氧化铁改性砂联合生物预处理对氨氮的吸附特性

对含氨氮(NH_3-N)的微污染原水,采用自制氧化铁改性石英砂(iron oxide coated sand,IOCS)滤料强化过滤与生物预处理技术联合,进行强化处理与吸附效果研究。结果表明,采用强化挂膜法,生物预处理反应器的生物膜成熟期约为7 d,其对氨氮的去除率为60%~70%,但反应器中存在亚硝酸盐氮积累的现象。IOCS与生物预处理技术联合,对NH_3-N的平均去除率为84.67%,出水NH_3-N浓度均低于0.5 mg/L,NO_2^--N含量趋于0;而普通石英砂(RQS)在同等条件下,对氨氮的去除效果不稳定,平均去除率为74.31%,出水NH_3-N平均浓度未达标,对NO_2^--N平均去除率仅有33.29%。在4m/h滤速工况下,与生物预处理技术联合,IOCS和RQS对NH_3-N最高去除率分别为94.3%和82.72%。IOCS与RQS的表面形态结构存在明显差异:前者的表面结构更加复杂多孔,比表面积大,有利于生物牢固附着;后者表面较光滑,比表面积小,挂膜后生物易脱落。

生物-纳米Fe_2O_3改性砂对微污染氨氮的预处理与强化去除效果

对南方某地区氨氮含量2.5-3.0 mg/L、浊度5-20 NTU微污染原水,以自制纳米Fe2O3改性砂（NMS）为固定填料的筛网,研究NMS筛网的生物预处理及其对混凝＋沉淀＋过滤的强化处理效果。结果表明：生物-纳米改性砂（BNMS）筛网对氨氮的平均预处理率为42.5%,NMS表面生物量为40 nmo L/g。BNMS预处理对浊度的去除率为30%。预处理出水中,微生物群落总数比进水时的数量增加82%。NMS表面污泥中主要含有以下几种门类微生物：变形菌门,厚壁菌门,拟杆菌门,硝化螺旋菌门等。与未设置BNMS预处理工艺的效果比较,微生物个数浓度增加,混凝、沉淀工艺的氨氮去除率提高了10%,后续NMS滤柱自然生物挂膜时间由12 d缩短到8 d,氨氮去除率由28%上升到35%,水头损失增长速率减缓,过滤周期由48 h提至60 h。BNMS预处理联合混凝＋沉淀＋过滤处理后的出水中,颗粒粒径由原水时的200 nm降至50 nm,CODMn总去除率由65%上升至75%,亚硝态氮含量为0,总氨氮去除率由无预处理时的50%上升至92%。

两种新型涂铁改性砂的过滤性能及反冲洗条件研究

以两种新型涂铁改性石英砂(纳米氧化铁改性砂,Nano-OCS;氧化铁改性砂,IOCS)及普通石英砂(RQS)为研究对象,考察了两种新型改性砂对沉后水腐殖酸及浊度的直接过滤效果,对其反冲洗条件进行优化研究,并对3种滤料的过滤效果进行了比较.结果表明,1滤层厚度为45 cm时,最佳滤速为6 m·h-1;3种滤料对腐殖酸和浊度的直接过滤效果依次为:Nano-OCS>IOCS>RQS,其中两种涂铁砂对腐殖酸的去除率分别为71.70%和61.61%;2Nano-OCS和IOCS滤柱的反冲洗流程分4步,对应的流程及最佳操作条件为:首先,用0.5 mol·L-1NaOH的溶液浸泡,气冲强度13 L·s-1·m-2,气冲时间6 min;然后,用0.075 mol·L-1的NaOH溶液与空气同时反冲洗,NaOH溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13 L·s-1·m-2,冲洗时间3 min;接着用0.015 mol·L-1的FeCl3溶液与空气同时反冲洗,FeCl3溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13L·s-1·m-2,冲洗时间2 min;最后,用清水冲洗,冲洗强度8 L·s-1·m-2,冲洗时间4 min.两种涂铁砂反冲洗前后表面形态结构更加复杂、粗糙度增加,对腐殖酸去除率进一步提高.3当滤层厚度由45 cm增加到80 cm时,Nano-OCS对腐殖酸直接过滤的最高去除率由74.6%提高至80.3%,平均去除率由57.9%提高至68.5%.