不同填料在折流湿地中脱氮除磷的动力学分析

为了解决我国西部农村分散式生活污水污染问题,结合西北地区年平均气温条件特征,基于潜流湿地原理对比研究了混凝土渣、砾石和生物炭脱氮除磷效应,分析其对污染物的降解作用。结果表明:随着水力停留时间(HRT)的延长,污染物含量明显降低,湿地最佳HRT均为2.5 d,3种填料湿地对化学需要量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)的去除效果差异性显著(P0.01);混凝土渣对污水中PO_4~(3-)-P的去除最优,去除率为97.11%;生物炭综合处理能力较强,COD、NH_4~+-N、悬浮物(SS)的去除率达到了90.51%、72.38%、94.57%;生物炭作为优选湿地填料还具有较快的污染物降解速率特征,且有机污染物和磷酸盐的生化降解过程符合一级反应动力学模型,R2在0.9以上。因此,生物炭作为湿地填料具有良好的应用价值,对解决西北地区农村水污染问题具有重要的意义。     

水力负荷对改良型垂直流人工湿地降解模拟污水厂尾水效果的影响

为确定改良型垂直流人工湿地降解模拟污水厂尾水的最佳水力负荷,采用生物炭和活性炭改良、微生物强化以及同时添加生物炭、活性炭和微生物改良强化的3套垂直流人工湿地系统,研究了其在3种水力负荷条件下(0.25、0.5和1 m~3·(m~2·d)~(-1)),对模拟污水厂尾水中污染物的去除效果。结果表明,3套垂直流人工湿地系统均在低水力负荷(0.25 m~3·(m~2·d)~(-1))时对模拟污水厂尾水中NH_4~+-N、TN、TP和COD的去除率较高,但随着水力负荷的增大其去除率逐渐降低。3套垂直流人工湿地系统对NO_3~--N的去除率均在高水力负荷(1 m~3·(m~2·d)~(-1))时较高,且随着水力负荷的变大,其去除率逐渐升高,但去除率的增长幅度变缓;实验证明,生物炭和活性炭改良基质能够提高湿地系统对NH_4~+-N、TN、TP和COD的去除效果,并且在低水力负荷时对NH_4~+-N、TN和COD的去除拥有更好的改良效果,而对TP去除的改良则在高水力负荷时优于在低水力负荷时。厌氧-异养反硝化菌能够提高湿地系统对NH_4~+-N、NO_3~--N和TN的去除效果,并且在高水力负荷时对NO_3~--N的改良效果优于低水力负荷,而在低水力负荷时对NH_4~+-N和TN具有更好的改良效果。综合考虑多种污染物的去除效果,确定3套改良型垂直流人工湿地系统的最佳水力负荷为0.5 m~3·(m~2·d)~(-1)。     

生物滞留池对屋面径流基本污染物的控制

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水方式对生物滞留池出水的影响。结果表明,实验收集的屋面径流污染严重,COD和TN为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)劣Ⅴ类。经生物滞留池处理后发现,3个生物滞留池对悬浮物(SS)的去除效果较好,去除率为92.2%～98.7%,装填20cm土壤的表层进水生物滞留池较装填15cm土壤的生物滞留池出水污染物浓度低。装填20cm土壤的表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD、TN和TP的去除能力总体相当,表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD的去除率分别为91.7%、90.4%,对TN的去除率分别为93.8%、86.5%,对TP的去除率分别为70.1%和72.7%。     

