用于农村污水安全灌溉的新型氮磷无机化反应器的实验研究

以常用的农村污水处理工艺"厌氧池+好氧生物滤池"为研究对象,通过运行参数的调控,把该工艺以除磷脱氮达到一级B排放为目的,转变为以除碳保磷保氮的资源化利用为目的,成为用于农村污水安全灌溉的新型氮磷无机化反应器。实验结果表明:在进水COD浓度为174~384 mg·L~(-1),NH_4~+-N浓度为28.45~97.28 mg·L~(-1),TN浓度为37~141.9 mg·L~(-1),TP浓度为3.65~14.57 mg·L~(-1),厌氧池水力停留时间HRT=4 h,好氧生物滤池水力负荷HLR=5.4 m~3·m~(-2)·d~(-1)时,氮磷无机化反应器的出水NH_4~+-N浓度为45 mg·L~(-1)左右,PO3-4-P浓度为6.5 mg·L~(-1)左右,COD平均浓度均在60 mg·L~(-1)以下,粪大肠杆菌群10 000个·L~(-1),均满足《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)中可生食蔬菜安全灌溉的水质要求。研究表明新型氮磷无机化反应器可以实现农村生活污水安全灌溉。     

无回流生物滤床净化槽脱氮效果的研究

构建一种脱氮的无回流生物滤床家庭生活污水处理一体化净化槽,研究其处理效果;改变各区内的曝气形式,形成A/O/A/O的脱氮工艺,通过测定各区COD、NH+4-N、NO-3-N和TN的浓度变化,考察其处理效果。结果表明:随着净化槽各区生物滤床的加入,反应器抗冲击性增强,处理效果明显提高。但A/O/A/O系统中第二级厌氧过程因碳源不足,脱氮效果不佳,改用分段进水后,净化槽不仅运行稳定,而且取得了很好的处理效果,出水COD平均浓度12.3 mg·L~(-1),NH+4-N平均浓度2.7 mg·L~(-1),TN平均浓度13.0mg·L~(-1),均达到国标(GB 18918—2002)一级A标准。A/O/A/O生物滤床新型净化槽不仅在结构上形成一体化,而且由于生物滤床的使用,不需要污泥回流,节省能耗,通过分段进水可以实现过程脱氮。     

ABR反应器—生物接触氧化系统短程硝化反硝化脱氮除磷性能研究

以ABR反应器＋生物接触氧化回流＋CASS反应器组成的短程硝化反硝化系统处理生活污水,探讨其脱氮除磷的最佳运行参数,为提高生活污水净化处理效果提供依据。结果表明,在常温22～25℃,ABR反应器HRT为4h;生物接触氧化池的溶解氧浓度为0.2～0.5mg/L,HRT为3h,污水回流比为2∶1;CASS池的溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L,运行周期为4h的条件下,该系统对生活污水的处理效果为：COD去除率达90%以上,氨氮去除率达90%以上,总磷去除率达70%以上。     

一体化膜生物反应器(SMBR)中HRT对有机物去除效果的影响

为探讨水力停留时间(HRT)对一体化膜生物反应器(SMBR)工艺处理效果的影响,以生活污水为研究对象,进行了实验室研究。结果表明,在溶解氧(DO)浓度为2～3mg·L-1的条件下,HRT为3,2和1h时,反应器对COD的去除率分别为89.3%～97.2%,88.5%～97.3%和80%～91.1%,出水COD浓度分别为38.9～11.2,41.6～10.8和63.4～35.8mg·L-1。若满足达标排放要求,建议一体式膜生物反应器的HRT控制在1h;若满足中水回用标准,则HRT建议控制在2h。实验同时考察了不同HRT条件下,活性污泥浓度(MLSS)对COD去除率的影响。结果表明,在试验条件下,一体化膜生物反应器中最佳污泥浓度应控制在6000mg·L-1左右。     

