集成化净水装置净水效果试验研究

根据三峡库区小城镇水源特点,开发了集成化净水装置,并对该装置的净水效果进行了试验研究.试验结果表明该装置对氨氮、亚硝酸盐氮、有机物和浊度等均有较高的去除效果,其中氨氮和亚硝酸盐氮的去除率分别为52.94%～63.54%和66.67%～81.82%,CODMn的去除率为41.86%～56.27%,其出水浊度均在0.5 NTU以下.     

曝气强度对SBR亚硝化工艺运行影响试验

曝气强度是调控间歇曝气DO的重要参数,为明晰总曝气强度相同、曝气强度不同对间歇曝气SBR亚硝化工艺的影响,在25~28 ℃下,接种亚硝化性能良好的活性污泥于间歇曝气SBR反应器中,结合响应面分析研究间歇曝气下曝气强度对亚硝化系统稳定性的影响.结果表明,控制曝气强度为1.2 L/(h·L),亚硝态氮积累率可达93%,但氨氮去除率仅为80%.增加曝气强度到1.58 L/(h·L),随着运行周期增加,亚硝化性能逐渐恶化.控制曝气强度为1.93 L/(h·L),系统的平均氨氧化率和亚硝酸盐积累率为90%和91.6%,实现了较高的氨氧去除和亚硝酸盐积累.批次实验及响应面分析表明,曝气强度及曝气时长对氨氮去除及亚硝酸盐的积累均有显著影响,曝气时间越短亚硝酸盐积累率越高,曝气强度越大氨氮去除率越高.但低曝气强度下AOB的活性受到抑制,通过延长曝气时长并不能保持良好的氨氮去除.在过高曝气强度下,AOB的活性不能得到相应的增强,氨氮去除率及亚硝酸盐积累率只受曝气时长的影响,因此,在总曝气强度相同下,可采取较高的曝气强度配合短曝气时长来实现高氨氮去除及亚硝酸盐积累.     

序批式移动床生物膜反应器处理高氨氮废水

试验采用以新型聚乙烯塑料为序批式移动床生物膜反应器研究了其对于高氨氮废水的处理能力.结果表明,填料的填充高度与MBBR有效高度的比例约为80%时较容易实现挂膜,填料的最佳长度为4mm左右;pH在8.0～8.5之间时,系统氨氧化速率较大,最大达到53.97mg/(L·h);MBBR氨氮去除容积负荷、去除率随着进水氨氮容积的升高而先增大后降低,氨氮容积负荷为1.5kgN/(m3·d)时,其去除容积负荷最大,达到1.03kgN/(m3·d),氨氮容积负荷为0.75kgN/(m3·d)时,去除率最大,达到99.6%以上;试验中出现稳定的亚硝酸盐积累,当进水氨氮浓度为200mg/L时,氨氮去除率达到97.7%以上,亚硝酸盐氮约占氨氮去除总量的96.2%.     

ZBAF处理高氨氮废水的亚硝酸盐积累研究

利用自主开发的ZBAF(沸石填料曝气生物滤池)试验系统,针对低有机质高浓度氨氮废水的特殊水质,实现了在进水氨氮浓度为210mg/L时,去除达93.4%的情况下,亚硝酸盐积累率高达89.5%。考察了试验运行条件对亚硝酸盐积累的影响,结果表明滤料层高度、水力负荷、反冲洗以及温度等因素都导致了亚硝盐的积累。依据Monod增长动力学模式,初步提出了系统中亚硝化控制的动力学选择机理。     

氨氮与亚硝酸盐对含铁锰地下水生物净化影响

为明确氨氮与亚硝酸盐氮对生物除铁锰性能及锰氧化细菌(MnOB)的影响,采用具有成熟除铁锰能力的中试生物滤柱与SBR反应器进行实验．结果表明：氨氮与亚硝酸盐均不影响滤柱除铁效果;进水亚硝酸盐氮质量浓度为0.1,0.2,0.3和0.7 mg／L时,滤柱除锰效果不受影响,SBR实验结果进一步表明亚硝酸盐能促进MnOB氧化锰能力;氨氮的存在可抑制MnOB氧化锰能力,但对成熟滤柱,进水氨氮质量浓度为1.2,2.2 mg／L时,这种抑制作用不能恶化除锰效果,直至氨氮质量浓度提高至4.5 mg／L时,出水锰质量浓度开始超标．对于生物滤池的启动,可首先接种硝化细菌至硝化过程建立之后,再接种MnOB以减弱氨氮对其的不利影响．     

