褐铁矿与石英砂作为反硝化生物滤池填料的比较

近年来铁氧化物在废水处理及其他环境污染控制领域中的应用得到了广泛关注。本文研究了石英砂和褐铁矿作为填料时的反硝化生物滤池的启动以及在不同水力停留时间下的反硝化脱氮性能。结果表明,褐铁矿为填料的反硝化生物滤池更容易启动并达到稳定状态。维持反硝化生物滤池的运行条件在p H 7.50±0.15和温度22±3℃,进水中的化学需氧量浓度和NO3--N浓度分别为400 mg/L和100 mg/L,当水力停留时间为4 h时,两个反应器中NO3--N的去除率均在99%以上;当HRT缩短为1 h时,以褐铁矿为填料的生物滤池中NO3--N的去除率依然保持在98%以上,而以石英砂为填料的生物滤池中NO3--N的去除率仅为83.25%,并且出水中检测到NO2--N,其最大浓度为0.9 mg/L。实验结果表明褐铁矿是一种良好的反硝化生物滤池填料。     

SMBR中污染物处理效率随污泥浓度变化的数学模型

以一体式膜生物反应器(SMBR)对生活污水进行处理,研究不同水力停留时间(HRT)条件下污泥浓度对有机物去除率的影响,并对所得试验数据进行曲线拟合,建立有机物去除率与污泥浓度的数学模型。试验结果表明:在溶解氧(DO)浓度为2.0～3.0mg/L的条件下,HRT为3h、2h和1h时,有机物去除率(η)随着污泥浓度的增大而增大,但当污泥浓度增大到6000mg/L时,η增大趋势逐渐减小,并趋于稳定。有机物去除率与污泥浓度的数学模型表明:有机物去除率(η)与水力停留时间(τ)、进水COD浓度(S_o)和污泥负荷率(N_s)等主要运行参数有关,并可以通过调节运行参数τ、S_o和N_s来达到所需要的COD去除率。     

SMBR中污染物处理效率随污泥浓度变化的数学模型

以一体式膜生物反应器（SMBR）对生活污水进行处理，研究不同水力停留时间（HRT）条件下污泥浓度对有机物去除率的影响，并对所得试验数据进行曲线拟合，建立有机物去除率与污泥浓度的数学模型。试验结果表明：在溶解氧（DO）浓度为 2．0～3．0m g／L的条件下，HRT为3h、2h和 1h时，有机物去除率（η）随着污泥浓度的增大而增大，但当污泥浓度增大到 6000 m g／L时，η增大趋势逐渐减小，并趋于稳定。有机物去除率与污泥浓度的数学模型表明：有机物去除率（η）与水力停留时间（τ）、进水COD浓度（S0）和污泥负荷率（N S）等主要运行参数有关，并可以通过调节运行参数τ、S 0和 N S来达到所需要的COD去除率。     

以改性蛭石为填料的生物流化床法处理低C /N污水的应用

以热改性蛭石为填料,提高生物流化床系统处理低C/N污水的能力。实验结果表明,经过改性的蛭石对氨氮和COD的去除效率有明显的提高,分别是天然蛭石的2.1倍和2.7倍。在热改性蛭石为填料的生物流化床系统处理低C/N污水的实验过程中,主要分析了温度、pH和DO对反应系统处理效果的影响,确定了反应器的最佳处理条件。对于氨氮质量浓度为50 mg/L、ρ(COD)为200 mg/L的原水,在温度为30℃、pH=8.0、ρ(DO)=2.0 mg/L的处理条件下,反应系统对氨氮和COD的处理效果最佳,去除率分别可达94.9%和85.7%。     

ABR-生物接触氧化工艺处理低碳氮比生活污水试验

近年来,城市生活污水呈现出低碳氮比的趋势,造成污水处理脱氮困难.采用ABR-生物接触氧化工艺对低碳氮比生活污水进行试验研究,确定了试验运行参数,即在进水COD/N为2～7范围内,当HRT=10 h,R=2.5、T=30℃时,系统对TN的去除效果良好;TN的平均去除率随着碳氮比的减小而迅速降低,此时,碳源不足成为制约脱氮效果的主要原因;在最佳运行条件下,当进水COD/N为6～7时,TN平均去除率达到80%以上,出水TN质量浓度小于15 mg/L,满足<城镇污水处理厂污染物排放标准>一级A标准.     

