琼脂包埋微藻用于处理氮磷废水的研究

利用琼脂包埋微藻制成颗粒,设计柱状光连续处理反应器,探讨反应器系统对NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P的去除效果,并进行实际废水处理效果评价。实验结果表明:在HRT=24 h,曝气500 m L·min~(-1),室温条件下,系统稳定运行后对NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P去除率达到97.35%、96.13%;在进行实际废水处理中,出水口流出液NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、COD平均浓度为0.82 mg·L~(-1)、0.24 mg·L~(-1)、74 mg·L~(-1),NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-1002)一级标准,COD达到二级标准。     

废铁屑、还原铁粉对剩余污泥厌氧消化效果的研究

通过实验探究了废铁屑和还原铁粉对污泥厌氧消化上清液中挥发性脂肪酸(VFAs)、溶解性化学需氧量(SCOD)、氨氮(NH_4~+-N)以及总磷(TP)的影响。研究表明:与还原铁粉相比,废铁屑更能促进污泥厌氧消化水解产酸的效果,并增加污泥的SCOD,第5天SCOD达到最大,较投加还原铁粉提高了33.51%;投加废铁屑和还原铁粉均能促进污泥厌氧消化水解过程中NH_4~+-N含量的升高,但废铁屑的效果优于还原铁粉;废铁屑和还原铁粉均可抑制污泥厌氧消化过程中TP的释放,还原铁粉的效果优于废铁屑,对磷的去除率达到93.6%。     

GQDs对厌氧颗粒污泥与活性污泥特性的影响

通过短期接触(8 h)实验,探讨了石墨烯量子点(GQDs)投加量对于厌氧颗粒污泥与活性污泥除污效能的影响。结果表明,对于厌氧颗粒污泥而言,对照组与投加GQDs实验组在8 h后SCOD去除率均在20%左右,厌氧颗粒污泥INT-ETS活性与SCOD去除呈相关性;污泥傅里叶红外光谱(FT IR)中出现了N-H伸缩振动峰,且扫描电镜(SEM)显示投加GQDs的污泥表面孔隙较少。对于活性污泥而言,随着GQDs投加量的增加SCOD去除率略有减小,实验组平均去除率为93.2%;NH_4~+-N去除率随GQDs投加量的增加而增加,实验组平均去除率为36.5%,但实验组污泥TTC-ETS活性降低;GQDs的投加会激发C=C这一官能团参与反应;对照组活性污泥表面有明显孔隙,而投加GQDs后的活性污泥表面呈连续的絮体状。     

过硫酸钾对剩余污泥厌氧发酵过程的影响

为了提高污泥产酸量,研究了氧化剂过硫酸钾(K_2S_2O_8)对剩余污泥厌氧发酵过程的影响,考察了K_2S_2O_8对厌氧发酵过程中SCOD、短链脂肪酸(SCFAs)、溶解性蛋白质和多糖及污泥比阻和挥发性固体的影响。结果表明:适宜的K_2S_2O_8浓度有利于污泥的水解、产酸类型的优化以及SCFAs产量的提高。当K_2S_2O_8投加量为0.12g/g时,可以获得较高的产酸量,污泥产酸量达209.21 mgSCFAs/gVSS。同时,投加适量的K_2S_2O_8能提高有机质减少率,改善污泥脱水性能。当K_2S_2O_8投加量为0.12 g/g时,有机质减少率可达34.75%,污泥比阻与对照组相比可下降38.5%。     

