生物慢滤系统处理微污染水体的试验研究:两种滤料的对比

滤料的特性是决定生物慢滤系统对各类污染物去除效果的主要因素之一,然而国内外在不同滤料的生物慢滤系统净化效能比较和微生物机制方面的研究十分有限。本研究选用石英砂和活性炭作为生物慢滤系统的滤料,比较了它们在污染物去除和微生物群落方面的异同,并在滤料堵塞时开展了反冲洗实验。结果表明,两柱均需要26 d完成挂膜。挂膜完成后,活性炭柱对浊度、CODMn和氨氮的去除率分别为92.18%、65.53%和99.37%,而石英砂柱的去除率分别为91.89%、42.91%和98.87%,活性炭柱的去除率优于石英砂柱。在挂膜期间,石英砂柱和活性炭柱都出现了亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累现象。石英砂柱主要的优势菌群为A0839和Rhodobacter,而活性炭柱主要的优势菌群为Ramlibacter、Pseudomonas和Leptospirillum,从微生物群落的角度解释了活性炭柱对有机物和总氮的去除效果优于石英砂柱。活性炭滤料的穿透深度大于石英砂滤料,石英砂柱的滤料主要是前40 cm发生堵塞,而活性炭柱的滤料是前60 cm发生堵塞。在滤料膨胀系数为30%时,石英砂柱和活性炭柱的反冲洗强度分别为6.83 L·m^(-2)·s^(-1)、3.16 L·m^(-2)·s^(-1),活性炭柱的反冲洗水量比石英砂柱少了53.7%。本研究为农村地区慢滤系统滤料的选择提供了技术依据,为滤料的堵塞问题提供了经济可行的解决方案,为该技术在农村供水技术中的应用提供了技术支持。

纳滤去除微污染水中Pb^(2+)、Cd^(2+)的影响因素

随着污废水排放的增加,饮用水水源水体中重金属离子超标的现象时有发生,尤其是铅、镉等危害较大的重金属离子.此类重金属具有毒效长、不可降解等特点,由于重金属离子的特有性质,采用传统处理方法难以达到安全饮用水标准.本文采用自行设计的纳滤小试装置,选用正交试验测试VNF-4040K与ESNA1-4040两支纳滤膜对微污染水中Pb^(2+)、Cd^(2+)的去除效果,并采用幂函数多项式拟合试验数据表征试验指标与各因素的函数关系,考察了进水浓度、电导率、p H值、膜通量及回收率对纳滤去除重金属离子效果的影响.通过试验得出:VNF-4040 K与ESNA1-4040 2支纳滤膜对Pb^(2+)、Cd^(2+)的去除均受到操作条件的影响,进水浓度的变化对去除率影响较大,在浓度倍数为1倍时达到最高,分别为94.76%,84.49%,97.64%,95.69%;膜通量与2支纳滤膜对重金属离子(Pb^(2+)、Cd^(2+))截留呈正相关;而电导率、回收率与去除率呈负相关,碱性条件有利于纳滤膜对重金属离子(Pb^(2+)、Cd^(2+))的去除;ESNA1-4040膜对Pb^(2+)与Cd^(2+)的去除率均优于VNF-4040K膜.

微污染水深度处理技术研究进展

随着社会的进步和人们生活水平的提高,越来越多的污染物进入到水体。造成微污染水。如何有效处理微污染水是摆在水处理领域研究人员面前的一道难题。单一的微污染水处理技术无法达到预期的处理效果,越来越多的深度处理组合工艺被研究使用。文章主要介绍了臭氧组合技术、膜工艺组合技术和光催化氧化组合技术深度处理微污染水,并辅助案例说明,供水处理领域研究者参考。

预氧化强化微涡流絮凝处理微污染水的优化

针对常规混凝工艺处理微污染水时存在的药剂成本高、出水水质不稳定等问题,对比研究了高锰酸钾、二氧化氯和过氧化氢强化混凝处理微污染水的效果,并采用响应面法(RSM)建立了浊度、UV254及CODMn去除率与流量、混凝剂投加量及预氧化剂投加量间的二次回归模型,研究了各因素间的交互作用对预氧化-微涡流絮凝工艺处理微污染水的影响。结果表明:高锰酸钾在降低颗粒排斥力和去除有机污染物方面优于二氧化氯和过氧化氢;结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到最佳工艺参数如下:流量为6.5 m3/h(絮凝时间为15.7 min)、PAC投加量为20.8 mg/L、KMnO_(4)投加量为1.0 mg/L,此条件下浊度、UV_(254)、COD_(Mn)去除率分别为90.69%、69.26%、67.99%。优化后的工艺可为实际应用提供一定参考。

