滤料粒径对地下水中铁、锰、氨氮、浊度去除效果的影响

滤料粒径是生物滤池设计的一个重要参数。采用滤料粒径分别为0. 8~1. 0、3~4、8~10 mm的3根成熟生物滤柱处理地下水,考察滤料粒径对铁、锰、氨氮、浊度去除效果的影响。结果表明,1^#、2^#、3^#滤柱出水的总铁平均浓度分别为0. 020、0. 037、0. 078 mg/L,锰平均浓度分别为0. 003 0、0. 005 1、0. 006 7 mg/L,氨氮平均浓度分别为0. 022、0. 030、0. 050 mg/L,浊度均值分别为0. 28、0. 69、1. 32 NTU,除3^#滤柱出水浊度不达标外,其余指标均满足国家标准。随着滤料粒径的增大,铁、锰、氨氮的沿程浓度明显升高,去除区域向下延伸,浊度主要在0~0. 4 m滤层被去除。     

地下水中氨氮、铁、锰的同步去除及其相互作用

在中试规模条件下,考察了接触催化氧化过滤工艺同步去除地下水中氨氮、铁、锰的效果,研究了三者在去除过程中的交互作用。结果表明:该工艺对原水中的氨氮、铁、锰具有良好的去除效果;铁优先于锰和氨氮被去除,提高进水亚铁离子浓度会导致除氨氮滤层向下迁移,出水氨氮浓度不达标,而铁离子对去除锰离子不产生影响的界限浓度为2 mg/L;提高进水锰离子浓度可以显著促进对高浓度氨氮的去除,表明锰质滤膜对氨氮的去除可能起到了催化氧化的作用。     

两级生物滤柱同时去除地下水中铁、锰、氨氮和浊度

为了实现地下水中铁、锰、氨氮和浊度的同时高效、稳定去除,采用两级生物滤柱串联的处理工艺,将两级滤柱的滤速分别从4和6 m/h依次提高到6、9 m/h和8、12 m/h,考察其处理效果。结果表明,一级滤柱对铁、锰和氨氮均有很好的去除效果,并能够去除大部分浊度,二级出水中的铁、锰、氨氮和浊度均远低于国家标准。沿程分析发现,提高滤速后,对铁的去除效果几乎无影响;锰的去除区域明显向下延伸;氨氮在0~0.4 m段的去除速率明显降低,但在1.2 m处均可降到0.2 mg/L以下;对浊度的去除效果也没有影响,形成出水浊度的主要是粒径3μm的颗粒。两级滤柱能够有效去除地下水中的铁、锰、氨氮和浊度,并且能实现长期稳定运行。     

生物除铁除锰滤层的溶解氧需求及消耗规律研究

针对高铁、高锰地下水中含有氨氮的问题,进行了生物除铁除锰过程中溶解氧需求及消耗规律的研究.结果表明:弱跌水曝气难以适应含氮地下水的净化对溶解氧的需求,在原水氨氮为1.2 mg/L、铁为15 mg/L、锰为1.5 mg/L左右的条件下,控制溶解氧>7.5 mg/L时,生物滤层才能培养成熟,出水锰离子浓度才能达标;过滤过程中溶解氧主要消耗在上部的45 cm滤层之内,用于铁的去除以及氨氮的硝化,下部除锰生物滤层能否得到充足的溶解氧是决定除锰成败的关键.     

同步去除水中铁、锰、氨氮滤池的快速启动与运行控制

在中试规模条件下,采用化学氧化法快速启动催化氧化接触滤池,探究了滤池同步去除地下水中氨氮、铁、锰的能力以及污染物之间的交互作用,并考察了滤速及反冲洗条件对滤池运行效果的影响。在挂膜启动期间,采用扫描电镜对滤料表面的微观形态作了观察。结果表明:化学氧化法能有效缩短接触氧化滤池的启动时间,30 d左右实现同步去除铁、锰、氨氮工艺的快速启动和稳定运行;该工艺对氨氮、铁、锰具有良好的去除效果,铁优先于锰和氨氮被去除;进水氨氮浓度过高时,溶解氧浓度是限制其去除的主要因素;滤速和反冲洗条件的突然改变会降低系统的运行效果。试验条件下滤柱所能承受的最大氨氮、锰负荷分别为2.3和2.66 mg/L,满足多数受污染地下水的处理需求。     

曝气生物滤池作为双泥法硝化单元的中试研究

双泥法中硝化单元的硝化效果对系统的反硝化除磷效能非常关键,为此通过中试研究了BAF作为A2N工艺硝化单元的处理效能.结果表明:BAF对COD的降解主要发生在进水端,在滤层0.4m高度处COD即已降至68 mg/L,这有利于滤层上部对NH4+-N的去除.在无外加碱度的条件下,BAF适宜的气水比范围为(3∶1)～(5∶1),增加BAF进水的碱度可使NH;-N的去除量提高10 mg/L以上,进而可降低气水比.A2N工艺中的BAF进水COD浓度低,且对出水SS指标无要求,这有利于延长BAF的反冲洗周期,试验中反冲洗周期达到7d,反冲洗后BAF可迅速恢复硝化能力.以上研究结果证明,BAF能够与A2N工艺良好地结合并提高工艺的处理效能.     

