人工湿地净化富营养化河水试验研究(二)——基质层及流态对氮素污染物净化效果的影响

通过中试试验研究了基质层及流态对人工湿地净化富营养化河水中氮素污染物的影响情况,结果表明：砾石基质层厚度从80cm增加到120cm对湿地池净化氮素污染物的效果没有明显影响;将上层砾石替换为沸石后,湿地池对NH3-N的净化效果明显提高,说明不同的基质材料对NH4＋具有良好的选择性吸附作用,而将上层砾石替换为炉渣后湿地池对氮素污染物的净化效果几乎没有变化;在4种湿地流态中,复合流态（垂直流＋潜流）湿地池对TN、NH3-N、NO3-N的去除率均为最高,且与潜流-垂直流相前后次序没有显著相关性;潜流、垂直流湿地池对氮素污染物的去除率介于复合流、表面流之间;表面流最低.     

多介质复合垂直流湿地系统脱氮机理研究

以钢渣、沸石、砾石等多种填料为基础的多介质复合垂直流湿地系统研究河水的脱氮效果。结果表明,硝化作用主要发生在沸石单元,反硝化作用发生在钢渣单元。其中,NO_3~--N的去除占TN去除的63%,对系统脱氮贡献最大;沸石单元削减TN占全部削减量的37%,是系统脱氮的主要场所。影响系统脱氮效率的因素主要有温度、进水DO含量、HRT等。在自然条件下,温度与系统处理氮素的效果呈线性相关,随着温度升高,氮素的去除率也在增加;通过曝气装置可以增加系统脱氮效果,在进水DO饱和的条件下,系统对氮素的去除有明显的提升;TN去除率与HRT呈现"倒U型"关系,两者为复合指数函数关系。     

济南卧虎山水库上游河流氮素含量时空变化特征研究

于2010年12月至2011年10月对济南南部重要水源地上游的锦阳川和锦云川两小流域地表水分季节地进行了系统采集,分析研究了河流水环境因子（水温、pH值、溶解氧、电导率）与水体铵态氮（NH4^＋-N）、硝态氮（NO3^--N）、总氮（TN）的时空变化特征。结果表明：锦阳川流域受旅游污染的影响,10月水体NH4^＋-N含量最高,锦云川流域则受周围农业活动的影响,8月NH4^＋-N含量较高;水体NO3^--N含量的季节变化表现为冬季〉秋季〉夏季〉春季;空间上,NH4^＋-N和NO3^--N沿水流方向基本呈逐渐升高的趋势;NO3^--N是流域氮素的主要稳定形态;河水中TN含量明显高于地表水环境质量的V类标准,说明该地区TN的污染已很严重,应作为重点污染物进行治理。     

生态滤坝处理微污染河水实验研究

采用沸石和砾石构建生态滤坝,研究不同组配方式下生态滤坝的污染物去除效果,同时将铁碳微电解技术引入生态滤坝,研究铁碳生态滤坝对微污染河水水质净化效果。结果表明,混合滤坝的NH3-N和TN的平均去除率比分层滤坝分别高9.75个和8.01个百分点,说明基质混合生态滤坝的污染物去除效果更好。铁碳生态滤坝的COD、NH3-N、NO2--N、TN的平均去除率分别比混合滤坝提高18.68个、4.17个、15.56个和8.99个百分点,说明添加铁碳可以增强生态滤坝对COD和TN等污染物的去除能力。通过微生物群落结构及多样性分析,铁碳滤坝微生物群落多样性较高,优势菌为假单胞菌属和狭义梭菌属。     

异养硝化-好氧反硝化菌异养硝化性能的影响因素

在异养硝化-好氧反硝化菌H1良好的脱氮效果基础上,研究了在不同溶解氧浓度、废水成分和金属离子存在条件下时,H1的代谢途径及其异养硝化性能的变化。研究表明,溶解氧浓度在4.7 mg/L时,H1脱氮途径最佳;在NH4+模拟废水中,NH4+会通过NH4+—→NH2OH—→N2O—→N2的途径被快速去除;在NH4+和NO2?混合模拟废水中,没有显示出H1优先进行反硝化的现象,NH4+-N的降解是短程的硝化反硝化过程;在NH4+和NO3?混合模拟废水中,NO3?会诱导羟胺氧化酶产生NO2?-N,使得NH4+-N经过反硝化途径的亚硝酸盐水平被去除;在NH4+模拟废水中,1 mmol/L的Cu2+和Fe2+对异养硝化过程具有显著地激活作用。     

