从部分水解尿液中同步回收磷资源与电能

部分水解尿液获取方便,而鸟粪石是一种优质的含磷缓释肥,具有较高的经济价值,故以部分水解尿液为研究对象,试图在镁空气燃料电池平台上实现高纯度鸟粪石回收并保留尿液中的大部分尿素。尿液水解度理论计算和磷回收实验的结果共同表明,10%的尿液水解度能够提供足够的铵盐、碱度和缓冲能力,有利于鸟粪石沉淀的生成。镁空气燃料电池经过60 min的反应后,收集到的沉淀产物中鸟粪石(包括钾型鸟粪石)占比为94.92%,此时对尿液中PO₄^3--P的去除率可以达到95.86%,尿液中95.74%的初始尿素得以保留,并且每处理1 m³的尿液能够同时回收0.044kW·h的电能。因此,部分水解尿液可在镁空气燃料电池中实现高纯度鸟粪石沉淀和电能的同步回收。     

有机物对鸟粪石结晶法回收污水中磷的影响

以实验室模拟污水探究典型有机物海藻酸钠(SA)、牛血清白蛋白(BSA)、腐殖酸(HA)和葡萄糖对鸟粪石结晶过程和磷回收效果的影响。结果表明,大分子有机物腐殖酸、海藻酸钠、牛血清白蛋白均使鸟粪石平衡条件溶度积PSeq增大、磷回收率下降、鸟粪石纯度降低;小分子有机物葡萄糖对磷回收影响相对较小;4种有机物均造成晶体晶形发生变化。相关性分析表明,在有机物存在下,鸟粪石结晶法的磷回收率与平衡条件溶度积PSeq、鸟粪石晶体纯度间相关性显著,其中腐殖酸存在下相关性最显著。建议在采用鸟粪石法回收污水中的磷时采取措施降低大分子有机物的含量,从而提高鸟粪石结晶法的磷回收率。     

折流反应器中鸟粪石类共沉淀法对脱氨尿液的处理

在折流式反应器中,考察了磷酸钾镁、磷酸铵镁等鸟粪石类物质共沉淀法对稀释5倍的脱氨尿液废水的资源化处理效果。结果表明,钾回收率为87%~92%,磷回收率为75%~80%,氨氮回收率为80%~85%,COD去除率约为30%。出水中的COD、总氮和磷浓度能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级A标准;出水氨氮约为7 mg/L,能满足一级B标准。结合SEM-EDS和XRD的分析认为,沉淀产物为磷酸铵镁、磷酸钾镁和磷酸钠镁的混合物,每升稀释5倍的脱氨尿液废水沉淀物产量约为(8.8±2.0)g,平均粒径为60~100μm,沉淀物表面的负电性阻碍了团聚大颗粒的生成,产品性质优于《钙镁磷钾肥行业标准》(HG2598—94)中一等品的品质标准。     

多孔钛板负载Pd-Sn电催化去除硝酸盐氮的研究

研究了多孔钛板负载催化剂Pd-Sn(4:1)作为阴极,利用电化学反应器脱除饮用水中的硝酸盐氮.在通常饮用水水源的硝酸盐氮含量范围内,电化学催化反硝化的活性可达39.97me/(g·h),在pH值为7,电流密度为2.3 mA/cm2,反应600 min后,NO3--N的浓度从22.6 mg/L下降到0.3 mg/L,去除率达到98%,出水浓度远远低于饮用水水质标准要求的10 mg/L.然而此催化剂负载比例下对副产物氨氮和亚硝酸盐氮尤其是对氨氮的选择率非常高.低电流密度和低pH值时,NO3-N去除率比较高,而中间产物NO-2生成较少,NH4+的生成量则随着电流密度和pH值的降低而增加,并且随着电流密度的增加,硝酸盐还原的电流效率显著降低.Pd-Sn的协同作用,提高了反应活性和氮气的选择率.     