光电子作用下土壤微生物粪产碱杆菌反硝化性能研究

本文在对普通培养条件下异养微生物粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis,A.faecalis)反硝化特征研究的基础上,运用电化学方法于一定电势下(-0.15 V、-0.06 V、+0.06 V vs.NHE)模拟半导体矿物导带光电子能量,探讨不同能量的光电子对A.faecalis反硝化特性及细胞生长代谢的影响。实验显示,在普通培养条件下,A.faecalis在有氧和无氧环境中均不能还原NO-3,但还原NO-2效果明显。在模拟光电子实验体系中,A.faecalis可在不同电势(-0.15 V、-0.06 V、+0.06 V)的阴极石墨电极表面附着并形成具有反硝化活性的菌膜;其中,外加电势为-0.15V的实验组菌膜量最多,其NO-3去除率也最高,10天达到52%;-0.06 V体系略低,NO-3去除率为30.5%,+0.06 V体系菌膜量最少,其NO-3去除效果也最差,仅为10.6%。而在不添加微生物的电化学体系中,3个外加电势下的NO-3浓度均未发生明显变化。本实验研究结果证明了一定能量的半导体矿物光电子可影响土壤异养微生物A.faecalis的生长代谢及反硝化行为。     

微压流化式复合生物反应器的同步脱氮

通过对曝气系统的调节,微压流化式复合生物反应器（MP-FHBR）内可以实现好氧区和缺氧区共存,利用这一特点和MP-FHBR中同时存在的活性污泥﹑悬浮生物膜复合生物体系,进行了同步脱氮的试验研究。结果表明,MP-FHBR在好氧-缺氧条件下,实现了同步脱氮过程,TN和COD的平均去除率分别达到77.5%和98.3%。降低DO质量浓度使反应器内形成完全缺氧环境,对MP-FHBR同步脱氮效果没有显著影响,但会降低系统去除COD的效果;而提高DO质量浓度使反应器内形成完全好氧环境,MP-FHBR同步脱氮效果显著下降。在一定范围内提高进水COD/TN有利于提高MP-FHBR同步脱氮效果,COD/TN 由2升高到10,TN平均去除率由58.4%提高到78.8%,而继续提高COD/TN对系统同步脱氮效果的影响并不明显。在反应器允许的条件下,提高污泥质量浓度(MLSS)有利于提高系统反硝化脱氮效果,TN去除率随MLSS的增加而提高。     

中空纤维膜作生物膜载体无泡供氧处理污水研究

采用中空纤维膜作生物膜载体及无泡供氧装置,利用具有死端式和漂浮式特点的浸没式接触氧化工艺进行污水处理试验研究.结果表明:在控制系统工作压力0.03 MPa、污水中ρ(DO)为5～8 mg/L及HRT＝8h的条件下,污水中COD、BOD、SS的去除率分别达70%、90%和75%以上,NH3 -N、P的去除率也在70%以上.系统连续运行3个月,表现了较好的稳定性和抗有机负荷冲击能力.     