EDTA络合Fe(Ⅲ)活化影响剩余污泥脱水性能研究

以EDTA为金属络合剂、Fe(Ⅲ)为活化剂,在传统过硫酸盐投加法的基础上强化污泥的脱水性能。结果表明,活化处理后,过二硫酸钾和过一硫酸钾体系中污泥毛细吸水时间分别降低至原污泥的52.7%和39.2%,滤液中蛋白质含量分别增加到原污泥的238%和193%,污泥胞外聚合物被氧化分解,有机物质含量降低使得污泥结构变得松散。Fe~(3+)处理后污泥CST下降为Fe~(2+)处理后污泥毛细吸水时间(CST)的90.1%,蛋白质含量增加了8.02%,多糖含量下降了35.2%,TN、TP、NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P含量分别增加约159%、82%、148%和208%。加药处理后的污泥结构被破坏,蛋白质被释放,污泥脱水性能得到显著提高,且过二硫酸钾处理效果优于过一硫酸钾。     

4种冷季型禾草吸收氮磷营养盐的动力学特性

禾草作为人工湿地植物应用较少,研究其应用可行性,对开发新的湿地植物和湿地构型具有重要意义。为探究禾草对污水中氮、磷营养盐的去除能力,选取黑麦草、剪股颖、早熟禾、高羊茅这4种冷季型禾草作为研究对象,采用常规耗竭法研究其根系吸收PO_4~(3-)-P、NO_3~-N和NH_4~+-N的动力学差异,并与传统应用于农村生活污水处理人工湿地的蔬菜型和观赏型湿地植物作对比。结果表明:黑麦草对PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N的吸收具有最大的最大吸收速率(I_(max))和最小的亲和力常数(K_m),净化效果好,适用于修复任何PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N浓度水平的污染水体;早熟禾和高羊茅对PO_4~(3-)-P的吸收具有较小的I_(max)和较大的K_m,对于NH_4~+-N的吸收具有较大的I_(max)和较大的K_m,适用于修复低PO_4~(3-)-P和高NH_4~+-N浓度的废水;剪股颖对氮磷的吸收具有较小的I_(max)和较大的K_m,不适合用作湿地植物。与传统蔬菜型和观赏型湿地植物相比,4种禾草对NO_3~--N的吸收效果不显著,黑麦草对PO_4~(3-)-P的吸收具有优势。     

补投Fe~(2+)对钛白废酸耦合H_2O_2参数的优化

采用补投Fe~(2+)的方式对钛白废酸耦合H_2O_2的适宜参数进行优化。用溶解性参数SCOD、TN、TP、NH_3-N及MLSS减少率来评价污泥的减量效果。结果显示,在常温条件下,H_2O_2浓度为9.30 g/L,补投的Fe~(2+)的浓度为0.92 g/L(即H_2O_2∶Fe~(2+)浓度之比为5.34∶1),作用90 min后,污泥减量效果最好。该条件下,SCOD、TN、TP和NH_3-N分别增加了36.6、7.13、202和17.7倍,MLSS减少率达35.8%。MLVSS/MLSS值未出现明显变化,表明余水的回用不会对生化处理效果产生不利影响。     

微波诱导催化氧化剩余污泥的研究

以活性炭为催化剂,对微波诱导氧化剩余污泥过程中污泥性质的变化进行了研究.结果表明,在微波辐照功率为800 W、微波辐照时间为60 s、SS的活性炭投加量为0.3 g·g~(-1)时,污泥溶解率达到28.9%,同单独微波处理污泥相比,污泥溶解率增大10%.在此操作条件下,更多的微生物胞外聚合物分解、胞内物质释放到液相中,使污泥上清液中溶解性有机物含量明显增加.污泥破解后,磷释放到溶液中,使TP的质量浓度增加了1.4倍.在微波辐照活性炭产生的高温及氧化剂作用下,部分有机氮被矿化,NH4_4~+-N的质量浓度由7.9增至14.2 mg·L~(-1).     

