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。     

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。     

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。     

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。     

新型人工浮岛强化降解污染物机理及应用研究

分别构建了传统人工浮岛和新型人工浮岛2组系统,对比考察了对主要污染物的去除效果,分析了对污染物降解的机理,比较了植株高度、根系生长及填料降解情况。结果表明,2组人工浮岛对去除COD、TN、NO_3~--N、NH_4~+-N等4个水质指标的差异明显(p0.05),新型人工浮岛系统对TP的去除率为94.55%,且对TN、NO_3~--N的去除效果要显著高于传统人工浮岛,其去除率分别达到了83.39%和81.50%。丝瓜络、玉米芯的添加和降解增大了污水的可生化性,强化了新型人工浮岛的脱氮除磷效果;种植了千屈菜的新型人工浮岛植株生长高度为传统人工浮岛的2.36倍。     

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。     

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。     

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。     

改进型ABR处理硫酸铵废水及微生物群落的影响

以改进型ABR系统对模拟硫酸铵废水进行处理研究,考察外加亚硝态氮源对污水中NH_4~+-N和TN去除效果的影响,并对其中效果最好的n(NO_2~-):_n(NH_4~+)为1:1时的各隔室NH_4~+-N、TN变化进行分析。研究表明,外加亚硝态氮对改进型ABR中NH_4~+-N和TN的去除有促进作用,n(NO_2~-):n(NH_4~+)为1:1时NH_4~+-N和TN的平均去除率达到最高,分别为55.74%和69.16%。4个隔室的TN和NH_4~+-N去除率之比分别为55:5:16:7和3:2:11:19。对不同条件下各隔室中的亚硝酸还原酶、羟胺氧化酶活性进行测定。结果显示在进水n(NO_2~-):_n(NH_4~+)升高的同时,各隔室的酶活性也有显著上升。对n(NO_2~-):_n(NH_4~+)为1:1时的各隔室中的污泥进行高通量分析,结果在1~#隔室中发现Enterobacter属的微生物,表明在1~#隔室中发生了好氧反硝化。     

生态滤床深度处理生活污水和微生物随气温响应

通过构建室外生态滤床,探讨其深度处理生活污水特性及微生物种群对季节温度变化的响应。结果表明,COD、TP、NH_4~+-N、TN、色度等指标的平均去除率分别达到61.2%、92.5%、88.7%、52.6%、46.5%。COD、TN、NO_3~--N的去除率随季节性气温变化,呈现出高度相关性,气温降低,有机物降解、有机氮的氨化及反硝化过程受到抑制。NH_4~+-N、NO_2~--N去除率波动不明显,硝化过程未受到显著影响。TP的去除率稳定,未随季节性气温变化而变化,表层砂壤土的吸附是磷高效去除的主要途径。生态滤床上层基质微生物优势种群随季节性气温变化差异不大,而微生物优势种群丰度、均匀度、多样性指数随季节气温变化而变化,夏季高于冬季。     

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。     

常温低基质厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动

采用低基质模拟废水〔NH_4~+-N、NO_2~--N分别为(25±0.4)、(33±0.6)mg/L〕,在温度为(23±0.5)℃的条件下,研究了厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动。第Ⅰ阶段HRT为24 h,pH不控制,菌体自溶期出水NH_4~+-N为69 mg/L,活性停滞期出水NH_4~+-N与进水几乎相等;第Ⅱ~Ⅲ阶段,菌体处于活性提高期,HRT分别为12、8 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N降低到1.6 mg/L,NO_2~--N均先升高后降低;第Ⅳ阶段HRT为4 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N和NO_2~--N均低于1 mg/L,TN去除负荷为352.3 mg/(L·d),△m(NH_4~+-N)∶△m(NO_2~--N)∶△m(NO_3~--N)=1∶(1.33±0.02)∶(0.26±0.02),反应器启动成功。     

双金属-湿式氧化法去除垃圾渗滤液膜滤浓缩液中无机氮

针对垃圾渗滤液膜滤浓缩液中高含量的NO_3~--N、NO_2~--N及NH_4~+-N同时存在的水质特点,采用Zn-Cd初步还原-湿式氧化法(WAO)深度除氮法(2步法)去除其中的无机氮。以模拟浓缩液为研究对象,探讨了3种形态的无机氮在处理过程中的转化规律及其影响因素,并将该方法用于实际浓缩液的处理。结果表明,通过Zn-Cd双金属使废水中的NO_3~--N转化为NO_2~--N,通过WAO作用使体系中的NO_2~--N与NH_4~+-N转化为氮气的方式可将废水中的3种无机氮有效去除。在适宜的条件下,该方法可将体系中97.10%的NO_3~--N转化为NO_2~--N;体系中的NO_2~--N和NH_4~+-N在WAO阶段的去除率分别达到99.03%和69.23%。将该方法用于实际浓缩液的处理时,其无机氮的总去除率达到72.00%以上。     

