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。

农村供水工程中生物慢滤净水工艺数字孪生实践

在新形势下,国家大力推进数字孪生技术在农村供水工程管理中的应用。我国西南丘陵山区农民居住较为分散,水源多样,生物慢滤技术因其构造简单、对水质适应性强而被广泛应用,但在日常运行过程中存在维护不及时、无法准确判断出水是否达标等问题,对供水安全构成威胁。生物慢滤技术实施数字孪生建设,通过在关键节点安装监控设备,监测供水过程的浊度、滤速和水质等参数,监测数据由无线遥感终端汇集至数据分析系统,对超出阈值的实时数据发出报警,通知管水员实地检查。三峡库区秭归县水田坝乡工程实践结果表明,农村供水工程进行智慧化改造能够改变人工现地管理传统方式,减轻了管水员的工作压力,供水水质得到保障。从实践的效果来看,生物慢滤净水工艺数字孪生是农村供水工程智慧化供水的一次有益尝试。

家用型生物慢滤装置在窖水处理中的应用

针对西北村镇集雨水窖的水质问题,利用生物慢滤技术,在传统的窖水水质处理基础上研发了实用型家庭窖水水质处理装置,分析了利用该装置系统进行窖水处理的效果与机理,确定了膜的生长周期.结果表明:在滤速为0.1m/h的情况下,生物膜成长期为15～25d.该装置对浊度平均去除率为95.7%,对CODMn平均去除率为36.8%,对氨氮平均去除率为85.9%,对菌落总数平均去除率为95.7%,对总大肠菌群平均去除率为100%.

生物慢滤技术脱氮性能试验研究

对生物慢滤技术脱氮性能和硝化反硝化过程进行了研究。当慢滤反应器表面形成稳定的生物黏膜后,分别进行氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮去除效果试验研究。通过投加重金属盐,进行脱氮效果影响研究。结果表明:①氨氮去除率与进水氨氮浓度关系不大,氨氮去除率稳定在90%以上。②生物慢滤反应器中硝化过程主要在滤料上部0.5m高度内完成,反硝化过程位于反应器下部。③生物慢滤反应器为维持较高的氨氮去除效果,滤速应小于0.6m/h;④当进水中铅、镉离子浓度超过国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅴ类水标准时,氨氮去除率下降50%。

生物慢滤技术在西北村镇集雨饮水处理中的应用

通过对传统慢滤技术改进,研发了家用自动生物慢滤水处理设备并在甘肃省会宁县进行了实际应用。结果表明,该装置对原水中的浊度、细菌、总大肠菌群均有较好的去除效果,为保障西部农村饮水安全提供了技术支撑。

生物慢滤对污染物的去除效果研究

生物慢滤作为预处理可以充分发挥微生物的生物降解作用,初步去除原水中的有机污染物及氮、磷等无机污染物。研究了生物慢滤作为预处理措施处理微污染原水的效果。结果表明,生物慢滤对于去除水中浊度、CODMn、NH4+-N、TN、TP有很好的处理效果,平均去除率分别达到92.3%、34.5%、90.2%、45.2%、30.6%。

生物慢滤处理微污染窖水不同滤料挂膜对比实验

研究生物慢滤技术处理微污染窖水的过程中,石英砂、火山岩、麦饭石3种滤料挂膜成功的时间和对污染物的去除效果,探讨了滤料成分中Fe元素、Mg元素、Ca元素对生物膜中微生物的作用。结果表明,火山岩中Fe元素、Mg元素、Ca元素含量最多,麦饭石次之,石英砂最少,且石英砂、火山岩、麦饭石挂膜成功的时间分别为43、29、37 d。挂膜成功后,对浊度、氨氮、CODMn、UV254、菌落总数的平均去除率均为火山岩>麦饭石>石英砂。由此可知,Fe元素、Mg元素、Ca元素可在一定程度上促进微生物的生长、繁殖、聚集,使得火山岩挂膜成功的时间最短,对污染物的去除效果最好,麦饭石次之,石英砂最差。

生物慢滤技术中的微生物作用研究

为了探讨生物慢滤反应器中的微生物作用,本文对滤床不同深度的滤料取样进行扫描电镜分析,结果表明,表层生物黏膜中含有丰富的微生物种群,包括细菌、藻类、原生动物以及各种微生物分泌物,这些微生物形成了良性循环食物链。本文对滤床不同深度的滤料取样分析了细菌总数、SS、POC三个指标,结果表明,微生物主要集中在表层滤料2cm厚度内,滤床达到90cm高度即能保证出水水质,这为生物慢滤反应器设计和运行维护提供了参考数据。随后对生物慢滤反应器进行了避光试验,结果表明,生物慢滤反应器采取适当的遮挡避光措施既可以有效减少藻类生长,增加运行周期,又不会降低处理效果,对于我国福建、四川、湖北等地生物慢滤技术的实际应用具有指导意义。