套筒式反应器处理实际污泥水的试验研究

采用曝气吹脱提高碱度法促进鸟粪石在套筒式反应器中结晶以去除实际污泥水中的氮和磷,分析了其效果及存在的问题。连续188 d的运行结果表明,在气水比为30∶1条件下套筒式反应器可同步去除实际污泥水中的氮和磷,但去除效果有限,对NH+4-N和PO3-4-P的平均去除率分别为26.8%和55.7%,且其去除率呈现逆向的变化趋势。其原因在于套筒式反应器中存在大量的悬浮和附着态氨氧化菌(AOB)。尽管如此,采用该反应器仍可从每吨污泥水中回收232g纯度为92%的鸟粪石,因此可在一定程度上达到回收资源的目的。     

活性污泥促进尿液水解回收鸟粪石研究

为了回收利用尿液和活性污泥中的氮、磷等营养物,首先对尿液中尿素的水解特性进行了监测,对脲酶和活性污泥促进尿素水解的效果进行了研究,发现当脲酶和活性污泥的投加量分别为4.0 mg/L和3.73 g/L时,可使尿液中尿素在2 d内完全水解。对两种方法水解后的尿液开展了以鸟粪石形式回收氮、磷的试验,发现当以Mg/P值(物质的量之比)=1.4投加镁源时可有效回收尿液中的磷,回收率达到99%。对所得沉淀物利用XRD技术和化学元素分析方法进行了检测,发现两种沉淀物中鸟粪石含量在95%左右,纯度均较高。利用活性污泥促进尿液水解并以鸟粪石形式回收氮、磷等营养物可同时作为剩余污泥处置的一种方法。     

电化学除磷过程的条件优化与机理研究

为优化电化学除磷过程的条件并探究反应机理,通过模拟实际污水研究了初始pH值、初始磷浓度C_0及曝气强度j对电化学除磷过程的影响,同时对不同条件下电化学除磷过程进行了动力学分析。结果表明:随着初始pH值的增加,TP去除率先增加后减小;随着电解时间的增加,溶液pH值增大。当C_0为5 mg/L、电解时间为60 min、初始p H值为6～8时,TP去除率达到84. 5%以上;且当初始pH值为7时,TP去除率达到最高值,为87. 69%。C_0越高,TP去除率越低,但除磷的能耗也越低。当C_0为9 mg/L时,电解60 min后,TP去除率为72. 79%,去除单位质量磷的能耗仅为0. 059 kW·h/g,比C_0为5 mg/L时节约能耗0. 025 kW·h/g。当j为0. 14～0. 28 L/min时,电解60 min后,TP去除率达到86. 0%以上,比j为零时至少提高了43. 6%。动力学拟合结果表明,电化学除磷过程中存在着化学配位反应和吸附反应。当pH值为3～5时,除磷过程以化学配位反应为主,当pH值为7～11时,除磷过程则以吸附反应为主;且pH值增加不会减弱除磷过程中的吸附反应。当C_0为8～9 mg/L时,化学配位作用的除磷效果达到极限水平。曝气一方面有利于Fe~(2+)氧化为Fe~(3+),促进化学配位反应,另一方面可以缓解电极钝化,提高除磷效率。     

鸟粪石沉淀过程中的影响因素实验研究

以实验室模拟含磷废水为研究对象，通过正交实验探讨了pH，Mg／P，N／P对鸟粪石沉淀过程的影响，实验结果表明，当模拟废水的PO4^3-（以P计）为60mg／L，固定反应时间为30min，pH值为9．5，Mg／P为1．4：1，M/P为4：1时，鸟粪石沉淀反应的磷回收效果较好。     

优化电化学MAP法高效去除垃圾渗滤液中的氨氮

针对垃圾填埋场渗滤液中的高浓度氨氮,研究了基于电化学磷酸铵镁（MAP）法提高氨氮去除率与产物纯度的优化措施。结果表明,电化学MAP反应体系的氨氮去除率随初始pH的升高而降低;电化学MAP法可以在低pH条件下生成MAP沉淀,其中当pH在6.5～8.5之间时MAP生成速率最大且纯度高,这与传统MAP法的最佳pH为8～10有较大区别。采用分批投加KH2PO4可以提高整个体系中MAP的平均生成速率。当处理实际填埋场垃圾渗滤液时,电化学MAP法相比传统MAP法具有更高的氨氮去除率、较低的磷残余浓度以及更高的MAP纯度。     