SBR工艺硝化脱氮过程研究

SBR法脱氮,硝化过程中碳氮比和温度对氨态、硝态、亚硝态氮的平衡和转化关系极其重要.人工配制固定浓度碳源、不同浓度水平氨氮废水的SBR工艺硝化实验表明:氨氮降解明显地分为两个阶段;进水氨氮浓度越高,氨氮自养硝化阶段降解速率越快,亚硝酸盐氮生成速率也越快.对不同温度硝化过程中亚硝酸盐氮进行研究,结果表明,在中温(20～30℃)下,通过调整pH值,亚硝酸盐氮不仅可以实现累积,而且温度越高,亚硝酸盐氮累积速率越快.     

CAST工艺处理低C/N废水中DO对NO2-积累的影响

研究了有效容积为72 L的循环式活性污泥法反应器在不同溶解氧浓度下,处理低碳氮比生活污水时,去除氨氮过程中亚硝酸盐积累的情况.选取5个DO浓度水平进行试验,结果表明,在低DO浓度下有效去除氨氮的同时,实现了长期稳定的亚硝酸盐积累,并且无污泥膨胀发生,当DO在0.5 mg/L时,系统内亚硝化率(NO2-/NOx-)可达80%以上,氨氮去除率＞90%,SVI在109 mL/g左右;当DO＜0.5 mg/L时,氨氮去除率下降;当DO＞1 mg/L时,硝化反应较彻底,但硝化过程向全程硝化转化.     

臭氧对管道生物膜净水效能的影响

采用稳定运行的环状生物膜反应器(biofilms annularreactor,BAR)模拟原水长距离输水管道水质净化过程,研究臭氧对管壁生物膜净水效能与生物净水功能恢复的影响.结果表明:臭氧处理后生物膜中异养菌数量迅速降低,氨氧化菌达到100%灭活,臭氧在水中分解生成氧气有利于生物膜更新,使生物膜迅速恢复.臭氧冲击明显降低了生物膜对氨氮的去除效果,臭氧自身的氧化能力也使氨氮略有增加,臭氧质量浓度为0.7、1.5、3.2 mg/L的反应器对氨氮去除率由对照组的81.85%分别降至38.49%、17.60%和-5.50%,并出现亚硝酸盐氮积累现象.生物膜对氨氮去除效能的恢复较亚硝酸盐氮快,分别在第5天和第8天恢复;臭氧对生物膜的氧化作用导致出水总有机碳高于进水,运行6 d之后生物膜恢复净水效果.     

一株红酵母的筛选、鉴定及硝化作用

从海参肠道中筛选出一株红酵母菌HS-J4,对其进行形态、培养特性分析及26SrDNA序列测定,建立了系统发育树,初步鉴定该菌株为胶红酵母。通过测定红酵母的生长曲线,确定红酵母的最佳发酵时间为24h,并检测了胶红酵母HS-J4对实验室配制的人工污水及海参养殖污水中亚硝酸盐和氨氮的清除能力。结果表明,HS-J4菌体对人工污水中高浓度的氨氮和亚硝酸盐氮均有良好的去除效果,清除率分别为42.3%和34.8%。应用于海参养殖污水时,HS-J4对水体中亚硝酸盐的去除率达到56.8%。筛选得到的胶红酵母HS-J4具有较高的硝化能力,可为养殖水质改良的实际生产提供有效参考。     