A/O模式好氧颗粒污泥处理畜禽废水及温度影响

以畜禽养殖废水厌氧消化沼液为对象,探究不同运行温度对颗粒污泥培养及处理畜禽废水沼液中污染物的影响。结果表明,运行温度能影响颗粒污泥的形成及主要特征。当运行温度为30℃时,颗粒污泥稳定时期污泥体积指数(SVI)61 mL/g,低于其他组,总悬浮固体(TSS)的质量浓度为8.31 g/L,ρ(VSS)/ρ(TSS)也达到最大0.76。胞外聚合物(EPS)的质量分数为144.8 mg/g,对应蛋白质、多糖质量分数比为1.31。当运行温度由10℃提高至30℃时,颗粒污泥对COD、NH_4~+-N去除率提高;而进一步提高至40℃时,COD和NH_4~+-N去除率下降。运行温度为20℃和30℃时,颗粒污泥对PO_4~(3-)-P的去除效率高达92.5%和92.4%,显著高于其他组别。     

好氧颗粒污泥处理含油废水的机制探究

针对含油废水油脂处理效率低等特点,并解决传统膜工艺运行成本高等问题,开展了基于好氧颗粒污泥处理含油废水的探究。结果表明,在好氧颗粒污泥启动期,培养时间约为35 d。待好氧颗粒污泥培养稳定后,COD和油脂去除率分别高达80.4%～84.3%和79.5%～82.3%,NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P的去除率均高达85%以上。絮状污泥颗粒化过程中胞外聚合物(EPS)的质量分数逐渐升高至175.6 mg/g,蛋白质的质量分数由初始21.3 mg/g升高至39.6 mg/g,蛋白质与多糖的质量分数比由1.36升高至2.50。好氧颗粒污泥处理含油废水对污水及污泥资源化具有重要意义。     

氨氮对颗粒污泥生物除磷的影响及相关机制探究

为探究进水氨氮(NH_4~+-N)对颗粒污泥生物除磷的影响,构建了序批式反应器(SBR),在中温条件下考察了进水NH_4~+-N对生物除磷颗粒污泥的特征及其污染物去除规律的影响。结果表明,进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L时,颗粒污泥沉降性能最好、生物量最大,稳定运行期污泥体积指数(SVI)为52.9 m L/g,总悬浮固体(TSS)质量浓度达到5.7～5.9 g/L,显著高于其他组别。粒径分析表明,适当提高NH_4~+-N质量浓度利于颗粒污泥粒径增大,且当进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L时,0.8～1.2 mm粒径占比升高至34.6%。进水NH_4~+-N能影响颗粒污泥胞外聚合物的质量分数及组分,当进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L时,EPS质量分数可高达134 mg/g,而NH_4~+-N质量浓度升高提高了EPS内蛋白质(PN)与多糖(PS)的比值。进水NH_4~+-N能影响颗粒污泥对TP、NH_4~+-N及化学需氧量(COD)的去除效率。当进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L、颗粒污泥稳定运行时,TP、NH_4~+-N及COD的去除效率可分别达到95.8%～96.4%、95%和94.6%～95.6%。     

微砂强化悬浮污泥过滤技术在侧流除磷中的应用

研究了悬浮污泥过滤及其强化技术在侧流除磷中的应用效果。结果表明,采用粒径筛孔75μm的微砂强化后对TP、SS、COD以及NH_4~+-N的平均去除率分别为82.3%、93.8%、58.6%、3.8%,相比强化前分别提高了23.7个、43.0个、14.3个、0.86个百分点。投加微砂后的污泥絮体较大且较为致密,大大提高了悬浮污泥絮体层的截留过滤效果。悬浮污泥过滤技术可实现经济高效的侧流除磷,具有占地面积小、药剂投加量低、运行操作简单等技术优势。     

污泥臭氧化有效溶胞优化控制研究分析

通过对于污泥臭氧化过程中反应器以及反应条件的优化控制,来减少污泥溶胞过程中有机物的矿化作用。结果表明,在臭氧投加量为0.015 g O_3·(gMLSS)~(-1)时,微孔曝气处理下混合液中△SCOD达到442 mg·L~(-1),DDCOD由7.5%提升到15.22%。同时确定较低臭氧浓度处理和高污泥浓度能强化污泥溶胞有机物释放效果减少矿化损失。在臭氧投加量在0~0.007 g O_3·(gMLSS)~(-1)时,较高的进气流速对于细胞的破壁溶解效率较高。臭氧投加量超过0.010 g O_3·(gMLSS)~(-1)时较高的进气流速对溶胞产物的矿化作用逐渐加强。     

