不同挂膜启动方式对复合硫填料自养脱氮效果的影响

为确定硫自养反硝化技术在工程应用中合适的启动方式,对比了变滤速接种挂膜、变滤速自然挂膜和固定滤速自然挂膜三种不同的挂膜方式对脱氮效果的影响。结果表明,接种挂膜在实际工程应用中没有显著优势,变滤速自然挂膜法的脱氮效果最好,其最大脱氮负荷为0.81kg/(m³·d)。通过分析pH、DO和SO₄^2-等参数的变化情况发现,挂膜过程会使出水pH降低,进水DO过高会抑制脱氮过程,一些好氧菌可能会利用溶解氧将硫单质氧化为SO₄^2-,使SO₄^2-平均增加量高于理论值。采用高通量测序手段对系统内微生物群落结构特征进行了分析,在属水平上反应器中进行硫自养反硝化的优势菌群有硫杆菌属(Thiobacillus)和热单胞菌属(Thermomonas),相对丰度分别为6.38%和3.86%,与二沉池回流污泥的微生物群落结构相比存在明显的驯化过程。     

羟基铁对污水厂二级处理出水中低浓度磷的深度处理性能

以自行开发的羟基铁作为除磷吸附剂,针对低磷浓度水研究了羟基铁吸附法深度除磷的影响因素及吸附动力学,并对污水厂二级出水进行吸附除磷试验。结果表明:当水中磷酸盐的初始浓度为0.5 mg/L、羟基铁投加量为0.03 g/L、反应体系pH值为6.0、反应时间为30 min、体系温度为25℃时,羟基铁对磷酸盐的去除率为98.3%,剩余磷酸盐浓度为0.008 mg/L;在15～35℃的吸附等温线均能用Langmuir等温吸附模型描述,模型的R~2均达到0.99以上;伪二级动力学方程能够更好地拟合羟基铁对磷的吸附过程,R~2均达到0.999以上;2 mol/L的NaOH溶液对载磷羟基铁进行解吸,解吸率为97.3%,连续再生3次后的吸附量为初始吸附量的88.1%,再生效果明显;二级出水经羟基铁吸附深度除磷后,出水TP降至0.02 mg/L,可有效控制受纳水体的富营养化。     

臭氧及臭氧/双氧水对污水厂二级出水中有机污染物的去除试验

以某城市污水处理厂二级出水为原水,采用批量试验方法,通过调整臭氧和双氧水剂量,研究臭氧氧化和臭氧/双氧水组合工艺对水中有机物的去除规律。结果表明:在臭氧剂量为3.5 mg/L时,水中色氨酸类芳香族蛋白质、富里酸类物质、微生物代谢产物和腐殖质类物质的去除率分别为80.0%、79.3%、85.4%和84.1%;当臭氧剂量增加到10mg/L时,COD、UV_(254)、TOC和色度的去除率分别为26.6%、59.5%、9.6%和88.2%。水中pH值的升高促进臭氧的吸收,当臭氧投加量为33.5 mg/L时,pH值=11时的臭氧吸收率比pH值=3时提高31.1%。当臭氧剂量13 mg/L时,投加双氧水的处理效果无明显影响;当臭氧剂量≥13 mg/L,且双氧水与臭氧的摩尔比值在1.25内时,双氧水的投加使得出水COD和TOC随双氧水与臭氧摩尔比值的增加逐渐降低,最大去除率分别为37.7%和16.6%,较臭氧单独处理时分别提高10.7%和5.4%。     

不同碳源反硝化滤池进出水中溶解性有机物对比分析

以某城市污水处理厂二级出水为反硝化滤池进水,利用分子排阻色谱、三维荧光(EEM)及溶解性微生物代谢产物(SMP)测定等不同分析方法对不同碳源反硝化生物滤池进出水中的溶解性有机物(DOM)进行对比研究。结果表明,滤池进水DOM中小分子物质含量最高,其中分子量为1 kDa的有机物约占总有机物的50%,分子量10 kDa的大分子有机物约占7%。经过反硝化滤池,出水有机物种类不变,小分子有机物出水浓度下降为进水的50%,说明滤池对小分子物质有一定的去除作用。SMP测定结果表明,滤池进水中主要的SMP物质为腐植酸,约占SMP总含量的70%。在整个过滤周期内,SMP的总量变化不大,反冲洗气水冲和水冲阶段SMP的浓度增加显著。EEM分析表明,滤池正常运行时,进出水中的DOM主要成分为可见腐植质(λ_(ex)/λ_(em)=330/425)和UV腐植质(λ_(ex)/λ_(em)=230/430);反冲洗阶段,DOM含量增加,且出现类蛋白、类色氨酸;整个过滤周期内有机物的含量基本不变,说明反硝化生物滤池不能对腐植酸类物质进行降解。     

应用自动识别和定量系统评价城市污水处理厂工艺对微量有机污染物的去除效果

采用基于气质联用仪的物质自动识别与定量系统（AIQS ）评价了北方某城市污水处理厂A2/O处理工艺对微量有机污染物的去除效果。结果表明,该污水处理厂进水中主要污染物为甾醇、邻苯二甲酸酯、酚、醇、多环芳烃、药品及个人护理品等污染物,A2/O工艺能够去除包括甾醇、酚、醇、多环芳烃、药品及个人护理品等大多数微量污染物,但部分磷酸酯类、农药类等物质难以被去除。试验结果表明,A IQ S-DB可用于城市污水处理系统中微量有机污染物的筛查。     

