纳米SiO2与聚合铝PAC进行动态混凝实验与静沉实验,借助图像分析技术与分形理论,探讨了纳米SiO2与PAC处理含SDS低浊水的作用机理、絮凝效果与形态学特征.结果表明:①纳米SiO2与SDS使高岭土粒子表面负电性增强.纳米SiO2的絮凝机理以吸附架桥为主.②纳米SiO2对SDS的去除效果优于PAC.SDS浓度越高,去除效果越显著.但纳米SiO2对无机高岭土粒子的处理能力不如PAC,PAC絮凝后的上清液浊度低.当SDS浓度增至10 mg/L时,纳米SiO2对SDS的去除率高,而PAC对SDS的絮凝能力弱,PAC对无机颗粒的去除效果也下降.③助凝剂纳米SiO2较强的吸附活性能加快PAC絮体成长为结构密实的RLCA构型,分维值高,絮凝效果好.     

硅酸钙微粉吸附预处理焦化废水中COD和NH3-N的实验研究

首次将固体废弃物硅酸钙微粉用于焦化废水的预处理,通过静态和动态吸附实验评价了硅酸钙微粉对COD和NH3-N的去除效果。结果表明:对COD和NH3-N产生吸附作用的有效组分为硅酸钙微粉的水解产物H2SiO3电离产生的HSiO3-和SiO23-;pH通过影响硅酸钙微粉水解反应以及水解产物H2SiO3和有机物、NH3的电离反应来影响去除率。在进水pH=7.00、硅酸钙微粉投加量为170g/L、振荡时间为75min的条件下,静态吸附实验中COD和NH3-N的去除率分别达16.1%和27.1%;经直径为10mm、高度为300mm的硅酸钙吸附柱预处理,动态吸附实验中COD和NH3-N的去除率分别可达58.9%和35.9%。     

改性膨润土颗粒对微污染水中有机物和氨氮的吸附

采用粘结剂聚乙烯醇(PVA)、造孔剂碳酸氢钠(NaHCO3)和微波强化Al改性膨润土(以下简称M-Al-Bt)制备改性膨润土颗粒(以下简称MBG),研究MBG对微污染水中有机物和氨氮(NH4-N)的吸附效果,考察了不同投加量、反应时间、pH值对腐殖酸(HA)和NH4-N的去除效果影响.结果表明,投加量3 g/L,反应时间20 min,pH =7时,MBG对微污染水中20 mg/L HA和5mg/L NH4-N的去除率分别可达98％和20％以上.HA和NH4-N共存时,存在竞争吸附,HA影响了MBG对NH4-N的去除.     

潜流人工湿地-生物接触氧化处理低温低浓度生活污水

在低温低浓度生活污水的实验研究中,回流比和气水比是影响潜流人工湿地一生物接触氧化组合工艺污染物去除效果的重要因素,推荐回流比R=1．0,气水比为4：1,在该工况下,进水COD浓度在170．8～221．3mg／L时,平均去除率可达90％;进水NH3-N浓度在17．3～25．9mg／L,平均去除率45％～65％;进水TN浓度在25．1～38．49mg／L时,平均去除率45％～65％;进水TP浓度在2．2～3．1mg／L时,平均去除率65％～80％。污染物沿程浓度分析结果表明,该组合工艺可以在低温季节通过曝气促进氨氮硝化,大幅提高NH3-N和TN去除率,同时可以充分发挥复合潜流湿地功能。     

