硫自养反硝化强化垂直流人工湿地脱氮性能研究

复合垂直流人工湿地在处理低碳氮比值污水时需外加有机碳源,增加了处理成本,且存在二次污染的可能。将单质硫与CaCO3以体积比为1∶1均匀混合后作为基质填充到复合垂直流人工湿地中以强化其脱氮效果,研究了HRT、NO-3-N浓度对系统脱氮效果的影响。结果表明,进水NO-3-N为3、10、15、20 mg/L,HRT=12 h时,系统对NO-3-N的去除速率分别为0.22、0.78、1.16、1.53 mg/(L·h),出水水质可达到我国地表水环境质量标准中的Ⅱ类标准。在HRT=12 h的条件下,分析了系统沿程氮形态的变化,探索了氮的去除途径。     

厌氧折流池/生物滤池/人工湿地处理扎染废水

采用厌氧折流板反应器/生物滤池-接触氧化一体化装置/垂直流人工湿地等组合工艺处理扎染废水.厌氧折流板反应池、好氧一体化装置的设计容积负荷分别为0.50 kgCOD/(m~3·d)和0.30 kgCOD/(m~3·d).运行结果表明,当进水COD、BOD_5、NH~+_4-N、SS、色度平均值分别为556 mg/L、196 mg/L、19.3 mg/L、353 mg/L、314倍时,出水相应指标分别为43 mg/L、11.5 mg/L、3.1 mg/L、13.7 mg/L、19倍,系统运行稳定,可实现扎染废水长期稳定达标排放.     

水生蔬菜型人工湿地对蓝藻消化液中氮、磷的去除

腐熟后的蓝藻液经厌氧发酵及好氧生物处理后的消化液中仍含有较高浓度的氮和磷,应进行资源化利用并避免水环境污染。利用水生蔬菜型人工湿地对蓝藻消化液进行深度处理,分析湿地中氮、磷的去除途径与空心菜的吸收规律。结果表明,当水力负荷为0. 02 m~3/(m~2·d)时,空心菜对氮和磷的最高去除量分别为0. 213和0. 34 mg/(g·d)。湿地的硝化强度先增加后降低,反硝化潜力沿水流方向逐渐降低。空心菜吸收的TN占总去除量的70. 3%,其次是反硝化作用,占26. 5%,底泥沉淀、氨挥发及其他途径占3. 2%。空心菜吸收去除TP的量占总去除量的86%,沉淀和其他途径分别占5%和9%。以蓝藻消化液为进水,水生空心菜型人工湿地出水COD、TN、NH_4~+-N和TP浓度分别为38. 14、3. 17、0. 61和0. 19 mg/L,且可有效实现蓝藻消化液中氮、磷的资源化利用。     

硫自养波形潜流人工湿地的脱氮机理及工况优化

将硫自养反硝化工艺与潜流人工湿地相结合,考察了其对低碳氮比污水中氮的去除效果。结果表明,增加曝气装置后硫自养波形潜流人工湿地的脱氮效果可以得到保障,在气水比为8∶1、水力负荷为0.8 m³/(m²·d)时,TN去除率为(70±5)%,出水TN浓度低于8 mg/L;NH4+-N去除率在90%以上,出水NH4+-N浓度低于3 mg/L;COD去除率为(50±2)%,出水COD浓度低于40 mg/L;p H值可维持在7~9。同时,石灰石填料具有同步除磷的效果。该工艺具有脱氮效率高、效果好、运行费用低的特点。     

硫酸铝强化纳米铁还原硝酸盐氮的研究

在水体溶解氧较高的条件下,采用投加硫酸铝的方式强化纳米铁对硝酸盐氮的去除效果。结果表明,投加硫酸铝可明显提高纳米铁对硝酸盐氮的去除效果,当硝酸盐氮初始浓度为10mg/L、纳米铁投量为5g/L、硫酸铝投量为100mg/L时,反应6h后对硝酸盐氮的去除率可达到83%,而不投加硫酸铝的情况下仅为51%。纳米铁对硝酸盐氮的还原过程符合拟一级反应动力学规律,其反应速率常数k随纳米铁投量和硫酸铝投量的增加而增大;纳米铁对硝酸盐氮的去除率随pH的降低而升高,随初始硝酸盐氮浓度的增加而下降;纳米铁还原硝酸盐氮的表观活化能较低,还原反应在常温下即很容易进行;硝酸盐氮的最终还原产物为氨氮。     

一株新的Pseudomonas thivervalensis MATH1 BTEX降解及脱氮能力

苯、甲苯、乙苯和二甲苯(统称为BTEX)普遍存在于地下水和土壤中,造成严重的环境问题,并对人类健康产生威胁。好氧反硝化BTEX降解菌Pseudomonas thivervalensis MATH1是从硝酸盐还原条件下BTEX污染的介质中分离的。该菌株对BTEX的去除速率分别为4.71、6.59、5.64、2.59mg/(L·d)。柠檬酸钠、硝酸盐和NaH2PO4促进菌株BTEX降解的最佳质量浓度分别为0.5g/L、100mg/L和96mg/L。此外,具有nirS和nosZ基因的MATH1对铵盐、硝酸盐和亚硝酸盐的去除速率分别为2.49mg/(L·h)、1.50mg/(L·h)和0.83mg/(L·h)。MATH1有助于减轻生物刺激所投加氮源的二次污染。该研究显示了使用MATH1对BTEX污染场地进行生物修复的可行性。     