市政管网溢流污水及微污染水高标准处理探索与实践

随着城市发展对水环境要求的提高,部分水环境敏感地区的污水处理排放标准要求在达到一级A标准的基础上,进一步提高至《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类甚至Ⅲ类水标准,湖北某核心水源地也在污水高标准处理方面进行了积极探索和实践。该水源地的某入库河流水质不达标,在推进源头减排措施的同时,结合该河来水量平衡分析,启动了该河水质净化工程,处理溢流污水和微污染河水,旨在进一步削减入河污染物,为入库控制断面水质达标提供最后一道屏障。工程设计规模为8万m^(3)/d,其中5万m^(3)/d为微污染河水,采用“高密度沉淀+人工快渗”作为主体处理工艺,3万m^(3)/d为市政管网溢流污水,采用“改良厌氧-缺氧-好氧+膜生物反应器(AAO+MBR)”作为主体处理工艺,出水水质COD_(Cr)、BOD_(5)、氨氮、TP浓度达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类和Ⅳ类水标准。该文系统介绍了工程项目的总体方案,项目投产以来,MBR区持续稳定处理市政管网溢流污水,人工快渗区由处理微污染河水调整用于应急处理上游某污水处理厂尾水,运行效果稳定,管理方便,为高标准处理溢流污水、微污染水及水环境提升项目提供技术参考。

改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺处理微污染水中氨氮的试验研究

珠江水系上游河段的微污染水源水存在氨氮浓度突发性增高的情况,而传统的饮用水处理技术不能有效去除氨氮。本研究采用改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺,建立一套污水处理能力1 m^(3)/h的中试装置,对存在氨氮浓度突发性增高的微污染水进行处理。结果表明,氨氮浓度突发性增高时,改性沸石吸附对氨氮的去除率为44.51%,改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺的氨氮去除率可达94.17%,出水氨氮浓度低于0.5 mg/L。相比常规工艺,改性沸石吸附+生物接触氧化组合工艺可以减少运行费用约0.066元/m^(3),减少率为14.8%。

沸石联合微生物固定化去除微污染水体中氨氮的研究

将沸石联合经过驯化的活性污泥微生物固定化,通过静态实验,考察了不同粒径沸石及不同组分固定化方法对沸石联合微生物固定化去除氨氮的影响;通过动态实验,考察了沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮的机制。结果表明,活性污泥经过16d的驯化,氨氮去除率为90%以上;沸石吸附氨氮为快速吸附,粒径<0.5mm的沸石的吸附容量明显大于其他粒径的沸石;不同组分固定化小球对氨氮的去除效率不同,各组分均有贡献,吸附容量依次为:沸石固定化小球>沸石联合微生物固定化小球>微生物固定化小球;沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮可分为4个阶段,即沸石吸附阶段、吸附饱和及微生物适应阶段、硝化作用明显加强和沸石部分再生阶段、微生物作用良好和沸石进一步再生阶段,最终沸石吸附与生物再生处于良好的动态平衡中,氨氮去除率达到60%左右。

纳滤膜技术和微污染水处理

饮用水水源的污染日益严重,对人类的健康带来了极大的危害,对净水技术提出了新的挑战。常规水处理工艺对微污染水的净化很难达到健康饮用水标准,纳滤膜分离技术能很好地实现对微污染原水的彻底处理,出水水质稳定安全,完全可达到健康饮用水标准。对纳滤膜分离技术,纳滤膜技术在微污染处理中的作用,纳滤技术处理微污染水的工艺、预处理、膜污染以及经济性进行了介绍和分析。

有机改性凹凸棒土吸附微污染水中苯酚的试验研究

研究了用聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）改性凹凸棒土对微污染水中苯酚的吸附性能、影响因素及其再生后吸附效果．结果表明：PDMDAAC改性凹凸棒土对微污染水中苯酚具有较强的吸附能力，在pH=6～8、苯酚浓度为10mg／L、投加量为40g／L、吸附时间40min的条件下，吸附去除率达89％；改性后的凹凸棒土可用碱进行再生，再生后对苯酚的吸附能力没有明显下降；改性凹凸棒土的静态吸附行为符合Freundlich吸附等温方程．