污泥发酵液中氨氮和磷的去除方法研究

以污泥发酵液为试验用水,比较化学沉淀法和电解法对氨氮和磷的去除效果。结果表明,化学沉淀法的反应速率很快,1 min内即可达到反应终点;当p H值为10、P/N值为1.13、Mg/P值为1.00时,COD保持率为78%,对氨氮的去除率超过80%,对磷的去除率在90%以上。电解法中,当电流为70 m A、反应时间为3 h时,COD保持率为66%,对氨氮的去除率为26%,对磷的去除率为73%。综合比较对氨氮和磷的去除率、COD保持率及经济成本发现,化学沉淀法具有明显优势。     

生物膜电极工艺去除微污染源水中氨氮的研究

采用生物膜电极工艺去除微污染源水中的氨氮.在好氧区利用金属阳极电解产氧,在硝化细菌的作用下使氨氮转化为硝酸盐氮或亚硝酸盐氮;在缺氧区利用碳棒作为阴极电解产氢,实现反硝化脱氮.试验结果表明:C/N、电流强度、氨氮浓度、进水流量等对去除总氮均有影响;在流量为3 L/d、无外界供氧、电流强度为19.5 mA、C/N为1的条件下,当进水COD为10 mg/L、氨氮为7 mg/L时,对总氮的去除率可达95.6%,显著改善了水质.     

UCT工艺处理低C/N值城市污水的试验研究

采用UCT工艺处理低C/N值城市污水,考察了其处理效果及影响因素。结果表明:UCT工艺对COD的平均去除率为87.3%,进水中较高浓度的氨氮对COD去除效果有一定的影响;系统运行稳定后,对氨氮的去除率可保持在90%以上,硝化效果较好;在无外加碳源的情况下,UCT工艺对总氮的去除率为50%左右,投加甲醇碳源调节污水的C/N值为6.2左右时,对总氮的去除率可稳定在80%以上;进水中较高浓度的氨氮对系统除磷效果的影响较大,在硝化效果不好的情况下对总磷的去除率可达86%,在硝化效果较好的情况下除磷效率较低,为50%左右。     

小氮肥企业高氨氮废水处理的试验研究

针对小氮肥厂生产废水的排放现状及其对城市污水处理厂的影响 ,在试验的基础上提出了处理高含氨氮废水的空气吹脱—好氧硝化处理工艺 .空气吹脱可有效地去除解吸液中的氨氮 ,氨氮浓度由 1869.3mg/L降至 40 8.3mg/L ,去除率为 78% ;好氧生物硝化可有效地去除混合生产废水中的氨氮 ,氨氮浓度由 2 41mg/L降低为 2 3 .2mg/L ,去除率达 90 % ,达到国家二级排放标准     

上向流曝气生物滤池去除氨氮效果及影响因素分析

在滤速为0.8 m/h、曝气量为25 L/h的条件下,研究了水温、COD容积负荷、NH4--N容积负荷对上向流曝气生物滤池(UBAF)去除城市污水中NH4--N效果的影响.结果表明,水温是影响UBAF去除NH4--N效果的主要因素,水温较高时UBAF对NH4--N的去除效果较好,但低温时其对NH4--N去除率的影响较大;当COD容积负荷较高时,其对NH4--N的去除有明显的抑制作用,且低温条件下其对NH4--N去除率的影响较高温条件下显著;在NH4--N容积负荷相对较高而水温较低时,NH4--N容积负荷对NH4--N去除率的影响相对较大.     

