循环水养殖系统中不同滤料生物挂膜水处理效果及微生物群落分析

为探究循环水养殖系统中不同滤料生物挂膜、微生物多样性和水处理效果间的关系,采用不同的滤料——电气石球(T)、聚乙烯环(PE)、聚苯乙烯泡沫滤珠(EPS)进行挂膜和养殖废水处理试验,并通过Illumina Miseq高通量测序对滤料表面和水体中微生物群落结构及多样性进行分析。结果表明:在48 d的挂膜期间,电气石球组氨氮、亚硝酸盐消除时间较短,比聚苯乙烯泡沫滤珠组早4 d,比聚乙烯环组早8 d,在水处理效果试验过程中,48 h内3种生物滤料对氨氮、亚硝酸盐的去除效率依次为电气石球>聚乙烯环>聚苯乙烯泡沫滤珠;细菌微生物丰富度和多样性分析显示,各组滤料循环水中相同门分类细菌丰富度较高的为变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes、拟杆菌门Bacteroidetes、放线菌门Actinobacteria和硝化螺旋菌门Nitrospirae,其中,变形菌门和硝化螺旋菌门均具有重要的脱氮功能;水体中和滤料表面的细菌群落组成分析显示,电气石球组水体中的变形杆菌门明显高于聚乙烯环组水体,电气石球组滤料中变形杆菌门和硝化螺旋菌门明显高于聚乙烯环组和聚苯乙烯泡沫滤珠组。研究表明,通过综合比较挂膜时间、水处理效果和微生物多样性,各滤料的水处理效果为电气石球优于聚乙烯环和聚苯乙烯泡沫滤珠,各系统中均具有大量脱氮功能的变形菌门和硝化螺旋菌门细菌且对水处理效果产生重要作用。     

新型纤维滤料高速过滤污水厂尾水之堵塞及再生

采用新型纤维滤料高速过滤处理抚顺某污水厂尾水,由于投加过量PAM导致工艺在运行过程中发生滤层堵塞。通过静态试验,确定Na Cl O作为清洗药剂并联合气水反冲洗的方法,可有效解决滤料堵塞问题。将试验成果在规模为70 m~3/d的新型纤维滤料过滤中试装置中进行进一步验证,在40 m/h滤速下,采用20 mg/L的Na Cl O溶液清洗堵塞滤料24 h,之后气水反冲洗20 min,水洗强度为10 L/s,气洗强度为30 L/s,滤料堵塞物去除率达90.07%。堵塞时浊度和SS去除率分别仅为20.44%、22.88%,经清洗后对二者的去除率分别可达90%和95%,再生效果理想。该研究成果可为新型纤维滤料在污水厂尾水处理中的应用提供技术参考。     

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。     

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.     

生物沸石滤池去除微污染水源水中氨氮的挂膜启动

对沸石滤料生物滤池处理微污染水源水中低浓度氨氮的挂膜启动性能进行了研究。试验结果表明,挂膜过程可以根据氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮浓度的变化分为三个阶段：初期沸石发挥本身对铵离子的吸附交换性能,氨氮去除率达88％以上;中期开始出现生物硝化作用,亚硝酸盐积累明显,硝酸盐出水浓度不稳定,氨氮去除率稳定,但下降至65％左右;后期硝化反应稳定进行,亚硝酸盐迅速转化为硝酸盐,氨氮去除率稳定在60％以上。生物沸石滤池挂膜同时应考察亚硝酸盐氮、硝酸盐氮浓度变化,在出水亚硝酸氮明显积累后又稳定降低,且硝酸盐氮稳定积累时方可认为挂膜成功。进出水pH值的变化可以指示硝化反应的进行程度和生物膜形成阶段。     

砂滤池去除氨氮和有机物随季节性的变化规律

以南方地区某水厂砂滤池为例,研究了石英砂滤料去除氨氮和有机物效果随季节性的变化规律。结果表明,在春、夏和秋季石英砂滤料均能稳定有效地去除氨氮,在冬季石英砂滤料对氨氮的去除效果不稳定,待滤水氨氮高于1.0 mg/L时,出水氨氮含量5次测量结果均高于0.5mg/L;季节性变化对CODMn的去除效果影响较大,在秋、冬季石英砂滤料对CODMn的去除效果较春、夏季差;CODMn的去除效果不受氨氮浓度的影响。     

生物陶粒过滤工艺处理微污染原水研究

采用陶粒滤料处理微污染原水,研究了具有不同结构特性的陶粒滤料对有机物、藻类及浊度的去除效果。结果表明：对高锰酸盐指数的去除率〉25％,最高可达38％;对氨氮的去除率〉60％,最高为70％;对亚硝酸盐氮的去除率〉98％;对藻类的去除率可达95％以上;出水浊度〈1NTU。此外,具有较大的比表面积、发达的孔隙及较多的连通等特性的陶粒处理效果好,适合作为水厂工艺改进的首选滤料。     

天然有机物对铁锰复合氧化膜去除氨氮的影响

利用中试系统和静态试验,以富里酸为对象,研究天然有机物对石英砂滤料表面负载的铁锰复合氧化膜去除地表水中氨氮的影响。中试结果表明,当富里酸浓度在0～10 mg/L时,富里酸对氨氮的去除没有明显影响,氨氮去除率均高于95. 2%;当富里酸浓度在10～20 mg/L时,氨氮去除率降至65. 4%,甚至出水氨氮超标。静态试验结果表明,氨氮降解过程符合一级反应动力学,相关系数R2 0. 9,ln(C_0/C_t)与反应时间t有很好的线性关系,随着富里酸浓度的增加,氨氮降解速率k_1值逐渐降低,其中空白的k_1值为0. 012 67 min~(-1),富里酸浓度为5、10和20 mg/L时k_1值分别为空白的78. 6%、63. 4%和57. 6%,即富里酸对氨氮的氧化过程有不利的影响。FTIR光谱分析结果证实了富里酸在铁锰复合氧化膜的表面吸附,且富里酸的羧基离子和铁锰复合氧化膜的表面羟基在吸附过程中起着重要作用。     

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。     

活性炭/砂双滤料滤池处理微污染原水

嘉兴南门水厂将原普通砂滤池改造为活性炭／砂双滤料滤池，进入稳定运行期后活性炭／砂滤池可削减氨氮负荷0．70～1．30mg／L，对CODMn的去除率为15％～22％，对锰的去除率≥90％，均远高于原普通砂滤池，而制水成本仅增加约0．025元／m^3。实践证明，强化混凝-生物活性炭／砂双滤料滤池组合工艺是处理低氨氮（〈1．5mg／L）、低CODMn（4～6mg／L）、低锰（〈0．7mg／L）微污染原水的经济性选择。