微污染水源水中磷的去除

微量和限量的有毒有害有机污染物和城市污水中的氮磷进入水体,使饮用水水源受到轻度污染,这不仅威胁了人类的健康,也对传统净水工艺提出挑战。研究了电凝聚法对微污染水中磷的去除效果,并探讨了电流密度、电解时间、pH值等主要因素对除磷效果的影响。

固定化生物活性炭处理含硝基苯微污染水的可行性研究

以硝基苯为主要目标污染物,探讨固定化生物活性炭(IBAC)工艺对含硝基苯微污染水的净化效能以及利用该工艺处理含硝基苯微污染水的可行性.采用筛选、驯化的工程菌,对活性炭(GAC)进行固定化,使之成为固定化生物活性炭处理含硝基苯微污染水.试验对比了IBAC和GAC去除硝基苯、高锰酸盐指数、浊度、UV254、氨氮、亚硝酸盐氮的性能,测定了炭柱进出水中生物综合毒性,考察了炭柱在接种后以及运行相对稳定时炭上细菌总数的变化.结果表明,IBAC启动速度快,对微污染物净化效能较高;IBAC对硝基苯的去除效果更好,在遭遇冲击负荷时,恢复净化能力的时间较短;炭柱进水中硝基苯控制26μg/L以下时可保证出水检不出硝基苯;加入硝基苯会明显增加水的毒性,IBAC出水毒性低于GAC出水;IBAC上细菌总量较高,沿水流方向,炭柱上的菌量都是先增加后减少.

强化混凝消除微污染水中有机氯的研究

以聚合氯化铝和聚合硫酸铁为絮凝剂，采用强化混凝的处理方法，对微污染水中有机氯（ocl,s）的消除进行了研究，考察了混凝剂投加量、pH值、原水浊度、温度和凹凸棒土助凝剂等因素对OCPs消除效果的影响．结果表明，pH值在5-6，PAC投加量为14mg／L时，OCPs及浊度的去除率分别达到57．03％～74．83％和98．18％；OCPs和浊度的去除率随原水浊度的增加而增加；低温有利于OCPs去除、活性炭和改性凹凸棒土作为助凝剂对OCPs的去处率有不同程度地提高，分别投加5mg／L改性凹凸棒土和活性炭，OCPs去除率分别达到47．4％-78．2％和22．8%-79．5％，低投加量下改性凹凸棒优于活性炭；混凝对DDT去除好于HCHs；PFS去除OCPs的效果好于PAC．

改性滤料强化过滤处理微污染水

实验室制备涂氧化钛的改性滤料,对微污染水进行强化过滤处理,结果表明:其去除浊度、有机物、藻细胞等污染物的能力要比普通石英砂滤料强:与涂氧化铁的改性滤料相比,二者去除浊度的能力相近,但涂氧化钛的改性滤料去除有机物、藻细胞的能力要强。根据改性滤料的除污机理,滤料去除浊度的能力与其表面电位和其结合有机物的能力有关;而去除有机物、藻细胞的能力主要与其表面晶格金属阳离子价数有关,金属离子价数越高,其结合有机物阴离子基团的摩尔数就多,去除有机物、藻细胞的能力就强。这为新型高效滤料的研制提供了方向。

碳纤维湿地式浮床对微污染水体的净化研究

首先研究了千屈菜(Lythrum salicaria Linn)、小香蒲(Typha minima Funk)以及黄菖蒲(Iris pseudacorus)3种较适合北方种植的耐寒植物在微污染水中的生长状况及对污水的净化效果,其次研究了碳纤维湿地式生态浮床系统对微污染水体中各指标的净化效果。结果表明,综合分析生长状况及对污水的净化效果,最适合用于浮床的植物依次是千屈菜、小香蒲、黄菖蒲。在水力停留时间1 d及气水比为2∶1的条件下,种植了千屈菜的碳纤维湿地式生态浮床对污水中的浊度、COD、NH4+-N以及TP都有很好的去除效果,平均去除率分别为96.47%、83.76%、90.48%及81.58%以上。但浮床系统对微污染水体中的TN去除效果不佳,平均去除率仅为15.80%。

高铁酸钾同时降解微污染水中苯酚和Cr(Ⅵ)的研究

研究了高铁酸钾同时去除微污染水中苯酚和Cr(Ⅵ).利用静态试验,分析了去除效果的影响因素,并初步探讨了其降解机理.结果表明,高铁酸钾氧化-絮凝协同去除Cr(Ⅵ)、苯酚和CODMn在氧化pH值为4.0,氧化时间20min,絮凝pH值为7.0,絮凝时间30min,高铁酸钾与苯酚的质量比为10:1的最佳条件下,Cr(Ⅵ)、苯酚、CODMn的去除率分别达到84.41%、28.33%、23.34%.说明高铁酸钾是一种可高效去除微污染水中Cr(Ⅵ)的水处理剂.