功能菌剂强化-无回流多级A/O处理村镇生活污水工艺研究

从活性污泥中筛选出1株具有高效反硝化能力的聚磷菌B8,将其投加于无回流多级A/O生物反应器中,进行生物强化去除总氮(TN)和总磷(TP)试验,考察B8对多级A/O工艺的脱氮除磷效果,推测B8生物强化脱氮除磷机理与TN降解动力学模型。结果表明,连续投加14 d B8菌液于无回流多级A/O反应器后,投菌阶段TP平均去除率为73.03%,而未投菌阶段TP平均去除率为57.31%,同时投菌阶段TN平均去除率为70.72%,未投菌阶段TN平均去除率为61.17%,从而证实投加B8菌液能有效强化无回流多级A/O工艺脱氮除磷能力。无回流多级A/O工艺对TN的降解符合Modified Stover-Kincannon动力学模式。     

曝气生物滤池工艺处理港区污水中脱氮关键控制因素研究

[目的]探讨曝气生物滤池在处理港区污水中反应器的最佳工况参数.[方法]以某城市港区污水为处理对象,通过改变反应器的工艺参数,包括进水COD浓度、水力停留时间（HRT）和溶解氧（DO）等,考察各因素对反应器脱氮效果的影响,并综合考虑经济性原则,寻求最优化的工艺参数.[结果]进水COD浓度为190～220 mg/L时,有利于反硝化作用和TN的去除.HRT的延长有助于系统内硝化菌群的代谢,当HRT为6h时,NH4＋-N、TN去除率可维持较高水平.DO浓度宜保持在2.5～3.5 mg/L,可保证出水稳定的前提下尽量降低DO值,以使反应器能耗降低.[结论]该研究为港区污水的处理提供了一种新方法.     

冬季A~2O-MBR工艺启动及稳定运行研究

[目的]探讨冬季低温条件下,A2O-MBR工艺的启动及运行稳定后脱氮除磷的效果。[方法]采用自主设计的A2O-MBR组合工艺反应装置,在冬季低温条件下处理模拟生活污水,对该系统启动及运行稳定后脱氮除磷的效果进行研究。[结果]在水温为5~13℃,HRT为13 h,回流比为1.5∶1.0~2.0∶1.0,好氧区DO为1.59~3.71 mg/L的条件下,系统运行至第41天,MLSS和MLVSS分别可达6.34和5.08 g/L。试验期间,出水平均COD为13.71 mg/L。出水氨氮、TN平均浓度分别在系统运行第9天、第24天达到2.87和10.99mg/L,以上指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中排放标准的一级A类标准。但系统对TP去除效果不佳,出水TP浓度稳定在0.83 mg/L左右,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级B类标准,尚需后续化学辅助除磷。[结论]该研究为A2O-MBR水处理工艺在低温环境下的启动和运行提供理论参考。     

MSBR强化除磷的试验研究

采用厌氧-交替O/LA-膜出水的运行方式,通过控制溶解氧浓度和水力停留时间强化了MSBR在不同磷负荷下的除磷效能.结果表明:在不同的进水磷浓度下,MSBR系统表现出良好的脱碳及脱氮除磷能力.尤其在低碳磷比(C/P<34)的情况下,通过调整工况加强反硝化聚磷的作用,在低溶解氧状态下该系统仍能具有高效的脱氮除磷,出水COD、铵态氮、总氮和总磷的平均去除率分别是91.08%、92.32%、85.57%和94.47%,且处理效果稳定.     

BAF工艺处理临时工地生活污水中关键控制因素研究

采用模拟工地污水进行研究,通过改变反应器的工艺参数,包括进水COD浓度、水力停留时间（HRT）和溶解氧（D0）等,考察各因素对反应器脱氮效果的影响,并综合考虑经济性原则,寻求最优化的工艺参数.结果表明,进水COD浓度在190～ 220 mg/L范围内有利于反硝化作用和TN的去除.HRT的延长有助于系统内硝化菌群的代谢,当HRT为6h时,NH4＋-N、TN去除率可维持较高水平.DO宜保持在2.5～3.5 mg/L之间,可保证出水稳定的前提下尽量降低DO值,以使反应器能耗降低.     

