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。     

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。     

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。     

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。     

细砂滤料的过滤性能及运行效果

基于提升滤后水水质对石英砂粒径的选用问题,通过中试研究了两种不同粒径分布的石英砂过滤性能,探讨细砂滤料使用的可行性。研究结果表明,细砂的滤后水浊度更低,能解决高浊度的突发性水质问题;细砂对无脊椎动物的截留效果显著,并能有效应对轮虫等小尺寸生物风险;细砂滤料保持并提升了滤池对有机物和氨氮的去除能力;细砂的水头损失增长更快,降低进水浊度能有效延长其运行时间;对比于其他深度处理工艺,细砂滤料拥有部分膜处理功能,无需增加净水厂用地。     

沸石滤料对黄河原水的处理效果

就沸石和石英砂滤料对黄河原水的浊度，有机物，氨氮的去除效果及过滤中的水头损失情况进行了对比试验，结果表明，粒径为0.5-2mm的沸石对水中氨氮的去除效果明显优于同粒径的石英砂，对浊度，有机的稳定去除效果与石英砂基本相同，且水头损失小，运行周期长，是适宜的新型滤料。     

改性生物砂滤池对污染物的去除效果及微生物特性

针对石英砂滤料表面去除污染物有限、生物覆膜量不足等问题,以基于复合改性石英砂的生物砂滤池为研究对象,分析了不同生物砂滤池(普通石英砂、表面重构石英砂及表面重构亲水改性石英砂)的除污效果及微生物特性。结果表明,普通生物砂滤池对COD的平均去除率为54. 9%,表面重构、表面重构亲水改性生物砂滤池对COD的平均去除率分别为74. 9%、79. 5%;普通生物砂滤池对氨氮的去除率为74. 7%,表面重构、表面重构亲水改性生物砂滤池对氨氮的平均去除率分别为78. 2%、86. 3%。3种石英砂滤料表面生物量的分布相似,均为沿程递减,其中亲水和阳离子改性生物砂滤池的滤料表面生物量最大,普通生物砂滤池的滤料表面生物量最小。滤池中层滤料表面微生物活性最高,且附着在亲水改性石英砂表面的微生物活性相对最高。     

生物滤池除浊及水头损失的增长特点

生物过滤与常规过滤一样可产生低浊度的出水并具有较长的过滤周期，但水头损失比采用同样尺寸滤料的常规滤池的大，而且增长较快；与单层石英砂滤料滤池相比，活性炭、石英砂双层滤料滤池的水头损失及其增长速度均较小，可获得较长的过滤周期；用加氯水反冲洗的活性炭、石英砂双层滤料滤池的水头损失比用未加氯水反冲洗的小；生物滤池对浊度的去除是传统吸附截留和生物吸附共同作用的结果。     

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。     

改性砂高速过滤技术用于污水再生回用的研究

采用SJ材料作为改性剂对石英砂滤料进行改性,经测定,其表面的物理化学性能优于石英砂.将改性砂应用于煤砂双层滤料高速过滤工艺,并处理某污水厂的二级出水,其出水的平均浊度、COD、UV254、PO43--P分别为1.23 NTU、27.4 mg/L、0.133 5 cm-1、0.42 mg/L,对各项指标的去除率均高于石英砂滤料,且完全符合GB/T 18920-2002标准中的城市杂用水水质要求.研究发现,高速过滤工艺应该以自然条件下的最大滤速为起始滤速;污染物积累和滤层负压导致水中溶解气体的析出会减小有效过水断面面积,这是引起滤速衰减的主要原因.     

三种典型砂滤池过滤参数优化及过滤性能对比

通过研究国内外三种典型石英砂滤池的出水浊度、颗粒数以及水头损失,对比分析了不同滤速条件下三种滤池的过滤性能,以期达到优化过滤参数及优选滤料的目的。结果表明,水头损失是各滤池过滤周期的主要限制因素,同等条件下美国级配滤料滤池的水头损失增长速率最大,其次是国内级配滤料滤池、国内均质滤料滤池;不同滤速条件下各滤池的出水浊度均保持稳定,国内级配滤料滤池出水浊度在过滤周期末段有上升趋势;出水中颗粒数随着滤速的增加而增大,增大滤速会降低滤池对小颗粒的截留效率,国内均质滤料滤池出水的颗粒含量最低,其次是国内级配滤料滤池、美国级配滤料滤池,各滤池对粒径为3~5μm的颗粒物去除效果最差。综合各因素,国内均质滤料滤池的过滤性能最佳,其次是国内级配滤料滤池、美国级配滤料滤池,三者的最佳滤速分别为(6~7)、8、4 m/h。     