不同曝气参数下间歇增氧垂直流人工湿地脱氮的分层效应

以新型间歇增氧垂直流人工湿地(IA-VFCW)为研究对象,揭示了不同工况对人工湿地污染物去除的分层效应及去除效果的影响.结果 表明:不同曝气参数对细砾石层、煤渣层污染物去除的影响较小;对曝气区、湿地植物区污染物去除的影响较大.当进水NH4-N质量浓度为25 mg·L-1、COD为200 mg·L-1时,细砾石层、煤渣层对NH4+-N和TN平均去除率分别为10.8％、9.3％和13.3％、11.6％,两区域中均无NO2-N、NO3-N的积累;细砾石层对COD去除的贡献较大,COD平均去除率为67.2％.曝气区对NH4-N、TN去除贡献较大,NH4-N、TN的最大去除率分别达到69.3％、40.9％,COD平均去除率为25.4％.在低曝停比下,曝气量的增加将提高IA-VFCW对TN的去除性能;在高曝停比下,曝气量的增加会降低IA-VFCW对TN的去除效果,且会造成NO--N积累.在曝气量2 m3·h-1、曝停比1/3、曝停周期6h工况下IA-VFCW具有较好的污染物去除效果,NH4+-N去除率为94.9％、TN去除率为77.0％、COD去除率为90.0％.IA-VFCW脱氮性能明显优于传统垂直流人工湿地.     

多相组合膜生物反应器对精细化工废水处理的应用研究

通过多相组合膜生物反应器对精细化工废水的处理试验,分析了COD、NH3-N、TP指标的去除效果。在装置进水浓度COD为600—900mg／L、NH3-N20～40mg／L、TP2．0～6．0mg／L时,出水COD为80—120mg／L,NH3-N未检出,TP为0．5—2．0mg／L,COD的去除率稳定在87％左右,NH3-N的去除率大于99％,TP的去除率稳定在75％左右。研究表明,多相组合膜生物反应器非常适合精细化工废水的处理。     

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％.     

曝气生物滤池的工作性能与高度的关系

研究了曝气生物滤池工作时水头损失，CODCr、NH4^ -N、固体悬浮物（SS）的去除率及CODCr、NH4^ -N的负荷与高度的关系。结果表明：（1）最大CODCr负荷、SS的主要截获和近50%的水头损失都出现在碳化柱的0～1m区域，最大NH4^ -N负荷出现在碳化柱的1～2m区域；（2）尽管在低负荷条件下，污染物的降解仅集中在部分区域，但一定的填料高度为曝气生物滤池的高负荷运行和抗冲击负荷提供了条件；（3）根据水头损失的变化规律，滤池的下部设置污泥排放阀有利于降低反冲压力、气量和水量。     

臭氧/高锰酸盐预氧化对生物过滤净水效能的影响

比较了臭氧(O3)和高锰酸盐复合药剂(PPC)对水源水预氧化的助凝效果及其对后续陶粒生物过滤净水效能的影响.结果表明,两种预氧化剂投加量均为2 mg/L时,PPC的助凝效果较为明显,浊度和溶解性有机碳(DOC)的去除率分别由未投加氧化剂时的85.7%和24.2%提高到88.3Z和35.2%;O3能够增加沉淀后水的可生化性,使特征紫外吸光度(SUVA)由0.97L/(m·mg)降至0.89 L/(m·mg).PPC预氧化有助于生物过滤对浊度的稳定去除,而O3预氧化则有助于生物过滤对DOC的去除.与O3预氧化相比,PPC预氧化有利于后续生物过滤运行初期对NH4 -N的去除,二者后续生物过滤在前3个月对NH4 -N的平均去除率分别为26.6%和73.1%,运行后期二者NH4 -N去除率接近.当进水NH4 -N大于2.0 mg/L时,DO是其去除的主要限制因素.     

青萍生长特征及其对受污染河水的修复效果

以浮萍优势品种青萍（Lemna minor）为研究对象,开展受污染河水修复。分析了青萍在不同营养盐浓度条件下的生长特征,探讨了青萍对受污染河水的修复效果。在表面积为0.0095 m2的限制空间条件下,青萍在1、2和5 mg总氮（TN）/L营养液中的生长特征都能较好地服从Logistic生长模型,受制约的临界鲜重（FW）分别为1.20、1.36和1.36 g;青萍对受污染河水中氮磷污染物具有较好的去除效果,氨氮（NH＋4-N）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为56.87%、1.22 mg/d和0.0466 mg/（g FW·h）,正磷酸盐（PO3-4-P）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为66.95%、0.25 mg/d和0.0088 mg/（g FW·h）。根据相关性分析,进水NH＋4-N和PO3-4-P浓度与其对应去除量之间极显著相关;青萍FW与NH＋4-N去除速率之间显著负相关,但与PO3-4-P去除速率之间不存在显著相关性;NH＋4-N进水浓度与去除速率相关性不显著,但PO3-4-P进水浓度与去除速率显著正相关。     

