同步去除水中铁、锰、氨氮滤池的快速启动与运行控制

在中试规模条件下,采用化学氧化法快速启动催化氧化接触滤池,探究了滤池同步去除地下水中氨氮、铁、锰的能力以及污染物之间的交互作用,并考察了滤速及反冲洗条件对滤池运行效果的影响。在挂膜启动期间,采用扫描电镜对滤料表面的微观形态作了观察。结果表明:化学氧化法能有效缩短接触氧化滤池的启动时间,30 d左右实现同步去除铁、锰、氨氮工艺的快速启动和稳定运行;该工艺对氨氮、铁、锰具有良好的去除效果,铁优先于锰和氨氮被去除;进水氨氮浓度过高时,溶解氧浓度是限制其去除的主要因素;滤速和反冲洗条件的突然改变会降低系统的运行效果。试验条件下滤柱所能承受的最大氨氮、锰负荷分别为2.3和2.66 mg/L,满足多数受污染地下水的处理需求。     

低温下逆流充氧强化去除地表原水中的氨氮和锰

利用中试滤柱系统,在低温条件下采用滤柱底部逆流充氧措施强化铁锰复合氧化膜滤料去除地表原水中的氨氮和锰,考察了充氧强度、运行参数(氨氮、锰浓度和滤速)等因素的影响,并对充氧前后氧化膜的微观特征(形态、组成、晶体结构)进行了分析。结果表明,在水温为8℃的条件下,当进水氨氮和锰浓度分别为2.0、3.0 mg/L时,逆流充氧后,完全去除锰所需的滤层厚度由80cm减少至60 cm,出水氨氮浓度由0.7 mg/L降至0,且随着充氧强度的增加,去除效率逐渐升高;当充氧强度为0.6 mL/(cm²·min)、滤速为7.0 m/h时,对氨氮和锰的去除效果最佳。此外,微观表征分析结果表明,逆流充氧使滤料表面形态在水力作用下发生了改变,但并未改变铁锰复合氧化膜的成分和晶体结构。因此,逆流充氧可显著提高低温条件下铁锰复合氧化膜滤料对地表原水中氨氮和锰的去除效率。     

催化氧化滤池中As(Ⅴ)与铁、锰、氨氮的协同去除

在中试规模条件下,考察接触催化氧化过滤工艺同步去除地下水中铁、锰、氨氮和As(Ⅴ)的效果及性能。结果表明,在常规范围内增大系统水力负荷(6、7、8 m/h)和进水As(Ⅴ)浓度(100、200、300μg/L),出水As(Ⅴ)浓度仍可达到标准限值(10μg/L)以下;在研究的p H值范围内(6~9),p H值为6、7、8时对As(Ⅴ)的去除效果影响不大,p H值为9时,对As(Ⅴ)的去除有一定的抑制作用,这与污染物和活性滤料表面的相互作用有关;当原水中存在铁、锰、氨氮和As(Ⅴ)的复合污染时,活性滤柱出水浓度均达要求,且90%以上的污染物在滤柱上层被去除;此外,增大原水中铁、锰浓度(1~5 mg/L)对As(Ⅴ)的去除有一定的促进作用。     

净化高铁锰伴生氨氮地下水的生物滤池快速启动

采用生物滤池处理高铁、高锰、高氨氮地下水时,存在启动时间长的问题,鉴于此,采用双层滤料、单层滤料回流、单层滤料不回流三种启动方式同时启动三根滤柱,考察双层滤料和回流对启动时间的影响。结果表明,采用双层滤料或回流均能有效缩短启动时间,三根滤柱出水中的总铁、锰、氨氮分别在第82、81、103天降到了0.3、0.05、0.2 mg/L以下。进一步的分析发现,铁主要在0～0.4 m滤层被去除,锰的去除最初是锰砂吸附,当氨氮浓度降到一定程度后,生物除锰效果迅速提高,锰和氨氮均主要在0～0.4 m滤层被去除。     

生物除铁除锰滤层的溶解氧需求及消耗规律研究

针对高铁、高锰地下水中含有氨氮的问题,进行了生物除铁除锰过程中溶解氧需求及消耗规律的研究.结果表明:弱跌水曝气难以适应含氮地下水的净化对溶解氧的需求,在原水氨氮为1.2 mg/L、铁为15 mg/L、锰为1.5 mg/L左右的条件下,控制溶解氧>7.5 mg/L时,生物滤层才能培养成熟,出水锰离子浓度才能达标;过滤过程中溶解氧主要消耗在上部的45 cm滤层之内,用于铁的去除以及氨氮的硝化,下部除锰生物滤层能否得到充足的溶解氧是决定除锰成败的关键.     