纳米零价铁-聚乳酸-生物炭复合材料协同微生物去除水中1,1,1-三氯乙烷

针对地下水1, 1, 1-三氯乙烷污染问题,通过溶液插层和液相还原法制备了纳米零价铁-聚乳酸-生物炭复合材料;采用扫描电镜观察、热重分析、傅里叶变换红外光谱分析和X射线衍射分析等手段对复合材料进行了表征;研究了复合材料在厌氧条件下协同胞外呼吸菌(Shewanella oneidensis MR-1)去除水中1, 1, 1-三氯乙烷的效果;确定了材料的最佳使用条件;探讨了协同体系中污染物的去除机理。结果表明:复合材料中纳米零价铁和聚乳酸颗粒较为均匀地分散于生物炭表面;材料中生物炭、聚乳酸和纳米零价铁的最佳质量比为7∶1∶2,材料最佳投加量为1.0%,且其对不同浓度污染物均有明显去除效果;在最佳条件下,培养360 h后协同体系中1, 1, 1-三氯乙烷的最大去除率为94.61%;复合材料促进胞外呼吸菌的异化铁还原脱氯是协同体系去除污染物的主要机理。该铁基生物炭复合材料能够有效协同胞外呼吸菌提高水中1, 1, 1-三氯乙烷的去除率,且具有良好的缓释长效性。     

核桃壳-陶粒填料曝气生物滤池去除氨氮的研究

对核桃壳-陶粒填料曝气生物滤池(BAF)的挂膜启动和处理效果进行了研究,同时考察不同的水力负荷、气水比、填料层高度对污染物去除效果的影响。结果表明:微生物在核桃壳-陶粒填料上成功挂膜仅需21d,运行稳定后核桃壳-陶粒填料BAF的COD、氨氮去除率分别稳定在92.0%、88.3%左右;在水力负荷为0.06~0.08m3/(m2·h)、气水比为9∶1(体积比)的条件下,核桃壳-陶粒填料BAF处理效果较好且较稳定,氨氮和COD去除率可达70%以上;填料层0~15cm段为核桃壳-陶粒填料BAF去除COD的高效段,15~30cm段为去除氨氮的高效段。     

改性生物质炭与聚磷菌联合去除废水中的磷

为了探索改性生物质炭与聚磷菌联合去除废水中磷的效果,将铁改性生物质炭以及聚磷菌投加入序批式废水处理装置中,间隙进水,间隔一定时间测定水中磷浓度随时间变化,并探讨不同水力停留时间、进水COD浓度以及初始磷浓度对联合除磷的影响。研究结果表明,铁改性生物质炭和聚磷菌联用能高效去除废水中磷,在30℃、水力停留时间6h、COD浓度280 mg·L~(-1)、初始磷浓度5 mg·L~(-1)并且持续曝气条件下,联合除磷效果最优,其磷去除率可达97.94%。铁改性生物质炭和聚磷菌联合能有效去除废水中磷,为废水除磷提供了新技术。     

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。     

生物滞留池改善城市雨水径流水质的研究进展

如何有效控制城市雨水径流所带来的面源污染已成为城市管理工作所面临的重要难题之一.作为城市暴雨最佳管理措施(BMPs)中的技术之一,生物滞留池可有效控制城市面源污染.总结了生物滞留池在改善城市雨水径流水质方面的研究进展,简要分析了生物滞留池去除污染物的机制.研究结果表明,生物滞留池对雨水径流中的总悬浮颗粒物(TSS)、重...     

酸性洗涤塔-生物滤塔-生物曝气池组合工艺处理恶臭气体NH3和H2S

采用酸性洗涤塔、生物滤塔和生物曝气池的组合工艺处理NH3、H2S恶臭混合气体,研究表明,该组合工艺对NH3和H2S有很好的去除效果,在进气流量为35 L/min,喷淋量45 L/h时,NH3进气浓度50.15~525.4 mg/m3,H2S进气浓度10.23~110.36 mg/m3时,NH3单一进气去除率稳定在99%以上,H2S单一进气去除率90%以上。混合进气后,NH3去除率几乎为100%,H2S的去除率提高至98%以上。在一定的浓度范围内,NH3和H2S之间的相互作用对两者的去除效果没有明显的影响,而且起到了相互促进降解的作用。同时,进气流量和填料层高度都会影响NH3、H2S的去除率。系统对进气容积负荷变化的缓冲能力强,在偶尔超负荷条件下运行并不能使系统崩溃,并且微生物对高负荷逐渐表现出适应性。大部分溶于水的氨由生物曝气池去除,去除率达到96.9%。     

