利用氢基质生物膜反应器同步去除多种污染物

利用氢基质生物膜反应器(hydrogen-basedmembrane biofilm reactor,MBfR)对含有多种氧化性污染物包括硝酸盐(NO3--N)、硫酸盐(SO24-)、溴酸盐(BrO3-)、六价铬(Cr(Ⅵ))和对氯硝基苯(p-CNB)的模拟地下水进行同步去除试验研究.结果表明,MBfR中生长于中空纤维膜表面的氢自养还原菌利用氢气作为电子供体进行自养还原反应,将水中NO3--N还原成N2,SO24-还原成硫化物(S2-/H2S),BrO3-还原成Br-,Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),p-CNB逐步还原成对氯苯铵(p-CAN)和苯胺(AN).通过生物还原达到对氧化性污染物的去除或毒性的降低.在氢分压为0.06MPa和水力停留时间为4.67h条件下,经过生物膜驯化及32d的连续运行,反应器对各种氧化性污染物的去除性能达到稳定:NO3--N和BrO3-近于完全去除,SO24-去除率达19.8%,Cr(Ⅵ)去除率达85.8%,p-CNB去除率达86.1%.研究表明,利用氢基质生物膜反应器处理含多种氧化性污染物的地下水可行,且具有一定应用潜力.     

低基质条件下厌氧氨氧化生物膜和颗粒污泥脱氮性能对比研究

在低基质质量浓度条件下,对海绵填料生物膜反应器和颗粒污泥反应器进行厌氧氨氧化的脱氮性能进行对比研究。研究结果表明:当进水NH4+-N和NO2--N质量浓度分别为(17.03±2.16)mg/L和(19.17±2.33)mg/L时,颗粒污泥厌氧氨氧化反应器的脱氮性能明显优于海绵填料生物膜反应器的脱氮性能;保持对NH4+-N和NO2--N的平均去除率为90%以上时,通过缩短水力停留时间,颗粒污泥反应器容积氮去除速率可达3.55 kg.N/(m3·d),而海绵填料生物膜反应器仅为0.94 kg·N/(m3·d);进水中NO2--N与NH4+-N的质量浓度比能影响反应器的化学计量关系。     

短程硝化反应器的快速启动与运行特性

为了探讨快速启动和运行特性,以硝化污泥接种序批式反应器,在纯自养条件下利用短程硝化处理高NH4 -N废水。实验结果表明,控制溶解氧(d isso led oxygen,DO)浓度为0.5 m g/L、游离氨浓度11.8~49.1 m g/L时,反应器的启动在第13 d完成。在曝气量为800 mL/m in时,利用pH与DO的变化趋势来判断氨氧化进程,控制每周期曝气时间为6.0 h,反应器稳定运行了101个周期。NH4 -N平均去除率为82.6%,NH4 -N去除负荷最大为0.97 kg/(m3.d),NO2--N平均累积率达97.2%,NO3--N浓度小于10 m g/L。在反应器中利用纯自养微生物可以长期稳定地实现短程硝化反应。     

好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水

采用好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水,分别对COD、NH4 -N、NO2--N、NO3--N的去除效果和对膜通量的影响进行了研究。结果表明:在水力停留时间(HRT)为8h,进水COD浓度为600mg/L,NH4 -N浓度为40mg/L的条件下,出水COD、NH4 -N的浓度分别为46.6和4.8mg/L。NO2--N和NO3--N的去除率也可达90%以上。并且好氧颗粒污泥的加入减缓了膜的污染。     

三维电极生物膜脱氮系统的电场响应性

研究三维电极-生物膜反应器对加载电场的响应性,为寻求反应器有效合理的自动控制方式提供理论指导.为了充分利用三维电极体系阳极产氧为硝化菌提供好氧环境实现氨氮硝化,利用阴极产氢为反硝化菌提供缺/厌氧环境和电子供体实现反硝化脱氮,实验设计并稳定运行了三维电极-生物膜脱氮反应器.通过考察不同电流密度条件下,系统溶解氧(DO)、pH、脱氮性能的变化,研究电流密度对三维电极-生物膜反应器中微生物生长的微环境和微生物反硝化脱氮所需电子供体的影响,评价三维电极-生物膜脱氮系统的电场响应性.结果表明,在电流密度为0.013 4 mA/cm2时,NH+-N转化率可达90％,NO3--N和TN去除率70％以上;三维电极-生物膜脱氮系统的极限电流密度在0.020 1 mA/cm2附近;极限电流密度范围内,电流密度引起系统DO、pH的变化均在系统承受范围内;电流密度的提高可提高阴极NO3--N反硝化效率,但对阳极NH4+-N的硝化无明显影响,极限电流密度范围内均无NO2--N积累.     

