壳聚糖改性蛭石混凝除藻机理研究

文章对比了壳聚糖和改性蛭石对水华微囊藻的去除效果,通过Zeta电位、藻絮体形态分析探究改性蛭石混凝除藻机理。结果表明,单独壳聚糖投加量为1.8 mg/L时,浊度、藻密度和叶绿素a的去除率分别为93.21%、96.17%和95.63%;壳聚糖与蛭石投加比为1∶15(蛭石投加量为18 mg/L)时,絮凝效果最好,浊度、藻密度和叶绿素a的去除率分别达到95.16%、96.67%和100%,且生成的藻絮体更为密实、沉降性能更好、抗扰动性强。壳聚糖包裹在蛭石表面形成了正电性的改性蛭石,通过中和藻细胞表面电荷,使其脱稳聚集。藻絮体的显微、SEM图像和分形维数分析可得,改性蛭石混凝除藻过程中,藻絮体以蛭石为凝聚核,凝结成了内部为网状的凝聚团且其分形维数为1.832。

改良填料对地下渗滤系统污水处理效果研究

为提高SWIS的水力渗透性能和改善系统内部氧化还原环境,组建了3套改良地下渗滤系统,1~#土壤-生物基质,2~#土壤-煤渣-生物基质,3~#土壤-煤渣,在水力负荷10 cm/d运行时,研究填料改良对地下渗滤系统污水处理效果的影响。结果表明,COD、TP、NH_4^+-N和TN的平均去除率,1~#分别为86.31%、99.83%、92.56%和46.78%,2~#分别为88.60%、99.57%、92.83%和79.99%,3~#分别为85.17%、99.84%、93.68%和65.12%。3套装置对COD、TP和NH_4^+-N均有较好的去除效果,平均去除率均超过85%,且2~#装置脱氮效果较为突出,说明煤渣与生物基质分层装填可改善系统内部氧化还原环境,并补充反硝化碳源强化脱氮效果,进而提高地下渗滤系统污水处理效果。

不同填料对地下渗滤系统脱氮效果的影响

为改善地下渗滤系统(SWIS)脱氮效果,以煤渣和生物基质为填料,构建了1#、2#、3#3套装置,研究水力负荷对地下渗滤系统脱氮效果的影响.结果表明,当水力负荷为10cm/d时,1#装置对NH4+-N、TN平均去除率分别为92.78%>54.77%,但当水力负荷为20cm/d时装置因渗透性较差无法正常运行.2#、3#装置分别在水力负荷为10、20cm/d下运行时,对NH4+-N平均去除率分别下降了24.26个和14.57个百分点,对TN平均去除率分别下降了13.37个和8.13个百分点;TN的去除率变化较大,但其脱氮能力有所提高.2#装置脱氮效果最好.适当添加生物基质可有利于TN的去除,并保持着良好的渗透性能.因此,为保证改良的SWIS在水力负荷为20cm/d下正常长期运行,则与渗透性能较好的煤渣配比时生物基质的量应保持适当的比例.

红壤煤渣分层地下渗滤系统处理生活污水研究

为改善地下渗滤系统(SWIS)的水力渗透性,构建了1套红壤、煤渣分层装填地下渗滤系统,考察不同水力负荷下装置进出水中污染物含量的变化。结果表明,3种水力负荷(15、20、25 cm/d)下运行时,装置对COD、TP、NH_4^+-N、TN的平均去除率分别为90.31%、99.62%、94.61%、38.94%,93.01%、99.54%、87.19%、31.11%,91.99%、99.69%、45.06%、30.54%。COD及TP的去除效果良好,装置抗有机负荷冲击能力强;NH_4^+-N及TN的去除受水力负荷影响较大,水力负荷愈大,愈不利于NH_4^+-N和TN的去除。与USEPA推荐的6.6 cm/d相比,该装置的水力渗透性能显著提升。综合考察系统处理效率及出水水质,推荐水力负荷为15～20 cm/d。

PDM改性伊利石混凝除藻效果及机理研究

针对水体富营养化导致蓝藻暴发影响水质安全问题,该文以水华微囊藻为研究对象,对比了单独使用伊利石、PDM(聚二甲基二烯丙基氯化铵)及PDM改性伊利石对蓝藻的去除效果,探究了伊利石粒径和pH值对改性伊利石絮凝除藻效果的影响,并对藻絮体粒径和稳定性进行了分析,发现PDM改性伊利石粒径80目、投加量25 mg/L、复合比1∶15时,浊度、藻密度、Chl-a的去除率分别达到93.96%、96.84%、98.27%,均优于单独使用伊利石和PDM絮凝除藻时的去除率,且所得絮体大而密实,抗扰动能力更强。通过表面形貌和表面官能团分析得到,PDM的架桥与伊利石的网捕作用将絮体粘结在一起,得到以伊利石为凝结核心的藻絮体,絮体粒径增大,水扰稳定性增强。Zeta电位研究结果表明,水体pH<8条件下,PDM改变伊利石的Zeta电位为正,与带负电荷的藻细胞电性中和,使藻细胞脱稳而相互碰撞,聚集沉降。PDM改性伊利石混凝除藻主要机理为电性中和、架桥和网捕作用。

生物基质对煤渣改良地下渗滤系统脱氮效果的影响

地下渗滤系统(SWIS)对硝化、反硝化过程调控不灵活,导致其对氮的去除效果不够理想。组建了两套SWIS装置(1#装置:65~80cm段没有生物基质;2^#装置:65~80cm段添加生物基质),对沿程氮素、硝化和反硝化作用强度及氮还原酶活性进行分析。结果表明,两套装置均表现为硝化反应主要发生在20~60cm段,反硝化反应主要发生在60~80cm段。2^#装置的反硝化作用明显强于1#装置,因此其TN去除率高于1^#装置。硝化作用强度随深度增加而递减,反硝化作用强度随深度增加而递增。硝酸盐还原酶(NAR)活性随深度的增加而逐渐减弱,亚硝酸盐还原酶(NIR)活性随深度的增加先减弱后又增强。主要原因是2^#装置中添加了干化污泥作为生物基质,为反硝化作用补充了碳源,增强了脱氮能力。

生物基质对SWIS脱氮效果及微生物的影响

为考察不同地下渗滤系统装置沿程脱氮效果的差异和脱氮微生物群落结构的分布状况,构建了2套改良装置(煤渣-生物基质的1~#、煤渣的2~#),对沿程出水的COD、氨氮、TN浓度和填料内的脱氮微生物丰度进行了测定分析。结果表明:系统在水力负荷为15 cm·d^(-1)下,1~#和2~#装置对氨氮平均去除率分别为75.59%、80.00%,对TN平均去除率分别为60.63%、57.96%,1~#的脱氮效果略优于2~#装置;由沿程氮污染物浓度变化可知,2套装置的TN去除范围主要在层高60～80 cm处。与2~#装置相比,添加生物基质的1~#装置TN去除率提高了9.60%,且其装置内的Bradyrhizobium、Pseudolabrys、 Dongia、 Rhodanobacter、 Rudaea等脱氮细菌的丰度也分别提升了0.51%、 1.52%、 1.02%、 10.49%和3.15%。因此,生物基质可促进SWIS内部脱氮微生物丰度提升,并通过提供反硝化的碳源来强化脱氮效果。