O_3/BEAC工艺去除低温水中氨氮的中试研究

为解决北方地区某水厂低温水中氨氮去除难的问题,在现场开展了两级臭氧/生物增强活性炭工艺(O_3/BEAC)去除氨氮的中试研究。利用含一株能去除低温水中氨氮的新菌种HITLi7~T构成的优势功能复合菌剂,构建了生物增强活性炭(BEAC),分别考察了进水氨氮浓度、两级臭氧投加量、BEAC滤柱滤速及其反冲洗方式对该工艺去除氨氮效能的影响,并确定了最佳工艺运行参数。结果表明,随着进水氨氮浓度的变化,O_3/BEAC工艺对氨氮的去除率始终比O_3/BAC工艺高;当原水温度为0~2℃、氨氮为1.5 mg/L时,BEAC滤柱滤速为4.47 m/h,一级臭氧投加量为2 mg/L、二级臭氧投加量为1 mg/L,采用单独水洗10 min、水洗强度为8 L/(m~2·s)的反冲洗方式,可使O_3/BEAC工艺的氨氮去除效能达到最佳。     

高铁、高锰、高氨氮地下水的生物同层净化研究

采用生物滤柱净化高铁、高锰、高氨氮地下水,考察了生物净化效果及影响因素.结果表明,在设计滤速为5 m/h,试验用地下水的Fe2+、Mn2+和NH4+-N分别为15、1.5和1.2 mg/L的条件下,生物滤柱对其净化效果良好,但所需滤层较厚(为1.5 m),出水的Fe2+、Mn2+和氨氮分别可降至0.13、0.05和0.26 mg/L;在生物滤柱中,Fe2+的高效去除空间为最上部,NH4+-N的为中、上部,Mn2+的为中、下部;溶解氧为影响生物滤层除锰的关键因素.     

低温下逆流充氧强化去除地表原水中的氨氮和锰

利用中试滤柱系统,在低温条件下采用滤柱底部逆流充氧措施强化铁锰复合氧化膜滤料去除地表原水中的氨氮和锰,考察了充氧强度、运行参数(氨氮、锰浓度和滤速)等因素的影响,并对充氧前后氧化膜的微观特征(形态、组成、晶体结构)进行了分析。结果表明,在水温为8℃的条件下,当进水氨氮和锰浓度分别为2.0、3.0 mg/L时,逆流充氧后,完全去除锰所需的滤层厚度由80cm减少至60 cm,出水氨氮浓度由0.7 mg/L降至0,且随着充氧强度的增加,去除效率逐渐升高;当充氧强度为0.6 mL/(cm²·min)、滤速为7.0 m/h时,对氨氮和锰的去除效果最佳。此外,微观表征分析结果表明,逆流充氧使滤料表面形态在水力作用下发生了改变,但并未改变铁锰复合氧化膜的成分和晶体结构。因此,逆流充氧可显著提高低温条件下铁锰复合氧化膜滤料对地表原水中氨氮和锰的去除效率。     

不同填料粒径BAF深度处理城市污水的研究

采用填料粒径不同的两种曝气生物滤池(BAF)深度处理城市污水厂的二级出水,考察了填料粒径、水力负荷、填料高度等参数对处理效果的影响.结果表明,在水力负荷为1-3m/h、进水CODM.为5～17mg/L的条件下,两BAF反应器的出水CODMn均稳定在5mg/L以下,且提高水力负荷有利于对CODMn的去除;填料粒径较小的BAF对氨氮的去除效果比填料粒径较大的要好,且填料粒径对氨氮去除效果的影响随水力负荷的增加而愈加明显;填料柱(上向流)的前50cm主要去除CODMn,而对氨氮的去除主要发生在50cm以后.     

水渣填料曝气生物滤池去除氨氮特性研究

利用水渣为主要原料开发了一种新型曝气生物滤池填料,并以陶粒为参比填料,通过改变进水pH值和氨氮负荷等工艺参数,研究了水渣填料去除氨氮的特性.试验结果表明：水渣曝气生物滤池较陶粒曝气生物滤池具有更明显的去除氨氮的效果.在进水pH值为5.2～5.5,进水氨氮浓度分别为16、32、64 mg/L时,水渣曝气生物滤池对氨氮的平均去除率分别为90.63%、85.39%、63.46%,这是因为该填料能够溶出CaCO3,为硝化反应提供了碱度;而陶粒曝气生物滤池则因碱度不足而导致对氨氮的去除率较低.水渣曝气生物滤池内的pH值沿水流方向呈逐渐升高的趋势,而陶粒曝气生物滤池的则相反.当处理pH值较低而氨氮浓度较高的原水时,与传统的陶粒曝气生物滤池相比,水渣曝气生物滤池更能显示出在去除氨氮方面的优势.     

