Fe_(3)O_(4)活化过硫酸盐体系同步去除诺氟沙星和铅

采用Fe_(3)O_(4)活化过硫酸盐(PS)同步去除水中的NOR(诺氟沙星)和Pb(Ⅱ).探讨了Fe_(3)O_(4)投加量、PS浓度、初始pH值和Pb(Ⅱ)浓度对NOR降解的影响.结果表明,NOR的降解符合伪一级反应动力学,在温度为30℃、NOR初始浓度为5.0mg/L、Pb(Ⅱ)浓度为1.0mg/L、Fe_(3)O_(4)投加量为2.0g/L、PS浓度为1.5mmol/L、初始pH值为7.0的条件下,反应120min后,NOR降解率达90.2%,Pb(Ⅱ)去除率为99.5%.自由基淬灭实验证实,硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)是NOR降解的主要自由基.通过LC-MS分析结果推测了NOR可能的降解路径和中间产物.Fe_(3)O_(4)活化PS高级氧化工艺可作为一种同步去除有机污染物和重金属的工艺.

硫酸盐型厌氧氨氧化研究与应用进展

硫酸盐型厌氧氨氧化(S-Anammox)是一种在厌氧条件下同步去除NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的新型生物处理工艺,为废水同步脱氮除硫提供了新思路,但是其氮硫转化机制、功能微生物与影响因素等研究仍有不足。综述了S-Anammox相关反应方程式、潜在功能微生物与功能基因、影响因素,分析了S-Anammox工艺的应用场景,提出了不同的组合工艺。建议进一步深化氮硫转化机制的研究,揭示功能微生物、反应条件与调控原理,为S-Anammox工程化应用提供理论与技术支持。

一种新型旋混式生物反应器的设计及其对工业废水中氨氮和有机物的同步去除效果评价

评估了新型旋混式生物反应器的有效性。新型旋混式生物反应器是一种多模块系统,可在同一反应单元中耦合多个生物过程,以去除合成废水或工业废水中的含氮和含碳化合物。研究结果表明:CODs和氨的生物降解是多步骤的,取决于每个模块给定的环境条件;合成废水的化学成分影响所涉及的生物过程,通过硝化、异养活性、反硝化和产甲烷作用去除合成废水中的氨氮和CODs;而在工业废水中,通过部分硝化、异养活性和反硝化去除氨氮和CODs。采用多模块新型旋混式生物反应器是处理复杂工业废水的可行技术。

改性沸石与脱硫石膏同步去除废水中氨氮和总磷的研究

对沸石进行高温改性后,与钢渣和脱硫石膏按一定比例混合,研究混合料对废水的氨氮和总磷的同步去除效果。结果表明,原料配比沸石∶钢渣∶脱硫石膏为4∶1∶1(质量比),pH=8,固液比为1∶6、时间为90min条件下,混合料对废水氨氮和总磷的去除效果分别达到29.41%和78.44%。实际工程实施应考虑填料分段使用,可同时实现氨氮和总磷更高效率的去除,以及固体废弃物的资源化利用。

铁锰复合氧化膜同步去除地表水中氨氮和锰

在中试条件下,以石英砂为载体,利用表面负载的铁锰复合氧化膜同步去除地表水中的氨氮和锰,考察了氨氮和锰的去除效能及动力学过程.结果表明,活性氧化膜对地表水中氨氮和锰的去除率可达到90%以上.滤料对氨氮和锰的去除符合拟一级动力学关系,但其动力学常数ka随进水污染物浓度范围的不同而变化.滤速在4~13m/h之间,出水氨氮和锰均可达标;滤速增大,单位体积滤料对氨氮和锰的去除能力提升,去除污染物所需滤层厚度与滤速符合幂函数关系.活性氧化膜对地表水低温条件具有一定的适应性,温度降低至10℃,进水氨氮浓度2.0mg/L,锰浓度0.9mg/L,出水达到我国饮用水水质标准限制.

MnO_(x)同步除锰氨氮滤池的快速启动及污染物去除机制

通过将MnO_(x)负载于石英砂表面形成MnO_(x)滤料,并以此构筑滤池,开展动态试验,考察了滤池的启动周期、污染物去除效率及影响因素;同时通过表征MnO_(x)结构变化和灭活滤料表面微生物等方法探究了MnO_(x)滤池的污染物去除机制.结果表明:运行第1d滤池出水锰即可达标,运行至第9d,滤池启动完成,可实现对水中锰和氨氮的同步有效去除.滤池可稳定同步去除锰和氨氮的最大平均浓度分别为1.4和1.6mg/L,滤速为6m/h,且通过提升水中溶解氧含量可进一步增强滤池对锰和氨氮的去除效果.SEM、EDS和XRD分析结果表明,滤池运行过程中,MnO_(x)由相对密实的颗粒堆积形态逐步发展为多孔的一体化海绵状结构,其组成由ramsdellite和birnessite型MnO_(2),逐步发展为buserite和birnessite型MnO_(2),但元素组成相对较为稳定.结合滤料表面的微生物灭活实验,认为滤池稳定运行阶段,MnO_(x)对锰的去除主要为非生物作用,对氨氮的去除以生物作用为主,化学催化氧化和吸附作用分别占16.9%~23.6%和4.4%~11%.研究结果将为利用MnO_(x)促进锰和氨氮高效过滤去除技术的发展提供理论和技术支撑.