生物慢滤降解微污染水中半挥发性有机物的实验研究

文章研究了生物慢滤技术处理微污染水中半挥发性有机物(以敌敌畏、乐果、蒽、菲为例)。当慢滤反应器表面形成成熟稳定的生物粘膜后,分别进行敌敌畏、乐果、蒽、菲的试验研究。实验结果表明,当原水中的敌敌畏、乐果、蒽或菲的浓度约为1.00μg/L时,生物慢滤反应器运行2 d后,对敌敌畏、乐果的去除率稳定在80%左右,运行3 d后,对蒽、菲的去除率稳定在80%左右;生物慢滤反应器对敌敌畏、乐果、蒽、菲的去除率基本不受原水浓度的影响,原水浓度高达10.00μg/L时,生物慢滤反应器出水仍能降至0.1μg/L以下,去除率超过70%,能够满足生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)的要求;慢滤反应器的滤料高度对敌敌畏、乐果、蒽、菲的去除效果有一定的影响,但反应器对该有机物的去除主要发生在填料上部30 cm高度内。

生物慢滤技术降解微污染水中蒽的实验研究

采用生物慢滤技术处理含有蒽的微污染水。当反应器中浊度、氨氮、CODMn的去除率基本恒定时,认为慢滤反应器已进入动态平衡状态。在反应器进入平衡状态后,分别进行去除蒽的试验研究。实验结果表明,填加活性炭生物慢滤反应器能在更短运行时间内对浊度、氨氮、CODMn等达到稳定的去除效果,但随着运行时间的增加,填加活性炭反应器与石英砂反应器有相近的去除效率;对含有同一浓度蒽的原水(1 000ng/L),形成成熟稳定生物膜的慢滤反应器运行3d后,对蒽有较为稳定的去除率;不同浓度蒽原水(100～10 000ng/L)经过慢滤反应器后,出水蒽含量均降低到100ng/L以下,蒽的去除率在70%以上;慢滤反应器的滤料高度对蒽的去除效果有一定的影响,但反应器对蒽的去除主要发生在填料上部30cm高度内。

改性氧化铁沸石用于生物慢滤柱去除窖水中氨氮的实验研究

对比分析改性氧化铁沸石和普通沸石用于生物慢滤柱中的挂膜情况和对氨氮的去除效果,研究滤层厚度、滤速、水温、进水氨氮和CODMn负荷对氨氮去除率的影响。结果表明,沸石经改性后改善了表面性能,装填改性沸石的慢滤柱挂膜更快,对氨氮的去除率更高。慢滤柱对氨氮的平均去除率可以达到85%以上。随着滤层厚度增加氨氮去除率升高;滤速越大去除效果越差;氨氮去除率同水温呈正相关,与进水CODMn负荷呈负相关;进水氨氮负荷较低时,去除率随负荷加大而升高,进水氨氮负荷高于0.08mg/(L·h)时,去除率基本无变化。

浅层地下水生物慢滤水处理工程的运行维护技术

运用成熟的生物慢滤水处理技术,选取四川省丘陵区具有代表性的浅层地下水水源为研究对象,总结提炼出适应于不同地形地貌、不同供水规模、不同水源特征的生物慢滤工程运行维护技术,它涉及运行前检查,供水量、滤速的测试,工程的日常运行维护,工程建设管理等各个方面。

生物慢滤水处理技术在闽北农村安全饮水中的应用

建瓯市位于福建省北部．全市土地面积4233km^2．是福建省面积最大的县级市。建瓯总人口51．7万人．其中约有30万人饮水不安全。2004—2006年．建瓯市农村已在89个村所在地建设了不同规模的安全饮水生物慢滤水处理工程．其水处理工艺流程、生物慢滤池剖面分别如图1、图2所示。

川中丘陵区浅层地下水生物慢滤水处理效果的研究

川中丘陵区浅层地下水生物慢滤工程的试验结果显示出其对常见污染物指标的去除效果。该系统对原水污染物各指标的去除率都在50%以上,而清水池中加臭氧处理后,污染物各指标去除率可达60%以上,出水水质均能达到国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)。此技术可作为农村饮水安全工程建设中的一种实用水处理模式,具有良好的应用价值和推广前景。

生物慢滤工艺不同深度净化景观水效果研究

生物慢滤工艺对COD、 SCOD和浊度去除率分别可达到49％、46％和77％；对COD、 SCOD和浊度，系统表层填料对COD、 SCOD和浊度的去除贡献较大；在填料5 cm以下装置对有机物和浊度的去除曲线斜率基本一致。生物慢滤池对于TP和溶解性磷酸盐可达到70％以上；系统对总氮去除率一般只有18．0％～30．0％，对氨氮去除率可达33％～67％。沿不同深度，磷和总氮的去除率基本呈不断增大的趋势；而氨氮的去除率呈现先增大后减小的规律。

