滴水湖底泥内源营养盐释放行为与曝气运行模式的关系

以滴水湖上覆水及底泥为研究对象,探讨了不同曝气运行模式对滴水湖底泥内源营养盐释放行为的影响,为曝气原位修复滴水湖等滨海盐碱化地区富营养化人工湖泊提供技术参考。结果表明,曝气能有效降低滴水湖上覆水体NH+4-N浓度,但此类滩涂底泥中较高的盐度能促进内源NH+4-N的释放并抑制硝化作用,使其NH+4-N削减率明显低于城市重污染河道;静置组TP浓度有所升高,而间歇曝气组及连续曝气组TP削减率分别为63.6%和38.5%,说明间歇曝气能有效降低上覆水体中的TP浓度;与曝气修复城市重污染河道相比,滴水湖较高的盐度及pH不利于TN去除,其中间歇曝气组对上覆水TN的控制优于连续曝气组与静置组;间歇曝气运行模式更适合于滴水湖等滨海盐碱化地区富营养化人工湖泊的底泥修复。     

曝气对生物促生剂修复城市黑臭河道水体的影响

在实验室条件下研究了曝气对生物促生剂修复城市黑臭河道水体效果的影响,并通过控制曝气时间及强度考察处理效果以确定曝气方式和曝气量。结果表明：在生物促生剂修复城市河道黑臭水体过程中使用曝气协同作用可大大增强生物促生剂的修复作用,加快修复速度。使用间歇曝气协同生物促生剂作用时效果与连续曝气相近,且可以降低运行成本。实验60d后,上覆水COD、NH3-N和TP去除率分别达46．8％、98．7％和73．3％,上覆水pH由7．61提高至7．92;底泥削减达5．49cm,底泥有机质削减率达10．5％。     

底泥修复对城市污染河道水体污染修复的影响研究

为开发城市黑臭河道的有效治理方法,利用人工模拟河道就河道底泥对上覆水体的二次污染、底泥污染生物修复对其氮磷营养盐释放及河道水体污染生物修复的影响进行了研究,并对实验结果进行了工程现场应证。研究结果表明：河道污染底泥生物修复状况对上覆水体水质产生大的影响,在底泥不加修复时,底泥污染物释放使水体COD、TP、NH₃-N浓度分别达到30～35 mg/L、0.4～0.5 mg/L和3.0 mg/L,底泥修复后分别为15～20 mg/L、0.1 mg/L和2.5 mg/L;底泥G值（y）与底泥氮、磷污染物释放量（x）呈负相关关系,关系式分别为：y=0.5124x-0.1394（R₂=0.9222）,y=0.17772x-0.4781（R₂=0.8701）;结合底泥的生物修复,采用曝气增氧投加生物制剂措施对水体进行生物修复时COD、NH₃-N和PO^3-₄的去除率分别提高13.6%、25.0%和15.7%;对古廖涌的现场治理工程表明,在未对河道底泥进行生物修复的情况下,经过氧化塘预处理河道水体增氧-水体原位强化生物修复等措施的治理,河道中、下游水体又逐渐恢复黑臭,在对河道底泥进行修复后,河道污染水体水质得到显著的改善和提高。     

曝气对黑臭河道污染物释放的影响

利用黑臭河道模拟装置,对比研究了在静置和人工曝气2种方式下底泥污染释放特征及对上覆水水质的影响。结果表明,与静置释放相比,人工曝气促使实验前期底泥污染物快速释放,使得上覆水体中的各项污染物指标上升;随着水体中DO浓度的增加,硝化细菌、嗜磷菌等好氧细菌的活性增强,水体中的COD、氨氮、TN和TP得到降解或转化,浓度快速下降。实验期内,人工曝气底泥中TN、TP的平均释放速率分别为:-0.11 g/(m2·d)和-0.02 g/(m2·d),并且TP由最初的0.96 mg/L降到最终的0.48 mg/L,去除率达到50.00%。人工曝气在前期对水体中各污染指标有升高的影响,但增加了水体中的DO浓度,可以有效地抑制底泥中氮和磷的释放,对水体有机污染物、TN及TP有一定的削减作用,因此,该技术适合黑臭河道的水体修复。     

