前置反硝化-高负荷地下渗滤系统深度脱氮研究

针对高负荷地下渗滤系统TN去除率低的问题,研究将渗滤出水回流与原污水混合,进入前置反硝化单元。结果表明,当回流体积比分别为0.5:1、1:1和2:1时,系统对NH_4~+-N的去除率高于92%,且出水NH_4~+-N的质量浓度低于0.5 mg/L;前置反硝化单元对NO_3~--N去除率分别为91.0%、83.0%和64.2%,而系统对TN去除率仅为18.6%、31.2%和30.8%。在回流体积比为2:1时,将原污水COD/ρ(TN)调为6,以与常规生活污水C/N相同,此时反硝化单元的NO_3~--N去除率升至95.2%,而系统TN去除率升至57.1%,且出水TN的质量浓度低于15 mg/L。因此,如果采用该组合工艺处理常规生活污水(COD/ρ(TN)大于6),可使其最终出水TN和NH_4~+-N含量达到更严格的排放标准。     

有机物胁迫对亚硝化颗粒污泥性能的影响研究

以完全自养亚硝化颗粒污泥为对象,控制进水NH_4~+-N的质量浓度为80 mg/L,以乙酸钠为碳源,改变进水COD/ρ(TN),考察有机物添加对亚硝化颗粒污泥NH_4~+-N降解性能、产物组分的影响,系统阐述了进水COD/ρ(TN)对亚硝化颗粒污泥性能、不同氮形态变化规律和产物中ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)的影响。结果表明,随着COD/ρ(TN)提高,运行周期数增加,NH_4~+-N降解速率下降,NO_2~--N比生成速率和NO_3~--N比生成速率下降,且NO_3~--N比生成速率受抑制更加显著,改变了产物中NO_3~--N和NO_2~--N的组分,导致对亚硝酸盐累积率反而有提高,产物中ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)保持在1.0~1.3内的持续时间增加,有利于为后续厌氧氨氧化脱氮提供良好的基质条件。     

MBBR中HRT与pH对短程硝化反硝化的影响

为了开发经济高效的生物脱氮工艺,在MBBR中进行了短程硝化反硝化的研究,考察了HRT与pH对短程硝化反硝化的影响。结果表明,在短程硝化反硝化过程中,在室温、不控制溶解氧的条件下,NH_4~+-N与COD去除率随着HRT的延长而增大,出水NO_2~--N随着HRT的延长先增大后减少,当HRT为8h时出水NO_2~--N最高;当pH由5增加到10时,COD去除率的变化较小,NH_4~+-N去除率和出水NO_2~--N则随着pH的增大先增大后减小,pH在8~9时对NH_4~+-N的处理效果最好,出水NO_2~--N最高。     

基质含量对人工快渗滤池厌氧氨氧化脱氮的影响

采用人工快渗滤池处理低基质含量污水,考察了进水NO_2~--N、NH_4~+-N含量对厌氧氨氧化(ANAMMOX)脱氮性能的影响。结果表明,人工快渗滤池在进水ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)为1.3时ANAMMOX脱氮效果最佳,NH_4~+-N、NO_2~--N、TN平均去除率分别高于98%、98%、91%。对ANAMMOX活性开始产生抑制作用的NH_4~+-N、NO_2~--N质量浓度分别约为65、40 mg/L。提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的质量浓度分别至100、50 mg/L时,ANAMMOX性能受到严重抑制,TN平均去除率分别降至62.2%、45.7%。受NO_2~--N严重抑制时,降低进水NO_2~--N的质量浓度至26 mg/L运行21 d后,TN去除率可恢复至受抑前的84.9%;受NH_4~+-N严重抑制时,降低进水NH_4~+-N的质量浓度至20 mg/L运行16 d后,TN去除率可恢复至受抑前的96.3%。NO_2~--N对ANAMMOX的抑制效应比NH_4~+-N更强,所需的恢复时间更长。     

污染物负荷对水平流人工湿地净化效果的影响机制

为了提高水平流人工湿地在乡村污水处理中的适用性,通过小试实验系统研究了污染物负荷与人工湿地污水净化效率间的关系。结果表明:人工湿地对污水中TP、COD和NH_4~+-N的单位去除量能够随着进水负荷的增加而呈线性增加,对TN的去除则未呈线性增加。通过冗余分析,得出人工湿地对TN的去除率与进水NH4+-N负荷、NO_3~--N负荷、TN负荷呈负相关,与C/N呈正相关;对TN的单位去除量与进水NH_4~+-N负荷、NO_3~--N负荷和TN负荷呈正相关,而与TP负荷和C/N呈负相关。     