混合填料固定床Anammox工艺启动及运行性能研究

采用蜂窝状聚乙烯填料和环型无纺布填料组合成的混合填料填充固定床反应器,考察了其Anammox工艺启动和运行性能。启动阶段进水NH_4~+-N和NO_2~--N分别为70 mg/L,HRT为48 h,温度为35℃,经过53 d培养,反应器成功启动。启动阶段(1~53 d)NH_4~+-N、NO_2~--N和总氮最大去除率分别为90.24%、100%和88.8%。负荷提升阶段(55~87 d)最大总氮负荷率和总氮去除速率分别为0.31 kgN/(m~3·d)和0.25 kgN/(m~3·d),此时,其相应的NH_4~+-N和NO_2~--N去除率分别为89.66%和99.84%。     

ASBR-SBR-ASBR工艺处理含氮有机废水的快速启动

采用ASBR-SBR-ASBR三级联合工艺处理高浓度含氮有机废水。结果表明,对于ASBRⅠ反应器,当有机容积负荷为2 kg/(m~3·d),HRT为12 h时,有机物降解率达到95%。对于SBR反应器,当NH_4~+-N容积负荷为0.30kg/(m~3·d),HRT为12 h时,出水NH_4~+-N与NO_2~--N的物质的量比接近1∶1.32。ASBRⅡ反应器内则发生厌氧氨氧化反应,NH_4~+-N与NO_2~--N同步去除;当总氮容积负荷为0.44 kg/(m~3·d),HRT为12 h时,NH_4~+-N去除率可达95%,NO_2~--N去除率达98%。经过75 d的连续培养,反应器启动成功。     

以玉米秆为碳源原位修复地下水硝酸盐研究

研究了以经氢氧化钠预处理的玉米秆作为反硝化碳源的地下水原位模拟实验中硝酸盐的去除效果。结果表明,在原位净化模拟静态实验中,经氢氧化钠预处理的玉米秆作为可渗透反应墙(PRB)介质时,NO_3~--N和TN的去除率分别达到了81.9%和76.1%。原位净化模拟动态实验中,反硝化效果随着HRT的增加而增加。当HRT为15 d时,NO_3~--N和TN的去除率分别达到了99.5%和97.0%,且出水中没有NO_2~--N和NH_4~+-N的积累。经氢氧化钠预处理的玉米秆,可以作为地下水原位净化修复的固相碳源。     

升流式厌氧氨氧化流化床反应器脱氮效能研究

采用升流式厌氧流化床反应器,研究高浓度厌氧氨氧化工艺的脱氮效能。接种普通好氧活性污泥,以低浓度配水(NH_4~+-N 60 mg/L,NO_2~--N 50 mg/L)驯化厌氧氨氧化菌,经150 d富集,填料表面形成红色生物膜,NH_4~+-N和NO_2~--N同步去除率高于80%,反应器成功启动;采用低基质进水(NH_4~+-N 60～300 mg/L,NO_2~--N 100～355 mg/L),随着进水容积负荷的增加,总氮去除负荷从0.39 kg/(m~3·d)提升至1.29 kg/(m~3·d);采用高基质进水(NH_4~+-N 390 mg/L,NO_2~--N 400 mg/L)时,总氮去除负荷降至1.08 kg/(m~3·d),150%回流能有效缓解基质对厌氧氨氧化菌的活性抑制,反应器总氮去除负荷逐渐恢复并升高至1.76 kg/(m~3·d),脱氮效能提高63%。     

基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响

首先采用厌氧氨氧化生物膜反应器建立稳定的厌氧氨氧化处理系统,控制温度为(32±2)℃,pH为(7.2±0.2)。通过控制进水基质比(NO_2~--N/NH_4~+-N)分别为1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.32和1:1.4来研究基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响,在基质比1:1.20时,生物膜反应器的脱氮效果最好,进水NH_4~+-N为150 mg/L,HRT为12 h,其出水的平均NH_4~+-N和NO_2~--N在质量浓度分别为6 mg/L和3.5 mg/L,NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别为96%、98%,此时的脱氮性能最好且稳定,其发生反应的NO_2~--N/NH_4~+-N最接近厌氧氨氧化反应式中的1.32。     

不同水培观赏植物对氮素的吸收动力学特性分析

为探究不同观赏植物应用于人工湿地时对氮素的去除能力,以观音竹等8种观赏植物为实验对象,水培驯化后采用耗竭法研究其对硝氮(NO_3~--N)和氨氮(NH_4~+-N)的吸收动力学特性。结果表明:8种植物对NO_3~--N和NH_4~+-N的吸收动力学特性有较大差异。观音竹对两种氮素的亲和力和吸收速率较大,能够适应广泛的氮素浓度;绿萝对两种氮素的吸收速率较大而亲和力较小,可以处理较高浓度氮素水体;白掌适宜处理高浓度NO_3~--N和广范围浓度NH_4~+-N,发财树则适宜处理广范围浓度NO_3~--N和高浓度NH_4~+-N;龟背竹适宜低浓度的氮素水体,可以作为湿地末端植物;栀子花可以处理低浓度NO_3~--N水体但对NH_4~+-N的去除能力较弱;红掌和吊兰的亲和力和最大吸收速率都较小,不适宜作为湿地植物。8种观赏植物中,大部分都具有亲氨性。