铁锰复合活性滤料去除冬季地表水中氨氮的效能

采用铁锰复合氧化物活性滤料滤池进行了低温高氨氮地表水处理试验研究,并与普通石英砂生物滤池进行对比。结果表明,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对地表水中氨氮具有良好的去除效果,与普通石英砂生物滤池相比,在抗水力负荷、浓度负荷和反冲洗方面更有优势;当滤速分别为4、6、8 m/h时,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对氨氮的平均去除率分别为97.2%、94.3%、93.5%,而相应条件下普通石英砂生物滤池对氨氮的平均去除率仅为84.1%、64.7%、58.0%;在滤速为8 m/h、滤层厚度为110 cm条件下,铁锰复合氧化物活性滤料滤池去除氨氮的最大浓度为2.30 mg/L,而普通石英砂生物滤池去除氨氮的最大浓度仅为1.50 mg/L;对浊度、有机物的去除,铁锰复合氧化物活性滤料滤池与普通石英砂生物滤池效果相当。     

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。     

催化氧化滤池中As(Ⅴ)与铁、锰、氨氮的协同去除

在中试规模条件下,考察接触催化氧化过滤工艺同步去除地下水中铁、锰、氨氮和As(Ⅴ)的效果及性能。结果表明,在常规范围内增大系统水力负荷(6、7、8 m/h)和进水As(Ⅴ)浓度(100、200、300μg/L),出水As(Ⅴ)浓度仍可达到标准限值(10μg/L)以下;在研究的p H值范围内(6~9),p H值为6、7、8时对As(Ⅴ)的去除效果影响不大,p H值为9时,对As(Ⅴ)的去除有一定的抑制作用,这与污染物和活性滤料表面的相互作用有关;当原水中存在铁、锰、氨氮和As(Ⅴ)的复合污染时,活性滤柱出水浓度均达要求,且90%以上的污染物在滤柱上层被去除;此外,增大原水中铁、锰浓度(1~5 mg/L)对As(Ⅴ)的去除有一定的促进作用。     

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。     

地下水中生物除锰的最佳运行条件及动力学

采用生物法能够大幅度提高对地下水中Mn2+的去除效率.试验滤柱启动后,通过改变曝气强度、滤速、反冲洗强度等,总结了生物除锰的最佳运行条件;并通过分层分析滤层水质的方法研究了生物法的铁锰氧化动力学规律.     

钙(Ⅱ)对铁锰氧化物催化氧化去除氨氮的影响

利用已持续运行2年的石英砂滤柱中试系统,通过改变进水中离子的种类及其浓度,考察了不同高浓度离子对石英砂滤料表面活性铁锰氧化物滤膜催化氧化水中氨氮性能的影响。结果表明:高浓度钠离子、钾离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子对滤料去除氨氮性能基本没有影响,去除率均达到了87%以上。高浓度钙离子对滤料去除氨氮性能影响很大,当进水氯化钙浓度为1 000 mg/L时,去除率降低到了51%。停止投加钙离子后,滤料去除氨氮的性能可在8~9h内恢复。对滤料表面进行微观表征后发现钙的含量大幅上升,降低了滤料的比表面积、孔体积,影响了滤料与氨氮污染物的接触,造成对氨氮去除率的下降。     

净化高铁锰伴生氨氮地下水的生物滤池快速启动

采用生物滤池处理高铁、高锰、高氨氮地下水时,存在启动时间长的问题,鉴于此,采用双层滤料、单层滤料回流、单层滤料不回流三种启动方式同时启动三根滤柱,考察双层滤料和回流对启动时间的影响。结果表明,采用双层滤料或回流均能有效缩短启动时间,三根滤柱出水中的总铁、锰、氨氮分别在第82、81、103天降到了0.3、0.05、0.2 mg/L以下。进一步的分析发现,铁主要在0～0.4 m滤层被去除,锰的去除最初是锰砂吸附,当氨氮浓度降到一定程度后,生物除锰效果迅速提高,锰和氨氮均主要在0～0.4 m滤层被去除。     

人工强化负载锰氧化物滤料去除地下水中氨/锰中试

以人工强化负载锰氧化物滤料为研究对象,考察了在两种不同硬度、碱度地下水环境下活性滤料除氨/锰活性形成,以及滤料表面膜负载量与负载强度随时间的变化规律。结果表明,在低硬度、碱度水质环境下运行的1^#滤柱除氨/锰活性形成速度显著高于高硬度、碱度环境下的2^#滤柱,1^#滤柱在第9天时出水氨浓度低于0.5 mg/L,2^#滤柱在第21天时氨浓度低于0.5 mg/L。此外,人工强化负载滤料负载强度与表面膜负载量分别为0.07、0.92 g/10 g,均高于传统挂膜(0.02和0.072 g/10g)。通过SEM与XRD发现,滤料形貌及结构在运行过程中发生了改变,成熟的滤料表面存在大量网状结构,并生成了水钠锰矿型锰氧化物。可见,人工强化负载锰氧化物滤料在低碱度、硬度地下水条件下更易形成除氨/锰活性,能够有效去除进水中2 mg/L的氨/锰,具有一定的工程应用价值。     