同步硝化反硝化菌（Alcaligenes faecalis WT14）养殖污水脱氮效果研究

为探究溶氧(Dissolved orygen,DO)控制对异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌脱氮效力的影响,本文从绿狐尾藻人工湿地底泥基质中分离出高效HN-AD菌Alcaligenes faecalis WT14,通过室内和反应器装置试验,较系统地研究了WT14的HN-AD性能和不同DO条件对其NH_4~+-N、NO_3~--N去除能力的影响,并建立两级DO控制固定床反应器,通过DO控制分析了菌株WT14对养殖废水的处理效果。氮平衡试验表明,菌株WT14具有高效的同步硝化-反硝化能力,92.10%的NH_4~+-N以气态形式被去除,4.16%的NH_4~+-N被菌株WT14同化为胞内氮,同时NH_4~+-N的存在会促进NO_3~--N的还原。DO控制试验表明,菌株WT14的NH_4~+-N和NO_3~--N去除能力与DO浓度显著相关,低DO条件会抑制其NH_4~+-N去除能力,但是会促进NO_3~--N去除能力,且符合Boltzmann模型,其脱氨脱硝活性的半数DO抑制浓度分别为2.53 mg·L~(-1)和5.40 mg·L~(-1),最大NH_4~-N去除率和NO_3~--N去除率分别为94.0%和98.4%。在两级好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、90.5%和97.5%,存在NO_3~--N和NO_2~--N的积累,而在连续好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))-微氧(DO 0.50±0.10mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、97.6%和98.2%,且无NO_3~--N和NO_2~--N的积累。研究表明,两级DO控制中连续好氧-微氧显著促进了同步异养硝化-好氧反硝化菌WT14对NO_3~--N和NO_2~--N的还原,且不影响NH_4~+-N和COD的去除,提高了TN去除率。     

水生植物对不同氮磷水平养殖尾水的综合净化能力比较

为了筛选适用于不同氮磷浓度畜禽养殖尾水的生态浮岛优势物种，选取水芹、凤眼莲、鸢尾、再力花、黄菖蒲5种挺水植物和狐尾藻、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物，通过模拟实验考察了这8种植物在不同氮磷浓度条件下的生长特征及其对水中氨氮（NH₄⁺-N）、总磷（TP）、COD的去除效率，并对其进行曲线回归及主成分分析，综合评价不同水生植物对畜禽养殖废水中氮磷的净化功能。结果表明：凤眼莲、再力花在较低氮磷水平（NH₄⁺-N 80~120 mg·L^-1，TP 8~16 mg·L^-1）下的去除能力明显高于其他水生植物；水芹和黄菖蒲在较高氮磷水平（NH₄⁺-N 180~220 mg·L^-1，TP 30~35 mg·L^-1）下的去除效果较好，并具有良好的适应能力；沉水植物中狐尾藻净化效果较好，生物量增长显著（P<0.05）；凤眼莲在实验过程中虽净化能力良好，但易引发次生环境问题，应谨慎选择，因地制宜。     

模拟降雨条件下北运河流域农田养分流失特征

为了解北运河流域农田养分流失特征,通过模拟降雨的情况下,分析了降雨量对径流雨水中养分含量、土壤养分和泥沙流失的变化特征。结果表明,北运河地区只有在暴雨情况下产生农田径流,暴雨后,农田径流雨水中总N浓度在4.7~11.3mg·L^-1,氨态氮和硝态氮占44.51%;总P浓度在0.66~1.35mg·L^-1,水溶磷含量占到总磷54.08%。养分的流失以表层为主,土壤表层总氮流失比例达到29.79%,氨态氮损失率达到52.09%,硝态氮损失10.21%,表层土壤总磷含量下降达到16.48%,水溶性磷损失5.27%。农田径流泥沙中总氮含量为0.66~1.27mg·g^-1,占总流失量的82.28%;总P浓度在14.73~20mg·g^-1,占到总流失量的99.89%;模拟降雨后土壤大团聚体减少8.8%,而微团聚体增加9.5%。     

生态型一级强化絮凝预处理养猪废水的研究

针对干湿分离集约化养猪废水污染物浓度高,生化处理难以达标排放的现状,使用生态型无生物毒性的蛭石无机矿物絮凝剂以及常规的阳离子助凝剂聚丙烯酰胺（C-PAM）,以资源化为目的,进行一级强化絮凝预处理,降低后续生化处理的负荷,分别调查了蛭石絮凝剂以及蛭石絮凝剂与助凝剂C-PAM的协同效应,分析了一级强化絮凝预处理对浊度、化学...     

