常丽春[1]2002年在《官厅水库微污染水生物膜法预处理工艺研究》文中研究指明官厅水库曾是北京市重要的饮用水水源，受上游及库区周边地区点源、面源污染物的严重污染，水库水质不断恶化。1997年官厅水库退出北京市饮用水供水系统。近年来北京市水资源供需矛盾日益尖锐，北京市政府提出恢复官厅水库饮用水源功能。 本研究旨在通过官厅水库入库水和官厅水库下游叁家店水库水的水质特性分析和生物膜法处理工艺在常温和低温条件下对两类原水中COD、NH_4~+-N、TN等主要污染物的处理效果试验研究，从技术上探讨在官厅水库上游或下游设生物膜法预处理的可行性，为改善官厅水库水质提供技术支持。 本研究包括生物膜法处理官厅水库入库水和叁家店水库水两部分。前者研究了生物接触A／O与Biostyr两种工艺，后者只研究了生物接触氧化工艺。主要取得以下结论： 1．官厅水库入库水水质污染严重，基本为劣Ⅴ类水，水质成分复杂，水质变化幅度大、冬季水温低且持续时间长，是北方地区受严重污染的地表水水源的典型代表。 2．生物接触A／O工艺对官厅水库入库水中COD_(Cr)、NH_4~+-N、TN等污染物有显着去除效果。在最佳工艺条件下，COD_(Cr)出水可稳定在25mg／L左右，NH_4~+-N出水＜0.5mg／L，TN去除率平均为16.0％(最高为38.1％)。说明采用该工艺恢复官厅水库水质在技术上是可行的。 3．影响因素试验结果表明，官厅水库入库水原水水质是影响生物接触A／O工艺去除效果最主要的因素，进水COD_(Cr)负荷、进水NH_4~+-N负荷和进水C／N对COD_(Cr)、NH_4~+-N的去除效果有明显影响。 4．针对官厅水库入库水原水水质变化大且对处理效果影响较大的特点，提出采用“进水负荷”作为生物接触A／O工艺设计和运行过程中主要的控制参数。建议进水COD_(Cr)负荷＜0.6kgCOD_(Cr)／m~3.d，NH_4~+-N进水负荷＜0.08kgNH_4~+-N／m~3.d。 5．生物接触A／O工艺可以在低温下运行，对NH_4~+-N有较好的去除效果。本研究低温试验表明，在0～3℃的条件下，当反应器处于稳定状态后，进水NH_4~+-N浓度为10mg／L时，出水可稳定＜0.5mg／L，NH_4~+-N去除率稳定在95％以上。 6．对Biostyr工艺进行了探索研究，结果表明该工艺启动挂膜快，处理负荷高，效果好。Biostyr工艺与生物接触A／O工艺相比，在原水水质条件相同和水力负荷是生物接触A／O工艺的1.5～3.8倍的条件下，COD_(Cr)和TN的去除效果基本相当，而NH_4~+-N去除率高约20个百分点。因此Biostyr工艺是一种有发展前景的新工艺。 7．叁家店水库水COD_(Mn)基本上是常年超过Ⅱ类水质标准，NH_4~+-N只是在冬季
冯丽娟[2]2013年在《平原河网受污染原水生物膜预处理工艺技术研究》文中进行了进一步梳理太湖流域平原河网素有“鱼米之乡、丝绸之府”美誉,近年来随着城镇化快速发展和现代农业规模化集约化水平提升,环境水体污染问题日益突出,水源水质达标率低,饮用水安全形势严峻。20世纪90年代以来,太湖流域平原河网地区自来水厂逐渐在传统混凝-沉淀-消毒工艺前增设生物膜预处理单元,可明显改善水质降低后续处理负荷,但目前仍存在功能微生物增殖慢持留难、脱氮性能差、微量有机物去除能力有限及低温处理效果差等突出问题。为此,论文在解析杭嘉湖平原河网典型水源污染特征基础上,开展了原水生物膜预处理工艺启动、原水脱氮除碳以及农药类环境激素去除以及强化同步脱氮与农药类环境激素去除的新工艺研究,主要内容如下：1、为明晰杭嘉湖平原河网水源污染特征,系统调查了杭嘉湖平原河网典型水源有机物、氮磷等常规指标污染特征,应用SPE-GC/MS技术开发了多种农药类环境激素同步分析方法,开展了农业发达地区农药类环境激素污染现状、时空分布特征及风险评价研究。结果表明杭嘉湖平原河网水源以有机物、氮素污染为主,其质量浓度范围分别为7.4～17.5mgL-1(CODMn)和1.6～8.4mg L-1(TN),均不能达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准。