铁锰菌和硝化菌同步去除铁、锰和氨氮的研究

在实验室条件下,提取人工挂膜启动后运行效果良好的除铁、锰和氨氮的BAF滤料上的混合菌,将其分离富集培养出铁锰菌和硝化菌,研究了铁锰菌、硝化菌和混合菌各自同步去除铁、锰和氨氮的效能。结果表明,铁锰菌不仅对铁和锰具有去除作用,对氨氮也有去除作用,且主要为亚硝化作用;硝化菌仅对氨氮有去除作用,对铁和锰则几乎无去除作用;混合菌同步去除铁、锰和氨氮的效果最好,铁锰菌和硝化菌共存对同步去除铁、锰和氨氮具有协同作用。     

净化低温含铁高锰地下水锰极限浓度的探求

采用生物除铁除锰滤池处理低温含铁高锰地下水,考察了不同滤速下锰的极限浓度。以滤柱模拟水厂滤池,在水温为5~6℃、溶解氧为8.3~8.5 mg/L、进水总铁为0.5~3.0 mg/L的条件下,当滤速分别为6、7、8 m/h时,锰的极限浓度分别为(8.0~8.5)、(7.0~7.5)、(6.0~6.5)mg/L;进水总铁为12~20 mg/L时锰的极限浓度为(5.0~5.5)、(4.3~4.7)、(3.5~3.8)mg/L。沿程分析发现:随着进水锰浓度的升高,锰的去除带逐渐向下延伸;沿滤层向下一定深度,相同厚度滤料的除锰量逐渐减少;锰浓度升高过程中对除铁无影响。在滤层厚度和温度一定的条件下,锰的极限浓度受进水总铁浓度和滤速的影响,进水总铁浓度和滤速较低时其极限浓度较高。     

BAF工艺处理微污染含铁锰地下水试验研究

采用BAF工艺处理微污染含铁锰地下水,研究了其净化效能和适宜的运行条件.结果表明,在水力负荷为4-5 m3/(m2·h),气水比为3:1-4:1的试验条件下,BAF工艺能有效去除氨氮、锰、铁、CODMn.和浊度.当原水铁含量小于2 mg/L,滤层中部DO在4 mg/L左右时,对氨氮的去除效果最佳.微量Fe2+即可维系滤...     

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。     

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.     

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。     

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.     

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).     

异养硝化菌强化饱和基质材料降解水体氨氮的研究

将优势菌技术运用于饱和基质材料中,考察基质材料对水中氨氮的吸附特性以及微生物原位强化饱和基质材料后对氨氮的降解效果。试验结果表明,沸石对氨氮的吸附量高于活性炭。对氨氮含量为110mg／L的模拟富营养化水体进行360h动态吸附后,沸石和活性炭吸附后出水中氨氮平均含量分别为73．3l和89．18mg／L,沸石显示出作为基质材料的优越性。对饱和基质材料进行异养硝化茵强化96h后,沸石柱和活性炭柱出水氨氮平均含量分别降低8．58和17．31mg／L,并且活性炭和沸石表面形成稳定的生物膜。因此,对富营养水体在基质吸附基础上进行微生物降解的方法是可行的。     

生物催化滤池处理高氨氮水源水

针对生物滤池处理高氨氮水源水过程中硝酸盐、亚硝酸盐积累的问题,提出一种能够同时去除"三氮"污染物的强化过滤技术——生物催化滤池。该技术将传统生物过滤与催化还原反应相结合,在生物过滤去除氨氮的同时,钯/锡双金属催化滤料可将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原为氮气。在滤池的滤速为10 m/h时,对氨氮和TOC的去除率分别为82. 12%和71. 94%,主要依靠生物滤层内微生物的降解作用来去除;对硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的去除率分别为58. 22%和78. 65%,主要通过催化还原滤料的化学反应来去除;滤池出水浊度<3 NTU。生物催化滤池在生化反应和催化还原的共同作用下能够有效缓冲低温、高氨氮、高硝酸盐氮、高亚硝酸盐氮以及高TOC等特殊条件下短时间连续冲击,具有较强的抗冲击负荷能力,保证产水水质稳定。生物催化滤池可以作为微污染水源水的预处理工艺,保障后续工艺的稳定运行,具有良好的应用前景。     

硅藻土/纤维素复合助滤剂在微污染原水处理中的应用

以硅藻土和纤维素为原料,通过溶胶-凝胶法制备出了新型硅藻土/纤维素复合助滤剂,探究了各种制备条件对助滤剂的影响,并在高岭土悬浊液中对硅藻土、纤维素和硅藻土/纤维素的助滤性能进行了比较,同时研究了硅藻土/纤维素助滤剂对实际微污染水过滤的影响。研究结果表明:复合助滤剂的最佳制备条件为纤硅比0.67,氨水浓度5.0×10~(-4)mol/L,蒸馏水/纤维素40mL/g,EtOH/硅藻土20mL/g,60℃恒温水浴;硅藻土/纤维素复合助滤剂的助滤性能要明显优于硅藻土和纤维素助滤剂;在微污染原水直接过滤过程中,投加硅藻土/纤维素助滤剂可提高各微污染物的去除率,结合微滤膜深度处理工艺,最终出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。     

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。