管式反应器处理生活污水的效能

研发了一种基于射流曝气的管式反应设备,考察了负荷和DO对反应器处理效能的影响。实验结果表明,在温度为15℃、DO 6.0 mg/L、有机负荷为1.0 kg COD/(m3.d)、氮负荷为0.30 kg TN/(m3.d)、HRT为8 h的条件下,管式反应器可使生活污水的COD、NH4+-N及TN分别从335 mg/L、105 mg/L及110 mg/L降至43 mg/L、14 mg/L及18 mg/L,去除率分别为87%、86%和83%。DO对反应器脱氮效能影响显著,DO为6 mg/L时,能构建出同步硝化反硝化系统,NH4+-N和TN的去除率分别为96.6%和86.7%。     

原位曝气修复黑臭河道底泥内源营养盐的示范工程效能分析

以上海工业河勤丰泵站周围50 m河段为研究对象,现场探讨了原位曝气对底泥内源营养盐去除的示范工程效能,目的为曝气治理城市黑臭河道工程的优化实施提供参考。结果表明,原位曝气有利于对底泥内源氮、磷营养盐的控释,对工业河示范河段溶解性总氮(DTN)削减率为(48.4±6.0)%,上覆水DTN的平均浓度由13.4 mg·L-1降至8.7 mg·L-1;NH+4-N的削减率为(46.3±16.7)%,其上覆水浓度均低于7.6 mg·L-1;泥水界面硝化率与反硝化率分别达到46.3%和43.6%;上覆水溶解性总磷(DTP)的削减率为(35.4±2.9)%,由于示范区段没有与其他区段隔离,其实际工程效果要优于观测值。静态经济评价表明原位曝气修复黑臭河道底泥技术的环境与经济效益明显优于常规底泥疏浚技术。     

曝气强化微生物功能菌修复黑臭水体

从成都市三道沟黑臭底泥中分离出一株能以底泥有机质为碳源和能源生长的土著微生物功能菌HC-1,经鉴定该菌株为不动杆菌(Acinetobacter)。在实验室条件下,以三道沟黑臭底泥为研究对象,采用微生物功能菌强化底泥有机质降解来修复黑臭水体的方法。研究了底泥曝气和上覆水曝气对黑臭水体修复效果的影响。研究表明,投加土著微生物功能菌并结合底泥曝气能够明显改善上覆水水质,加快底泥的修复。使用间歇曝气协同土著微生物功能菌作用时效果和连续曝气相近,且可降低运行成本。实验15 d后,上覆水COD、NH_3-N和TP去除率分别达67.6%、71.6%和92.2%,底泥有机质的降解速率提高了30%,底泥微生物活性增加5倍。     

CAST工艺常规模式下脱氮性能研究

研究了有效容积为21.6 L的循环式活性污泥法反应器在常规模式下,处理模拟废水时,有机污染物和氮污染物的去除情况,并分析了反应器脱氮过程中的限制性因素。结果表明,在反应器的运行周期为4 h(进水曝气2 h,沉淀和排水各1 h)好氧区DO2 mg/L,污泥浓度MLSS稳定在4 000 mg/L时,污泥回流比为20%,COD和氨氮的去除率可达90%。对一个典型周期进行监测分析,氨氮去除彻底,出水主要是硝态氮,总氮去除率约为69%。静态试验测得氨氮氧化速率为8.0 mg NH4+-N/(g MLSS.h),硝态氮生成速率为3.3 mg NO3--N/(g MLSS.h)。从实验结果可以分析出,在上面运行条件下CAST工艺脱氮限制性因素是回流比和污泥龄。     

