滤料中微生物活性控制氨氮和亚硝酸盐氮的研究

通过测定滤料中微生物的比耗氧呼吸速率,对比4个不同生物滤池中异养菌、亚硝酸盐氧化菌和氨氧化细菌的活性及去除水中氨氮和亚硝酸盐氮的效果。结果表明,炭砂滤池异养菌、亚硝酸盐氧化菌和氨氧化细菌的平均比好氧呼吸速率分别是2.28mg/(L·g·h)、1.46mg/(L·g·h)和0.89mg/(L·g·h),活性无烟煤滤池的异养菌、亚硝酸盐氧化菌和氨氧化细菌的平均比好氧呼吸速率分别是0.86mg/(L·g·h)、2.00 mg/(L·g·h)和2.93mg/(L·g·h)。炭砂滤池对亚硝酸盐氮和氨氮平均去除率分别是87.02%和37.32%,活性无烟煤对亚硝酸盐氮和氨氮平均去除率分别是87.02%和42.76%。炭砂滤池主要以异养菌作用为主,活性无烟煤滤池以亚硝酸盐氧化菌和氨氧化细菌作用为主,控制氨氮及亚硝酸盐氮比炭砂滤池的效果显著。     

活性无烟煤过滤去除饮用水中氨氮研究

活性无烟煤是一种新型滤料,既具有普通滤料的过滤功能,又具备活性炭的特点。研究了活性无烟煤过滤去除氨氮的效能,并与石英砂、无烟煤和活性炭进行了对比。结果表明,四种滤料对浊度的去除率达90%以上,出水浊度均小于0.2 NTU;活性无烟煤和活性炭过滤出水氨氮浓度0.3 mg/L,其去除率平均为94%,石英砂和无烟煤过滤对氨氮的转化不彻底,导致出水亚硝酸盐氮浓度比进水高出0.58 mg/L;活性无烟煤和活性炭对TOC的平均去除率分别为33.4%和38.3%,对UV254的平均去除率分别为43.6%和50.5%。活性无烟煤作为一种新型滤料在生物活性滤池改造领域具有独特优势。     

活性无烟煤滤池处理高氨氮原水的中试研究

针对南方饮用水源水氨氮和有机物浓度季节性上升的特点,开展了活性无烟煤多功能滤池处理高氨氮原水的中试研究。中试处理规模为120 m3/d,滤速为8 m/h,原水氨氮平均浓度为3.1 mg/L。试验结果表明,滤池进水溶解氧浓度不足会导致工艺出水氨氮浓度高于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),同时伴随有亚硝态氮的积累;当采用纯氧曝气提高滤池进水DO至11.9～13.6 mg/L后,活性无烟煤滤池的净水效果大幅提高,出水氨氮<0.1 mg/L,亚硝态氮浓度几乎为零,氨氮全部转化为硝态氮,氨氮有效去除浓度与所需DO浓度的比值平均为1∶4.49。在纯氧曝气条件下,滤池对氨氮的去除率达到97%,对CODMn和UV254的去除率均在44%左右。     

炭砂滤池与砂滤池在水厂实际运行过程中的比较研究

在水厂实际运行过程中,通过对炭砂滤池与砂滤池长期运行过程中的处理效果进行比较,研究两种滤池对浊度、CODMn、NH3-H、UV254、TOC、三卤甲烷类消毒副产物的去除效果。结果表明:运行期间炭砂滤池出水平均浊度达到0.17NTU,而砂滤池出水平均浊度为0.22NTU;在前2个月炭砂滤池对CODMn的去除率平均可达60%,随后去除效果有所下降,并稳定在50%左右,砂滤池的去除率稳定维持在20%左右;运行初期炭砂滤池对氨氮的去除效果与砂滤池差别不大,当待滤水的氨氮浓度高达1.57mg/L时,炭砂滤池出水氨氮浓度降至0.36mg/L,而砂滤池出水只能降至0.97mg/L;运行期间炭砂滤池对UV254的去除率先高后低,而砂滤池对UV254的去除率基本稳定在10%以下;当待滤水TOC均值为2.18mg/L,炭砂滤池对TOC平均去除率达到42.28%,而砂滤池对TOC平均去除率仅为16.81%;炭砂滤池过滤后出水中三卤甲烷平均去除率达到34.25%,而砂滤池的平均去除率仅有16.62%。     