黄土基改性陶粒对雨水径流中污染物的去除效能研究

以黄土与煤矸石为原料,制得黄土基改性陶粒,将其作为渗滤系统的填料,对雨水径流进行污染物去除效能实验。主要监测系统对SS、COD、NH_4~+-N、TN及TP的去除效果。结果表明:反应器在进水流量为2.92mL/min,水力负荷为1.75m~3/(m~3滤料·d)时,对SS、COD、NH_4~+-N、TN及TP的去除率分别为98.81%、45.23%、54%、84.21%、67.12%;持续运行后得到反应器的运行稳定时间为10 h,此后出水水质趋于稳定,稳定后SS、COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N、TN及TP的去除率分别为(97.5±0.5)%、(70.53±1.0)%、(73.47±2.0)%、(49.37±2.0)%、(96.45±2.0)%、(71.68±2.0)%、(69.2±2.0)%;黄土基改性陶粒可用于兰州地区初期雨水径流的处理。     

不同碳源对厌氧同时反硝化产甲烷的影响

选取淀粉、葡萄糖、丙酸钠、乙酸钠4种碳源,在m(COD)∶m(NO_3~--N)=10条件下使用人工配水,采用间歇实验进行厌氧同时反硝化产甲烷的研究。结果显示,丙酸钠作碳源的体系有利于反硝化阶段快速进行,22 h时NO_3~--N去除率最高为95.21%;乙酸钠作碳源的体系有利于产甲烷阶段快速进行,反应结束时COD去除率最高为93.7%。4种碳源均有NO_2~--N和NH_4~+-N中间产物出现,但NO_2~--N含量升高后又迅速降低,并未对反应造成影响。葡萄糖和淀粉为碳源时有少量NO_3~--N被异化为NH_4~+-N。     

硝铵比对水芹菜生长及去除氮磷的影响

采用批式水培实验方法,考察不同硝铵比工况下,水中N、P营养盐的去除特性、水芹菜的生长特性及其相关性。结果表明,水中TN、TP的去除率分别在硝铵质量比(m(NO_3~--N)/m(NH_4~+-N))为3:1、1:1时最大,分别为23.87%、15.89%;水芹菜的株高、根长分别在硝铵质量比为9:1、1:1时最大,分别为28.6、10.2 cm。株高和NO_3~--N去除率呈显著正相关(p0.05),TN去除率和NO_3~--N去除率呈极显著正相关(p0.01),根长、TP去除率均与NH_4~+-N去除率呈显著正相关(p0.05)。较高的NO_3~--N含量有利于茎叶部分的生长及N的去除;NH_4~+-N含量的增加有利于根系的生长及P的去除;综合考虑水芹菜生长和水质净化的效果,优化的硝铵质量比为1:1。     

AOA膨胀床组合生物滤池处理生活污水中污染物的去除规律

以宁东镇某城镇污水处理厂初沉池出水为原水,研究AOA膨胀床组合生物滤池对污染物的去除规律及效果。结果表明,各级滤柱的前端对污染物有较强的去除能力;SS、COD、TN的去除主要发生在第1级降流柱中,且在滤料层的底端NO_3~--N的转化率达到88%以上,基本可实现完全反硝化;NH_4~+-N的去除主要发生在第2级好氧滤柱的滤层前端,该级滤柱对NH_4~+-N的去除率可达77.56%;TP的去除主要发生在第3级降流柱中,依靠化学强化除磷作用,其去除率可达76.23%,且第3级滤柱可达到强化去除SS和TN的目的。经过3级AOA组合生物滤池后,处理出水均能达到GB 18918-2002的一级A标准。     

黄铁矿强化人工湿地反硝化处理含氮废水的研究

通过构建黄铁矿垂直流人工湿地(PCW)和对照组湿地(CW0),考察黄铁矿强化人工湿地对含氮废水的处理效果,分析最佳脱氮条件下不同形态氮的沿程变化,探索氮转化去除途径。结果表明:PCW的脱氮效率优于对照组,NO_2~--N、NH_4~+-N和SO_4~(2-)积累显著降低。碳氮比为6、HRT为12 h时PCW脱氮效果最好,对NO_3~--N、TN和COD的去除率分别为95.6%,92.1%、83.0%,比CW0提高了7.5%、14.1%、5.5%。沿程变化表明NO_3~--N、TN浓度沿水流方向明显降低。湿地上部10～30 cm处COD大部分得到去除,底部NO_2~--N、NH_4~+-N维持在较低水平。     