前置反硝化BAF工艺处理生活污水的脱氮试验研究

应用前置反硝化BAF工艺对生活污水进行试验研究,结果表明水力负荷对该工艺处理效果影响显著。在A段与O段体积比1：2、气水比3：1、回流比200％的条件下。最佳水力负荷为2．80m^3／（m^2·h）,此时COD去除率在90％左右,NH4^＋-N去除率大于85％,总脱氮率大于70％：出水COD小于30mg／L,NH4^＋-N小于5mg／L,TN小于15mg／L：同时发现回流比对系统TN去除效果影响较大。     

天然沸石处理氨氮废水及农作物应用研究

氨氮（NH3－N）以非离子氮（NH3）和铵盐（NH4）形式存在于许多工业废水中。氨是一种无色有刺激的碱性气体，极易溶于水，是一种具有生物活性的化学物质。水体中的非离子氨（NH3）对水生生物有毒性影响，因此，当水体中的氨氮（NH3－N）超过国家《地表水环境质量标准》GHZBI－1999中的Ⅲ类标准时，就会造成水体富营养化，破坏水体的使用功能。目前，尚未有十分有效的氨氮废水治理技术。随着对水体环境的要求日趋严格，国家和地方环保部门均制定了严格的环境保护法规标准。本试验主要探索了以天然斜发沸石为离子交换剂处理的氨氮废水。通过初步试验表明，采用天然斜发沸石治理含氨氮废水效果明显，平均脱除率为85％，吸附后的含氨沸石进行农作物栽培试验取得很好效果。     

生活污水脱氮的A/O/N工艺和A/O工艺对比试验研究

为提高传统生物脱氮工艺的脱氮水平,在分析传统生物脱氮工艺局限性的基础上提出了传统A/O工艺的改良工艺即A/O/N工艺。通过采取相同能耗条件下最佳工艺参数的对比试验研究,试验结果表明两工艺对CODCr去除效果均较好,A/O/N工艺对NH3-N和TN的去除效果明显优于A/O工艺,且耐NH3-N冲击负荷更强。     

不同湿地基质生物膜法对混杂污浊水体氮磷的去除比较

为研究不同湿地基质对微生物成膜影响及处理混杂污浊水体的脱氮除磷效果,试验采用人工配制浊水,对MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)填料、沸石、火山岩、陶粒和砾石这5种湿地填料的去除氮磷的效果及微生物成膜效果进行了试验研究.结果 表明,所选的填料都能较好地吸收水中的营养物质,其中MBBR填料的挂膜效果最好,而且在48h对铵态氮和硝态氮的去除率接近95％,对TP去除效果较好,48h TP含量仅为1.21mg·L-1,去除率达到了73.1％,火山岩和沸石的除磷效果次之;陶粒对铵态氮的去除效果较好,但达到饱和状态又会释放出吸收的氮,不够稳定.5种基质填料去除氮磷的能力有很大区别.因此,在实际应用时可针对混杂污浊物的种类来选择基质填料,也可考虑对填料之间进行搭配组合用以修复混杂污浊水体.     

零价铁材料还原水中硝酸盐的研究进展

硝酸盐（NO3-）是水体中常见的污染物，进入人体后会造成多种损害。零价铁(ZVI)作为一种活性金属，因其高效、无毒、价廉和来源丰富而被广泛用于NO3-的还原。尽管ZVI对硝酸盐有较高的去除效率，但传统ZVI法还原NO3-的主要产物是NH4+，这会对水体造成二次污染。并且由于反应过程中形成的铁氧化物会抑制电子传递，ZVI难以长时间维持高反应活性，对pH有较高的依赖。通过开发或改善现有ZVI复合材料、以及耦合微生物工艺等手段，可降低pH对反应的限制以及还原产物中NH4+的比例，同时将其脱氮性能进一步优化提升，这是目前乃至今后的重点研究方向。该文重点总结了ZVI对NO3-的作用效能和去除机制，阐述了理化特性、pH、温度、溶解氧等因素对ZVI化学反硝化效能的影响，涵盖了ZVI还原硝酸盐的各项性能强化措施。最后归纳了ZVI材料在实际脱氮中需要注意的问题，对其未来发展前景作出了探讨和展望。     