三维电极法预处理山梨酸废水

用三维电极法对山梨酸废水进行了降解实验,并考察电极材料、反应器电压、电解时间、进水pH值等因素对处理效果的影响。实验结果表明,以不锈钢作阳极,石墨作阴极,柱状活性炭作填料,在槽电压为20 V、主电极极间距为11 cm的条件下,pH值为 4.0±0.2的山梨酸废水在电解20～30 min后,COD去除率达48%以上,而且废水的BOD/COD提高到0.40。     

麦饭石促进异养反硝化去除水中硝酸盐的研究

微生物异养反硝化技术是市政污水处理中广泛应用的技术,但在实际应用中,微生物活性易受冲击负荷、重金属胁迫等环境条件影响,使出水效果不稳定。麦饭石作为一种天然硅酸盐矿物,能有效提高微生物活性及对环境胁迫的抗性,可以将其应用于微生物污染治理领域。通过批实验研究麦饭石的剂量、处理方式对异养反硝化的促进作用并探究麦饭石作用于微生物的机理。结果表明,麦饭石的投加剂量和处理方式均显著影响了微生物对硝酸盐的去除效果。硝酸盐去除率与麦饭石投加量呈正相关,麦饭石投加量为350 g/L时硝酸盐去除率可达96%,未添加麦饭石的空白组硝酸盐去除率仅为25%;处理方式会影响麦饭石对反硝化过程的强化作用,研磨后过200目筛的麦饭石在投加量<150 g/L时具有优势,投加量继续增大后,未经处理的麦饭石表现出更强的反硝化促进作用。进一步采用未经处理的麦饭石、研磨后过200目筛麦饭石及球磨麦饭石浸出液进行反硝化的促进实验及微生物毒性实验探究麦饭石作用于微生物的机理。实验结果表明,麦饭石浸出液能够提高微生物的活性及对环境胁迫的抗性,影响麦饭石生物促进作用的主要因素为其溶出微量元素的成分及浓度。本研究为天然矿物麦饭石应用于微生物污染治理提供理论依据和实际应用价值。     

石英砂表面铁胶膜的形成——温度和老化时间的影响

以石英砂为载体,在pH值为7和铁摩尔比R为0.1的条件下合成了石英砂表面针铁矿胶膜,并探讨了不同温度和老化时间对针铁矿胶膜形成的影响,以揭示铁胶膜的形成机理。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成胶膜样品分别进行矿物成分和形态的分析。研究结果表明:当石英砂添加量为10 g、老化时间为25 d时,随着温度由30、50、70增加到90℃,胶膜中针铁矿的XRD峰强度明显增强,SEM图像中针铁矿的结晶程度逐渐增强,晶形逐渐变大;当石英砂添加量为10 g、老化温度为60℃时,随着老化时间的延长,胶膜中针铁矿的XRD峰强度先逐渐增强,矿物晶形也先逐渐增大(前18 d),18 d左右时矿物的晶形较大且较均一,18 d之后XRD峰强度逐渐减弱并趋于稳定,晶形又逐渐变小。     

中温UBF与UASB两相厌氧系统处理垃圾渗滤液的实验研究

针对石碑岭垃圾场渗滤液水质特性,采用以高效生物陶粒为填料的UBF反应器作酸化相,以UASB反应器作甲烷相的两相厌氧系统进行了处理垃圾渗滤液的实验研究.实验结果表明:在系统进水CODCr和BOD5质量浓度分别为3 887 mg/L和819 mg/L,UBF与UASB的HRT分别控制在10.3 h和61.7 h时,CODCr和BOD5总去除率分别为85.4%和90.1%,UBF酸化率达42.9%,BOD5/CODCr比值由0.21提高到0.39.     

上流式曝气生物滤池深度处理炼油厂外排污水

炼油厂外排污水水质复杂,可生化性已较差,但上流式曝气生物滤池对其有较好的处理效果.研究结果表明曝气生物滤池处理炼油厂外排污水在有机负荷(COD)为 4.39 kg·m-3·d-1、水力负荷为3 m3· m-2·h-1、气水比为31下,COD、NH3-N的去除率达到81.9%、73.2%;曝气生物滤池的主要影响因素依次是水力负荷、气水比、有机负荷;得到的经验速度方程与Monod方程基本吻合.该实验为炼油厂外排污水再生回用提供了一种工艺方法.     