矿渣制备的无机复合絮凝剂在城市污水深度除磷中的应用

以制铝矿渣及铝土矿制备的无机复合絮凝剂进行污水深度除磷研究。在模拟废水条件下,确定了自制絮凝剂除磷的最佳pH为8、最佳投加量0.08 g/L及最佳水力条件(快速搅拌30 s、转速200 r/min;慢速搅拌15 min、转速20 r/min);然后将其用于处理生活污水站二级出水,TP、TN、COD、NH3-N和浊度去除率分别为94.69%、62.78%、78.93%、47.94%和89.30%,优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准,自制絮凝剂除磷效果优于常用市售絮凝剂PAC(TP去除率91.73%);自制絮凝剂的除磷机理主要以沉淀和电性中和作用为主,以吸附架桥和网捕卷扫作用为辅。     

复合人工湿地对高污染性河流营养物的去除

为了研究复合人工湿地对高污染性河流营养物的去除效果,在西安皂河人渭处建立了一座占地约13334m。包括5组不同复合人工湿地工艺的中试系统。经过1年的实验研究表明,复合型人工湿地对COD、BOD。和ss有很好的去除效果,其去除率最高分别为（82．4±7．2）％、（97．1±1．7）％和（94±2．7）％,对于脱氮除磷而言,以水力停留时间4．1d的复合湿地系列4的处理效果最佳,对TN、NH3-N和TP的年去除率达（79．4±14）％、（79．2±13．7）％和（82．3±12）％。氮的去除效果受温度季节性变化影响较大,夏季平均水温高于19℃有更好的处理效果,磷的去除效果受温度影响不大;NO2-、NO3-去除率呈现负增长,在湿地尾端出现了不同程度的积累。     

复合型人工湿地脱氮效能及其水力负荷影响规律

复合型人工湿地越来越多地被应用在面源污染管理中。不同类型的人工湿地对氮素的去除机理和去除性能是不同的。氮素在湿地生态系统中的去除受多种因素的影响和制约,不同的研究中氮素的去除效率变化较大。通过对韩国西部一复合型人工湿地中氮素的去除能力研究,分析了氮素的去除效率以及水力负荷对去除性能的影响,进而分析了人工湿地去除氮素的主要机理。结果表明,氨氮（NH＋4-N）、硝酸盐氮（NO-3-N）、凯式氮（TKN）和总氮（TN）的平均去除效率分别为13%、29%、35.3和26%。其中有机氮的去除是该复合型人工湿地中氮素去除的主要原因。水力负荷和先行干期天数对氮素的去除能力有一定影响。较长的先行干期天数和较低水力负荷可以提高氮素的去除效率。     

O_3-BAC组合工艺深度净化MBR出水的中试研究

采用臭氧-生物活性炭（O3-BAC）组合工艺对某工业园区再生水厂MBR出水进行了深度净化的中试研究,主要考察了组合工艺各节点对常规指标的处理效果。结果表明,臭氧投加量约3 mg/L（H2O）、臭氧接触塔接触时间为30min、活性炭滤池空床接触时间（BECT）为15 min时,O3-BAC组合工艺能有效去除水中色度、浊度,平均色度和浊度分别从21度和7.8 NTU降至3度和2.0 NTU以下;组合工艺对UV254、高锰酸盐指数的平均去除率分别约为39%和35%;对NH4＋-N有一定的去除,去除率为58%～77%;组合工艺对粪大肠菌群去除效果显著,平均去除率在95%以上。O3-BAC组合工艺是一种有效工业园区再生水深度净化技术。     

