新型除磷填料的制备及除磷吸附床运行参数的优化

为解决现有除磷吸附剂粒径小造成的材料易流失和系统压降过大等问题,以实现吸附除磷工艺在实际工程中的应用,以聚氨酯填料为载体,水溶性聚氨酯为介质,将水化硅酸钙负载到聚氨酯填料上制成负载型除磷填料。研究了制备条件对除磷填料除磷效果的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)观察分析了负载前后水化硅酸钙微观结构及化学基团的变化;利用除磷填料作为除磷吸附床的滤料,研究了运行条件对吸附床除磷效果的影响。在此基础上,利用响应曲面法研究了除磷吸附床磷酸盐去除率和各变量之间的关系,并对工艺参数进行了优化。结果表明,水性聚氨酯溶液的浓度和用量分别为100 g/L和50 ml,水化硅酸钙的质量为12 g的条件下所制备的除磷填料除磷效果最好;SEM和FTIR分析结果显示,水化硅酸钙负载前后其孔隙结构和化学基团没有明显的变化;预测模型的方差分析结果表明,HRT(X_1)、进水ρ(PO_4~(3-)-P)(X_2)、温度(X_3)、初始pH(X_4)以及X_1X_2,X_1X_4,X_2X_3,X_2X_4的交互作用均对磷酸盐的去除具有显著影响(P0.05),但X_1X_3的交互作用对磷酸盐的去除影响不显著。通过预测模型获得的最佳运行条件为:HRT为79.77min,进水ρ(PO_4~(3-)-P)为1.70 mg/L,温度为34.04℃,pH为9.68。在该条件下,反应器对磷酸盐的去除率可以达到93.46%。关键词:新型除磷填料;除磷吸附床;响应曲面法;运行参数优化     

HN-AD菌强化生物转盘工艺处理养牛场废水

养牛场废水中COD和氨氮浓度高、碳氮比高,且具有一定的生物毒性,处理过程中存在脱氮效果差、工艺流程复杂、启动周期长等问题。为此,采用以三维结构盘片为载体的生物转盘(RBC)反应器,以异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌为生物强化剂,考察了生物强化RBC工艺对养牛场废水的处理效果。在驯化阶段(进水为模拟废水),当氨氮 400 mg/L时,未经HNAD菌强化的RBC2反应器对污染物的去除率明显降低,而经过HN-AD菌强化的RBC1反应器对氨氮的耐受浓度可达600 mg/L,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD的去除率要比RBC2反应器分别高40. 75%、32. 15%、34. 68%和24. 25%。运行稳定后,采用RBC1反应器处理实际养牛场废水,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD的平均去除率分别为81. 65%、72. 14%、65. 79%和80. 53%,明显优于传统处理技术。高通量测序结果表明,生物强化后系统的优势HN-AD菌为Acinetobacter,其丰度由接种菌剂中的1. 34%上升至18. 56%,由此推测Acinetobacter是起异养硝化-好氧反硝化作用的主要菌属。SEM观察发现,生物强化后,盘片的生物膜表面附着了大量杆状菌和球状菌。     

新型除磷填料的制备及除磷吸附床运行参数的优化

为解决现有除磷吸附剂粒径小造成的材料易流失和系统压降过大等问题,以实现吸附除磷工艺在实际工程中的应用,以聚氨酯填料为载体,水溶性聚氨酯为介质,将水化硅酸钙负载到聚氨酯填料上制成负载型除磷填料。研究了制备条件对除磷填料除磷效果的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）观察分析了负载前后水化硅酸钙微观结构及化学基团的变化;利用除磷填料作为除磷吸附床的滤料,研究了运行条件对吸附床除磷效果的影响。在此基础上,利用响应曲面法研究了除磷吸附床磷酸盐去除率和各变量之间的关系,并对工艺参数进行了优化。结果表明,水性聚氨酯溶液的浓度和用量分别为100 g/L和50 ml,水化硅酸钙的质量为12 g的条件下所制备的除磷填料除磷效果最好;SEM和FTIR分析结果显示,水化硅酸钙负载前后其孔隙结构和化学基团没有明显的变化;预测模型的方差分析结果表明,HRT(X ₁)、进水ρ(PO₄ ^3--P)(X ₂)、温度(X ₃)、初始pH(X ₄)以及X ₁ X ₂,X ₁ X ₄,X ₂ X ₃,X ₂ X ₄的交互作用均对磷酸盐的去除具有显著影响 (P＜0.05),但X ₁ X ₃的交互作用对磷酸盐的去除影响不显著。通过预测模型获得的最佳运行条件为：HRT为79.77 min,进水ρ(PO₄ ^3--P)为1.70 mg/L, 温度为34.04℃,pH为9.68。在该条件下,反应器对磷酸盐的去除率可以达到93.46%。