曝气深度对河道底泥特性及水质的影响

采用室内模拟实验方法对受污河道底泥和上覆水进行研究,对比分析静置状态X0和不同曝气深度条件下(分别为水体曝气泥水界面上方10 cm,底泥曝气下方5和15 cm处,依次记为X+10、X-5和X-15)河道底泥特性及水质的影响情况。结果表明:底泥曝气较水体曝气而言,能促进水体DO更快恢复;停止曝气,DO浓度也会维持在较高的状态,有利于有机物和氨氮的进一步去除。在相同曝气量下,底泥曝气比水体曝气能更好地去除底泥中污染物,并减少再次释放,且底泥曝气深度越深,处理效果越好,至实验结束时,X-15组上覆水中COD、NH_4~+-N、TN及TP浓度分别为16.25、3.03、13.39及0.09 mg/L,去除率分别为69.73%、78.36%、45.98%及84.21%;停止曝气后,经曝气处理的底泥对磷的吸附容量显著增加,并且不会再向上覆水中释放污染物,避免引起水体的二次污染。     

粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤池处理污水试验研究

在不同气水比、水力负荷条件下,应用粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤柱进行生活污水试验,结果表明,粉煤灰加气混凝土颗粒填料表面更易于形成硝化菌生物膜;兼顾处理效率与运行经济的最佳组合的气水比为2,水力负荷为30.72 m3/(m2·d).有机负荷保持在8.04～10.08 kg COD/(m3·d)之间,COD和NH3-N平均去除率分别达到74.2%和92%,出水COD、NH3-N平均浓度分别在60 mg/L和1 mg/L,达到GB18918-2002一级A标准,粉煤灰加气混凝土颗粒可以应用于曝气生物滤池处理污水工艺.     

改进型波形潜流人工湿地处理猪场废水

提出了一种改进型波形潜流人工湿地(improved wavy subsurface flow constructed wetland,IW-SFCW)并研究了该湿地系统在5个水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(2、3、4、6和8 d)下对猪场废水的处理效果。结果表明,该湿地系统对猪场废水中各污染物有较好的去除效果。在水力停留时间为4 d,进水COD、TN、NH4+-N和TP浓度分别为511、120、110和10 mg/L左右时,该湿地系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为86.0%、54.4%、70.1%和91.6%。此外,该湿地系统对废水中COD、TP的去除效率随水力停留时间的延长逐渐提高,在HRT=8 d时去除效果最好,去除率分别达到92.7%和96.8%;但对TN、NH4+-N的去除率却随水力停留时间的延长出现先上升后下降的趋势,在HRT=4 d时去除率最高,分别为54.4%和70.1%。     

臭氧-BAF组合工艺对石化行业废水深度处理的中试研究

采用臭氧-曝气生物滤池（BAF）组合工艺对中石化九江分公司二级生化出水进行深度处理中试实验。探讨了臭氧投加量、进水水质冲击负荷等因素对该组合工艺出水COD、NH₄⁺-N的影响。中试结果表明,在该水质条件下,臭氧最佳投加量为20~25 mg/L;组合工艺处理后出水COD低于40 mg/L,NH₄⁺-N低于5 mg/L,达到中水回用设计标准;该组合工艺能够经受一定冲击负荷。     

水解酸化-改良UASB工艺处理玉米酒精废水

采用一种新的工艺技术方法即水解酸化-改良UASB工艺处理玉米酒精废水。结果表明,在改良UASB运行60 d顺利启动完成后,进水COD在5 470～7 910 mg/L之间,TN在70～107 mg/L之间,TP在115～187 mg/L之间,SS在864～1 490 mg/L之间的条件下,水解酸化对COD和SS的去除率分别达50%和51%,NH3-N经过水解酸化后升高。改良UASB对COD的去除率达80%,对NH3-N、TN和TP也有一定去除,去除率分别为12%、17%和20%,经过水解酸化及改良UASB处理利于后续好氧处理。     

Simultaneous nitrification and denitrification by Pseudomonas sp. Y-5 in a high nitrogen environment