不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究

人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施，而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域，以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象，通过野外小区试验，研究了浮水植物绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）与挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）、水生美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Pontederia cordata）所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地，以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明：植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果，以无机磷的去除为主。湿地进水总磷（TP）浓度为2.16~5.93 mg·L^-1，各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L^-1，低于城镇污水排放一级A标准（0.5 mg·L^-1），以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好；不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m^-2·a^-1，绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m^-2·a^-1，显著高于对照湿地中的39.62 g·m^-2·a^-1；底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径，其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m^-2·a^-1，占湿地除磷总量的21.00%~26.54%；试验中，植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%，增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。     

降雨和施肥对秦岭北麓俞家河水质的影响

为了探讨小流域内种植业的施肥措施对流域内地面水质的影响机制,选取秦岭北麓的俞家河小流域为研究对象,设置8个覆盖整个流域特征的监测断面,并于该流域主要经济作物猕猴桃的3个典型施肥时期的不同降雨条件下对河流水质进行监测,分析水体中氮、磷和有机污染物含量的时空分布特征以及降雨和施肥对其产生的影响。结果表明:俞家河流域总氮浓度的变化范围是4.53~11.45 mg·L~(-1),平均值为6.51 mg·L~(-1);总磷平均浓度的变化范围是0.004~1.377 mg·L~(-1),平均值为0.312 mg·L~(-1);CODMn浓度的变化范围为0.89~11.23 mg·L~(-1),平均值为3.15 mg·L~(-1)。早春基肥期总氮平均负荷为227.03 g·d-1,流域负荷增加了73.34%;盛夏追肥期总磷平均负荷为11.36 g·d-1,流域负荷增加了117.36%。大雨时期总氮、总磷、COD_(Mn)负荷分别为228.10、9.94、174.53 g·d-1,对应增加的百分比为35.93%、84.31%、69.65%。水体总氮、总磷浓度与降雨密切相关,雨强越大,浓度和负荷增加越显著,雨强是造成该流域氮素流失的主要气象参数。早春基肥期果园施加氮肥是水体总氮的主要来源,盛夏追施肥会增加水体磷素污染风险,早春施肥期大雨后存在较高的COD_(Mn)污染风险,降雨和施肥的叠加效应是导致面源污染发生的主要因素。河流污染负荷较高的区域集中于中部,主要由两岸猕猴桃园施肥引起,居民的生活污染也有一定贡献。     

上庄河污染河水原位生物修复试验

采用渔网、浮水植物(李氏禾Leersia hexandr,粉绿狐尾藻Myriophyllum aquaticum)和生物漂带构建软隔离区,结合人工增氧对浙江省温州市上庄河经雨水管排放污水进行原位处理。结果表明:污水化学需氧量、氨氮、总氮和总磷分别为100.20~178.80,10.50~17.89,12.15~21.47和2.19~3.17 mg·L-1,处理后主体河段溶解氧、化学需氧量和总磷平均为5.50,34.3和0.29 mg·L-1,达GB 3838-2002《地表水环境质量标准》之Ⅴ类水标准;氨氮和总氮平均为3.41和4.43 mg·L-1。软隔离区内氮的去除主要为植物吸收氨氮,氨氮和总氮的平均去除率达70.26%和71.41%,曝气区好氧微生物的硝化作用使氨氮和总氮进一步下降20.51%和5.74%;总磷的去除主要通过软隔离区内植物的吸收作用和曝气区微生物的同化作用,原位修复处理后总磷平均降至0.29 mg·L-1,去除率达88.1%。     