硫酸盐型厌氧氨氧化在污水处理中的研究进展

硫酸盐型厌氧氨氧化(Sulfate-reducin ammonia oxidationg,SRAO)是一类可以直接利用废水中氨氮和硫酸盐生成氮气和低价态硫元素的同步脱氮除硫反应,但此类反应的功能菌尚未完全明确且影响因素众多。综述了SRAO启动的影响因素,并且列举了目前已成功启动并稳定运行的SRAO反应器,可参考其影响因素通过严控反应条件达到快速启动SRAO的目的,讨论了利用数学模型对SRAO过程进行模拟,可对SRAO未来的发展及工程应用有所帮助。

硫酸盐型厌氧氨氧化反应启动研究

采用实验室自制的反应器,进行硫酸盐型厌氧氨氧化反应启动的研究。通过对反应后NH_4^+-N和SO_4^(2-)浓度的测定,分析NH_4^+-N和SO_4^(2-)的同步去除效果。反应历时60 d,NH_4^+-N,SO_4^(2-)投加浓度分别为120,510 mg/L,此过程维持29 d;改变NH_4^+-N,SO_4^(2-)投加浓度分别为160,848 mg/L,此过程维持31 d。NH_4^+-N最高去除率可达50%,SO_4^(2-)最高去除率可达37.8%。反应中NH_4^+-N和SO_4^(2-)发生氧化还原反应,约有6%的NH_4^+-N转化为NO_3^--N。该实验终产物为N2和单质S,达到了同步脱氮除硫效果。

硫酸盐对AO污水处理系统COD和氨氮降解的影响

中国沈阳某生活污水处理厂由于地处化工园区,汇水管网内阶段性出现高浓度硫酸盐混入情况,导致该污水处理厂出水COD和氨氮指标大幅上升。经过对进水指标和出水指标的数据信息收集,废水中含大量的硫酸盐,在AO系统的厌氧段中被硫酸盐还原菌将还原为硫化物,对系统微生物产生了不利影响。浓度较低的硫酸盐对厌氧段的处理效果有促进作用,但高浓度的硫酸盐会对好氧段造成不利影响。

S^(2-)/NO_3^--N对硫氮同步去除的影响

采用UASB反应器,研究不同S^(2-)/NO_3^--N对硫化物、氨氮和硝态氮同步去除的影响。结果表明,S^(2-)/NO_3^--N在1/1、9/8、5/4、3/2四个阶段反应器稳定运行时,硫化物去除率为80%~100%,氨氮去除率为93%~99%,硝态氮去除率基本稳定在96%左右,脱氮除硫效果良好。在S^(2-)/NO_3^--N为9/8的最佳工艺条件下,硫化物去除率为100%,氨氮去除率达到99%,硝态氮去除率达到96%。同时探讨了S^(2-)/NO_3^--N影响硫氮同步去除的机理。

酒精-沼气双发酵耦联系统同步脱氨除硫工艺

木薯燃料酒精-沼气双发酵耦联系统中,蒸馏废液含有一定浓度的硫酸盐和有机氮。经传统厌氧生物处理,所产生的氨和硫化氢不仅对厌氧处理体系中的微生物具有毒害作用,还会对酒精发酵酵母的生长和代谢产生不良影响。因此,对蒸馏废液厌氧脱氨除硫新工艺的研究具有重要意义。文章以厌氧流化床为反应器,对模拟废水中的氨和硫酸盐的同步去除进行了研究。模拟废水中含有氯化铵和硫酸钠,分别作为电子供体和电子受体,以葡萄糖作为唯一碳源。实验运行83 d,反应器有机容积负荷降至0.4 kg(/m.3d),SO42-和NH4+-N进水浓度分别升高至676 mg/L和200 mg/L。COD、硫酸盐和氨氮的去除率分别达到93.50%、67.22%和58.28%;氨和硫酸盐去除的摩尔比约为2:1,并在反应器出水中检测到了单质硫的存在,且其含量随反应进行不断增加。这些结果证明了厌氧流化床体系中同步脱氨除硫反应的存在。另外通过对不同阶段实验结果的分析初步探讨了该反应的机理。