其中,运河水系主要超标因子为CODMn、 NH4+-N和TN；苕溪水系河道型水源TN超标严重(以NO3--N为主),水库型水源TN(以NO3--N为主)和TP超标。各水源地有机物和氮素污染随季节变化明显,整体表现为冬春季节TN水平较高,而有机物污染夏秋季节较重。应用SPE-GC/MS技术重点开发了7大类21种典型农药类环境激素同步检测方法(4种有机氯类、4种有机磷类、6种拟虫菊酯类、2种酰胺类、2种苯胺类、2种氨基酸甲脂类、1种含氮杂环类),分析发现各水源地均存在农药类环境激素污染,目标污染物总和浓度为37.9～2948.9ng L-1,主要污染物为叁氯杀螨醇、氯氰菊酯、毒死蜱、氰戊菊酯和2,4-滴。聚类分析表明不同时期不同地区水源农药类环境激素污染差异大小为：不同水系>季节变化>相同水系不同支流,其中苕溪水系污染水平总体低于运河水系；夏秋季节农药类环境激素水平高于冬春季节(与有机物污染季节变化规律一致)。风险评价结果表明,各水源地农药类环境激素健康风险水平在可接受范围,但其弓引起的高生态风险不容忽视。因此,杭嘉湖平原河网水源有机物、氮素与农药类环境激素等多种污染物强化去除工艺亟待研发。2、针对微污染环境功能微生物增长慢、挂膜周期长、处理效果不佳等问题,开展了生物膜预处理快速启动方式研究。从生物膜载体、接种方式、进水负荷等角度优化,构建了冬春季节不同载体和不同运行条件的生物膜预处理反应器,两月后各反应器均获得良好的NH4+-N和CODMn去除性能,平均去除率范围分别为84.4%-94.2%和69.7%-76.6%。其中弹性填料反应器NH4+-N和CODMn去除性能明显高于AquaMats(?)生态基反应器；分析挂膜前后生物膜内总细菌群落结构发现,弹性填料均于挂膜两周左右即富集到较稳定的细菌群落结构,快于AquaMats(?)载体。其中弹性填料富集生物膜优势菌以Pseudomonas、Sphaerotilus和Janthinobacterium为主,尤以有机物好氧降解菌Janthinobacterium较多,从而可获得较高的有机物去除性能；AquaMats(?)富集生物膜优势菌除以上叁种菌外,还含有Corynebacterium aurimucosum等优势菌,好氧菌Janthinobacterium相对较少,推测与AquaMats(?)内含大量微孔结构有关。应用弹性填料结合闷曝排泥、流量递增启动方式可有效缩短系统氨氧化缓滞期,NH4+-N去除率提前一周达到50%以上,稳定时期NH4+-N(94.2%)和CODMn(76.6%)获得高效去除。生物膜微生物群落结构分析表明闷曝排泥挂膜结合流量递增的挂膜方式可减少异养细菌多样性,弹性填料反应器用此启动方式可于挂膜两周左右即获得稳定的氨氧化菌群结构,表明异养细菌多样性减少有利于快速富集到稳定的氨氧化菌群落结构,从而提前获得较高NH4+-N去除性能。测序结果显示生物膜成熟时氨氧化菌优势菌为Nitrosomonas和Nitrosospira.因此,以弹性填料为生物膜载体,结合闷曝排泥接种方式和流量递增进水模式,可快速富集到稳定的微生物群落结构,有效缩短氨氧化缓滞期,加快生物膜预处理单元快速稳定启动,并能获得高效氨氮和有机物去除性能。3、针对杭嘉湖平原河网水源有机物、氮素污染重且地区差异大等问题,开展了适于不同水质特征的原水强化脱氮除碳生物膜预处理工艺技术研发。针对较高C/N比原水水质,以提高生物系统内碳源有效利用率为目的,研究分段配水对生物膜预处理系统脱氮除碳性能与微生物群落结构的影响。结果发现以1：1流量分段配水后系统TN平均去除率可从29.5%±2.2%增至35.0%±2.7%,平均碳源有效利用率从0.199(mg mg-1)增至0.21(mg mg-1);微生物群落结构分析表明分段配水后反应器中后段填料生物膜菌群多样性明显提高,Hyphomicrobium、Pseudomonas、Pantoea等与氮素、有机物去除有关的功能菌得到富集,揭示了采用多点配水策略可一定程度上强化生物膜预处理过程碳源有效利用率和脱氮微生物富集。