回流比对短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理晚期垃圾渗滤液自养脱氮的影响

采用"连续流短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺"处理低碳氮比高氨氮浓度的晚期垃圾渗滤液.主要考察了在不同外回流比(100%~600%)的条件下,A/O反应器中氨氮转化率以及亚硝酸盐积累率的变化,游离氨(free ammonia,FA)与游离亚硝酸(free nitrite acid,FNA)的平均质量浓度变化;UASB反应器的厌氧氨氧化活性及其在相同高度(10 cm)处的粒径变化情况.试验结果表明,当回流比维持在300%时,A/O反应器中的亚硝酸盐氧化细菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)被FA和FNA联合抑制,进而达到了较好的短程硝化效果,A/O反应器中氨氮转化率、亚硝酸盐积累率分别达到93.5%、95.6%以上,UASB厌氧氨氧化反应器污泥持留性与活性均达到较高的水平,总氮去除负荷达到1.04 kg/(m~3·d)以上.定量PCR结果表明,厌氧氨氧化菌占全菌的比例达到了试验期间的最大值3.78%.     

基于不同滤料的生物滤池处理污染湖水的研究

在水温为16～22℃、水力负荷为5m3/（m2.h）、气水比为1.5：1的条件下,对比了陶粒和2种不同粒径的活性炭、石英砂滤料的下向流生物滤池处理受污染湖水的效果。结果表明,活性炭滤池对CODMn、NH4＋-N和TN的去除效果优于石英砂滤池和陶粒滤池,且小粒径的活性炭滤池的除污效果优于大粒径活性炭滤池,小粒径炭滤池对浊度、CODMn、NH4＋-N和TN的平均去除率分别为84.45%、36.82%、84.55%和10.19%;石英砂滤池对浊度的去除效果优于活性炭滤池和陶粒滤池,且粒径小的优于粒径大的,小粒径砂滤池对浊度、CODMn、NH4＋-N和TN的平均去除率分别为87.91%、32.43%、78.25%和8.46%;陶粒滤料粒径大,除浊效果较差,其对浊度、CODMn、NH4＋-N和TN的平均去除率分别为75.63%、35.79%、80.06%和8.85%。     

生物砂滤池对城市二级出水中氨氮的去除效果研究

以城市二级出水为原水,对比了生物砂滤池与普通砂滤池两种过滤方式对其中NH4 -N的去除效果,并对水温、进水NH4 -N浓度以及有机物浓度等影响因素进行了分析。结果表明:水温是影响生物砂滤池除NH4 -N效果的主要因素,水温越高,对NH4 -N的去除效果越好;原水NH4 -N浓度愈高,去除率愈高,原水浓度变化对去除效果影响越小;在常温下,当原水CODCr和NH4 -N浓度均较大时,CODCr大小对NH4 -N去除效果影响显著。普通砂滤池对NH4 -N的去除率大小受原水NH4 -N浓度的影响较大。在中水处理工艺中,生物砂滤池对NH4 -N的去除效果优于普通砂滤池,滤池出水NH4 -N含量低于5mg/L,达到了回用标准要求。     

常温低氨氮污水生物滤池部分亚硝化的实现

采用火山岩活性生物陶粒滤料反应器,在常温(8～25℃)、低ρ(NH4+-N)(60～90 mg/L)条件下,通过控制曝气,实现了NO2--N的积累,系统启动后NO2--N的累积率大于80%.结果表明:DO控制是实现亚硝化的主要途径,而游离氨(FA)抑制可作为优选氨氧化细菌(AOB)的辅助途径,水力停留时间(HRT)的调整是控制亚硝化比例的主要手段;间歇运行条件下,ρ(NH4+-N)、ρ(NO2--N)和ρ(NO3--N)的变化均具有零级反应动力学特征,且NH4+-N的转化速率为4.32 mg/(L.h),NO2--N与NO3--N的积累速率分别为3.05、0.40 mg/(L.h),根据此规律,将实现部分亚硝化的HRT确定为9～14 h.     