生物慢滤处理MBBR法A^2/O工艺出水的实验研究

针对我国水资源短缺的特点,本课题采用生物慢滤对MBBR法A2/O工艺出水进行了实验研究。反应器采用连续进水动态自然挂膜的方式启动,通过对各项指标去除效果反应微生物的生长演化过程,并进行不同滤料层高度各参数的变化关系分析。结果表明:反应器启动分为三个阶段——沸石滤料的离子交换吸附阶段、微生物适应阶段、微生物活性稳定阶段。在低碳源的条件下,反应器经45天挂膜启动成功,对氨氮、COD、浊度、TP的去除率分别为85%、47%、80%、9%;在稳定运行阶段,氨氮、COD、NO2-N、NO3-N在生物慢滤柱中的最佳去除高度分别为距进水口0~150 mm、0~150 mm、300 mm左右、300~600 mm范围内,间接反映了生物慢滤柱内菌种的空间分布特征,对确定生物慢滤柱中碳氧化和氨氮硝化的最佳床层高度,降低成本具有非常重要的意义。

生物慢滤系统对再生水中氮磷降解的试验研究

利用生物慢滤系统中菌-藻共生的特点,对用于景观补水的再生水中氮磷进行有效的去除,可有效预防由于再生水中氮磷营养盐浓度较高而引发的景观水体富营养化问题。通过生物慢滤系统净化再生水的试验研究表明,生物慢滤系统在保持上覆水深为80cm、滤层厚度为80cm、滤速为0.1m/h的条件下,对水体中总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷和高锰酸盐指数平均去除率分别为57.55%、50.16%、46.37%、66.32%和47.04%,叶绿素a的去除率可达95.75%;经生物慢滤系统处理后的再生水在景观储存过程中藻类的生长缓慢,叶绿素a含量始终维持在较低水平,氮磷含量较低且趋于稳定。经生物慢滤池处理的再生水用于景观水体的补充水源,可减少富营养化的发生频率。

生物慢滤技术研究文献现状分析

本研究对生物慢滤技术研究的文献现状进行分析研究。共搜索到相关文献175篇,其中期刊论文123篇,占比最大;从文献年度分布来看,生物慢滤研究阶段大致分为1982-2003年的萌芽期和2004-2015年的快速发展期2个阶段;从研究内容来看,技术研发类和理论研究占绝对优势;对从国内的研究展开区域来看,湖北占了五分之一以上,是研究最活跃的地区。

微污染水中镍离子初始浓度对其在不同生物慢滤柱中去除的影响

采用生物慢滤技术研究镍离子初始浓度对不同滤料(活性炭、沸石和石英砂)的生物慢滤去除微污染水中镍离子的影响。结果表明,不论微污染水中的初始镍离子浓度(0.04,0.08,0.12,0.16 mg/L)为多少,在不同滤料(活性炭、沸石和石英砂)的生物慢滤中均呈现出镍离子去除率先下降后上升。系统稳定后,活性炭滤柱的去除率先保持90%后下降至87%左右;沸石滤柱的去除率先从85%上升至87%后下降至83%;石英砂滤柱的去除率先从70%上升至84%后降至79%。刚开始镍离子对除镍微生物有毒害作用,导致其去除率降低,随后因为除镍微生物活性的恢复,去除率又开始升高;适当提高镍离子初始浓度有助于提高去除率,但镍离子初始浓度过高会对除镍微生物造成不可恢复的损害,导致去除率显著降低,微污染水中镍离子的初始浓度分别为0.08,0.12 mg/L时去除水平最高;活性炭滤柱的去除率最高,其次是沸石滤柱和石英砂滤柱。

生物慢滤技术在石漠化农村中的探索与实践

生物慢滤技术因为具备运行简单、成本低廉、操作方便、对致病污染物的去除率高等优点,对饮水来源分散、水质不达标的偏远农村地区较为适用。以贵州毕节撒拉溪喀斯特石漠化农村地区为研究区,结合当地地质条件、饮水现状和改善水质意愿,实地分散地修建7户生物慢滤池作为试点。通过对慢滤池的运行情况和进出水水质监测分析,证明了生物慢滤池可以有效的改善饮水水质。指出了对于水源分散且水质不达标的石漠化农村地区,修建生物慢滤池的必要性和重要意义,对生物慢滤技术在石漠化农村地区的可行性进行分析,证明生物慢滤技术可以适用在石漠化农村地区,为该地区农村饮水安全工程问题提供参考。