针对以氮素污染为主、低C/N比原水水质,开展了进水C/N比、HRT联合优化的原水强化脱氮除碳工艺研究。结果表明,系统脱氮氮性能与进水C/N比呈正相关,当C/N比大于3.7时出水NO3--N浓度低于1.0mg·L-1,微生物群落分析表明细菌多样性随着C/N比增加而有所提升。基于TOC和UV254的消毒副产物模型预测发现叁卤甲烷产生量随进水C/N比增加亦呈现增长趋势。为同步控制出水有机物和氮素浓度,优选2.2为进水C/N比。以此为基础,调控HRT至18h,可获得最高碳源有效利用率和脱氮效率,出水NO3--N (0.88±0.03mg L-11)和TOC浓度(2.86±0.67mg L-1)均在较低水平,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006).4、针对杭嘉湖平原河网水源地农药类环境激素污染生态风险高、生物去除研究缺乏等问题,开展了生物膜预处理工艺基质种类(氨氮、硝氮及有机物)、溶解氧水平等对微量农药类环境激素去除影响,探讨生物预处理脱氮与微量农药类环境激素去除相关性。以氯氰菊酯、毒死蜱为代表性农药类环境激素,进水浓度为微量水平(≈1μg L-1)。研究不同基质种类对农药类环境激素去除性能影响发现,好氧硝化阶段提高氨氮浓度,其增加的氨氮氧化量对微量氯氰菊酯、毒死蜱去除影响不显着,但外加碳源后氯氰菊酯和毒死蜱去除率分别从80.0±2.7%和68.4±0.8%上升到85.0±0.3%和75.1±3.9%,推测好氧条件微量农药类环境激素去除主要靠异养菌去除而非氨氧化自养菌；缺氧反硝化阶段提高硝氮浓度亦不能显着提升氯氰菊酯和毒死蜱去除率,但投加外碳源后反硝化完全,且氯氰菊酯和毒死蜱去除率分别从65.0±1.3%和32.9±5.7%增至77.9±1.6%和46.9±8.0%,可实现同步强化脱氮与农药类环境激素去除,原因在于外碳源投加可同步增强脱氮与农药类环境激素去除功能菌富集,如Methylovorus、 Hyphomicrobium、Thauera、Paracoccus等。因此,好氧条件农药类环境激素去除性能显着高于缺氧条件(P<0.05),为同时获得脱氮与农药类环境激素高效去除,建议生物膜预处理在提高有机物基质水平基础上采用好氧、缺氧组合工艺。5、基于前期研究结果,利用植物生物质作为固体碳源,开展了植物生物质投加强化脱氮与农药类环境激素同步去除工艺技术研究。以芦苇为代表性植物生物质,研究发现其分解过程营养物质前期一周释放迅速后期逐渐下降,有机物释放速度快于氮素,其中氮元素主要为氨态氮形式。应用芦苇营养物质释放特征,研究生物膜预处理系统快速启动技术。结合闷曝排泥法,分别投加芦苇0.4kg/m3和1.2kg/m3,发现两组反应器均于10d左右即可获得90%以上NH4+-N去除率；投加芦苇1.2kg/m3的反应器TN去除率亦于10d获得稳定高效去除(67.04±3.7%),而投加芦苇0.4kg/m3芦苇反应器延迟一周左右获得TN稳定去除(65.4±5.5%)；运行稳定时两组反应器出水TOC浓度均维持在较低水平(≈2.0mg L-1)。结果表明芦苇投加1.2kg/m3仅需10d即可启动A/O/A生物膜工艺,同时获得较好脱氮除碳效果。连续运行反应器4个月,系统TOC、NH4+-N去除性能无显着变化,系统高效稳定运行,TN去除在系统运行后期出现一定幅度下降。将反应器芦苇和弹性填料分开运行发现单种载体系统NH4+-N和TN去除率分别为36.3±6.1%、56.5±2.0%(仅含芦苇)和82.94±1.5%、40.34±7.3%(仅含弹性填料),表明芦苇载体富集的生物膜反硝化性能优于硝化性能,弹性填料富集的生物膜硝化性能优于反硝化性能,两种载体组合可获得高效硝化和反硝化效果。研究芦苇二次投加强化生物膜预处理工艺性能表明,通过二次投加芦苇2.4kg/m3(每天20g逐次投加),以均匀分布方式(UD)和非均匀分布方(NUD)式布设。芦苇二次投加后总氮可稳定维持75%以上高效去除2个月左右,且采用非均匀分布方式可获得较高的氨氮、总氮去除性能；芦苇二次投加后氯氰菊酯和毒死蜱去除率明显分别明显上升至80%、46.3%(UD)和79.7%、44.7%(NUD).表明芦苇二次投加可强化系统脱氮与农药类环境激素去除性能,且以非均匀分布方式为佳。为避免芦苇投加初期营养释放迅速使得系统短时间内出水有机物、氨氮浓度偏高问题,建议二次投加过程适当降低逐次投加量(<20g/d)。