Pseudomonas sp. Y-5, a strain with simultaneous nitrification and denitrification (SND) capacity, was isolated from the Wuhan Municipal Sewage Treatment Plant. This strain could rapidly remove high concentrations of inorganic nitrogen. Specifically, Pseudomonas sp. Y-5 removed 103 mg/L of NH₄⁺-N in 24 h without nitrate or nitrite accumulation when NH₄⁺-N was its sole nitrogen source. The NH₄⁺-N removal efficiency (RE) was 97.26%, and the average removal rate (RR) was 4.30 mg/L/h. Strain Y-5 also removed NO₃^?-N and NO₂^?-N even in aerobic conditions, with average RRs of 4.39 and 4.23 mg/L/h, respectively, and REs of up to 99.34% and 95.81% within 24 h. When cultured in SND medium (SNDM-1), strain Y-5 achieved an NH₄⁺-N RE of up to 97.80% and a total nitrogen (TN) RE of 93.01%, whereas NO₃^?-N was fully depleted in 48 h. Interestingly, high nitrite concentrations did not inhibit the nitrification capacity of Y-5 when grown in SNDM-2, the RE of NH₄⁺-N and TN reached 96.29% and 94.26%, respectively, and nitrite was consumed completely. Strain Y-5 also adapted well to high concentrations of ammonia (~401.68 mg NH₄⁺-N/L) or organic nitrogen (~315.12 mg TN/L). Our results suggested that Pseudomonas sp. Y-5 achieved efficient simultaneous nitrification and denitrification, thus demonstrating its potential applicability in the treatment of nitrogen-polluted wastewater.

     

倒置A~2/O-MBR(平板膜)处理城市污水的中试研究

针对城市生活污水,研究了两点进水倒置A2/O-MBR(平板膜)系统(以下简称系统)对COD、NH+4-N、TN、TP、出水SS影响。结果表明,该系统对COD、NH+4-N具有较高的去除率,出水符合GB18918-2002中一级A标准;当混合液回流比为200%时,系统出水TN浓度小于15 mg/L;正常排泥后,系统对TP的去除率达83%左右;平板膜破损会导致出水SS、COD会受到影响。膜对COD、TP、SS有直接截留作用,由于系统出水几乎没有固体损失,可以精确控制污泥龄,有利于世代周期较长的硝化菌和反硝化菌生长;系统中的污泥浓度可以提高至15 000 mg/L,此时,即使进水量提高0.5倍,出水水质仍保持良好。     

新型填料曝气生物滤池处理抗生素类废水

针对抗生素类制药工业废水难处理的特点,将某高效复合微生物菌群负载在以中孔和大孔为主的污泥炭颗粒的表面和孔隙内部,制备得到生物改性污泥炭。采用装填生物改性污泥炭的新型填料曝气生物滤池及向下流、中下部曝气的运行方式对以抗生素类制药废水为主的混合工业废水絮凝沉淀池出水中的主要污染物进行深度处理。结果表明,污泥炭载体在水中发挥2种作用,即吸附功能和载体功能,污泥炭表面及内部孔隙结构非常发达,为不同种类和功能的高效微生物菌群的构建和负载提供了良好的载体;采用粒径为8~10 mm的生物改性污泥炭、HRT 100 min及气水比3∶1,进水COD浓度96~123 mg/L、NH3-N浓度8.8~17.4 mg/L、TP浓度0.390~0.623 mg/L、pH 6~9,新型填料曝气生物滤池对混合工业废水中的COD、NH3-N和TP的平均去除率分别为47.2%、49.2%和35.6%,相比污水厂常规陶料填料生物滤池分别提高了27.9、21.6和12.8个百分点,该工艺处理效果稳定,运营管理简单,为极难生物降解的抗生素类废水为主的混合工业废水的深度处理提供了新思路。     