连续流反应器污水硝化过程中的N_2O释放

污水生物脱氮硝化阶段是温室气体一氧化二氮（N2O）的重要释放源。采用连续流反应器在2种进水氨氮（NH4-N,低氮反应器60 mg/L和高氮反应器180 mg/L）浓度条件下驯化硝化菌,并研究了不同初始NH4-N浓度和不同初始亚硝酸盐（NO2-N）浓度条件下所驯化硝化菌释放N2O的特征。结果表明在反应器运行过程中2个反应器释放N2O较少,均小于去除NH4-N浓度的0.01%;N2O的释放均随着初始NH4-N浓度或初始NO2-N浓度的升高而增加;不同初始NH4-N浓度条件下,低氮反应器驯化硝化菌的N2O释放率在0.51%~1.40%之间,高氮反应器驯化硝化菌在0.29%~1.27%之间;不同初始NO2-N浓度条件下,低氮反应器驯化硝化菌的N2O释放率在1.38%~3.78%之间,高氮反应器驯化硝化菌在1.16-5.81%之间。     

不同C／N下人工湿地的脱氮效果及其强化措施

以人工湿地为研究对象,分析了不同C／N下人工湿地的脱氮效果。结果表明,C／N为10时,TN、NO2-N和COD平均去除率分别为（75．36±10．55）％、（86．34±9．23）％和（67．60±4．10）％,都显著高于其他2组系统（P=0．006、0．001、0〈0．01）;随着C／N的增加,NO3-N去除率呈现出上升的趋势;NH4-N刚好相反,C／N为1时,明显要高于其他2种情况（P=0〈0．05）,平均去除率为（65．42-1-14．31）％。针对C／N为1时人工湿地脱氮效率较低（51．294-14．48）％的情况,对系统进水采取了添加一定量好氧反硝化细菌固定化小球并曝气12h的强化实验措施。结果发现,强化实验条件下TN、NOr-N和N03-N去除率均提高了10％以上,且都要明显高于非强化实验条件（P：0．003、0、0〈0．01）,同时NH4-N和COD去除率没有明显差异,研究结果表明,从微生物角度对系统进水进行前处理有助于提高人工湿地脱氮效率。     

3种运行模式下CAST工艺脱氮性能

以模拟城市污水为处理对象,采用循环式活性污泥法（CAST）反应器,对3种运行模式（M1：常规模式,M2：缺氧好氧模式、M3：缺氧好氧交替模式）下系统的脱氮性能进行了研究,比较了各模式下CAST反应器的氨氮和总氮的去除效率,并对各模式下典型周期内氮基质浓度变化进行了考察,以确定系统的脱氮模式。结果表明,在氨氮去除不成为限制条件（去除率〉90％）的条件下,3种运行模式下系统总氮的平均去除率分别为67．3％、70．6％和82．4％,以缺氧好氧交替模式下的最高;M1、M2和M3均可实现亚硝酸型硝化,但随着温度的升高,亚硝酸型硝化逐渐消失。静态实验分析表明,3种模式下系统的氨氧化速率大小次序为：vN：M1〉vN：M2〉vN：M3,反硝化速率大小次序为：vDN,M2〉vDN,M3〉vDN,M1。     

不同类型组合与滞留时间下串联型基质床净污效果

研究了不同基质床组合和不同滞留时间下对模拟生活污水的净化效果,并对2个影响因素进行二维方差分析。选取砾石、炉渣和沸石作为级配基质,构建由表流型基质床和潜流型基质床组成的4种三级串联基质床组合,设定污水滞留时间为1、3和5h。结果表明,不同基质床组合的净污效果存在显著性差异,其中由2个表流型基质床和1个潜流型基质床组成的系统对CODMn、NH4＋-N和PO34--P的去除率最高。不同滞留时间的净污效果也存在显著性差异,且污水在系统中滞留时间越长,去污效率越高。尽管不同基质床组合和滞留时间都对CODMn、NH4＋-N和PO34--P去除率有着显著性影响,但基质床组合与滞留时间的交互作用对去除率影响却不显著。