地下水中氨氮、铁、锰的同步去除及其相互作用

在中试规模条件下,考察了接触催化氧化过滤工艺同步去除地下水中氨氮、铁、锰的效果,研究了三者在去除过程中的交互作用。结果表明:该工艺对原水中的氨氮、铁、锰具有良好的去除效果;铁优先于锰和氨氮被去除,提高进水亚铁离子浓度会导致除氨氮滤层向下迁移,出水氨氮浓度不达标,而铁离子对去除锰离子不产生影响的界限浓度为2 mg/L;提高进水锰离子浓度可以显著促进对高浓度氨氮的去除,表明锰质滤膜对氨氮的去除可能起到了催化氧化的作用。     

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。     

新型BIOSMEDI滤池的开发研究

开发了一种适用于微污染原水预处理及污水深度处理的新工艺———BIOSMEDI滤池 ,它以轻质滤料为过滤介质 ,采用与填料相适应的独特滤池构造 ,同时采用脉冲反冲洗、气水同向流。该滤池具有滤料比表面积大 ,不易堵塞 ,滤层阻力小 ,滤速高 ,反冲洗耗水、耗气小等优点。试验表明 ,该生物滤池在 10℃以上时氨氮的去除负荷≥ 0 .5kgNH3-N/(m3·d)。     

BAF工艺处理微污染含铁锰地下水试验研究

采用BAF工艺处理微污染含铁锰地下水,研究了其净化效能和适宜的运行条件.结果表明,在水力负荷为4-5 m3/(m2·h),气水比为3:1-4:1的试验条件下,BAF工艺能有效去除氨氮、锰、铁、CODMn.和浊度.当原水铁含量小于2 mg/L,滤层中部DO在4 mg/L左右时,对氨氮的去除效果最佳.微量Fe2+即可维系滤...     

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。     

生物法去除地下水中铁、锰的影响因素探讨

从量化角度剖析了生物法去除地下水中铁、锰的影响因素.曝气后使地下水中DO为7.0～7.5 mg/L、pH为6.8～7.0时,生物滤层中的锰氧化菌能够保持较好活性及除锰能力,且能够达到铁、锰同除的要求;研究中所提出的"成熟滤料移植"的生物过滤方法,仅适用于对Mn2+吸附能力较强的优质锰砂滤层的接种,而对吸附能力较弱的石英砂滤层只能采用菌量较大的在实验室选择性培养基上培养、驯化锰氧化菌的接种方式;锰砂和石英砂生物滤层的反冲洗强度分别控制在6～9、7～11 L/(s·m2)时,滤层的微生物受扰动较小,反冲后对铁、锰的去除能力也能在5 h内恢复,同时滤层采用粒径为1.0～1.2 mm的均质滤料,在反冲洗强度较低的情况下过滤周期依然可延长至35～38 h.     

普通快滤池改成生物滤池的试验研究

将普通快滤池改为生物滤池的试验表明生物滤池在保证浊度去除的同时,对有机物、氨氮等具有较好的处理效果,不同滤料的处理效果有所不同;滤池的生物作用受原水水质、温度、溶解氧、停留时间以及滤速等因素的影响.     