后置反硝化BAF除污效能的主要影响因素研究

通过实验室模拟,考察了后置反硝化曝气生物滤池(BAF)工艺对污水厂尾水的脱氮效果,重点研究了外加碳源量和水力负荷对后置反硝化BAF除污效能的影响规律。研究发现,随着外加碳源量的减少(COD/TN值由10降为4),出水COD浓度由51.9 mg/L下降到7.5 mg/L,TN浓度由3.49 mg/L增加到18.11 mg/L,而氨氮浓度变化较小,始终保持在1 mg/L以下;随着进水水力负荷由1.0 m~3/(m~2·h)逐渐增加至2.0 m~3/(m~2·h),出水COD浓度由7.44 mg/L增加到45.31 mg/L,TN由3.46 mg/L增加到17.18 mg/L,而出水氨氮浓度仍无明显变化,保持在较低水平。综合考虑进水水质和出水水质要求,确定后置反硝化BAF工艺的适宜水力负荷≤1.5 m~3/(m~2·h)、外加碳源量为COD/TN值=7,该条件下对COD、氨氮、总氮的去除效果均较好,去除率分别≥77.51%、95%、≥87.32%。     

脉冲垂直流人工湿地处理污染河水的试验研究

将脉冲布水引入垂直流人工湿地,考察了其与普通垂直流人工湿地对受污染河水处理效果的差异。结果表明,在水力负荷为0.6 m3/(m2.d)下,脉冲布水明显提高了人工湿地系统的复氧效果,普通垂直流人工湿地一级出水DO为零,而脉冲垂直流人工湿地一级出水DO平均为0.5 mg/L;两者对COD和TP的去除效果相当,脉冲和普通垂直流人工湿地对COD的去除率分别为59.2%和58.4%,对TP的去除率分别为83.6%和83.4%;但脉冲垂直流人工湿地对NH3-N和TN的去除效果优于普通垂直流人工湿地,脉冲垂直流人工湿地及其第一级湿地对NH3-N的去除率分别为38%和30%,对TN的去除率分别为40%和26.3%,而普通垂直流人工湿地及其第一级湿地对NH3-N的去除率分别为31.6%和22.1%,对TN的去除率分别为33.2%和23.9%。     

三级人工湿地渗滤床处理生活污水中试研究

采用三级人工湿地渗滤床系统处理某城镇的校区生活污水,当进水COD平均为300 mg/L、温度为20～35℃、COD负荷为55.4 g/(m2·d)时,出水COD可降至41 mg/L,达到了GB 18918-2002的一级B标准;该系统的COD负荷较传统人工湿地提高了5.17 g/(m2·d);同时,对TN和TP的去除率分别为43.4%和46.5%,去除负荷分别为4.6、0.39 g/(m2·d).     

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).     

厌氧—3级好氧/缺氧生物膜工艺处理农村生活污水

对自流式厌氧—3级好氧/缺氧生物膜工艺处理低碳氮比农村生活污水的效能进行了应用研究。装置的处理量为18 m3/d,HRT为2.9 d,厌氧段的水力负荷为0.514 m3/(m3.d),生物球装填率为15%;3级好氧/缺氧生物膜段的水力负荷为1.029 m3/(m3.d),YDT弹性填料的装填率依次为50%、40%和25%,采用跌水充氧。连续8个月的监测结果表明:该工艺对COD、BOD5、NH3-N、TN和TP的去除率分别为73.7%、76.5%、90.7%、59.6%和69.7%;出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、SS的平均浓度分别在34、15、2、7.7、0.9、5.2 mg/L以下,粪大肠菌群平均为5 200个/L,可用于农业灌溉和观赏性景观河道用水。该工艺的3级好氧/缺氧生物膜段能够同步进行硝化与反硝化除磷,适合于低碳氮比农村生活污水的处理。     

排空闲置时间对序批式人工湿地处理效能的影响

针对连续流人工湿地自然复氧能力差、脱氮效率低、易堵塞等问题,提出了序批式人工湿地工艺,其运行方式为:进水/反应/出水/排空闲置。重点考察了排空闲置时间对系统处理效能的影响。结果表明:排空闲置时间对序批式人工湿地的处理效能影响显著,两级序批式人工湿地在温度为26～32℃、工况为进水10 min/反应12 h/排水10 min/排空闲置4h、COD负荷为72g/(m3·d)、NH4+-N负荷为16g/(m3.d)、TN负荷为16.8g/(m3.d)的条件下运行时,出水COD、NH4+-N和TN分别为38、11和14 mg/L,总去除率分别为86%、82%和78%,与无排空闲置工况相比,去除率分别提高了15%、35%、32%。     