基于新型有机多孔复合基质的生物系统去除污染水体中的氮磷

针对太湖入湖河道污染水体中的氮磷超标问题,以海绵铁、沸石、砾石和土壤为基质,采用动态吸附+生物法,对氮磷开展基于新型有机多孔复合填料的去除效果研究,结果表明,生物系统中的新型有机多孔复合基质在空间上形成了好氧-缺氧微环境,获得了较好的同步硝化-反硝化效果;通过正交实验确定流量0.00075 L/s,曝气时间24 h,pH值7,曝气量20 L/min为去除氮磷的最优条件;相对一级动力学方程、双常数方程而言,Elovich方程对3种填料的吸附动力学特征拟合最好,决定系数R2在0.81～0.92之间。通过平均去除效果较优分析,好氧条件下,NH3-N平均去除70.6%,TP平均去除81.2%;厌氧条件下,TN平均去除62.4%,COD平均去除42.6%;NH3-N、TP、TN和COD的最低浓度分别为0.75、0.095、1.1和18.3 mg/L,综合考虑主要污染物的去除效果和经济效益,本项新型有机多孔复合填料结合生物系统适宜去除河原平网地区污染水体中的氮磷。     

容积负荷对ANAMMOX生物滤池脱氮效能的影响及其基质动力学

采用2套启动成功的上向流厌氧氨氧化（ANAMMOX）生物滤柱,通过调节进水NaNO₂和（NH₄）₂SO₄ 的浓度负荷及水力负荷,改变进水容积负荷,探讨容积负荷对ANAMMOX生物滤柱脱氮效能的影响及其动力学模型。结果表明,滤速恒定条件下,通过提高进水基质浓度来提高进水TN容积负荷,其容积负荷去除动力学过程符合Monod-Haldane基质抑制模型。进水NH₄⁺-N与NO₂^--N浓度分别低于100 mg/L和133 mg/L时,反应器脱氮效果不受明显影响,TN容积去除负荷可达4.21 kg/（m³·d）,TN去除率可达80%以上。进水基质浓度恒定条件下,通过提高滤速来提高进水TN容积负荷,其容积负荷去除动力学过程符合零级动力学方程。不受基质浓度抑制的条件下,滤速为3.0 m/h、进水容积负荷为8.82 kg/（m³·d）时,反应器总氮容积负荷去除量可达7.15 kg/（m³·d）,总氮去除率可达81.1%。     

溅水充氧生物滤池处理农村污水的研究

开发了一种处理农村污水的低能耗地埋式一体化溅水充氧生物滤池装置,通过拔风和溅水复合充氧技术实现了大幅度节能条件下的好氧生物处理.考察了在不同水力负荷及COD、NH4 -N容积负荷条件下本装置的处理效果,结果表明,在水力负荷小于10 m3/(m2·d)、COD及NH4 -N容积负荷分别小于0.3 kg COD/(m3·d)和0.08 kg NH4 -N/(m3·d)的条件下,可以取得较高的去除效果和良好的出水水质,COD、NH4 -N和TN的平均出水浓度分别为58.94 mg/L、2.78 mg/L和8.23 mg/L,平均去除率分别为51.7%、86.4%和70.6%.     

Sources and mass fluxes of the main contaminants in a heavily polluted and modified river of the North China Plain

Many rivers in China and other newly industrialized countries have suffered from severe degradation of water quality in the context of rapid economic growth. An accounting method was developed to investigate the source and mass fluxes of the main contaminants in the Ziya River, a severely polluted and heavily modified river in a semiarid area of the North China Plain, where chemical oxygen demand (COD) and ammonia nitrogen (NH₄-N) were the most important indicators of pollution. The results showed that the urban sewage with high concentration of COD and NH₄-N dominated the streams, contributing to 80.7 % of the streamflow, 92.2 % of COD, and 94.5 % of NH₄-N. The concentrations of COD and NH₄-N in streams varied from 24.0–195.0 to 5.8–43.8 mg/L, respectively. Mass fluxes of COD and NH₄-N of all pathways were quantified. Much of the polluted water was diverted to irrigation, and some eventually flowed into the Bohai Sea. Installation of adequate wastewater treatment facilities and making strict discharge standards can help improve the water quality. Our findings imply that a simple accounting method provides an extremely well-documented example for load estimation and can be useful for intervention strategies in heavily polluted and modified rivers in newly industrialized countries.