贺瑞敏[3]2002年在《曝气生物滤池预处理官厅水库水源水的试验研究》文中研究表明官厅水库曾是北京市城市供水的重要水源地，由于水源水遭到严重污染，官厅水库丧失了城市供水的功能。为改善官厅水库水源水的水质，水利部、科技部提出官厅水库水源水曝气生物滤池工艺的试验研究。 曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，简称BAF，或Biological Filtration Oxidization Reactor，简称BIOFOR)工艺具有体积小、容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、处理出水水质好等特点，国外已广泛应用，国内也在多个行业的水处理中成功应用。 本文采用国产球型轻质陶粒滤料为曝气生物滤池的生物填料，中试的规模，以官厅水库水源水为处理对象，主要研究(1)影响挂膜试验进展的不同因素；(2)曝气生物滤池对COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮、亚硝酸盐氮等的处理效果及其主要影响因素。试验期间，温度从夏季的25℃直至冬季的0.5℃，BAF进水(初沉池出水)COD_(Mn)为6.35～41.9mg/L，氨氮为1.16～27.9mg/L。结果表明：(1)水温11℃以上，滤速4～6m/h时，COD_(Mn)进水浓度为6.35～23.1mg/L，出水平均5.97mg/L；进入冬季，水温下降至5℃以下，COD_(Mn)进水浓度为7.80～41.9mg/L，生物滤池的去除效果有所下降；生物滤池对UV_(254)的去除效果较好，进水UV_(254)浓度0.126～0.710/cm时，去除率平均37.4％。(2)水温在6℃以上、滤速4～5m/h下，氨氮去除率大于81.2％。水温0.5～5℃、滤速3m/h时，进水氨氮浓度平均为17.2mg/L，BAF Ⅰ出水平均为15.2mg/L，BAF Ⅱ出水7.82mg/L，滤池总去除率54.5％。适当降低水力负荷，延长水力停留时间，可以减少低温对去除氨氮的负面影响，但由于曝气生物滤池中硝化细菌的活性受到严重抑制，即使在低的水力负荷条件下(2～3m~3/(m~2·h))，仍不能达到良好的去除效果。(3)生物滤池对亚硝酸盐氮的去除效果比较好，试验期间，水源水中亚硝酸盐氮浓度范围为0.01～2.23mg/L，出水浓度一般低于0.10mg/L，水温、滤速、气水比对亚硝酸盐氮的去除无明显影响。(4)生物膜中的活性物质虽然在生物膜总量中的比例很小，但是正是这些活性物质担负着所有生物化学反应进行的任务，试验表明低温时生物膜的活性较常温低很多。 由于官厅水库水源水在冬季时的水质与一般城市污水相似，该试验也填补了两级曝气生物滤池在低温下处理城市污水的空白，并为其用于寒冷地区城市污水的处理提供了第一手资料。