铁铜改性稻壳炭对双氯芬酸钠吸附性能

以稻壳为原料制备铁铜改性生物炭(FCBC300),采用扫描电子显微镜、元素组成分析仪、X-射线衍射光谱仪、傅里叶红外光谱仪对其进行了系列基础理化性质表征,通过批量吸附实验研究了FCBC300在不同pH和干扰离子及有机物腐殖酸(HA)等条件下对双氯芬酸钠(DCF)的去除效果和吸附机制。结果表明,改性后稻壳炭表面负载Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃和CuO,芳香性增强、亲水性降低,对DCF的吸附性能大幅度提升。pH=5～9条件下,改性稻壳炭对DCF的吸附量约是未改性稻壳炭的20倍,吸附机制以静电作用为主;PO₄^3-的存在对吸附几乎无影响,SO₄^2-、Cl^-和HCO₃^-对DCF的去除虽有轻微抑制作用,但去除率下降幅度均低于5%,HA存在则明显抑制吸附能力;FCBC300对DCF的吸附过程,更符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,预测最大吸附量为4...     

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。     

生物炭携载纳米零价铁对溶液中Cr(Ⅵ)的去除

利用液相还原法,使生物炭携载纳米零价铁,可以有效解决纳米零价铁在水处理应用中自身团聚问题,从而提高Cr(Ⅵ)的去除效率。研究发现:在添加相同剂量纳米的条件下,当炭铁质量比为5∶1时,生物炭携载纳米零价铁对溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达到96.8%,比纯纳米零价铁去除Cr(Ⅵ)的效率高35.9%;TEM和BET分析表明,生物炭携载纳米零价铁比纯纳米零价铁有更好的分散性和更高的比表面积,这是其去除Cr(Ⅵ)效果更好的主要原因;当溶液中Cr(Ⅵ)的反应初始浓度从25 mg/L提升至125 mg/L时,表观速率常数kobs从0.104 1 min~(-1)降低至0.023 5 min~(-1),说明反应速率随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而降低;当反应溶液初始p H在4.5~8.5之间时,携载纳米零价铁的生物炭对溶液中Cr(Ⅵ)的去除率均达到92.1%以上,表明生物炭携载纳米零价铁具有较广的p H适应范围,且对Cr(Ⅵ)具有较好的去除效果。     

pH对生物滤池处理含H_2S和NH_3混合恶臭气体的影响

研究了pH对生物滤池处理含H2S和NH3混合恶臭气体的影响,以及不同pH下的物质转化情况和去除机制。结果表明,不同pH下,生物滤池对H2S和NH3的去除率是不同的。在强酸性(pH为2左右)和中性(pH为7左右)条件下,H2S均有较好的去除效果,这分别归于嗜酸性硫细菌和非嗜酸性硫细菌的生物降解作用。低pH下,NH3的去除归于化学中和作用;中性(pH为7左右)条件下,NH3有较高的去除率,主要依靠生物硝化作用。通过考察pH对生物滤池处理效果的影响,确定了生物滤池处理含H2S和NH3混合恶臭气体的pH控制条件和去除机制,为恶臭气体生物处理工艺的选择提供依据。     

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。     

城市生活垃圾焚烧炉渣对水质除磷效果研究

城市生活垃圾经过焚烧后的炉渣具有广阔的利用前景,是一种较为理想的磷聚填料。研究了磷初始浓度、pH、炉渣粒径以及反应温度对炉渣除磷效果的影响。结果表明:(1)炉渣对KH_2PO_4溶液中的磷具有较好的去除效果,最佳反应时间为3.0h;(2)磷脱除量随磷初始浓度的增加而增加,而磷的去除率呈降低趋势;(3)磷脱除量随pH的增加呈先降低后增加趋势,酸性条件下炉渣对磷具有较高的去除效果;炉渣颗粒越小,对磷的吸附去除效果越好;(4)炉渣对磷的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数均达显著水平,且Langmuir等温吸附方程拟合效果更优;(5)炉渣中的磷形态主要为钙结合态磷(包括Ca_2-P、Ca_8-P、Ca_(10)-P)、铝结合态磷(Al-P)和铁结合态磷(Fe-P),其中以Ca_(10)-P形态最多(78.96%)。     