多级潮汐流人工湿地对城市污水处理厂生产废水中典型污物的去除特征

采用多级潮汐流人工湿地处理城市污水处理厂生产废水(NH_4~+-N的质量浓度平均为817.6 mg/L),以豆石、砾石和建筑废砖作为人工湿地填料,平均水力负荷为0.618 m~3/(m~2·d)条件下,研究其对污染物的去除特征。结果表明,在系统运行阶段,进水NH_4~+-N、TN、PO_4~(3-)-P的质量浓度及COD的平均分别为817.6、819.0、17.86 mg/L及379.46mg/L,出水NH_4~+-N、TN、PO_4~(3-)-P的质量浓度及COD的平均分别为11.46、316.4、8.81 mg/L及43.99 mg/L,平均去除率分别为97.88%、61.37%、49.32%及88.41%;平均硝化速率为(20.79±2.26)g/(m~2·d),硝化进程良好;平均反硝化速率为(13.09±2.58)g/(m~3·d),出水中TN主要为NO_3~--N(平均质量浓度为277.3 mg/L)。尽管平均反硝化速率较高,但为进一步降低生产废水回流所引起的TN的循环累积量,需进一步强化反硝化进程。     

Fe~0活化氧化体系处理垃圾渗滤液实验研究

采用零价铁(ZVI)活化Na_2S_2O_8-NaClO体系处理垃圾渗滤液生化尾水,考察了pH、催化剂nZVI投加量、氧化剂Na_2S_2O_8投加量、氧化剂NaClO投加量等因素对氧化效果的影响,并利用傅里叶光谱、三维荧光光谱分析技术对水样前后进行分析。结果表明,nZVI活化Na_2S_2O_8-NaClO体系能够有效的去除垃圾渗滤液生化尾水中目标污染物,当催化剂nZVI投加量为0.6g/L、Na_2S_2O_8投加量为2.5g/L、NaClO投加量为30mL/L(有效氯的质量分数10%)、水样初始pH为6时,COD和NH_4~+-N的去除率分别为85%和90%。垃圾渗滤液生化尾水经过nZVI活化Na_2S_2O_8-NaClO体系处理后污染程度显著降低,大量腐殖酸类物质被自由基降解。     

印染废水的改性凹凸棒土强化AO系统处理工艺

针对工业园区印染废水难生物降解的特性,研究AO系统投加改性凹凸棒土(ATP)对生物处理的影响。结果表明AO系统投加2g/L改性ATP后,COD去除率平均提高8.2%,提高NH_4~+进水浓度至50 mg/L时NH_4~+去除率提升超过7%,抗冲击负荷能力增强;SV_(30)平均降低8.5%,MLVSS和SOUR分别提高411 mg/L和1.52 mg O_2/(g VSS·h);活性污泥具备更好的生物相。其证明投加改性ATP可以强化活性污泥污染物降解能力,改善污泥沉降性能,提高微生物种群数量及活性,增强污泥系统整体稳定性。     

低温-次氯酸钠对污泥减量化及可生化性研究

以市政污泥为研究对象，探究了低温耦合次氯酸钠对污泥的破解效果，以及后续减量化及可生化性的影响。在反应温度为80℃、NaClO投加量为166.7 mg/g、反应时间为60 min的实验条件下，破解液中SCOD可以达到13 210 mg/L,COD破解率达到42.54%。破解液中的多糖及蛋白质质量浓度可达到587.3、376.8 mg/L，说明该方法可有效破解污泥，药剂投加成本仅为0.029元/g。污泥SS去除率达到30.71%，可有效减少污泥预处理成本，实现污泥减量化，并缩减污泥后续处置成本。经加热处理后液相中的余氯在1.0 h内可降至0.37 mg/L，破解液的碳氮比由10.04提高到28.97，但BOD₅/SCOD仅为0.282。结合反应过程中TCOD和蛋白质的变化，以及三维荧光光谱表征，推测可能是ClO^-与部分易降解有机物发生矿化反应，导致破解液的可生化性有所降低。研究结果表明该方法对污泥减量化效果显著，药剂投加成本低，可生化性可接受，可为污泥的减量化及资源化利用提供一定参考。     