任秉雄[4]2003年在《以微滤为核心的工艺处理叁家店微污染水的实验研究》文中研究指明本文采用以微滤为核心的工艺处理叁家店微污染水源水的实验表明：实验所采用的两种工艺流程，混凝微滤和预氧化微滤，在去除水中悬浮物，降低水中的浊度和去除水中有机污染物方面都达到了预定的目标。对微滤的两种操作方式的考察也表明了错流过滤在延缓膜污染和提高滤膜通量方面都较死端过滤要大大提高。在夏季藻类高发期的实验研究证实了预氧化微滤在去除藻类方面效果较好。通过对微滤管式膜的表征，证实了该微滤膜过滤精度较高，为0.2μm。孔隙率为40.53％。 此外本文也对UV-Fenton试剂高级氧化法进行了定性的研究：实验结果表明：高级氧化法在去除水中难降解有机物方面有很强的能力，当将反应体系中加入柠檬酸盐时，COD去除率大大提高，说明了柠檬酸盐在水中能与Fe~(3+)形成光活性物，提高了高级氧化的效果；实验对UV-Fenton试剂高级氧化法与活性炭的组合工艺研究表明：组合工艺在缩短反应时间，减少氧化剂投加量，降低有机污染物和减少水处理成本方面都表现了很强的优越性。
卢树娟[5]2005年在《曝气生物滤池在我国微污染源水预处理中的应用前景》文中进行了进一步梳理随着经济的发展和人民生活水平的提高,对水质的要求不断提高;另一方面,作为源水的地表水受到的污染日益严重。曝气式生物滤池能改善和提高饮用水的生物稳定性和安全性,具有运行稳定可靠、费用低等特点,是一项经济实用的饮用水处理新工艺。本文综述了曝气式生物滤池在微污染水源水生物预处理中的研究现状与进展,并就其今后的研究与应用作了初步展望。
王堃[6]2012年在《扬水曝气强化原位投菌技术修复微污染水源试验研究》文中研究表明湖泊、水库已经成为北方地区的主要饮用水水源，随着近年来湖泊、水库的水污染问题日益突出，水源水质安全受到了人们的广泛关注。本研究针对微污染水源水库存在的贫营养及低温、好氧问题，将原位投菌技术与扬水曝气有机结合，研究了低温及好氧条件下贫营养脱氮功能组合菌群的脱氮特性。考察了低温、贫营养型好氧反硝化菌群在低温环境条件下的脱氮效果。采用原位直接投加的方法，对其在低温、贫营养条件下对微污染水体的修复效果进行考察。另外，通过分析反应器不同高度的水体中细菌含量对菌剂的悬浮特性进行分析，确保能够将原位投菌技术与扬水曝气混匀技术很好的结合，从而使脱氮功能菌群能够最大效率的发挥其脱氮功能。中试条件下研究了原位投菌技术对微污染水源水的修复效果，所投加菌剂为贫营养好氧反硝化细菌。试验结果表明，在菌剂的投加量为0.1mg·L~(-1)，溶解氧质量浓度为5.0～8.0mg·L~(-1)，水温为16~25℃的条件下，系统对水中主要污染物NO_3~--N、TN及COD_(Mn)均表现出了较好的去除效果，质量浓度分别从1.68、2.25、5.50mg·L~(-1)降至最低值0.75、0.95、3.03mg·L~(-1)，最大去除率分别可达到57.5%、57.7%和44.9%。最后，本研究对西安市H水库的微生物群落结构进行了分析，讨论了其细菌群落的多样性，分析了其主要优势菌群及其特点，并对比分析了不同取样点及不同深度水样的细菌结构群落差异，为今后将原位投菌技术实际应用于工程中提供理论支持。
张萍萍[7]2012年在《生物强化过滤对水中微量污染物去除特性研究》文中研究说明随着水源水质污染恶化和水质标准的提高，常规净水工艺已无法保证供水水质的安全性，因此迫切需要对微污染水源水的处理技术和工艺进行改进。本文以人工配水为研究对象，采用生物强化滤池（Biologically EnhancedActive Filter,BEAF）为处理工艺。主要研究了微生物驯化富集期间滤池沿层生物量的动态变化；待形成成熟稳定的生物膜后，研究了滤池沿层滤料生物活性的变化；初步研究了生物强化滤池中活性炭吸附和微生物降解的作用，以及两者的协同作用。最后，考察了低温下生物强化滤池对氨氮的去除稳定性能和装置关闭后的二次启动恢复情况。本文主要结果：采取动态自然微生物驯化富集方式，在EBCT为15min的条件下，生物强化滤池从启动到富集成功所需时间为60-65天。通过测定中期和后期的生物量判定滤料上微生物膜已形成，同时好氧率为75%-85%，COD_(Mn)、氨氮、亚硝酸盐的去除率分别约为40%-50%、68%-75%、95%左右，对百菌清和毒死蜱的去除效果可达到90%左右。生物膜成熟稳定运行期间，监测了近两个月的污染物指标，其中COD_(Mn)去除效果在55%左右，氨氮的去除率75%-78%之间，亚硝酸盐氮可以达到90%-95%，两种农药百菌清和毒死蜱去除率分别在90%-92%和87%-90%之间。