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。     

生物活性炭滤池中微生物生态特性研究

以微污染河水为原水进行了饮用水常规处理/生物活性炭滤池组合工艺试验,分别利用生物脂磷法和比耗氧速率法测定了生物活性炭滤池内的生物量和生物活性.结果表明,生物活性炭滤层中的生物量及生物活性沿水流方向逐渐减小,其中异养菌在滤层中不同高度处的生物量差异较小,硝化菌生物量沿滤层高度变化较大,沿水流方向急剧减小,这些变化均与滤层水中的可生物降解有机物及氨氮的基质营养水平有关.在进水氨氮与NO2--N浓度均较高的运行条件下,生物活性炭滤池的硝化反应完全,在滤层中硝酸菌对NO2--N的转化能力(以N计)大于亚硝酸菌对氨氮的转化能力,出水无NO2--N积累;当进水氨氮浓度较高时,硝化菌对溶解氧(DO)具有竞争优势,影响异养菌对有机物的去除.     

玉米芯与海绵铁复合填料的反硝化脱氮特性

在实验室条件下分别运行以玉米芯/海绵铁复合填料和单纯玉米芯填料的反硝化滤池,分析两类填料的反硝化脱氮效果,考察复合填料对硝态氮的去除率及出水水质。结果表明,复合填料反硝化滤池以生物异养反硝化作用为主,较单纯玉米芯填料反应器表现出更加稳定的反硝化脱氮效果。当进水硝态氮浓度为20 mg/L、停留时间3 h时,复合填料反应器对硝态氮的去除率可以维持在90%以上,出水硝态氮浓度2 mg/L,没有出现亚硝态氮、氨氮的积累和pH值升高现象;3个月的运行期间单位质量玉米芯的脱氮量为0.42 kg/kg,比单纯玉米芯高0.05 kg/kg。因此,玉米芯/海绵铁复合填料作为反硝化滤池的碳源和生物载体具有脱氮效果好、无需连续添加碳源、出水pH值稳定的特点。     

不同的常规与深度处理水厂工艺对水质保障的应用研究

对比常规处理与臭氧-生物活性炭深度处理水厂的运行效果,通过生产试验研究两种工艺对有机物及消毒副产物的控制情况,试验结果表明:深度处理C水厂混凝沉淀效果较好,砂滤后出水浊度达到0.20NTU,混凝沉淀对浊度的去除率达到78.9%,炭滤池对浊度的去除效果有限。混凝沉淀对UV254的去除效果有限,去除率为11.7%~23.8%,砂滤池的去除率为19.0%~25.0%,深度处理C水厂生物活性炭滤池对UV254的去除效果较明显。混凝沉淀对溶解性的氨氮和亚硝态氮均无明显去除效果,经过砂滤后氨氮和亚硝态氮基本得到去除。混凝沉淀对CODMn的去除率约为14.1%,对TOC的去除率约为26.5%,石英砂过滤对CODMn的去除率约为31.0%,对TOC的去除率约为11.4%。常规加碱B水厂的去除效果优于常规A水厂,深度处理C水厂炭滤过程对CODMn的去除率约为43.9%,对TOC的去除率约为32.6%。加碱比不加碱的砂滤池对生成三卤甲烷的风险大大减低,经过臭氧-生物活性炭处理后可以进一步减低出厂水中消毒副产物浓度。     

利用包埋固定化技术进行反硝化脱氮的研究

利用包埋固定化技术进行反硝化脱氮,通过控制反应器参数,在以乙酸钠为碳源、填充率为20%、碳氮比为3. 5:1、进水硝态氮平均浓度为15 mg/L的条件下,经过15 d的启动和驯化,反应器出水硝态氮平均浓度降为1. 74 mg/L,TN去除率在90%以上;提高进水硝态氮平均浓度至29. 98 mg/L时,出水硝态氮平均浓度为3. 60 mg/L,TN去除率达到85%以上。在此过程中脱氮效率和pH值的升高呈现出良好的正相关性。反应器停止运行14 d后再重新启动,5 d后即可恢复脱氮能力。在碳氮比为2. 2:1的情况下,脱氮效率下降,同时出现亚硝态氮的积累;而在碳氮比为6:1的情况下,未出现亚硝态氮的积累,说明亚硝态氮的积累与碳源的供给情况相关。     