高速给水曝气生物滤池预处理微污染原水

针对南方地区的微污染原水,采用高速给水曝气生物滤池进行生物预处理,滤速为16 m/h,气水比为0～0.5.原水氨氮为0.04～3.48 mg/L,出水氨氮为0.01～0.48 mg/L,满足<生活饮用水卫生标准>(GB 5749-2006).原水CODMn为0.89～5.6 ms/L,出水为0.61～4.3 mg/L,平均去除率为18.9%.高速给水曝气生物滤池采用大颗粒轻质陶粒,去除浊度平均仅6 NTU左右,枯水期由于原水浊度较低,故表现为浊度去除率较高,而丰水期浊度去除率只有普通曝气生物滤池对浊度去除率的1/3左右.滤池24 h过滤水头损失<5 kPa,冲洗前后过滤水头变化量<0.5kPa,适合多座滤池共用鼓风曝气系统.高速给水曝气生物滤池配有下冲洗系统,能够有效地将SS和藻类全部洗出滤池,确保过滤水头能够长期稳定.该滤池的工程投资约100～130元/m3,运行费用约0.03～0.05元/m3.     

改性石英砂过滤技术用于污水再生回用的研究

通过对石英砂滤料进行改性,研究了改性后滤料表面性能的变化,考察了不同改性滤料对城市污水厂二级处理出水中污染物的去除效果.表面性能分析的结果表明,经不同改性剂涂层后其表面性能存在差异,其中铁铝砂、铁砂及SJ型砂的物理稳定性较好,且表面含有金属氧化物,因而提高了滤料的截污性能.二级处理出水的过滤试验表明,石英砂、铁铝砂、铁砂和SJ型砂对浊度的去除率均在60%以上;与石英砂相比,改性砂对COD、UV254和PO3-4-P的去除率均有所提高,且过滤出水中的PO3-4-P<1mg/L,其中铁砂和SJ型砂的过滤效果稳定,对COD、UV254和PO3-4-P的平均去除率提高明显,分别提高了26%、79%和40%以上.改性滤料经再生后可以重复使用,在城市污水再生回用中具有良好的应用前景.     

不同滤料对丹江口水库水的过滤效果研究

以丹江口水库中试基地的沉淀池出水作为试验用水,对比研究了细石英砂单层滤料、粗石英砂单层滤料、无烟煤单层滤料及无烟煤-石英砂双层滤料的过滤效果。结果表明,4组滤柱对浊度的去除效果相近,但无烟煤-石英砂双层滤柱受进水浊度变化的影响较小,抗冲击能力较强,出水浊度相对稳定;无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱对有机物的去除效果优于细石英砂与粗石英砂滤柱,无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱对CODMn的去除率分别为(31.45±10.39)%和(28.23±9.15)%,对UV254的去除率分别为(13.05±5.3)%和(14.23±4.97)%;细石英砂滤柱水位增长最快,且运行周期最短,无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱水位增长相对较慢,运行周期是细石英砂与粗石英砂滤柱的2～3倍。     

叠式曝气生物滤池预处理高氨氮原水

针对南方地区存在季节性高氨氮和有机物污染的水源水,采用叠式曝气生物滤池进行生物预处理.枯水期水温≥5℃,滤速为8 m/h,气水比为0.5～1.5,原水氨氮、CODMn和浊度的周均值分别为5.02～9.45 mg/L、5.79～10.1 mg/L和19.7～63.1 NTU,叠式滤池出水对应指标分别为0.30～0.96 mg/L、3.24～5.85 mg/L和3.83～19.9 NTU(去除率分别为90.3%、42.7%和66.3%),符合<地表水环境质量标准>(GB 3838-2002)的Ⅲ类标准.丰水期滤速为12 m/h,气水比为0.3～0.5,原水氨氮、CODMn和浊度的周均值分别为2.19～3.41 mg/L、5.30～7.56 mg/L和27.3～40.1 NTU,叠式滤池出水对应指标分别为0.18～0.41mg/L、2.87～4.50mg/L和5.43～16.8 NTU(去除率平均为89.3%、40.2%和65.0%),符合GB 3838-2002的Ⅱ类标准.初滤池去除了原水中大部分可滤SS,为曝气生物滤池的稳定运行创造了条件,同时使曝气生物滤池过滤水头损失的24 h变化量不超过2 kPa,满足了多座滤池共用鼓风曝气系统,实现均匀曝气对过滤水头损失的控制要求.叠式曝气生物滤池的工艺投资约为140～180元/m3,运行费用约为0.05～0.07元/m3.     

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。     

颗粒滤料与纤维滤料组合过滤研究

颗粒滤料与纤维滤料组合过滤结合了颗粒滤料具有深层过滤和纤维滤料具有高精度过滤的特点,这种组合滤池避免了其他组合滤池存在的缺陷,具有较好的过滤特性和反冲洗特性。试验结果表明:在进水浊度为10～80 NTU,滤速9～20 m/h的条件下,这种组合滤池运行稳定,固体悬浮物质量浓度去除率≥95%,截污量可达24 kg/m3。与单独采用石英砂和纤维滤料的滤池相比,其具有过滤速度快、周期长、截污量大、水头损失小、反冲洗耗水耗气量小等特点。