低密度沸石复合填料的制备及其性能研究

以天然沸石为主要原料,水泥为粘结剂,发泡聚苯乙烯球形颗粒为内核,经复合、成球、筛分、养护,制备出粒径4~8 mm的免烧球形低密度沸石复合填料。对制备的材料进行了空隙率、表观密度、强度等性能测试。研究结果表明,制备低密度沸石复合填料的最优工艺组合条件为质量百分比沸石∶水泥=75%∶25%,自然条件下养护7~10d,此时制备的成品填料空隙率为47.4%,表观密度为1.23 g/cm3,强度为61.5 N,堆积密度为0.647 g/cm3。扫描电镜图像表明,挂膜前填料表面粗糙,内部存在大量孔隙,挂膜后表面和内部均有大量的微生物附着,与粉煤灰制备的陶粒相比,该填料挂膜微生物量提高了一倍。本研究制备的低密度沸石复合填料,用于在环境温度低于15℃下曝气生物滤池的挂膜启动运行,对氨氮的去除率达到96%,具有较好的氨氮去除效果,表明该复合填料在废水脱氮深度处理方面具有良好的应用前景。     

河道污染治理技术-- 生物接触氧化填料研究

选择不同填料对生物接触氧化法处理生活污水进行了进一步的研究与应用,探讨了温度、接触氧化停留时间等因素对其处理效果的影响。实验研究结果表明,在水温为18℃~20℃,水力负荷为70m l/m in时,采用鹅卵石和沸石的复合填料挂膜,进行生物接触氧化法处理生活污水,在降解NH3-N和氨氮等方面取得良好效果,COD、NH3-N去除率都高达80%以上。     

吗啉废水的生化处理工艺

以含有吗啉、甲基吗啉的高浓度有机废水为研究对象,提出了曝气吹脱-吸附-生物处理的联合工艺,并在室内进行了小试实验。结果表明：原废水经过2次曝气吹脱后,ρ(NH₃-N)从62 500 mg/L降为431 mg/L,ρ(COD)从50 840 mg/L降为26 051 mg/L。通过吸附实验,ρ(COD)从26 051 mg/L降为2 769 mg/L,ρ(NH₃-N)从412 mg/L降为134 mg/L。在生物处理室内小试实验中,采用了活性污泥反应器与曝气生物滤池相结合的处理工艺。在活性污泥反应系统中,当废水pH为7.5、ρ(DO)为4.3 mg/L、水力停留时间为30 h时,COD的去除率最高,可以达到83.1%。在曝气生物滤池中,当ρ(DO)为3.3 mg/L时,COD去除率最高,达到55.8%。在生物处理的最佳参数条件下进行连续监测,当进水ρ(COD)为2 769 mg/L、出水ρ(COD)平均值为387 mg/L时,COD去除率可达到85.9%。吗啉废水经过此联合工艺的处理,ρ(COD)从50 840 mg/L降为387 mg/L。     

农村家庭利用自酿米酒去除地下水中硝酸盐的初步研究

为去除农村家庭饮用地下水中的硝酸盐,以农村自酿米酒为碳源,利用简易的沙桶装置开展了反硝化去除硝酸盐的实验,对比了不同乙醇浓度下的反硝化效果。实验结果表明,以沙桶为实验装置,自酿米酒为碳源,在家庭中异位反硝化去除抽取地下水中的硝酸盐方法是有效果,易操作的。硝酸盐的去除率和C/N质量比有直接关系,当C/N质量比大于1.99时,硝酸盐去除率达99%,亚硝酸盐零积累,但易积累乙酸盐;当C/N质量比为0.89时,硝酸盐去除率达99%,生成物亚硝酸盐浓度远高于国家饮用水限值(1 mg/L);当C/N质量比为0.43时,反硝化过程不彻底,硝酸盐去除率不高,且易生成溶度较高的亚硝酸盐。溶解氧的存在不会对反硝化产生显著影响。米酒和硝酸盐之间的C/N最佳比例,宜大于本次实验的0.89,小于1.99,利用农村自酿米酒作为碳源去除地下水中硝酸盐是可行的。     