基质比例对高负荷ANAMMOX-UASB装置运行的影响

在进水总无机氮负荷率约为13 kg/(m3.d)的条件下,通过改变无机配水中亚硝态氮与氨氮浓度的比例来考察其对厌氧氨氧化性能的影响。试验共分为5个阶段,各阶段的进水NO 2--N/NH 4+-N均值分别为0.87、1.03、1.16、1.27、1.48。在前4个阶段对NO 2--N的平均去除率变化不大,均在95%以上,在阶段五则降至82.28%;对NH4+-N的去除率从阶段一的74.94%逐步上升至阶段五的97.85%;在阶段四时厌氧氨氧化效果最好,对NH4+-N与NO2--N的平均去除率分别达到97.59%、95.25%。试验过程中跑泥和温度降低等现象均会使处理效果降低。对反应器各部位取样的分析表明,在5个不同阶段,至反应器中部对基质的去除率就已达90%以上。     

进水COD浓度对厌氧同步脱氮除硫特性的影响

研究了不同进水有机物浓度条件下,接种物不同的厌氧体系的同步脱硫反硝化特性。结果表明:当进水COD浓度从零增加到250mg/L时,两个接种物不同的反应器对硫化物、硝态氮和COD的去除率变化不同。接种厌氧污泥的1#反应器对硫化物的去除率从85%逐渐增加到99%,80%～90%的进水COD被去除,但产气量逐渐降低,出现了亚硝态氮的积累,反硝化脱氮困难;接种脱氮硫杆菌到厌氧污泥中的2#反应器对硫化物的去除率一直稳定在99%,相应的产气量也逐渐增大,脱氮效率高,55%～73%的进水COD被去除。此外,在这个浓度范围内,还观察到两个反应器出水硫酸盐的浓度由不加乙酸钠的23mg/L分别降到18mg/L和19mg/L,理论上硫转化率提高了4%～19%。当进水COD400mg/L时,仅60%～76%的硫化物被去除,相应的产气量也迅速降低,硫化物的氧化和反硝化过程均明显受到抑制。总而言之,在进水COD为250mg/L时,2#反应器对硫化物和硝态氮的去除率均达到了100%左右,对硫化物的比降解速率和产气量也提高了1.1～1.2倍,相应的出水硫酸盐浓度最低,80%左右的硫化物转化为单质硫,73%的COD被去除,可以实现同时脱氮、除硫和除碳,为同步脱氮除硫工艺的实际应用提供了新的思路。     

低温胁迫下包埋厌氧氨氧化污泥颗粒的脱氮性能

为解决在厌氧氨氧化反应进程中,厌氧氨氧化菌抗低温能力较差的问题,以聚乙烯醇-海藻酸钠为包埋剂包埋厌氧氨氧化污泥颗粒,采用UASB反应器研究了HRT对驯化过程中氨氮和亚硝态氮去除效果的影响,考察了温度变化对低温下包埋厌氧氨氧化菌颗粒脱氮效果的影响。结果表明,当进水氨氮浓度为50 mg/L,HRT为7 h时,投加15%包埋污泥后的UASB反应器具有较强的脱氮能力,对NH4+-N、NO2--N的去除率分别为95%和89%。相同条件下,水温从30℃阶梯式降低到14℃时,包埋厌氧氨氧化菌颗粒对NH4+-N的去除率从95%下降为70%,对NO2--N的去除率从89%下降为63%。在14℃下运行期间,调节水力停留时间为11 h可以提高脱氮效果,NH4+-N、NO2--N去除率分别在85%和79%左右。采用聚乙烯醇-海藻酸钠为包埋剂包埋厌氧氨氧化细菌,能大幅度提高低温胁迫下的脱氮性能。     

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。     

乙酸钠碳源强化生物滤池对二沉池出水的脱氮效果

对于碳源不足的城市污水厂二沉池出水,通过外加碳源提高对其TN的去除率是一种直接而有效的方法.采用生物滤池(滤速为2 m/h)深度处理二沉池出水,并投加乙酸钠碳源,发现当进水混合液的COD>95.0 mg/L时,对TN的去除率可达到98%;部分外加碳源可被DO消耗,只有当进水混合液COD增至57.7 mg/L时,出水DO降到0.8 m/L左右,反硝化现象才逐渐明显;当碳源投加不足时,会出现亚硝态氮的积累,当进水混合液的COD平均为81.1mg/L时,亚硝态氮积累量高达6 mg/L.