活性滤池去除微污染水中有机物和氨氮

主要阐述了活述滤池对水厂沉淀出水中有机物和氮氮的去除规律，并与水厂砂滤池进行比较。结果表明：①无论活性滤池进水中是否有余氯，它对有机物（以总有机碳TOC表示）、氨氮、亚硝酸盐氯均有去除作用。如果滤前加氯（余氯为0.5mg/L），TOC和氮氮在沿程均有去除，去除率分别为37.5%和82.1%，亚硝酸盐氮在40cm滤层深度以上有所上升，经过余下滤层后得以去除，总去除率为72.8%。如果滤前不加氯，氮氮和亚硝酸盐氮在沿程均有去除，去除率均为90%左右；②砂滤对氨氮的去除不明显（去除率仅为3.1%），TOC去除率为12.5%，而亚硝酸盐氮略有上升。     

不同滤料滤池去除浊度和有机物的研究

对比分析了炭砂滤池、活性无烟煤滤池和砂滤池3种不同滤池滤料对浊度和有机物的去除效果。结果表明,炭砂滤池、活性无烟煤滤池和砂滤池对浊度的平均去除率分别为85.06%,83.20%和82.82%;炭砂滤池、活性无烟煤滤池和砂滤池运行效果稳定,在控制出水浊度小于0.50NTU的条件下,炭砂滤池和活性无烟煤滤池出水浊度均可100%满足要求,砂滤池可以达到97.22%;炭砂滤池和活性无烟煤滤池对有机物的去除效果相当,而砂滤池对有机物的去除效果较差,3种滤池对CODMn的平均去除率分别为32.11%,32.13%和19.24%,对UV254的平均去除率分别为32.80%,25.91%和15.30%。     

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。     

活性滤料与惰性滤料的性能比较研究

通过小试试验利用沉淀池出水,对比研究了两种活性滤料即活性无烟煤和活性炭与两种惰性滤料即石英砂和无烟煤的过滤性能。结果表明,活性无烟煤和活性炭过滤对氨氮的去除率达95%以上,优于石英砂和无烟煤;活性无烟煤和活性炭过滤出水亚硝酸盐氮浓度低于0.05mg/L,优于石英砂和无烟煤;活性无烟煤和活性炭过滤对浊度和颗粒数的去除效果与石英砂和无烟煤相近,出水浊度低于0.5NTU;活性无烟煤和活性炭过滤对COD_Mn的平均去除率分别为47.4%和50.7%,对UV₂54的平均去除率分别为25.4%和31.9%,均优于石英砂和无烟煤。两种活性滤料不仅具有传统过滤去除浊度的性能,还具有比传统过滤更好的去除氨氮和有机物的性能,对于受季节性排污影响的传统给水水厂的过滤工艺改造具有重要意义。     

活性无烟煤滤料去除氨氮与亚硝酸盐氮效果的中试研究

通过中试对比研究了石英砂滤料与活性无烟煤滤料去除氨氮、亚硝酸盐氮、浊度的效果。结果表明,不增加待滤水溶解氧,将氨氮去除至0.5mg/L以下,活性无烟煤滤料进水氨氮含量应不高于2.0mg/L,而石英砂滤料应不高于1.0mg/L,且石英砂滤料会造成亚硝酸盐氮含量增加,两种滤料均能将出水浊度控制在0.5NTU以下。     

纯氧曝气和活性无烟煤滤池联用去除氨氮的研究

在中试条件下,研究了纯氧曝气和活性无烟煤滤池联用对氨氮的去除效果。结果表明,当待滤水氨氮从0.8～1.0 mg/L突然升至约1.7、2.5、3.0 mg/L时,只要保证硝化反应所需的溶解氧浓度,采用活性无烟煤滤池过滤,在0.5～1 h内即可有效去除氨氮,运行12 h时滤后水氨氮分别降至0.05、0.08、0.21 mg/L;在待滤水氨氮为2.8～3.3 mg/L、DO为13.7～14.0 mg/L的条件下持续运行10 d,24 h之后滤后水中基本无亚硝酸盐氮积累,氨氮稳定在0.04～0.08 mg/L;采用微纳米曝气板进行纯氧曝气,去除2.5～3.0 mg/L氨氮所增加的运行成本为0.017～0.021元/m3,因而适用于水厂应对季节性、突发性氨氮污染。     

活性无烟煤滤料去除氨氮与亚硝酸盐氮效果的中试研究

通过中试对比研究了石英砂滤料与活性无烟煤滤料去除氨氮、亚硝酸盐氮、浊度的效果.结果表明,不增加待滤水溶解氧,将氨氮去除至0.5mg/L以下,活性无烟煤滤料进水氨氮含量应不高于2.0mg/L,而石英砂滤料应不高于1.0mg/L,且石英砂滤料会造成亚硝酸盐氮含量增加,两种滤料均能将出水浊度控制在0.5NTU以下.     