排空闲置时间对序批式人工湿地处理效能的影响

针对连续流人工湿地自然复氧能力差、脱氮效率低、易堵塞等问题,提出了序批式人工湿地工艺,其运行方式为:进水/反应/出水/排空闲置。重点考察了排空闲置时间对系统处理效能的影响。结果表明:排空闲置时间对序批式人工湿地的处理效能影响显著,两级序批式人工湿地在温度为26～32℃、工况为进水10 min/反应12 h/排水10 min/排空闲置4h、COD负荷为72g/(m3·d)、NH4+-N负荷为16g/(m3.d)、TN负荷为16.8g/(m3.d)的条件下运行时,出水COD、NH4+-N和TN分别为38、11和14 mg/L,总去除率分别为86%、82%和78%,与无排空闲置工况相比,去除率分别提高了15%、35%、32%。     

BAF/O_3预处理工艺后砂滤池的除污效果

以珠江广州段源水为处理对象,考察了曝气生物滤池（BAF）／臭氧（O3）预处理工艺后砂滤池的除污效果。结果表明,砂滤池出水CODMn、NH4^＋ -N和浊度的平均值分别为2．19、0．099mg／L和0．225NTU,NO2^- -N的最高值为0．003mg／L;相对于沉淀池出水,砂滤池对上述指标的平均去除率分别为27．60％、66．88％、69．88％和98．53％。BAF和臭氧塔提高了源水的DO浓度,其对浊度和有机物的去除作用降低了砂滤池的反冲洗频率,从而有利于提高生物膜中微生物的数量和活性;臭氧氧化可提高源水的可生化性,且水中没有残留臭氧,也为砂滤池的生物降解作用提供了有利条件。     

基质比例对高负荷ANAMMOX-UASB装置运行的影响

在进水总无机氮负荷率约为13 kg/(m3.d)的条件下,通过改变无机配水中亚硝态氮与氨氮浓度的比例来考察其对厌氧氨氧化性能的影响。试验共分为5个阶段,各阶段的进水NO 2--N/NH 4+-N均值分别为0.87、1.03、1.16、1.27、1.48。在前4个阶段对NO 2--N的平均去除率变化不大,均在95%以上,在阶段五则降至82.28%;对NH4+-N的去除率从阶段一的74.94%逐步上升至阶段五的97.85%;在阶段四时厌氧氨氧化效果最好,对NH4+-N与NO2--N的平均去除率分别达到97.59%、95.25%。试验过程中跑泥和温度降低等现象均会使处理效果降低。对反应器各部位取样的分析表明,在5个不同阶段,至反应器中部对基质的去除率就已达90%以上。     

A~2/O系统中强化ANAMMOX反应的可行性研究

通过采用限制DO的运行方式,在A2/O系统中富集NO2--N,从而强化厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应,提高系统的脱氮性能.结果表明,当好氧池中的DO为0.5～1.0 mg/L时,可使NO2--N的浓度提高约500%,形成有效积累,从而在缺氧池中强化ANAMMOX反应;强化AN-AMMOX反应后的缺氧池对NH4-N和TN的去除率分别提高了15%和9%,系统对TN的去除率提高了约7%;通过SPSS13.0软件分析可知,强化ANAMMOX反应的A2/O系统脱氮效果显著;但采用限制DO的运行方式对A2/O系统去除COD和TP有一定影响,其中对COD的去除率下降了5%,对TP的去除率下降了1.4%.     

接触氧化/BAF工艺处理城市生活污水的挂膜研究

为了实现污水的就地处理与回用,开发了接触氧化／BAF工艺,并对该工艺的挂膜启动进行了研究,分析了其挂膜过程中生物相的变化情况及对COD、NH4^＋-N的去除效果。结果表明,该工艺对COD的去除主要集中在接触氧化段,对NH4^＋-N的去除主要集中在BAF段;当接触氧化段对COD的去除率稳定在80％左右、BAF段对NH4^＋-N的去除率稳定在90％以上,且填料中的生物相趋于稳定时,标志着系统挂膜成功,历时约27d。此时,系统出水COD和NH4^＋-N的浓度分别稳定在50、0．2mg／L左右。     

应用可渗透反应墙技术修复受污染河水水质的研究

通过中试考察了应用可渗透反应墙(PRB)技术修复受污染河水水质的可行性.结果表明:以铁屑、焦炭和沸石为介质的PRB系统对COD、TN、NO-3-N、NH+4-N和,TP都有较好的去除效果,平均去除率分别为59.36%、62.16%、76.62%、26.85%、82.04%.铁屑的内电解及净化材料的吸附是PRB系统去除污染物的主要机制.