BER-BCO耦合工艺净化模拟微污染河水及除磷机理研究

针对传统生物膜法对微污染河水脱氮除磷效率不佳的问题,设计了电极生物膜耦合生物接触氧化(BER-BCO)装置,采用单因素敏感性分析方法评估了不同碳源、电流密度、水力停留时间、填料填充比对工艺脱氮除磷效果的影响,并通过红外光谱表征阳极附近沉淀物表面特征官能团,探究系统除磷机理。结果表明,在使用乙酸钠为碳源、电流密度为0.09 mA/cm^(2)、水力停留时间控制为24 h、填料比为40%的条件下,BER-BCO系统的脱氮除磷效能得到了显著优化;NH+4-N、TN、TP的去除率分别达到了83.10%、56.46%、97.93%;最终出水除TN外均优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅳ类水质标准;红外光谱分析显示阳极附近形成的含磷沉淀物中含有Fe-O键、P-O键、Fe-OH键,表明铁阳极具有高效除磷的特性。

潜流人工湿地处理污染河水冬季运行及升温强化处理研究

考察了冬季潜流人工湿地污染河水处理系统在不同水力负荷下对污染物去除的效果.结果表明,水温15℃左右时,水力负荷由30cm/d降低到15cm/d后,氨氮转化率由14%上升到39%,COD的平均去除率由20%上升到31%,水温的降低对氨氮去除效果有很大的影响.在湿地表面覆盖塑料地膜能有效地提高系统对污染物的去除效果,覆盖地膜后,氨氮平均去除率由29.4%上升到67.6%,COD的平均去除率由29.0%提高到46.6%,脲酶活性由0.025 mg/(g.d)上升到0.037 mg/(g.d),脱氢酶的活性由0.17μL/(d.g)上升到4.54μL/(d.g).微生物活性研究表明,覆盖地膜后系统温度的升高能提高系统中微生物的活性.植物污染物质释放试验表明,冬季地表植物腐烂会向水中释放大量的污染物质,影响系统的净化效果,因此秋季应对湿地植物及时进行收割.

河岸芦苇、茭白和香蒲植物带处理受污染河水中试研究

利用中试规模的河岸植物带(芦苇、茭白、香蒲)及无植物空白带对受污染河水进行处理,并对它们处理结果进行比较.结果表明,3种植物均能强化污染物的去除.其中芦苇带效果最好,它在整个运行期间对COD、NH4+-N和TP的去除效果分别为43.7%、79.5%和75.2%.对出水溶解氧与水温进行了考察,结果表明植物带水体的溶解氧变化比无植物带小,水温比无植物带低.其中,芦苇带水的溶解氧最高,香蒲带水温和溶解氧最低.芦苇、茭白、香蒲带对河水中污染物的去除和改善水环境条件等方面表现了不同的特点,在河岸带修复时应尽可能保证水生植物的多样性.

人工湿地处理污染河水的持续性运行研究

中国北方地区城市纳污河道内的污染河水具有水量、水质、水温季节性变化大的特点,这给人工湿地污染河水处理系统的持续性运行造成很大困难.通过1a多的连续性运行,对潜流人工湿地污染河水处理系统的可持续运行问题进行了系统研究,年平均水力负荷为15 cm/d.结果表明,季节变化对氨氮的去除效果影响很大,夏季氨氮去除效果良好,去除率达70%以上,而冬季水温降低到15℃以下时,氨氮去除率降低到30%以下,但季节变化对COD去除效果的影响较小.人工湿地在夏季雨季时期可以承受较大的短期洪水水力冲击负荷,在100 cm/d的负荷下,对氨氮和COD的去除率分别可以达到52%和36%.基质脱氢酶活性与温度和污染物去除效果的季节性变化存在一定的正相关关系.