初沉池泥位变化对生物除磷影响规律

针对城镇污水处理厂进水碳源不足,导致生物除磷效果难以稳定维持的问题,通过实验室小试与现场生产性试验相结合,分析了初沉池不同泥位条件下初沉、剩余混合污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)对生物除磷效果的影响。结果表明,当初沉池泥位由1.0 m增加到2.5 m时,初沉池出水VFAs质量浓度由17.8 mg/L提高到44.0 mg/L。后续改良AAO工艺厌氧段释磷量、好氧段吸磷量较低泥位分别增加了3.26、3.29 mg/L。初沉池2.5 m高泥位条件下,曝气池出水溶解态总磷(STP)质量浓度降为0.06 mg/L,仅为初沉池1.0 m低泥位时的1/2。对磷组分分析发现可溶性活性磷酸盐(SRP)去除率得到明显提升。研究可以为污水处理厂利用内碳源开发提高生物除磷效果提供技术支撑。     

新冠肺炎疫情期间城镇再生水厂协同消毒工艺运行实践

基于新冠病毒存在介水传播的风险,结合北京城市污水再生利用实践,对疫情期间污水再生处理与协同消毒工艺实际运行效果进行研究。结果表明:根据已有研究结果,新冠病毒在水环境中的存活能力及对消毒剂耐受力均弱于粪大肠菌群,在城市污水处理过程中粪大肠菌群可以用来参考指示新冠病毒的灭活。二级处理与深度处理单元的稳定运行,使消毒工艺进水SS5mg/L,有效保障了后续消毒单元的消毒效果。对于臭氧-NaClO协同消毒工艺,臭氧剂量维持在3～5mg/L,NaClO剂量根据水量与清水池容积维持CT值不低于8mg·min/L,可以稳定实现出水粪大肠菌群2CFU/L的消毒效果,同时节省NaClO投加量。对于臭氧-UV-NaClO协同消毒工艺,1～3 mg/L的臭氧投加量能够将紫外透射率提升30%,在设计紫外剂量下(景观用水30mJ/cm~2,城市杂用水80mJ/cm~2),能够达到紫外出水粪大肠菌群2CFU/L;后续根据再生水用途及管网输配要求进行补氯,保障出水余氯达到相应标准。协同消毒工艺通过不同消毒技术的合理选择与运行优化,可以实现粪大肠菌群99.99%以上的去除,出水粪大肠菌群2CFU/L,出水余氯浓度稳定可控,保障了再生水与受纳水体安全。     

城市污水再生利用中病原菌指示微生物及其限值研究

在对目前国内外再生水中病原菌指示微生物进行调研的基础上,结合再生水厂运行数据对再生水中病原菌指示微生物及其限值进行了探讨。研究结果表明,以粪大肠菌群作为再生水病原菌指示微生物更能够反映出水体中病原菌的存在状况,目前的再生水处理和消毒技术要达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)对总大肠菌群≤3个/L的要求需要投加大量的消毒剂,增加了再生水的处理成本以及再生水中的消毒副产物。     

臭氧对陶瓷膜污染的控制及深度处理污水的效果

采用规模为20 m~3/d的臭氧/陶瓷膜—生物活性炭组合工艺对污水进行深度处理,考察了除污效果以及膜污染控制方式。在臭氧投加量为5 mg/L、陶瓷膜运行通量为80 L/(m~2·h)的条件下,臭氧/陶瓷膜单元的处理效果最佳。对比臭氧投加量为5和0 mg/L两种试验工况,臭氧直接作用于陶瓷膜表面能够有效减轻膜污染。在22 h运行期间,臭氧投加量为5 mg/L条件下,跨膜压差比较平稳,而投加量为零时,跨膜压差增加了25 k Pa。3种组合工艺的对比结果表明,臭氧/陶瓷膜—生物活性炭工艺出水水质最好,对COD、COD_(Mn)、TOC、DOC、UV_(254)、色度的去除率分别为53%、63%、44%、38%、71%和100%;其次是臭氧—生物活性炭工艺,相应的去除率分别为39%、41%、30%、30%、56%和84%;最后是陶瓷膜—生物活性炭工艺,去除率分别为35%、41%、27%、21%、51%和85%。臭氧/陶瓷膜—生物活性炭组合工艺存在显著的协同作用,能控制膜污染,提高膜通量,改善处理效果。     

双衍生GC-MS法测定污水臭氧化过程的醛和羧酸

以O-2,3,4,5,6-pentafluorobenzylhydroxylamine（PFBHA）和bis（trimethylsilyl）trif-luoroacetamide（BSTFA）为衍生化试剂,建立了同步分析城市污水厂二级出水臭氧深度处理出水中的醛（甲醛、乙醛、丙醛、乙二醛）和羧酸（丙酮酸）的双衍生气相色谱-质谱（GC-MS）方法。在电子轰击（EI）源下用选择离子模式进行分析,结果表明：甲醛、乙醛、丙醛在5μg/L～2mg/L,乙二醛和丙酮酸在5μg/L～1mg/L浓度范围内线性较好;各种物质的检测回收率均在74%以上,平均相对标准偏差〈14%。对实际水样的测定表明,污水厂二级出水中含有少量的醛类和丙酮酸,臭氧处理会导致这些物质明显增加。