沸石-石英砂生物滤池处理微污染水中试研究

通过中试考察了沸石-石英砂双层滤料生物滤池处理微污染水的运行效能，探讨了生物滤池处理此类水体的可行性．结果表明，生物滤池可以有效地提高出水水质，对浊度、CODMn、波长为254mm的紫外吸光度A254、NH3-N和NO2^--N的去除率分别达到93．5％、38％、40％、95％及100％，而且工作区间主要集中在滤层上部30cm内；反冲洗对滤料表面附着的微生物膜影响很小，生物膜在反冲洗后1～2h内能恢复到反冲洗前的水平．因此，对于该污染水源水，采用沸石-石英砂生物滤池替代原有普通滤池．

改性沸石去除微污染水中氨氮的试验

采用壳聚糖和氢氧化钠对天然沸石进行了改性,制备了新型改性沸石,并采用吸附-混凝的处理方法,对微污染水中氨氮的去除进行了试验研究.通过扫描电镜和能谱分析对沸石进行了表征;考察了吸附时间、pH、氨氮初始质量浓度和沸石投加质量浓度等因素对氨氮去除效果的影响.结果表明,在氨氮初始质量浓度为2.51 mg.L-1的微污染水中,投加质量浓度为1 g.L-1的改性沸石,氨氮去除率达到70.8%,更适用于现有的自来水工艺.

强化混凝与臭氧预氧化强化处理微污染水的对比

当源水的有机物浓度较高时,常规过滤效果明显降低,采用强化混凝和臭氧预氧化可强化过滤效果,但二者的强化机理不同。强化混凝是通过对污染物的吸附等作用,使小颗粒浊度物质、溶解性有机物、UV254得到有效去除;臭氧预氧化则是通过改善粒径相对较大的颗粒物的表面性质来强化过滤效果。臭氧预氧化会使有机物的结构发生改变,但其必须与其他分离工艺(絮凝、沉淀、过滤等)有效结合,才能强化去除污染物。滤后水的THMFP都较进水有所升高,其中臭氧预氧化强化过滤后的THMFP升幅最小。

电化学氧化法处理微污染水中的氮

采用电化学氧化法,对微污染河水中氨氮(NH3-N)和总氮(TN)的去除效果进行了研究.结果表明,电化学氧化法是一种适宜于微污染水脱氮的技术.根据电解效果影响因素的筛选,最佳工艺条件为:极板间距1.0cm,水力停留时间10min,操作电压11V;此时,NH3-N去除率可达到74.2%,TN去除率可达到63.8%.同时考察了Cl-的含量对NH3-N去除效果的影响,结果表明,在操作电压为8V,极板间距为1.0cm时,以氨氮去除率50%为目标,最佳投盐比为3∶1(Cl-与NH3-N的物质的量之比).

臭氧预氧化与混凝联用工艺处理低温微污染水的试验研究

目的研究臭氧投加量、接触氧化时间等因素对臭氧预氧化与混凝联用工艺处理低温微污染水的影响,以及臭氧预氧化在常规水处理工艺基础上的净水效果.方法采用静态试验,改变臭氧投加量,接触氧化时间等参数,分别对比了高锰酸盐指数、浊度和色度的去除效果.结果臭氧投加量0.5(mg.L-1)时,沉淀出水各项指标就具有明显的去除效果.在投加量为3(mg.L-1)接触氧化时间为15 min时,沉淀后出水的高锰酸盐指数、浊度、色度分别降低了18.4%、95.9%和81.9%.比直接采用聚合氯化铝混凝的去除率分别提高了5.8%、23.6%和22.4%.结论对于低温微污染水源水,臭氧预氧化与混凝联用工艺能有效地去除有机物、浊度、色度,使处理后水质达到标准.