复合人工湿地对城市受污染河水的净化效果

采用2种复合人工湿地系统处理昆明市城市河流污水,为期1年的运行结果表明:2种复合人工湿地系统对城市河流污水具有良好的污染物去除性能,TN、TP、COD和SS的月平均去除率分别达到50%、85%、85%和80%以上;2种复合人工湿地系统具有良好的耐冲击性,季节变化对出水水质不存在显著影响。其中,垂直上行流复合人工湿地系统性能更优于垂直上行流与水平流复合人工湿地系统;强降雨会对复合人工湿地出水水质造成一定的影响。

低温下生态浮床净化重污染河水的研究

为了提高普通植物浮床在低温条件下对重污染水体的净化效果,引入陶粒作为浮床基质,在重庆地区的临江河构筑了植物—陶粒生态浮床,研究了美人蕉、风车草浮床在低温条件下对重污染河水中TN、TP和COD的去除效果。结果表明,美人蕉、风车草浮床对TN的平均去除率分别为36.2%、35.3%,对TP的平均去除率分别为30.1%、30.8%,对COD的平均去除率分别为27.8%、31.7%;其中,美人蕉、风车草的吸收作用可去除水体中7.2%、5.4%的TN,8.3%、6.8%的TP,陶粒的净化作用可去除水体中10.1%的TN、13%的TP和13.9%的COD。水温>10℃时,美人蕉浮床的净化能力明显高于风车草浮床,而风车草浮床在10℃以下的净化效果较好。

人工湿地系统处理污染河水的填料选配

选择不同的建筑废弃物作为主填料构建了4套人工湿地的中试系统，进行了人工湿地的填料选配研究。结果表明，以等体积掺混废砖块和废陶获得的混合填料构建的人工湿地系统，在处理含高浓度和低浓度有机污染物的河水时均表现出良好的除污效果。其在进水COD和氨氮浓度分别为40～70mg／L和10～35mg／L的情况下，对COD和氨氮的平均去除率分别达40％和56％；在进水COD和氨氮浓度分别为15～30mg／L和0．3～3mg／L的情况下，COD和氨氮的平均去除率分别为25％和70％。建筑废弃物混合填料来源丰富、成本低廉，对于处理水质季节性变化很大的污染河水，人工湿地系统具有良好的适应性。

改进型人工快渗系统处理污染河水中试

优化设计了人工快渗池的结构与滤料组成并进行了处理污染河水的中试。结果表明,该改进型人工快渗池对COD、SS具有良好的去除效果,去除率分别达到了85%和90%以上。但是相比于传统的快渗池,改进型人工快渗池对COD、SS的去除效果并没有显著提高。饱水层的设置为反硝化菌提供了长期淹水的厌氧环境,使改进型人工快渗池对总氮的去除效果较传统快渗池提高了近20%。同时,在饱水层内填充萤石砂,也提高了系统对总磷的去除效果。

微曝气生态浮床净化入湖河口污染河水原位模型实验

针对污染河水黑臭缺氧、NH4+-N含量高等问题,研发了一种"漂浮载体悬挂弹性生物膜填料+水生植物并辅以人工微曝气系统"的微曝气生态浮床系统.通过原位模型实验,研究了其在大清河入湖河口对污染河水的净化效果,当水力负荷为1500mm/d时,对TN和NH4+-N的平均去除率分别为81.1%、91.3%,对TP的平均去除率为72.7%,对PO43--P的平均去除率为92.5%,对有机物亦有较强的去除能力;处理1m3水需要的曝气费用约为0.007元.微曝气生态浮床系统整体运行稳定、去除效率高、能耗低,适合流水环境,可直接在污染河道和入湖河口区对污染河水进行自流净化.