曝气生物滤池工作性能与滤层高度的相关性

研究了中试规模的上向流曝气生物滤池(UBAF)处理生活污水时,滤层高度与工作性能的相关性。结果表明:当水力负荷超过3.0m~3/(m~2·h)时,COD_(Cr)、NH_4~+-N的去除率均与滤层高度呈正相关;当水力负荷低于3.0m~3/(m~2·h)时,COD_(Cr)的去除率只与滤池下部滤层高度呈正相关,在滤池上部滤层处几乎保持不变,而NH_4~+-N的去除率则与滤池上部滤层高度呈正相关。在所有水力负荷工况下,SS的去除率均与滤层高度无相关性,且80％以上的SS被反应器最下部0.9m高的滤层所截获。     

复合载体固定化硝化细菌去除水体中氨氮的研究

用壳聚糖和海藻酸钠作为载体,包埋固定化硝化细菌,制备固定化小球,处理养殖水体中的氨氮,寻找了固定化硝化细菌小球的最佳工艺条件.结果表明,当壳聚糖的质量分数为1.5%~1.7%,海藻酸钠的质量分数为3%,氯化钙的质量分数为4.6%~5%,戊二醛的质量分数为1.1%~1.3%,包菌量为5~5.3 mL时,氨氮去除率达到94%以上.     

UAF反应器实现厌氧氨氧化反应的试验

目的研究UAF（升流式厌氧生物滤床）反应器实现厌氧氨氧化反应快速去除水中总氮问题．方法试验用水为人工配制,采用城市污水处理厂厌氧消化污泥作为接种污泥,在温度为35℃、pH为7．0～8．0的条件下,通过逐渐提高NH4^＋N与NO2^-N的负荷培养厌氧氨氧化细菌．结果反应器连续运行约156d后,NH4^＋-N和NO2^--N的去除率分别达到50％、55％,获得的具有厌氧氨氧化活性的污泥为棕红色,并在反应器的下部形成了颗粒污泥;试验末期通过向进水中投加消氧剂抗坏血酸,NH4^＋-N与NO2^--N的去除率分别提高到71％和73％．结论利用UAF反应器成功实现了厌氧氨氧化工艺的快速启动．     

厌氧-曝气生物滤池组合工艺处理城市污水厂沉砂池出水

通过小试试验研究了厌氧-曝气生物滤池组合工艺对城市污水处理厂沉砂池出水COD和氨氮的净化效果。结果表明：厌氧-曝气生物滤池组合工艺对COD和氨氮的平均去除率分别达到90.1%和94.8%。COD的降解主要发生在厌氧段,氨氮的去除主要发生在曝气生物滤池中,且氨氮的去除是微生物硝化作用和沸石强化脱氮共同作用的结果。     

合成氨工业废水高效短程生物脱氮中试研究

以某实际合成氨化工厂废水为研究对象,进行高氨氮化工废水缺氧/好氧(A/O)工艺高效短程生物脱氮中试研究.试验结果表明:A/O系统经过90 d的运行,实现了稳定的短程硝化,并获得了稳定的有机物和氮去除.亚硝态氮积累率维持在80%以上,COD、NH4+-N和TN的去除率分别达到了95%、99%和80%.此外,机理分析表明,A/O中试系统获得稳定短程硝化的主要因素为较低ρ(DO)、较高ρ(FA)及适宜HRT三者的协同调控.     

一体式PAC-UF工艺处理水厂待滤水的中试研究

通过中试,研究一体式PAC-UF工艺取代传统砂滤池工艺的适用性和经济性,并将其与单独超滤和水厂砂滤池比较.结果表明,PAC-UF工艺平均出水浊度为(0.041±0.010)NTU,粒径>2μm的颗粒数平均为(13±8)/mL,可保证出水良好的生物安全性.在PAC投加20 mg/L情况下,PAC-UF工艺对CODMn的去除率为(21.0±9.9)%,对不含亚硝酸盐部分CODMn的去除率为(33.7±11.1)%,对UV254的去除率为(51.0±10.7)%,PAC-UF工艺对浊度和有机物的去除效果明显优于传统砂滤.但PAC-UF工艺对NH4+-N去除效果不佳.在实验工况条件下,工艺能稳定运行,可以维持运行3个月左右化学清洗1次.PAC-UF工艺适用于高有机污染、低NH4+-N的原水水质,它可以有效地提高水厂出水的生物安全性和化学安全性.