高铁高锰高氨氮地下水的两级净化研究

为解决高铁高锰高氨氮地下水同层净化中溶解氧不足的问题,同时提高产水量,进行了两级滤柱串联高速过滤的试验研究,分别启动接触氧化除铁一级滤柱和生物氧化除锰二级滤柱,将两者串联后在10~12 m/h的高滤速下运行。试验结果表明,在高滤速工况下,两级净化工艺能够保证出水水质达标,与单级过滤工艺相比,在单位面积产水量相同的条件下,两级净化系统的运行效果更稳定,具有更强的抗冲击负荷能力。     

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。     

滤料特性对锰砂滤池启动期除铁除锰效能的影响

针对陕西某市地下水水厂改造工程中的锰砂滤料选择和锰砂滤池启动期的除铁除锰效果问题,分析了不同锰砂滤料的吸附特性,对比研究了不同滤料滤池在启动期与成熟期的除铁除锰特点及除污效能。结果表明,尽管不同产地锰砂滤料的二氧化锰含量和静态吸附容量有很大差异,但在30 d的启动期间,各种锰砂滤池始终具有良好的除浊和除铁除锰效果,均没有出现Mn~(2+)穿透现象,总铁和Mn~(2+)含量分别可降到0.03和0.05 mg/L以下,锰砂滤料特性差异没有造成锰砂滤池启动期的除铁除锰效果出现明显不同;石英砂或无烟煤滤池在启动期的第6天后即可逐渐产生除锰作用,约30 d后达到成熟期,出水Mn~(2+)含量趋于稳定。各种滤料组成的滤池在启动期的第4天后均出现了氨氮降解作用,在约12 d时可达到稳定的去除效果。对于石英砂/锰砂双层滤料滤池,在启动初期Mn~(2+)主要在锰砂滤层中得到去除;进入成熟期后,石英砂层具有了极好的除锰效果,氨氮去除效果也显著提高,各种污染物主要在石英砂滤层中被去除;总铁和浊度的去除与滤料种类、过滤阶段无明显相关性,启动初期和成熟期总铁和浊度在石英砂/锰砂滤层中的沿程去除规律没有明显变化。     

改性滤料强化接触氧化法处理高锰矿井水的研究

以鹤壁煤业集团九矿矿井水的混凝沉淀处理出水为原水,重点研究了改性滤料强化接触氧化除锰工艺的影响因素和运行参数,并对除锰机理进行了探讨.结果表明:采用1g的高锰酸钾溶液改性的锰砂除锰效果优良,当控制滤层厚度>800 mm、滤速为7-9 m/h、过滤周期为22 h时,出水锰含量<0.2 mg/L;为防止破坏活性滤膜,反冲洗的膨胀率应控制在30%左右.该方法除锰高效,且具有启动快、成熟期短、易改性的特点.     

改性聚苯乙烯滤料在BAF中的应用

采用氧化和接枝蛋白分子的方法对聚苯乙烯滤料进行表面改性处理,并将其用于曝气生物滤池(BAF)中以检验其对BAF处理性能的改善效果.结果表明:改性处理后的滤料无论是在挂膜速度上还是在生物量上都明显优于未改性滤料,其表面生物量约为未改性滤料的3倍;当COD容积负荷和氨氮负荷分别小于4、0.4 kg/(m3·d)时,采用改性聚苯乙烯滤料的BAF可有效去除COD和氨氮,去除率分别高达86.1%和57%.     

生物接触氧化池和生物滤池对原水处理效能的对比

以受到间歇性污染的曹娥江闸上水库水为试验原水,比较了生物接触氧化池和轻质滤料生物滤池的预处理效果。中试结果表明,与生物接触氧化池相比,生物滤池对氨氮和有机物的去除效果更好,对水质变化的适应性更强,在低温下运行更稳定,且其处理效果受水力负荷和曝气强度变化的影响不明显。因此,生物滤池更适合作为该间歇性污染原水的生物预处理工艺。     

钙(Ⅱ)对铁锰氧化物催化氧化去除氨氮的影响

利用已持续运行2年的石英砂滤柱中试系统,通过改变进水中离子的种类及其浓度,考察了不同高浓度离子对石英砂滤料表面活性铁锰氧化物滤膜催化氧化水中氨氮性能的影响。结果表明:高浓度钠离子、钾离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子对滤料去除氨氮性能基本没有影响,去除率均达到了87%以上。高浓度钙离子对滤料去除氨氮性能影响很大,当进水氯化钙浓度为1 000 mg/L时,去除率降低到了51%。停止投加钙离子后,滤料去除氨氮的性能可在8~9h内恢复。对滤料表面进行微观表征后发现钙的含量大幅上升,降低了滤料的比表面积、孔体积,影响了滤料与氨氮污染物的接触,造成对氨氮去除率的下降。