镧离子改性蒙脱石同步脱氮除磷

氮、磷浓度过高是水体富营养化的主要诱因,Phoslock®(镧离子改性膨润土)在实际富营养化水体治理领域已广泛应用。早期研究多侧重于Phoslock®的除磷机制与稳定性,对共存氨氮的同步吸附鲜有报道。本研究通过制备La3+改性高纯蒙脱石模拟Phoslock®除磷关键组分,探究了溶液pH值、吸附时间和初始浓度等实验条件对改性蒙脱石同步脱氮除磷的影响。结果表明,在pH=4~12范围内,此改性蒙脱石具有良好的除磷稳定性;当pH=10时,氨氮吸附量达到最大值,约为9.7 mg/g。相较于单一体系,共存体系中氮、磷吸附相互促进,缩短彼此的吸附平衡时间;此外,氨氮共存提高了磷的最大吸附量,而PO_(4)^(3‒)共存却降低了氨氮的最大吸附量。PO_(4)^(3‒)吸附几乎不受共存离子影响,Ca^(2+)和Mg^(2+)降低了氨氮吸附量,而HCO_(3)^(‒)和SiO_(3)^(2‒)促进了氨氮的吸附。改性蒙脱石主要通过表面沉淀(LaPO_(4))的方式除磷,分布于蒙脱石层间边缘的LaPO4形成的空间位阻降低了层间La^(3+)的利用率,阻碍了氨氮的离子交换过程。

ANAMMOX体系中氨与硫酸盐的同步转化条件

在CFSTR(continuous flow stirred tank reactor)反应器中接种混合污泥(ANAMMOX污泥与污水厂浓缩污泥按1∶1混合)研究NH4+与SO42-的同步转化,通过不断投加污泥令体系内ORP值稳定在(-200±50) mV,同步转化现象持续42 d,NH4+平均转化14. 81 mg·L^-1,SO4^2-平均转化8. 77 mg·L^-1.在批试实验中通过溶液是否充满玻璃瓶来控制体系内厌氧条件,不充满组NH4+与SO42-均降低,但两者的转化不同步;在完全充满组中NH4+不转化,SO4^2-浓度下降明显,实验后期检测到S2^-.分析认为同步转化现象产生的一般条件为NH4+和SO4^2-基质充足,接种浓度适量的混合污泥,体系漏氧且ORP检测值在-150^-300 mV范围内.同时认为本文及相关研究中所使用的实验条件均不能证明NH4+与SO4^2-的同步转化是两者相互转化的结果,相反实验条件更利于NH4^+与SO4^2-各自独立转化.

改性沸石同步深度脱氮除磷的实验研究

以氯化铝、硫酸镁为活性剂,采取高温活化,对天然沸石进行改性,并通过正交试验优化了改性工艺。以模拟二级出水为研究对象,考察了改性沸石同步去除水样中氮磷的效果及其影响因素,并对不同温度下改性沸石对磷酸盐和氨氮的吸附平衡和吸附热力学,以及脱氮除磷机理进行了探讨。结果表明,15 min后改性沸石脱氮除磷过程基本完成,其pH值范围与实际污水相符,最佳pH值为8;当投加质量浓度为0.8 g/L时,出水中氨氮浓度和总磷浓度均达到景观环境用水水质标准(GB/T18921-2002)。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程。热力学参数ΔG0、ΔH0分别为正值和负值,表明该吸附是一个自发的吸热过程。

生物同步脱氮除硫工艺研究进展

传统生物脱氮除硫过程中存在着许多问题。近年来,通过对脱氮微生物的深入研究,生物脱氮技术取得了突破性进展,而在生物同步脱氮除硫方面发展相对缓慢。总结了包括反硝化除硫、硫酸盐还原—自养反硝化—硝化、反硝化氨氧化以及硫酸盐型厌氧氨氧化等生物同步脱氮除硫工艺的特点,分析了各自的工艺原理及面临的挑战,并提出了今后的研究方向。

废水同步脱氮除硫技术研究现状与展望

概述了硫酸盐型厌氧氨氧化、反硝化脱氮除硫和微生物燃料电池脱氮除硫3种生物同步脱氮除硫工艺的发展概况及工艺条件。该技术能将废水中的氮硫元素同时去除,避免了氨氮、硫酸盐分别处理时过程不稳定、去除效率不高等不足,并且在脱硫的同时能够回收硫单质,实现资源回收,不产生二次污染,具有广阔的应用前景。展望了3种工艺的在实际研究中的应用前景,认为微生物燃料电池同步脱氮除硫技术将去除污染物及产生电能有机结合,具有很大研究潜力及价值;应加强脱硫反硝化技术碳氮硫同时去除的优化条件和一体化设备的设计及运行调控的研究;加强硫酸盐型厌氧氨氧化反应功能菌种的筛选、探讨反应的机理,探索适合硫酸盐型厌氧氨氧化反应的合理启动运行方式。