表明生物强化滤池能够保持较高的去除效果。低温生物强化滤池对氨氮的去除仍然有65%-68%；短期关闭1d、5d后可在重启的3-5h恢复正常，关闭20天后可在重启的20h内恢复正常。体现了生物强化滤池的在低温运行和运行停止后的再次启动方面的优势。滤池中生物量和生物活性沿水流方向逐渐降低，生物滤池中单位生物量活性的分布却相反。其中，微生物主要是异养菌，所占比例60%以上，其次是亚硝化细菌，硝化细菌含量最少。COD_(Mn)的去除率在滤层上部35cm范围已达到总去除率的76.7％以上。对比生物活性炭和新鲜活性炭吸附试验，表明发现微生物能够迅速的释放吸附点位，实现对活性炭的再生作用，生物可以延长了活性炭的使用寿命。生物强化活性滤池对污染物的去除是活性炭吸附和微生物生物降解共同作用的结果。
韩梅[8]2010年在《双级曝气生物滤池对重污染原水预处理的试验研究》文中提出本论文针对现有曝气生物滤池存在的问题及我国水源水污染现状,结合嘉兴市有机物、氨氮和锰复合污染的水质特征,开展了对陶粒、火山岩、沸石/轻质载体组合填料的比选研究,目的在于提供曝气生物滤池预处理重污染原水的方法。通过实验室模拟重污染原水水质,研究了双级曝气生物滤池、单级陶粒和单级火山岩BAF,在水力负荷2m~3/m~2·h,气水比1:1,温度25℃左右,pH值6.5～7.5稳定运行时的去除效能。研究表明双级曝气生物滤池与单级陶粒、单级火山岩BAF相比,拥有更强的去除有机物、氨氮和锰的效能,平均去除率分别为39.64%、90.70%和94.5%。同时具有较强的生物稳定性和安全性,粒径3～15μm颗粒物平均去除率在55%以上。与混凝沉淀组合具有协同强化作用,混凝剂投加20mg/L对高锰酸盐指数平均去除率为66.67%。基于双级曝气生物滤池对污染物的高效去除效能,深入研究了水力负荷、气水比、温度、pH值、污染负荷、反冲洗、滤池关闭等因素对双级曝气生物滤池运行的影响,试验结果表明:水力负荷1.5～2m~3/m~2·h,气水比1:1,温度20～30℃,pH值7.0～8.5为滤池最佳运行参数。在最佳运行条件下,滤池对氨氮和锰复合污染的抗冲击负荷能力较强,仍保持高效的去除效能,但有机物污染负荷使氨氮的去除效率下降到60%左右。反冲洗的最佳参数是:反洗周期依水质污染程度不同为15～45d,反冲洗为气水联合反冲洗。先气洗的强度为5L/m~2·s,冲洗时间为15min,后单独水洗的强度为5L/m~2·s时,漂洗时间确定为3min。滤池关闭28d重启后,8h可恢复对有机物的去除能力,对氨氮的去除能力受滤池关闭的影响不大。双级曝气生物滤池的特征在于:在滤池的下级以轻质材料为载体,上级采用1～2mm孔径的沸石。它的优越性在于:轻质载体依靠滤池内的曝气和水力提升混合作用,底部处于悬浮状态,中部处于挤压过滤状态,上部处于流化状态。悬浮态避免了滤层进水端表面污泥层的形成,挤压态载体发挥滤池的截留作用,使得斜发沸石避免了悬浮物对其表面的包裹及孔隙的堵塞,可以高效的发挥硝化作用和吸附作用。双级曝气生物滤池能整体实现对有机物和氨氮协同的高效去除作用。本论文的主要成果将对国家水体污染控制与治理科技重大专项“高氨氮和高有机物污染河网原水的组合处理技术集成与示范”具有指导性作用和意义,为曝气生物滤池工艺在重污染水源水预处理中应用提供技术依据。
韩梅[9]2014年在《悬浮填料—沸石BAF对低温水中氨氮的去除特性及机制研究》文中指出我国水源水氨氮污染具有普遍性，但目前处理氨氮有效的生物氧化法在低温期（<5℃）因生物活性减弱导致处理氨氮能力有限，以沸石为代表的吸附法除氨氮虽不受温度影响，但受吸附容量的限制，需周期性再生，操作复杂、费用较高。因此解决低温期饮用水氨氮污染问题是当前非常重要和迫切的研究任务，研究物化-生化耦合除氨氮系统将更具应用价值。本文以悬浮填料-沸石曝气生物滤池为研究对象，解决低温饮用水氨氮污染问题为目标。