UAF反应器启动厌氧氨氧化反应的试验研究

本试验以普通活性污泥为种泥,采用升流式厌氧生物滤床(UAF)反应器,在pH为7.5的室温条件下,以NH4Cl和NaNO2配制人工模拟废水,通过逐步提高NH4+-N与NO2--N的负荷对厌氧氨氧化菌进行培养与驯化,在反应器运行到148 d左右时NH4+-N与NO2--N去除率分别达到56%、62%,且在之后的运行过程中其去除率呈同步变化,NH4+-N与NO2--N同时去除。通过镜检发现在反应器下部形成了具有厌氧氨氧化活性的棕红色颗粒污泥,实现了厌氧氨氧化反应的快速启动。     

温度对AOA-SBR工艺同步脱氮除磷的影响

为了提高脱氮除磷的效率,采用序批式生物反应器（SBR）工艺处理模拟生活污水,考察了不同温度下N/P、污泥龄（SRT）对厌氧/好氧/缺氧序批式生物反应器（AOA-SBR）工艺同步脱氮除磷效能的影响。结果表明：当温度为10 ℃、N/P为2～3、SRT为20 d时,NH4+-N、TN和TP去除率分别为78%、69%和56%,污泥产率YS为0.339 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为4.68%。当温度为25 ℃、N/P为3～5、SRT为15 d时,NH4+-N、TN和TP的去除率分别为88%、83%和91%,污泥产率YS为0.253 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为6.35%。当温度为35 ℃、N/P为5～7、SRT为10 d时,NH4+-N、TN和TP去除率分别为80%、66%和73%,污泥产率YS为0.225 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为7.42%。污泥产率YS随着温度和污泥龄的增加而降低,通过调节温度和污泥龄能够实现污泥减量。     

前置反硝化曝气生物滤池处理低浓度生活污水

在水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)为1 h和2 h、气水比为5:1、回流比为100%的条件下,考察了前置反硝化曝气生物滤池工艺对低浓度生活污水的处理效果,并研究了反冲洗对该工艺去除效果的影响。试验结果表明:当HRT为2 h时,前置反硝化曝气生物滤池对低浓度生活污水中COD、NH_4~+-N和TN的平均去除率分别为70%、91%和53%,当HRT降至1 h时,COD、NH_4~+-N和TN平均去除率分别降低12%、34%和20%。在反冲洗后2～3 h,该工艺能恢复到正常处理水平。     

组合式生物膜装置对受污染河水净化的中试试验

以某市受污染城市内河河水为原水,对研发的规模60 m3/d组合式生物膜装置进行了中试研究。组合式生物膜装置由进水过滤单元、生物处理单元、回流单元和出水单元组成,采用势能复氧、通过区域分隔和回流,在减少装置运行能耗的基础上强化污染物净化效果。结果表明在中试的试验进水水质下,当多级好氧池水力停留时间（M-HRT）分别为17.5、26.25和35 min时,随着M-HRT的增加,组合式生物膜装置对COD、NH＋4-N的去除率也逐渐增加,对TN的去除率先增大后降低。与M-HRT为17.5 min相比,当M-HRT为26.25 min时其值分别增加了5.3%、9.7%和3.0%,而M-HRT为35 min时分别增加了6.7%、14.3%和1.7%。出现该现象一方面在于M-HRT增加,增大了多级好氧池循环流动的次数,促进了势能跌水复氧的效果,提高了好氧池的DO浓度,另一方面在于M-HRT增加,还增强水流的剪切作用,促进生物膜的生长,增加系统的生物量。     