人工湿地植物的选择及湿地植物对污染河水的净化能力

阐述了在人工湿地中植物的作用和选择人工湿地植物的原则,分析比较了4种常用于人工湿地的植物的生长特性、环境适应性,并进行了潜流人工湿地和生物滤床(作为人工湿地的对照试验)对污染河水处理效果的比较。结果表明,在湿地床中,美人蕉(C.flaccida)和香根草(Vetiveria zizanioides)长速较快,较适合于需快速启动的湿地系统;风车草(Cyperus slternifolius)长势良好,覆盖度接近100%;纸莎草(Cyperus papyrus)长势较差,环境适应性差。在HRT为13 h的运行条件下,系统稳定运行后植物对CODMn、TP、TN、NH+4-N的平均去除率分别为3.1%、2.0%、12.7%、5.2%,植物对浊度没有明显的改善作用。人工湿地有较强的耐冲击负荷能力,在HRT为13h条件下系统的处理能力还有较大的提升空间。

江苏新沂河河漫滩表面流人工湿地对污染河水的净化试验

通过构建于新沂河河漫滩上的表面流人工温地系统处理污染河水的现场中试研究表明,在CODMn和NH4+-N进水浓度分别为11．69-60．00 mg／L和1．37-20．18 mg／L时,种植千屈菜、美人蕉、香蒲、水葱4种不同植物的表面流人工湿地系统,对CODMn的平均去除效率分别为26．44％、40．12％、46．71％、28．23％,对NH4+-N的平均去除效率分别为64．27％、70．49％、66．78％、58．52％,其中香蒲和美人蕉的净化能力较强．4种植物中水葱的耐淹能力最强,在完全淹水达22 d以上时,水葱依然生长良好;千屈菜的耐淹能力最弱,在完全淹水7 d后就开始枯萎,淹水17 d后地上、地下部分全部死亡．

人工湿地在我国污染河水治理中的应用及去除效果统计分析

对国内人工湿地处理污染河水的研究应用及发展进行了介绍和总结.湿地类型主要有表面流、水平潜流、垂直流和组合工艺,通过收集其所在地、占地面积、工艺流程、几何尺寸、填料、植物、进水浓度、水力负荷、水力停留时间及重铬酸盐指数(CODCr,简称COD)、高锰酸盐指数(CODMn)、5日生化需氧量(BOD5)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、悬浮物(SS)等污染物去除率,构建了处理污染河水的各类型人工湿地资料库,并总结了各类型湿地在国内污染河水治理中的地理分布特点和湿地类型应用特点.统计分析各种类型湿地对各污染物的去除效果,并用t-test和one-way ANOVA进行差异性分析,结果表明垂直流及组合工艺人工湿地对污染河水中COD的去除效果明显优于表面流和水平潜流,各类型湿地对TN、NH4+-N、TP等氮磷污染物的去除效果差异并不显著,但垂直流及复合垂直流对TN、TP去除的稳定性优于其他3种类型.

低氧接触氧化/微曝气人工湿地工艺净化污染河水

采用低溶解氧接触氧化与微曝气垂直流人工湿地的组合工艺对滇池入湖污染河水进行处理,以解决人工湿地在高负荷下运行时易堵塞和效率低的问题。结果表明,在低溶解氧条件下接触氧化反应器对SS、COD的平均去除率分别为86.2%和57.4%,且运行稳定。新型轮换式微曝气系统的开发与应用使垂直流人工湿地中的溶解氧环境得到了改善,悬浮物及脱落的生物膜在气流作用下不易沉降堵塞,在气水比为1∶1的条件下湿地的进水氨氮负荷可达15 g/（m^2·d）,平均去除率为89.6%,硝化效率明显提高。TN的去除主要依靠湿地内部的硝化/反硝化作用,轮换式曝气使溶解氧梯度随时间和空间而变化,当出水溶解氧为2～4 mg/L时,湿地单元对TN的平均去除率为40.6%。该组合工艺整体运行稳定,除污效率高,为污染河水的净化提供了一种新的方法。

应用可渗透反应墙技术修复受污染河水水质的研究

通过中试考察了应用可渗透反应墙(PRB)技术修复受污染河水水质的可行性。结果表明:以铁屑、焦炭和沸石为介质的PRB系统对COD、TN、NO3--N、NH4+-N和TP都有较好的去除效果,平均去除率分别为59.36%、62.16%、76.62%、26.85%、82.04%。铁屑的内电解及净化材料的吸附是PRB系统去除污染物的主要机制。