连续流间歇曝气工艺处理生活污水规律探究

采用连续流间歇曝气工艺处理生活污水,探究不同间歇曝气方式对连续流反应器中COD、NH_4~+-N、TN、TP去除效果的影响。结果表明,间歇曝气的运行方式有利于抑制污泥膨胀问题;所有工况COD去除率均高于82%,且随着曝气时间的增加而增加,最高可达到92%;出水TP的质量浓度在1.8~5.5 mg/L,平均去除率约为30%,缺氧阶段NO_x~--N(x=2、3)、好氧缺氧交替频率、温度均是影响TP去除效果的因素;进水TN主要以NH_4~+-N的形式存在,出水TN的质量浓度浓度在51~53 mg/L,去除率23.2%~55.8%,反硝化阶段碳源不足是造成TN去除率低的主要因素;NH_4~+-N平均去除率在78%左右,间歇曝气NH_4~+-N的去除效率均高于连续曝气工况。     

TFT-LCD生产废水深度处理组合工艺优化研究

采用臭氧氧化预处理和生物强化技术对E-A/O工艺处理某液晶面板厂区尾水进行优化,考察不同组合工艺对污染物的去除效果。结果表明,臭氧氧化和生物强化手段均可使工艺对废水中COD的去除能力得到提升,去除率可达60%,出水COD可降低至18.0 mg/L,达到GB 3838-2002地表水Ⅲ类标准。2种强化方式对氮指标的去除效果影响不大,NH_4~+-N、NO_3~--N和TN去除率保持稳定,NH_4~+-N去除率约为50%,NO_3~--N和TN去除率约为70%。生物强化处理与物化手段相比具有低成本、高效率的优点,而且易操作、针对性强。     

微气泡曝气生物膜反应器低C/N废水脱氮探究

针对低C/N废水脱氮效率低的现状,建立了微曝气生物膜反应器,分析了启动期微气泡曝气生物膜反应器污染物去除特征,探究了温度对微气泡曝气生物膜反应器脱氮效率的影响并揭示相关机制。结果表明,反应器启动稳定后COD、NH_4~+-N和TN的去除率分别提高至92.3%、92.5%和71.5%。温度能影响生物脱氮效率,且35℃时COD去除率最高,可高达92.3%～93.4%。温度同时影响硝化及反硝化过程,且温度升高有利于促进NO_2~--N的积累与NO_3~--N的反硝化。温度升高降低了反应器内污泥胞外聚合物的含量。当温度为35℃时,脱氮过程关键酶活性显著高于15℃;温度升高利于硝化及反硝化过程关键微生物的丰度。     

基于铁碳内电解的物化—生物耦合深度脱氮

以自制复合铁碳填料为载体,建立物化-生物耦合脱氮体系,考察了HRT、DO含量、进水pH对低C/N(COD/ρ(TN)=1.5:1)污水脱氮的影响,并通定量了物化作用对脱氮的贡献率。结果表明,在耦合体系中,NH_4~+-N通过氨氧化菌和硝化菌的作用生成NO_3~--N和NO_2~--N,NO_3~--N和NO_2~--N进入生物膜内部,自养反硝化菌以载体原电池反应所产生的[Fe~(2+)]、[H]为电子供体实现反硝化脱氮,其适宜运行条件为:HRT为4.0 h,DO的质量浓度(2.0±0.1)mg/L,进水pH为7.0±0.1,此时污水COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN去除率分别可达94.6%~97.3%、82.1%~83.6%、92.1%~94.7%、89.3%~92.5%。适宜的HRT低于其它同步硝化反硝化脱氮过程。反应器内反硝化所需电子37.9%由载体物化反应供给,消除了传统生物脱氮过程对有机碳源的依赖,源缩短了脱氮所需停留时间。故该耦合体系可实现低C/N污水的高效深度脱氮。     