不同含量低污染水对人工湿地中细菌的影响研究

探究水平流人工湿地(HFCW)系统处理低污染水过程中,相同COD/ρ(TN)下不同碳氮含量对细菌群落结构的影响。结果表明,进水为较高碳氮含量的HFCW(HF1)和进水为较低碳氮含量的HFCW(HF2)对COD和TN的去除效率具有一定的差异,HF1和HF2对COD的去除效率分别为48.26%和28.89%,对TN的去除率分别为79.06%和81.87%。HF1中细菌的丰富度和多样性均高于HF2,HF1中富集的优势细菌为Chloroflexaceae、Comamonadaceae和Rhodocyclaceae,均具有异养反硝化功能,HF2中富集的优势细菌为Xanthomonadaceae和Rhodocyclaceae,其中Xanthomonadaceae具有自养反硝化功能。COD、NH4^+-N和NO3^--N对HF1中细菌群落的影响大于对HF2中细菌群落的影响,HF1中COD对细菌群落的影响大于NH4^+-N和NO3^--N。     

不同污泥龄下MBBR-MBR和MBR的脱酚脱氮性能比较

通过平行运行MBBR-MBR和MBR,保持进水水质和其他操作条件相同的条件下,对比两个反应器在不同污泥龄下对NH3-N、COD、TN和间甲酚的降解效率,分析MBBR－MBR和MBR各自的脱酚脱氮性能。试验表明：不同污泥龄下MBBR—MBR的处理效率均。蒋于MBR。当污泥龄为8d时,MBBR－MBR对NH3-N的去除效率是MBR的2．4倍：当污泥龄为20d时,MBBR－MBR对NH3－N、TN、COD、间甲酚的去除效率分别为95．4％、82．6％、99．4％和99．6％。     

废水脱氮中好氧反硝化现象的研究

采用SBR工艺,对废水脱氮中的好氧反硝化现象进行了研究。试验工序为:缺氧搅拌3h、曝气8h、缺氧搅拌1.5h、沉淀1h、排水。当进水ρ(NH4+-N)为107mg/L,ρ(CODCr)为700mg/L时,好氧段NH4+-N的去除率达到53.3%,TN的去除占整个周期TN去除的71.23%,表明好氧反硝化现象对整个周期的脱氮起着主要的作用。     

SBBR反应器填料比选研究

在序批式生物膜反应器(SBBR)中加入不同类型填料进行平行试验,考察各类填料的挂膜效果及生物处理能力,比选出最佳填料以优化反应器性能。试验结果表明投加了悬浮球的SBBR池在挂膜、水质净化、以及耐水量和耐水质冲击方面表1现出了优良的能力。在进水水温为15℃~22℃,pH值6.5~7.2,曝气气水体积比(9~10):1,进水COD值402~792mg/L,进水NH4+-N值50.5~97.4mg/L时,该反应器对水中COD、NH4+-N的平均去除率分别为87.9%、79.4%。     

纳米改性羟基磷灰石的制备及对水中Cu2＋的吸附性能研究

以乙醇胺为改性剂,硝酸钙和磷酸氢二铵为原料采用沉淀法制备纳米羟基磷灰石.考察了改性剂乙醇胺用量、搅拌时间、羟基磷灰石用量、pH等因素对Cu2＋吸附的影响.实验结果表明,乙醇胺的加入有利于羟基磷灰石对Cu2＋的吸附,最佳吸附条件为乙醇胺2.5％,羟基磷灰石6g/L,pH为3,搅拌时间40 min,Cu2＋去除率为98.3％,处理后的含Cu2＋废水符合国家废水排放标准.     

厌氧氨氧化反应的影响因素研究

以厌氧氨氧化活性污泥作为接种物,以无机盐培养液作为实验用水,考察了溶解氧、进水NO2--N与NH4＋-N的比值对厌氧氨氧化反应的影响。反应体系中硝酸盐的产生量随溶解氧浓度增加而增大,总氮去除率则随溶解氧浓度的增加而降低,除氧实验时出水NO3--N浓度平均为67.2mg/L,总氮去除率平均为73.9%;不除氧时出水NO3--N浓度平均为83.0mg/L,总氮去除率平均为67.8%;当进水NO2--N与NH4＋-N比值为1.16时,利于厌氧氨氧化反应的进行,总氮去除率为62.78%。