有机质的去除对磷酸盐稳定土壤铅的影响

为明确土壤有机质的去除对磷酸盐稳定化处理铅污染土壤反应效率的影响,通过马弗炉高温煅烧和双氧水氧化两种不同方法去除铅污染土壤中的有机质,分别在去除有机质前后的含铅污染土壤中添加7个不同P/Pb摩尔比的磷酸二氢钾进行稳定化试验,对稳定化处理后的土壤进行铅毒性浸出(TCLP)、有效磷含量和铅形态分布特征的分析。结果表明:经过马弗炉煅烧和双氧水氧化后土壤有机质的去除率分别为97.2%和11.3%,两种方法去除有机质后土壤中铅提取含量分别升高了43.4%和75.8%;当磷酸二氢钾的添加量达到P/Pb摩尔比为1.2时,去除有机质前后土壤中有效铅含量均降到1.0 mg·L^-1以下,原始土壤及用马弗炉和双氧水去除有机质的土壤中有效铅含量分别为0.4、0.8、0.5 mg·L^-1,有效磷含量分别为68.0、87.0、70.0 mg·kg^-1;原始土壤和去除有机质土壤中的铅以残渣态为主要赋存形态,去除有机质后土壤中有机结合态的铅减少。土壤有机质的去除能改变土壤中铅的生物有效性,影响铅污染土壤的稳定化效果,增大环境释放的风险。     

响应面法优化藻菌共生体系深度处理畜禽养殖废水工艺研究

为优化微藻-细菌共生体系对畜禽养殖废水中碳氮磷去除的参数条件,利用响应面分析法(Response surface methodology,RSM)中的Box-Behnken中心组合设计(BBC),以接种比例、曝气量以及初始氨氮浓度为试验变量,以污染物去除率为响应值开展试验。响应面分析结果表明,对于COD去除的最佳条件为:活性污泥与微藻接种比例为6.0(m/m)、曝气量2.0 L·min~(-1)、初始氨氮浓度750 mg·L~(-1),此时COD去除率达92%以上。对于总氮(Total nitrogen,TN)的去除,当接种比例5.0(m/m)、曝气量1.5 L·min~(-1)、初始氨氮浓度750 mg·L~(-1)时,其去除率可达最大值(53%)。而对于磷酸盐的去除,当接种比例6.0(m/m)、曝气量1.5 L·min~(-1)、初始氨氮浓度600 mg·L~(-1)时,试验前96 h内便可达到100%的去除率。进一步对生物量检测发现,初始条件分别为曝气量1.5 L·min~(-1)、初始氨氮浓度900 mg·L~(-1)、接种比例4.0(m/m)或曝气量1.0 L·min~(-1)、初始氨氮浓度750 mg·L~(-1)、接种比例4.0(m/m)时,微藻生物量产量最高,可达到1.63～1.64 g·L~(-1)。研究表明,通过响应面法可以优化藻菌共生体系对畜禽养殖废水的处理工艺。对于不同的目标污染物,具有不同的最优参数组合。综合考虑各因素对各目标污染物去除效果的影响,可以选择废水处理工艺最优参数组合。通过回收在废水处理过程中生长的藻菌共生体用于后续生物质利用,可实现良好的经济价值,提高该工艺在污水深度处理中的应用前景。     

改性沸石制备及其同步去除农田排水氮磷研究

为进行高浓度农田排水的应急处理,以天然斜发沸石为原料,制备能够同步吸附NH4+-N、NO-3-N和TP的组合改性沸石,并对人工模拟农田排水进行处理。结果表明:采用0.01mol L-1LaCl3改性的沸石对NH+4-N和TP具有良好的吸附效果,可在10 min内达到吸附平衡,且与Freundlich等温吸附模型拟合度较高(R2>0.99);采用0.02mol L-1溴代十六烷基吡啶(CPB)改性的沸石可同时吸附NH+4-N、NO3--N和TP,在20min内即可达到吸附平衡,其与Langmuir等温吸附模型相关度较高(R2>0.97)。这两种改性沸石的吸附过程均符合准二级动力学模型。15g L-1的CPB改性沸石与8g L-1的LaCl3改性沸石组合处理模拟农田排水,反应20min,沉淀7min后,出水NH+4-N、NO3--N和TP浓度分别为0.23、2.18mg L-1和0.015mg L-1,去除率分别为95.38%、78.21%和97.12%。研究表明组合改性沸石可快速高效地处理农田排水。