优化砂滤池对高氨氮原水处理效果的中试研究

在当前原水氨氮日益升高的情况下,优化砂滤池对氨氮的处理效果尤为关键。在原水中投加NaOH和NH4Cl溶液,中试结果表明:投加NaOH溶液后,原水pH值上升至8.5左右,而待滤水pH值只上升至7.6左右;滤后水DO的高低与滤池处理效果呈现一定的正相关。待滤水氨氮为0.91~1.90 mg/L,未投加NaOH溶液时,待滤水pH值在6.80~7.00,砂滤池对氨氮的平均去除率为54.81%;待滤水氨氮为1.25~1.91mg/L,投加NaOH溶液后,待滤水pH值在7.02~7.68之间,砂滤池对氨氮的平均去除率为70.26%。当待滤水氨氮升高至2.0mg/L时,滤后水中没有明显的NO-2-N积累,而当原水水质明显变差,待滤水氨氮升至2.38~3.21mg/L时,氨氮处理效果受到DO影响,NO-2-N有一定的积累。投加NaOH溶液一段时间后,即使待滤水浊度有较大幅度的升高,滤后水浊度均能稳定在0.3 NTU以下,显示出对浊度较好的去除效果。     

反粒度生物滤池处理污染水源水的研究

针对嘉兴地区污染水源水,进行了上向流反粒度生物滤池应用研究,以期实现在低能耗条件下去除氨氮和浊度,同时达到保护后续臭氧/活性炭工艺的目的。研究结果表明,在进水氨氮为1.57~4.02 mg/L、浊度为1.01~2.86 NTU,反粒度生物滤池气水比为1∶4(水温低于10℃时降为1∶5),滤速为11 m/h的条件下,反应器稳定运行期间出水氨氮为0.02~0.60 mg/L,平均去除率达到91%;出水浊度0.55 NTU,平均去除率达到84%,保护了后续臭氧/活性炭工艺。反粒度生物滤池单位运行能耗只有同期运行的生物接触氧化池的14%~18%。此外,反粒度生物滤池对亚硝酸盐氮、COD_(Mn)、UV_(254)和TOC都有一定的去除效果。     

氧化铁改性石英砂生物滤池处理微污染原水研究

采用以氧化铁改性石英砂(简称"改性砂")为滤料的生物滤池处理微污染原水,考察了对有机物和氨氮的去除效果,并与普通石英砂(简称"普通砂")生物滤池的处理效果进行了对比。改性砂和普通砂生物滤池的挂膜成熟时间均为8 d左右;在挂膜期间,改性砂生物滤池对UV254的平均去除率为42.4%,稳定运行期间可达57.3%,而普通砂生物滤池在整个运行期间对UV254的去除率仅为5%左右;在挂膜期间,改性砂生物滤池对氨氮的去除率从2%左右升高至约85%,稳定运行期间对氨氮的去除率保持在86%左右,而普通砂生物滤池出水氨氮浓度波动较大,对氨氮的去除效果不稳定。因此,改性砂比普通砂更适于生物滤池工艺。     

纳滤膜深度处理氨氮和有机物的性能比较

在城市饮用水深度处理技术中,采用纳滤膜通过配置不同浓度的氨氮,考察其经过纳滤膜和砂滤池出水经过纳滤膜过滤两种方式对氨氮和有机物的截留率。结果表明:配制1mg/L、2mg/L和3mg/L浓度的氨氮水样,纳滤膜对氨氮的截留率分别为2.94%、4.69%和6.47%;砂滤池出水平均TOC浓度为1.13mg/L,平均截留率为38.05%,纳滤膜出水中有机物的SUVA254为1.82L/(mg·m),截留率为46.94%。纳滤膜截留氨氮效果不显著,截留有机物效果明显,被截留的有机物芳香化程度较低。     