水力停留时间对BAF除污性能的影响

研究了水力停留时间(HRT)对曝气生物滤池(BAF)除污效果的影响。结果表明:HRT对BAF处理效果的影响较大,当HRT为0.63 h时,出水浊度、COD、氨氮和总氮浓度均较高,BAF的除污效果较差;当HRT为0.83 h时,出水COD浓度可降至50 mg/L以下,去除率可达到85.87%;当HRT为1.0 h时,BAF对浊度、氨氮和总氮均有较好的去除效果,去除率分别为95.98%7、7.08%4、0.09%,出水浊度<4 NTU、氨氮<8 mg/L、总氮<35 mg/L。     

BAF深度处理二沉池出水的抗冲击能力研究

采用BAF深度处理污水厂二沉池出水,考察了水力负荷和污染负荷冲击对其处理效果的影响。结果表明,BAF对水力负荷冲击有一定的耐受能力,当气水比为2∶1、滤速为2m/h时,对COD和氨氮的去除效果较好,平均去除率分别达到39.59%、81.99%,平均出水浓度分别为16.9、0.3mg/L。同时BAF具有较强的抗污染负荷冲击能力,当进水COD为21.06～55.13mg/L时,出水COD稳定在15mg/L左右,平均去除率在30%以上;当进水氨氮在0.17～5mg/L之间波动时,出水氨氮基本保持在0.3mg/L以下。这表明BAF作为深度处理工艺,具有很好的抗冲击能力,能够保证出水水质的稳定性。     

水力负荷对木炭填料生物滤池处理污水的影响

以木炭作为曝气生物滤池的填料,并与陶粒填料作对比,考察了其在不同水力负荷下对污水的处理效能.结果表明,改变水力负荷对两个反应器的出水COD影响不大,但对其脱氮除磷效果的影响较显著.木炭滤池对氨氮和TN的去除效果要好于陶粒滤池的,当水力负荷为4m~3/(m~3·d)时,两反应器的脱氮效果最佳,此时木炭和陶粒滤池的出水氨氮浓度分别为4.7、7.7mg/L(去除率分别为80%和65%).综合考虑木炭滤池对COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除效果,确定其最佳水力负荷为4 m~3/(m~3·d).     

高铁矿井水回用处理工艺研究

针对韩桥矿高铁矿井水质,考察了混凝＋沉淀＋过滤回用处理工艺除铁的最佳运行条件。结果表明,以聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂,最佳投药量为80mg／L时,铁的去除率可达到91％;选择天然锰砂作为滤料,滤速在8～10m／h,进水pH值高于6．05,滤层高度大于75cm时,锰砂除铁效果较好,出水铁含量在0．1mg／L以下,可以满足《城市污水再生利用工业回用水水质》（GB／T19923--2005）中的限值要求。     

前置反硝化BAF工艺处理景观水体

为了提高曝气生物滤池(BAF)对景观水体的脱氮效果,开发了前置反硝化BAF工艺,考察了其对景观水体的处理效果及影响因素,并与传统BAF工艺作比较。结果表明,前置反硝化BAF工艺对TN和浊度的去除效果明显优于传统BAF工艺,前者对TN和浊度的平均去除率分别为45%和88%,而后者的分别为30%和47%;两种工艺对COD和氨氮的去除效果相近,但前置反硝化BAF工艺的出水水质更稳定;对于前置反硝化BAF工艺,当水力负荷为1.42~4.95 m/h时,对COD、氨氮和TN的去除率均随水力负荷的增加而降低;在水力负荷为2.12 m/h的条件下,回流比对COD和氨氮的去除效果影响不大,但对TN的去除率随回流比的增加呈先升高后降低的趋势,最佳回流比为1.5∶1;另外,对TN的去除率随进水C/N值的增加而升高,当C/N6时,系统的脱氮效果较好。     

复合污染地下水的两级处理工艺中试研究

开展了石英砂+生物活性炭的两级处理工艺净化复合污染地下水的中试研究。结果表明,当石英砂滤料未成熟时,单级过滤对铁、锰的去除效果较好,但是对氨氮及CODMn的去除效果不理想;二级过滤工艺可以明显提高水中氨氮和CODMn的去除效果;滤料成熟后系统对铁、锰、氨氮及CODMn的平均去除率分别达到99.5%,99.9%,93.7%和34.5%。该处理工艺出水水质较好,抗水质冲击负荷能力强,且运行稳定性高。     

气水比对高分子填料BAF脱氮效能的影响

采用高分子载体作为生物填料,以模拟生活污水为处理对象,对两级曝气生物滤池(BAF)的脱氮效能进行了试验研究,着重考察了气水比对BAF去除COD、NH3-N和TN的影响,并探讨了系统内氮素的转化规律和提高脱氮效能的途径。结果表明,当平均水温为22~32℃、进水流量为4 L/h、进水COD为150 mg/L左右、进水NH3-N为60 mg/L左右、一级BAF的气水比为4∶1、二级BAF的气水比为2∶1时,系统的处理效果最佳,对COD、NH3-N和TN的总平均去除率分别达到84.33%、87.84%和56.06%。系统通过同时短程硝化反硝化实现了低能耗、高效率的脱氮。