改性麦饭石对水中氮磷的去除

分别采用加热、羟基铝柱撑和稀土镧对天然麦饭石进行改性,以模拟自然富营养水为处理对象进行改性麦饭石脱氮除磷实验研究。考察了投加量、p H值,以及反应时间等因素对改性麦饭石吸附性能的影响。并通过BET、SEM和XRD对改性前后麦饭石结构进行了研究,探讨了麦饭石的改性机理。结果表明,不同改性方法都能使麦饭石去除氮磷能力显著提高,对氨氮和总磷吸附效果最好的是稀土改性麦饭石,其次为柱撑改性麦饭石和热改性麦饭石。p H值为8,麦饭石投加量为15 g/L,反应时间为60 min条件下,稀土改性麦饭石的氨氮和总磷去除率最高,分别达到89%和75%左右。

氯化亚铁活化过一硫酸盐同步去除氮磷及磷的回收

采用氯化亚铁(FeCl2)活化过一硫酸盐(PMS)产生硫酸根自由基(SO4^·-)和氯自由基(Cl·),实现了水中NH4^+、PO43-的同步无害化去除及磷的回收。研究了Fe^2+/PMS/Cr体系中的反应机制,考察了PMS浓度、Fe^2+/Cr、溶液pH、温度、溶液共存CO3^2-浓度及腐殖酸(HA)浓度等条件对反应体系的影响。结果表明:当溶液pH为4.0、PMS投加量为20 mmol·L^-1、Fe^2+/Cl^-摩尔分数为1/12时,反应30 min后,溶液中的NH4+去除率高达100%且以氮气(N2)形式实现NH4+无害化去除;PC4^3-的去除率也高达100%且以磷酸铁(FePO4)沉淀形式被回收;随着PMS浓度、Fe^2+/Cl^-以及温度的升高,Fe^2+/PMS/Cl^-体系中,NH4+去除率逐渐增大,但对PO4^3-的回收无明显影响;溶液中CO32-和HA的存在对NH4+去除有抑制作用。通过自由基淬灭实验和ESR分析证明,SO4^·-和Cl·在Fe^2+/PMS/Cl^-体系中起主要作用。本研究结果可为氮磷废水的处理及磷回收提供参考。

硫酸盐还原氨氧化体系中基质转化途径

NH_4^+与SO_4^(2-)在接种ANAMMOX培养物的条件下发生同步转化的现象得到研究者的关注,并据此认为这是发生了以SO_4^(2-)为电子受体的NH_4^+氧化过程.然而在相关文献报道中存在着一些问题和疑惑.本文利用CFSTR反应器通过接种ANAMMOX微生物研究了NH_4^+与SO_4^(2-)同步转化特征,在进水除氧、非充满的密封条件下,NH_4^+-N平均转化50.8 mg·L^(-1),SO_4^(2-)-S平均转化量达4.5 mg·L^(-1),同时元素分析结果显示观察到的黄色固体不是单质硫而是含铁化合物;而在完全充满的批试反应器中,观察不到NH_4^+的转化,SO_4^(2-)发生明显转化,且转化速率与接种生物量有关.这两种条件下反应器中的ORP有很大的差异.通过分析论证,认为本研究及相关文献观察报道的NH_4^+与SO_4^(2-)同步转化很可能不是ANAMMOX微生物以SO_4^(2-)为电子受体氧化NH_4^+,而是各自独立的反应过程:NH_4^+的氧化是由于反应器运行过程形成的微氧环境所致,而SO_4^(2-)的转化是因微生物衰亡过程释放有机物导致的异养还原.这种转化途径可以澄清和解释相关研究中存在的问题和疑惑.

地下水中氨氮、铁、锰的同步去除及其相互作用

在中试规模条件下,考察了接触催化氧化过滤工艺同步去除地下水中氨氮、铁、锰的效果,研究了三者在去除过程中的交互作用。结果表明:该工艺对原水中的氨氮、铁、锰具有良好的去除效果;铁优先于锰和氨氮被去除,提高进水亚铁离子浓度会导致除氨氮滤层向下迁移,出水氨氮浓度不达标,而铁离子对去除锰离子不产生影响的界限浓度为2 mg/L;提高进水锰离子浓度可以显著促进对高浓度氨氮的去除,表明锰质滤膜对氨氮的去除可能起到了催化氧化的作用。