系统研究了曝气生物滤池处理南方短期低温水源水中污染物的效能和运行特性，考察了曝气生物滤池对有机物、锰和氨氮的去除效能，并与单层曝气生物滤池进行比较。并进一步以低温较长的松花江水为处理目标，研究了悬浮填料-沸石双层曝气生物滤池低温去除氨氮的特性和微生物群落响应机制，。同时针对系统中沸石物化除氨氮作用研究了其在水源水复杂水体环境下吸附氨氮的作用因子和吸附、解吸附规律，进而对悬浮填料-沸石双层曝气生物滤池的氮转移促进机制进行了研究。悬浮填料-沸石曝气生物滤池处理多种污染物复合的水源水，对综合有机物去除有限，但对邻苯二甲酸酯类物质、嗅味物质和消毒副产物生成势有很好的控制作用。曝气生物滤池对锰的去除效果也较好，通过生物氧化作用实现运行稳定期平均去除率达到80%以上，并对氨氮和锰可以同步高效去除。悬浮填料-沸石曝气生物滤池在高氨氮污染负荷和低温期对氨氮的控制优于常规单层曝气生物滤池，同时较单层曝气生物滤池反冲洗周期长、反冲洗强度低，适宜处理高氨氮、高浊度重污染的水源水。悬浮填料-沸石曝气生物滤池处理低温期较长的松花江水，通过生物系统生物氧化和沸石物化系统吸附氨氮协同作用，在应对低温期二次启动、高氨氮污染负荷和温度过渡都能保持对氨氮去除的稳定性。在1～5.5℃长期低温过程中，悬浮填料-沸石曝气生物滤池对氨氮平均去除率为77.08%，硝化作用随低温运行时间增长而增强，而经高温期后再次低温期硝化作用衰弱，由二次低温期再次进入常温期，系统仍对氨氮具有持续稳定的去除作用，并与低温期相似存在氮的物化转移。悬浮填料-沸石双层曝气生物滤池对氨氮的处理效能与微生物群落演替趋势一致，虽常温期较低温期菌群多样性高，但低温长期驯化后硝化细菌得到增殖，Nitrospiraceae_Nitrospira和Nitrosomonas的数量及其菌种种类均高于常温期，实时荧光PCR定量的结果也证明低温期AOB和NOB的数量明显高于常温期，但经高温期后，原有驯化的低温硝化细菌衰减。低温环境也使悬浮填料-沸石双层曝气生物滤池上层沸石段和下层悬浮填料段生态位分离，硝化功能菌更集中于上层沸石段。悬浮填料-沸石曝气生物滤池的曝气系统能促进生物沸石吸附氨氮，30～60min的水力停留时间可以保证生物沸石对氨氮充分的吸附。水体中的共存阳离子、腐殖酸和高岭土均影响沸石吸附氨氮的速率，但共存阳离子影响最大。生物沸石吸附氨氮的速率还受到生物膜和低温影响，但吸附容量不受其影响。生物沸石吸附氨氮的等温线符合Langmuir吸附模型。随着液质浓度梯度的变化，当水体氮源浓度低时，低温生物沸石通过释放氨氮保证了硝化细菌对氮源的利用。通过调节运行模式（如：延长水力停留时间等）可以加快悬浮填料-沸石曝气生物滤池系统中氮的转移，实现系统对氨氮去除的持续性和高效性。本文利用悬浮填料-沸石曝气生物滤池实现了5℃以下条件对氨氮的高效去除，揭示了其低温除氨氮机制，提出并验证了硝化细菌在低温具有增殖的空间，为根本解决长期低温区域饮用水氨氮污染问题奠定了理论基础。
窦娜莎[10]2013年在《曝气生物滤池处理城市污水的效能与微生物特性研究》文中研究指明水体污染是我国面临的重要环境问题，而城市污水是我国水体的重要污染源，生物处理是解决城市污水问题最有效的方法。曝气生物滤池（BAF）作为第叁代生物膜法的代表工艺之一，在城市污水二级处理中有良好的应用前景。微生物是生物处理系统中污染物去除的主要功能生物，深入研究其微生物群落结构与功能，对认识处理系统的本质、提高处理效率以及控制系统的稳定性具有重要意义。基于培养和分离纯化的传统技术已经无法满足对环境微生物群落结构研究的要求，本研究以青岛麦岛污水处理厂BAF为研究对象，综合使用多种分子生物学手段，包括核酸提取、分子克隆文库构建、16S rDNA序列同源性分析、聚合酶链式反应（PCR）、变性梯度凝胶电泳（DGGE）和荧光定量PCR技术，分析BAF系统中的微生物特性，研究了影响BAF群落结构稳定性的因素，初步探索了微生物群落结构与系统处理效能的关系。