针铁矿促进蓝藻厌氧消化产甲烷

随着工业和人类社会的发展造成化石燃料的日益枯竭,可再生能源尤其是生物能源日益受到重视。蓝藻富含蛋白质和碳水化合物,厌氧消化是利用蓝藻生物质资源的一种简单、有效的方法。然而反应启动时间长、甲烷产量低已经成为蓝藻厌氧消化研究亟需解决的问题。前人研究表明,投加适量的铁离子可以提高生物质厌氧产甲烷量和产气速率,加速生物质的降解过程。因此,本研究以蓝藻为厌氧发酵底物,投加一定浓度的合成针铁矿,采用搅拌釜式反应器连续培养的实验方法,研究了针铁矿对蓝藻厌氧发酵产甲烷过程的影响。实验接种污泥取自安徽阜阳某酒厂,蓝藻取自巢湖近合肥北岸地区。连续搅拌釜式反应器体积为3.5 L,实际反应体积2 L,连续培养实验设定水力停留时间为20 d。污泥接种浓度为2.0 g VS/L,进料中蓝藻浓度为10.0 g VS/L,同时投加2.0 g/L的Na2CO3保持反应器碱度,调节初始p H至7±0.1,鼓氩气排净反应器内空气,密封后通过外部加热控制在35±1℃条件下培养。发酵过程中通过对气体产量、组分、沼液中挥发性固体、蛋白质、多糖、有机酸的分析,同时结合克隆文结果,探讨了针铁矿作用下蓝藻厌氧发酵效果及微生物群落的变化。研究结果表明:1)在连续培养条件下针铁矿可以显著提高蓝藻厌氧产气量,同对照组相比沼气产量和甲烷产量分别提高了16.14%和24.14%。2)针铁矿促进蓝藻厌氧消化产酸、产甲烷过程,而对水解过程作用并不显著。3)微生物群落分析表明,针铁矿的添加显著影响了反应体系中微生物种群构成,脂肪酸氧化菌Clostrium和产甲烷菌Methanosatea成为针铁矿反应器中的优势种属。     

褐铁矿纳米结构化相变零价铁及其除磷性能

利用X射线粉末衍射仪、X射线荧光光谱仪、热分析仪、场发射扫描电镜表征手段研究了铜陵褐铁矿的矿物组成及其形貌形态特征,通过热处理方式获得褐铁矿纳米结构化相变零价铁作为动态柱填料并探究其除磷性能。结果表明,铜陵褐铁矿主要由针铁矿(90%)和石英组成,针铁矿晶体呈针状和片状,具纳米尺寸,集合体呈笋状和球状;热处理促使针铁矿进一步纳米结构化相变形成零价铁,具多孔结构、高比表面积特征;零价铁作为动态柱填料净化模拟含磷(5mg/L)废水可运行1年以上,磷去除效率超过99%,出水磷浓度达到城镇污水一级A排放标准(0.5mg/L)。研究结果可促进褐铁矿资源在保护环境中的应用,也为深度处理含磷废水提供一种新材料。     

连续流气提式流化床启动过程中好氧颗粒污泥的形成机制

探讨连续流气提式好氧颗粒污泥流化床(CAFB)反应器的运行特征,对该工艺颗粒污泥形成过程、形成机理和颗粒性质进行分析。以市政污泥为接种污泥,以醋酸钠为碳源,在连续运行方式下培养好氧颗粒污泥。研究结果表明：CAFB反应器启动的第4－5天即有大量颗粒污泥形成,颗粒直径800~1 000 μm,比重1.006,生物相丰富,能够分泌大量胞外聚合物。当COD有机负荷高达8 和13 kg/(m³·d)时,对COD处理效率均维持在93%~97%,COD出水质量浓度仅为30~80 mg/L,引起启动后期丝状菌的大量繁殖,污泥流失。进一步提高污泥负荷有望控制污泥膨胀。