生物倍增工艺实际生产运行工况优化探讨

考察了生物倍增工艺处理城市污水的实际效能。结果表明,0.02～0.05kgCOD/(kgMLSS.d)的低负荷运行工况不利于对有机物的稳定去除,出水CODCr为69.8 mg/L,平均去除率仅为65.9%,若要满足有机物的排放标准要求,污泥负荷至少要维持在0.06kgCOD/(kgMLSS.d)以上;系统对氨氮的去除效果很好,氨氮去除率可达到100%;污泥沉降性能较好,SVI稳定在50～70;过低的进水C/N是同步脱氮除磷的制约因素,建议采用补充碳源和辅助化学除磷的方式来满足氮磷排放标准限值要求。     

FCR系统去除餐厅污水有机物和氨氮

采用中试规模(7.2 m3/d)的FCR(Food Chain R ing)系统去除餐厅污水中的有机物和氨氮。结果表明,FCR系统处理油脂含量较高的餐厅污水是可行的,当进水COD为1 000~1 200 mg/L、NH3-N为43.2 mg/L、水力停留时间为6 h时,出水COD和NH3-N均值分别为85.4mg/L和7.8 mg/L,对其去除率分别在90%和80%以上,出水水质达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准。FCR系统的第一段对有机物的去除率为46.06%,减轻了后续三段的负荷,保证了系统对有机物有较好的去除效果。     

潜流人工湿地深度净化二级处理出水研究

采用页岩／钢渣强化潜流人工湿地深度净化城市污水厂二级处理出水，结果表明，在平均水力负荷为0．32m／d的条件下，当进水COD、TN、TP平均浓度分别为33．9、15．1、1．57mg／L时，出水COD平均浓度为13．2mg／L，去除率为61％，面积反应速率常数（K）值为0．3m／d，温度对去除COD的影响不明显；出水TN浓度在5．4—14．3mg／L之间波动，瓦值为0．09—0．31m／d，去除率受温度的影响很大，随着进水硝态氮所占比例的提高和运行时间的延长，湿地对TN的去除率有上升趋势；稳定阶段出水TP浓度为0．6mg／L，去除率为50％，瓦值为0．26m／d，温度对去除TP的影响不大。     

SMSBR去除焦化废水中有机物及氮的特性

选用一体化膜—序批式生物反应器 (SubmergedMembraneSequencingBatchReac tor ,简称SMSBR)处理焦化废水 ,考察了能否通过膜分离的强化作用提高生物处理系统对焦化废水的处理效果 ,使出水COD达到新的排放标准 ( <10 0mg/L) ,并提高脱氮效率。研究结果表明 :在HRT为 32 .7h ,平均COD容积负荷为 0 .4 5kg/ (m3·d)的条件下 ,出水COD可以稳定在 10 0mg/L以下 (平均为 86.4mg/L) ;要使COD达到新的排放标准 ,进水COD容积负荷应低于 0 .67kg/ (m3·d) (该负荷下出水COD在 10 0mg/L上下波动 ,平均为 10 6.3mg/L) ;好氧段存在明显的反硝化现象 ,使COD的去除得到强化 ;在保证系统温度、碱度、溶解氧和不受进水COD负荷冲击的情况下 ,出水NH3-N可低于 1mg/L ,但泥龄太长所产生的微生物代谢产物抑制了硝化反应过程中的硝酸盐细菌 ,使好氧段出水NO2 -N/NOx-N平均为 91.1% ,因此系统获得极其稳定高效的短程硝化作用 ,有利于进一步脱氮 ;按“缺氧 1—好氧—缺氧 2”方式运行时 ,若“缺氧 2”的HRT>8.4 4h ,可实现 81.34 %的反硝化率 (外加碳源 :COD/N为 2 .1g/g) ,平均TN去除率为 87.2 % ,最高达 90 .2 %。     

复合垂直流人工湿地净化污水厂二级出水的研究

在间歇运行条件下,采用复合垂直流人工湿地净化污水处理厂二级出水,考察了其净化效果及影响因素.结果表明,该系统能够有效降低污水厂二级出水中的氮和磷,适用于城市污水的深度处理.在0.4 m~3/(m~2·d)的低水力负荷条件下,系统对COD、氨氮、总氮和PO_4~(3-)P的去除率分别为87.4%、82.15%、60.32%和30.15%;当排空时间为2 h时,系统的处理效果最好,对氨氮、总氮、PO_4~(3+)-P的去除率分别为84.44%、65.46%和40.33%.     

人工湿地的反硝化能力研究

利用人工湿地的反硝化作用进行去除硝态氮的试验,其反硝化碳源主要为植物根系的分泌物及湿地内腐败的死亡植株.结果表明,人工湿地内有着适宜反硝化的反应环境,反硝化茵能够很好地利用湿地内产生的碳源进行反硝化作用来去除硝态氮,且不会出现亚硝态氮的大量积累.在进水(NO3-)-N浓度为20-50 mg/L、水力停留时间为24 h的条件下,夏季运行时,湿地系统对硝态氮的去除率为20%～30%;冬季运行时,对硝态氮的去除率在10%左右.提供充足的反硝化碳源是硝态氮去除率进一步提高的瓶颈.