城市污水处理厂除臭生物滤池运行效果及影响因素研究

对山东某城市污水处理厂散发的恶臭气体进行除臭研究,考察了除臭生物滤池的运行效果、工艺影响因素和除臭生物滤池内微生物相特点。结果表明:(1)在进气量为828 m3/h、气体停留时间为30 s、硫化氢和氨进气质量浓度分别为0.5~28.4、0.9~34.3 mg/m3的条件下,稳定运行时,大部分时间硫化氢和氨去除率分别达98%和80%以上,而且除臭生物滤池对于进气负荷具有较强的抗冲击能力。(2)当填料含湿量为43.6%~63.4%时,硫化氢去除率在90%以上;氨去除受填料含湿量的影响较大,填料含湿量越高越利于氨的去除。(3)在处理低浓度含硫化氢和氨的恶臭气体时,生物除臭工程可以在低填料pH(3.0左右)下长期运行,并保持较高的恶臭气体去除率。(4)运行第60天后,当温度为10℃以上时,硫化氢和氨去除率几乎不受影响;第169天后,当温度降至10℃以下时,硫化氢和氨去除率均有一定程度的下降,最低分别为94.6%和79.8%。(5)除臭生物滤池稳定运行时,优势硫氧化菌主要为嗜酸性硫细菌。     

复合生物滤池处理H2S和NH3的挂膜与工艺条件

采用复合生物滤池(生物滴滤池 生物过滤池)处理H2S和NH3组成的混合恶臭气体,填料分别为经表面改性的天然斜发沸石和木屑.实验研究了该工艺的驯化挂膜情况和主要工艺条件,结果表明,天然斜发沸石和木屑改性后,驯化挂膜周期为10～14 d,比文献中颗粒活性炭挂膜缩短14～18 d.复合生物滤池的最佳工艺条件为:高度120 cm,循环液流量4.56 L/h.同时,生物滴滤池处理水溶性好的NH3气体效果较生物过滤池好,而生物过滤池处理水溶性差的H2S气体较生物滴滤池好.因此,复合生物滤池可用于处理不同水溶性的混合恶臭气体.     

印染废水污染物在曝气生物滤池中的沿程去除规律

主要研究了曝气生物滤池（BAF）对印染废水中污染物的沿程去除规律。研究表明：BAF对印染废水污染物的去除沿高程有着不同的变化规律：在BAF总高度为300 cm，填料层高度为200 cm，气水比3∶1，停留时间11.8 h，的情况下， BAF对COD的去除主要集中在<160 cm的填料层部分，在总的去除率为63.1%时，此区域去除率可达56.60%；对NH3N的去除主要集中在填料层100～160 cm段，在总NH₃-N去除率为85.09%时，此区域NH₃-N去除率达38.28%。BAF对浊度的去除主要集中在填料层小于100 cm的部分，在总去除率为94.04%，区域去除率达到61.90%。印染废水经过BAF的前100 cm填料层后，pH值由10降至7.6后基本维持不变。     

生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻去除水中的氨氮

以海藻酸钠为包埋材料,生物炭为添加剂,固定小球藻,制得生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻胶球,并将其用于水中氨氮的去除。实验结果表明:生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻具有生物炭吸附和小球藻吸收协同作用,促进了小球藻的生长和水中氨氮的去除,且氨氮的去除率随着胶球加入量和胶球粒径的增加而提高。生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻胶球制备最优方案为:生物炭浓度为0.26 g·L~(-1)、海藻酸钠质量分数为1.8%、胶球中藻细胞密度为3.0×10~6个·mL~(-1)、CaCl_2质量分数为1%;胶球重复使用一次的氨氮去除率可达66.87%。生物炭促进了固定化微藻对高浓度氨氮废水的资源化利用。     

缺氧池填料投配比对A2/O-MBR工艺反硝化除磷的影响

按20%的投配比往好氧1,2池中加入相同数量的悬浮式填料,将传统A2/O工艺转变为A2/O-MBR复合工艺.通过处理实际市政污水,重点考察了在缺氧池中不同填料投配比条件下,复合工艺的去除效果以及反硝化除磷效果.实验结果表明,当缺氧池中填料投配比为20%时,装置总体的处理效果最好.COD、总氮、氨氮和总磷的去除率分别达到...