青岛市麦岛污水处理厂采用曝气生物滤池处理城市污水，对主要污染物COD、NH3-N、TP和SS的年平均去除率分别为89.1%、75.3%、83.4%和93.0%，处理效能稳定，出水水质能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B排放标准，显示了该工艺具有良好的污水处理能力。对Biostyr曝气生物滤池处理城市污水的关键影响因素的研究结果表明，当滤池进水COD和NH3-N质量浓度分别为60-260mg/L和22-65mg/L时，最佳运行参数是：水力负荷2.5-3.3m~3/m~2.h；COD容积负荷小于3.3kg/m~3.d；氨氮负荷小于0.6kg/m~3.d；气水比5:1；温度15-28℃，反冲洗时间21-24h。建立了曝气生物滤池有机物去除动力学模型：C/C_0=e~(0.0118H/q~(-0.9423))微生物种群分布表明，沿程优势微生物依次分别为异养菌和硝化菌，微生物组成和活性的不同导致BAF各段对不同污染物的去除能力不同，BAF降解COD的最佳填料层高度为0-150cm，硝化NH3-N的最佳填料层高度为100-350cm，0-100cm段的填料层对SS的去除率贡献最大。曝气生物滤池生物膜的细菌多样性结果表明BAF生物膜中细菌多样性十分丰富，按照优势类群依次β-proteobacterium类群（占38.6%），γ-proteobacterium类群（占18.2%），Bacteroidetes类群（占13.6%），-proteobacterium类群（占9.1%），-proteobacterium类群、Nitrospirae类群（各占4.5%）和Firmicutes类群（占2.3%）。BAF中主要的有机物去除功能菌是食酸假单胞菌、球衣菌、黄单胞菌和黄杆菌；亚硝化细菌为亚硝化单胞菌，硝化细菌为硝化螺菌；主要的反硝化细菌为生丝微菌和丛毛单胞菌。对气水比、温度和反冲洗对BAF群落结构的影响分析结果表明，BAF具有良好的生态稳定性，在气水比为5:1生境下滤池内流态稳定，生物膜结构合理，出水水质最佳；低温（T＜15℃）会影响到BAF菌群多样性，使滤池内优势菌群变得单一，但是这种单一的优势菌群能够维持BAF的稳定运行；聚类分析表明反冲洗作为影响因子极大地影响着BAF的群落结构，因此，控制好滤池的反冲洗强度和频率是BAF高效运行的关键环节。除趋势典范对应分析(DCCA)结果表明，气水比、反冲洗和水温是影响BAF群落结构的主要的环境因子，COD去除率、氨氮去除率、总磷去除率和硝态氮浓度对BAF内物种的影响显着（P<0.001），其中COD去除率与群落结构的相关性较大，为-0.7947（P<0.001），而亚硝态氮浓度与排序轴没有达到统计学上的相关性，与BAF中微生物群落结构演替没有明显关系。
参考文献：
[1]. 官厅水库微污染水生物膜法预处理工艺研究[D]. 常丽春. 北京市环境保护科学研究院. 2002
[2]. 平原河网受污染原水生物膜预处理工艺技术研究[D]. 冯丽娟. 浙江大学. 2013
[3]. 曝气生物滤池预处理官厅水库水源水的试验研究[D]. 贺瑞敏. 河海大学. 2002
[4]. 以微滤为核心的工艺处理叁家店微污染水的实验研究[D]. 任秉雄. 北京化工大学. 2003
[5]. 曝气生物滤池在我国微污染源水预处理中的应用前景[J]. 卢树娟. 中国科技信息. 2005
[6]. 扬水曝气强化原位投菌技术修复微污染水源试验研究[D]. 王堃. 西安建筑科技大学. 2012
[7]. 生物强化过滤对水中微量污染物去除特性研究[D]. 张萍萍. 安徽农业大学. 2012
[8]. 双级曝气生物滤池对重污染原水预处理的试验研究[D]. 韩梅. 哈尔滨工业大学. 2010
[9]. 悬浮填料—沸石BAF对低温水中氨氮的去除特性及机制研究[D]. 韩梅. 哈尔滨工业大学. 2014
[10]. 曝气生物滤池处理城市污水的效能与微生物特性研究[D]. 窦娜莎. 中国海洋大学. 2013
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