7种人工湿地填料对污水中营养盐吸附能力的评价

为筛选对污水中氮、磷吸附效果较好的填料,选取7种在污水处理中较常用到的填料(煤渣、火山岩、活性炭、沸石、牡蛎壳、钢渣和河沙)作为研究对象,考察其吸附、解吸特性。结果表明,Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合填料对氨氮(NH_4~+-N)和磷酸盐(PO_4~(3-))的吸附特征。通过Langmuir模型计算,沸石、活性炭、火山岩和牡蛎壳对NH_4~+-N的理论饱和吸附量较大;钢渣、牡蛎壳、沸石和煤渣对PO_4~(3-)盐的理论饱和吸附量较大。在动力学特征研究中,沸石和钢渣分别对NH_4~+-N和PO_4~(3-)保持了较高的吸附速率,同时其解吸风险也较其他填料大。综合评价填料对NH_4~+-N与PO_4~(3-)的等温吸附过程、吸附动力学特征及解吸风险,发现沸石和钢渣分别对NH_4~+-N和PO_4~(3-)具有很强吸附能力,可针对不同浓度含氮、磷废水进行适当选择及搭配使用,牡蛎壳对NH_4~+-N和PO_4~(3-)同时具有较强的吸附能力,是作为人工湿地填料的较好选择。     

酸碱预处理对鸟粪石结晶产物性质的影响

为探求酸碱预处理剩余污泥对鸟粪石法结晶产物性质的影响,分别对酸、碱预处理剩余污泥后的溶出液进行鸟粪石结晶实验。结果表明,酸预处理后NH_3-N和PO_4~(3-)-P的溶出量均比碱预处理大,而碱溶出液产物中鸟粪石晶体纯度高、结晶度高和颗粒大。当溶出液n(Mg):n(N):n(P)为1:1:1时,继续加大NH_3-N和Mg~(2+)的投加量均有助于提高酸溶出液结晶产物中鸟粪石纯度和结晶度;但对碱溶出液结晶产物中鸟粪石的纯度和结晶度影响不大。场发射扫描电子显微镜形貌和能谱分析结果表明,酸溶出液结晶产物中鸟粪石表面被大量的无定形磷酸钙覆盖并掩蔽,阻碍其进一步生长,其颗粒小且纯度低;而碱溶出液结晶产物为柱状型的鸟粪石晶体,其颗粒大且纯度高。     

固定化藻菌共生生物膜反应器脱氮除磷效果评价

参照某城镇污水处理厂幅流式二沉池设计了固定化短带鞘藻-活性污泥共生生物膜反应器,在不同水力停留时间(HRT)、氧化还原电位(ORP)和水质条件运行反应器并评价其对总氮(TN)、氨氮(NH_4~+-N)、正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)和COD的去除效果。结果表明,当模拟进水中TN、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P和COD_(Cr)浓度分别为2.33、2、0.7mg/L和50mg/L时,在HRT=6 h、ORP=150mV和HRT=3 h、ORP=250 mV的条件下,出水中的TN、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P和COD_(Cr)的平均浓度分别为1.27、0.96、0.48 mg/L和25.76 mg/L,以及1.57、1.25、0.46 mg/L和29.6 mg/L,均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准(GB 18918—2002),反应器在进水水质波动较大的情况下脱氮除磷效果保持良好,有望实际应用至城镇污水处理厂。