渗流式生物床处理受污染河水的中试

采用渗流式生物床处理北方某受严重污染河水,结果表明,在HRT为 8h的运行条件下,系统稳定运行后对NH+4 -N的平均去除率为 94. 4%,对COD的平均去除率为 51. 3%,对浊度的平均去除率接近 100%。生物床沿程污染物变化表明,在HRT为 8h条件下系统的处理能力还有较大的提升空间。自然条件下系统可在 40d左右完成启动,并在填料上形成稳定的生物膜。

人工湿地处理污染河水的研究进展

介绍了不同类型人工湿地系统在处理污染河水方面的研究和应用,分析比较了各类型湿地去除污染物的效果,并探讨了人工湿地处理污染河水的发展趋势。人工湿地以其高效率、低投资、低运行费用等优点而适宜于污染河水的处理,水平潜流湿地、复合垂直流湿地以及组合湿地系统在处理污染河水方面都得到了广泛应用,而且组合湿地系统对TSS、BOD5、COD和TP的去除率要高于复合垂直流湿地和水平潜流湿地。但人工湿地在处理污染河水时对总氮的去除效果相对较差,冬季尤为显著,因此提高人工湿地对总氮的去除率是今后研究的重要内容之一;此外,在人工湿地中基质、植物、微生物对污染河水中低浓度污染物的去除机制及长期去除效果方面,需要进行系统全面的研究。

海绵铁和陶粒填料生物膜净化微污染河水实验研究

以海绵铁和陶粒为填料进行生物膜原位净化城市微污染河水的效果研究,考察了2种填料分别在饱和DO和低DO含量条件下,以及海绵铁在低DO含量条件下减小HRT和陶粒在无曝气条件下,对NH_4^+-N、TN、TP和COD的处理效果和填料的筛选并探讨了机理。结果表明,增大曝气能保证DO含量饱和,但会对生物膜产生冲击而影响载体表面生物膜量。陶粒和海绵铁分别在第23天和第56天挂膜成功,陶粒比海绵铁挂膜速度快得多。为防止海绵板结现象,可将海绵铁按40%的体积填充率分散装入直径9 cm左右的网状聚酯纤维球内。海绵铁在持续运行期间去除效果总体优于陶粒,在低DO含量条件下更适合用来改善河水水质。

深度处理污染河水的反渗透膜污染特性与防治

对以受污染河水为原水的反渗透系统膜污染问题进行了分析,初步认定反渗透膜污染是以生物粘泥、铁的氧化物及有机物为主的综合污染,而预处理的不完善、清洗方案选择不合理以及杀菌措施不够是导致膜污染的主要原因,最后提出了相应的解决办法。

硅藻土混凝剂在污染河水处理中的应用研究

以改性硅藻土为混凝剂,对具有不同污染特征的苏州河各支流污染水体进行了化学强化一级处理试验研究。结果表明,硅藻土混凝剂的最佳投药量随原水水质的不同而不同;硅藻土对COD+(Cr)和P有较高的去除效率,而对NH_3-N的去除率不高;不同污染河水水质对硅藻土的混凝效果有比较显著的影响,表现为在混凝剂的最佳投药量条件下,COD_(Cr)去除量与原水COD_(Cr)之间存在着显著的线性关系。

氧化塘-潜流湿地处理低污染河水中试工程

以昆明市新运粮河工程示范区的间歇进水、连续出水氧化塘-水平潜流人工湿地复合系统为研究对象,探讨了该中试系统处理城市暖季与寒季低污染河水的运行状况,结果表明,间歇进水、连续出水塘-湿地复合系统可以有效处理暖季与寒季低污染河水,暖季各污染物的去除率平均分别为COD 73.8%、TP 78.9%、TN 64.4%、NH4+-N75.1%,寒季各污染物的去除率平均分别为COD 64.6%、TP 72.8%、TN 40.1%、NH4+-N 56.6%。系统出水均达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)的一级A标准,可作为城镇景观用水和一般回用水。