生物-氧化铁改性砂对氨氮的强化过滤性能

采用自制的氧化铁改性石英砂(简称"改性砂")滤料进行生物自然挂膜后,对1~2mg/L的氨氮进行强化过滤效果研究,比较分析了改性砂、普通石英砂(简称"普通砂")、普通砂/改性砂混合滤料与生物技术联用的过滤性能,研究了三者在挂膜初期与稳定运行期间,对浊度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的去除效果与溶解氧消耗量,以及不同滤层水头损失的变化规律。稳定运行期间(生物-普通砂)、(生物-普通砂/改性砂)、(生物-改性砂)工艺对氨氮的平均去除率分别为73.8%、79.5%、90.5%,挂膜初期,经三者过滤后的出水中亚硝酸盐氮浓度变化较大,到稳定运行期间,平均值分别降低至0.12、0.07和0 mg/L,硝酸盐氮的平均值则增加至3.11、3.31、3.86mg/L。改性砂表面复杂多孔的纳米结构能使微生物牢固地附着,生物-改性砂的截污能力最强,对浊度与氨氮的去除率分别可达95%、95.4%。生物-改性砂各滤层的水头损失增长速度合适,出水浊度与终期水头损失同时达到穿透标准,其过滤周期明显比生物-普通砂的长,且过滤性能最优,对氨氮的去除效果最高。     

溶解氧对去除高氨氮待滤水的影响

研究提高溶解氧的浓度对排涝期待滤水氨氮去除效果的影响。结果表明,氨氮浓度突然大幅上升,氨氮去除率不稳定,随着运行时间的延长,氨氮的去除率可趋于稳定。当待滤水氨氮浓度为3.0mg/L左右,提高溶解氧浓度可使氨氮去除率达到90%以上,溶解氧浓度越大,氨氮去除率也越大。待滤水氨氮浓度越高,去除效果越差。氨氮浓度为1.00~3.00mg/L时,氨氮平均去除率可达到95.27%,氨氮浓度为3.00~4.50mg/L时,氨氮平均去除率可达到77.54%,当氨氮浓度为4.50~6.00mg/L时,氨氮平均去除率达到61.61%。     

高压增氧与活性无烟煤滤池联用去除高浓度氨氮

在5 000 m3/d处理规模的生产性示范工程条件下,开展了高压增氧系统提高待滤水溶解氧浓度、高压增氧系统与活性无烟煤滤池联用去除水源水中氨氮的研究。结果表明,该高压增氧系统的纯氧曝气效率基本保持在90%以上,将待滤水DO从6.3~6.6 mg/L提升至满足去除3~4 mg/L氨氮所需DO的总运行成本为0.040~0.049元/m3;当待滤水氨氮≤3.5 mg/L时,高压增氧系统与活性无烟煤滤池联用,能使滤后水中氨氮浓度降至国标限值(0.5 mg/L)以下。     

气提式连续砂滤与悬浮填料生物流化工艺中试对比研究

采用气提连续砂滤装置与悬浮填料生物流化装置,对东江原水进行中试研究。将试验结果进行对比,结果表明:原水氨氮在1.6mg/L以下时,气提式连续砂滤工艺出水氨氮平均值为0.27mg/L。悬浮填料生物流化工艺出水平均值为0.43mg/L。气提式连续砂滤工艺对亚硝酸盐的去除率约为60%,对CODMn的去除率约为18%,对浊度去除率约为45%。悬浮填料生物流化工艺对亚硝酸盐、CODMn和浊度的去除效果不明显。气提式连续砂滤工艺是更适合东江原水类微污染水源的生物预处理方法。     

清水池亚硝酸盐氮和浊度上升原因及解决方案的探究

南方某水厂原水存在高锰、高氨氮的微污染,采用二氧化氯和高锰酸钾组合预氧化工艺,并结合混凝-沉淀-过滤的常规处理。但新建滤池投入使用后,出现清水池亚硝酸盐氮上升的问题,通过相关数据追踪找出新建2号滤池后亚硝酸盐氮上升至0.2mg/L和浊度出现上升的原因,并通过次氯酸钠的投药试验,得出次氯酸钠有效氯与亚硝酸盐氮的质量体积比值在5时,可使亚硝酸盐氮去除率达50.3%,而比值到10时,亚硝酸盐氮去除率达95.0%,比例达到11.25时,能将亚硝酸盐氮完全去除。同时使用次氯酸钠也能避免原工艺二氧化氯消毒剂与微量Mn~(2+)反应生成MnO_2造成浊度上升问题。为优化水厂工艺流程提供试验依据。