短程硝化与厌氧氨氧化装置启动及连接过程研究

探究了2种工艺稳定高效启动方法,以及两装置的连接方式及进水改变对总出水的影响。分别启动厌氧氨氧化于短程硝化装置,调整负荷水质以使短程硝化出水满足厌氧氨氧化装置进水要求。短程硝化装置以进水pH=8.4、NH_4~+-N的质量浓度170 mg/L、亚硝氮生成率为14.4 mg/(L·h)启动,亚硝氮积累率稳定在85%以上。厌氧氨氧化装置以进水NH_4~+-N、NO_2~--N的质量浓度分别为150、198 mg/L,HRT为24 h,TN去除率84%启动并稳定。装置连接后,厌氧氨氧化装置进水由人工配水改为短程硝化出水调配水,相较原进水COD残余约80 mg/L,NO_3~--N的质量浓度15 mg/L,TN去除率有些微的提升,但COD对成熟的厌氧氨氧化装置影响还有待检测。成熟稳定的厌氧氨氧化装置可以很好地适应短程硝化出水调配水,并对进水水质变化具有较好的耐受性。     

快滤-MBR原位直接净化黑臭河道水体工艺研究

采用快滤-MBR工艺对黑臭河道水体进行净化分析,研究了该组合工艺对SS、透明度、氧化还原电位、NH_4~+-N、TN、COD和TP的净化效果和DO含量、系统跨膜压差的变化特征。结果表明,快滤-MBR系统对消除水体黑臭现象效果较好,SS、COD、NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别为98.92%、80.16%、97.96%、51.93%、90.91%,出水水质可以达到GB 3838-2002的V类指标要求。另外增加曝气强度和反冲洗频率可以有效防止膜污染。     

蚯蚓生态滤池-人工湿地组合装置低温下处理畜禽废水

采用蚯蚓生态滤池/人工湿地的组合装置对畜禽废水进行处理,考察在冬季低温条件下,装置对畜禽废水中的COD、TN、TP、NH_4~+-N的去除效果。结果表明,在蚯蚓生态滤池蚯蚓密度为7.45 g/L,人工湿地基质为活性炭的条件下出水水质为佳,组合装置对TP、TN、COD、NH_4~+-N的平均去除率分别为87.07%、43.06%、72.12%、87.43%,部分出水TN含量和COD达到GB 18918-2002一级排放B类标准,TP、NH_4~+-N含量部分达到GB 18918-2002二级排放标准。进水NH_4~+-N、TP含量与去除量之间线性关系较强,进水COD和TN含量与去除量之间有一定相关的线性关系。组合装置具有对畜禽废水处理效果良好、工艺简单、维护方便等特点。     

不同湿地植物对污染水体的净化效果

依据实验所在地的气候条件和植物自身的生长习性,选取水芹、石菖蒲、香蒲为研究对象,设置室内模拟实验,研究不同湿地植物对污染水体的净化效果,分析不同湿地植物作用下水体NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP的变化情况。结果表明,这3种湿地植物对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP均有良好的去除效果,均能显著改善污染水体水质。综合分析各项指标发现,3种植物中石菖蒲对富营养化水体的净化效果最好。     

常温条件下ABR启动运行Anammox性能研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)接种好氧活性污泥在常温((25±1)℃)下启动运行厌氧氨氧化工艺。结果表明,启动阶段,控制进水NH_4~+-N和NO_2~--N均为50 mg/L,仅运行57 d,NH_4~+-N、NO_2~--N和TN去除率就分别达到93.82%、99.84%和88.22%,表明成功实现常温启动。负荷提升阶段,73～87 d,进水NH_4~+-N和NO_2~--N的质量浓度以每次50 mg/L的增幅逐步从50 mg/L提升到200 mg/L,每次负荷提升,出水NH_4~+-N和NO_2~--N含量小幅波动再趋向于稳定,表明ABR有一定的耐负荷冲击能力。运行93 d,最大TN负荷率和TN去除速率分别为0.40 kg/(m~3·d)和0.33kg/(m~3·d),表现较好的脱氮性能。可为厌氧氨氧化工艺在实际工程中的应用提供理论依据。     

纳米TiO2对好氧颗粒污泥性能的毒性影响

为解决纳米TiO_2材料在水处理过程中可能会对污泥造成毒性、抑制生物活性、降低生物脱氮除碳的处理性能的问题,研究了不同含量TiO_2纳米对好氧颗粒污泥中异养菌、硝化菌及反硝化菌的影响。结果表明,颗粒污泥对NH_4~+-N和COD的降解随TiO_2含量增加抑制性增强;颗粒污泥暴露10 d后,纳米TiO_2抑制毒性降低。当TiO_2的质量浓度为2 mg/L时,COD去除率由73.3%提高至77.3%,在其他含量下对COD和NH_4~+-N降解均不再产生抑制毒性,反而部分促进NO_2~--N降解。