黄铁矿矿石处理含Cr(Ⅵ)废水研究

以黄铁矿矿石代替化学药剂处理含Cr(Ⅵ)废水.考察了初始pH值和黄铁矿粒径对去除Cr(Ⅵ)的影响,结果表明初始pH为1~2、黄铁矿矿石粒径小于200目(0.076 mm)的条件下,处理效果最佳,去除率可达98%以上.吸收光谱考察表明黄铁矿矿石处理含Cr2O72-废水存在Cr(VI)→Cr3 的还原过程;漫反射红外光谱分析表明,在处理实验过程中,溶液pH值不断升高,并趋于中性,主要是碳酸盐的溶解引起的.     

富硫酸盐矿井排水中空纤维膜供氢自养脱硫

硫酸盐的去除是煤矿矿井排水再利用的难点,设计中空纤维膜生物反应器,以无泡曝气方式供H2,在生物法脱硫过程中提供电子供体.膜组件为束状末端封闭式.采用不同的缓冲系统,研究无泡供氢自养脱硫的长期连续运行处理效果,最大硫酸盐(以SO 2-4计)还原速率为1.32g/(L·d),是同类研究反应器最大处理能力的1.5～2.3倍.在较高盐度条件下,硫酸盐还原菌在偏碱性的环境中活性更强,最适pH值与盐度水平有关.维持体系弱碱性环境有利于控制游离态H2S的浓度,是减轻H2S抑制效应的有效方法.     

Fe3O4/纳米级Fe0去除水中Cr（Ⅵ）的研究

考察了Fe3O4/纳米级Fe0对污染水中Cr(Ⅵ)的去除效果,以及Fe3O4投加量、腐殖酸投加量、温度对Fe3O4/纳米级Fe0去除水中Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:Fe3O4/纳米级Fe0对水中Cr(Ⅵ)的去除效果很好,在2 min时Cr(Ⅵ)的去除率就能够达到91.4%;这个值比纳米级Fe0单独作用120 min时对Cr(Ⅵ)的去除率还要高。Fe3O4与纳米级Fe0的配比为7.5:1时,Fe3O4/纳米级Fe0对Cr(Ⅵ)的去除效果最好。温度的升高加速了Fe3O4/纳米级Fe0对水中Cr(Ⅵ)还原降解反应的进行。     

NO2-N途径的短程硝化反硝化除磷试验研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中,以模拟城市污水为处理对象,研究了短程硝化和以NO2--N为电子受体的反硝化除磷过程特征及处理效果.试验表明,在SBR反应器中以NO2--N作为电子受体进行反硝化除磷是完全可行的.在温度为20～25℃,曝气量为30～40 L.h-1,pH值为7.0～7.5,MLSS为3 000 mg.L-1左右的条件下,COD、NH4+-N、TN及TP的平均去除率分别达到92%、96%、89%和90%.     

强化型硫铁矿自养反硝化工艺深度处理城市二沉尾水研究

为实现硫铁矿自养反硝化工艺快速启动,提高出水稳定性,将以硫铁矿为填料的硫自养反硝化生物滤池反应器(1号反应器)作为对照组,分别构建了以硫铁矿/石灰石和硫铁矿/硫黄为填料的强化型硫铁矿生物滤池反应器(2号、3号反应器)处理城市污水处理厂二沉尾水,从去除效果、出水水质的角度来评价强化工艺的可行性,并通过微生物群落分析来探究强化工艺的强化机理.结果表明：当反应温度为31～33℃,水力停留时间(HRT)为2.2 h时,3个生物滤池反应器总氮(TN)去除率分别为91.3%(1号反应器)、84.5%(2号反应器)、100%(3号反应器),出水TN浓度均小于5 mg/L;总磷(TP)去除率分别为91.4%(1号反应器)、85.0%(2号反应器)和100%(3号反应器),TP去除效果随TN去除效果的提升而提升;出水pH基本均能维持在6.8～7.6,体系内硫酸根生成量较低,维持在4.99～5.91 mg(每mg NO^-₃-N).Thiobacillus作为硫铁矿自养反硝化工艺的核心功能菌属在3号反应器内占据优势地位.以硫铁矿/硫黄为填料的生物滤池反应器不仅可以...     

聚季铵盐聚丙烯酰胺吸附剂对含Cr(Ⅵ)电镀废水吸附性能的研究

在静态条件下,对PQAAM吸附含重金属离子Cr(Ⅵ)的电镀废水进行了研究,探讨了PQAAM用量、废水pH值、吸附时间、吸附温度对去除Cr(Ⅵ)效果的影响.结果表明,在废水pH值6.0～8.0,Cr(Ⅵ)浓度0～100 mg/L范围内,吸附时间为100 min,吸附温度为20 ℃,按Cr(Ⅵ)与PQAAM质量比为1∶30投加PQAAM进行处理,Cr(Ⅵ)去除率可达98%以上.含Cr(Ⅵ)的电镀废水经PQAMM吸附后,废水中Cr(Ⅵ)的含量显著低于国家排放标准.表5,参9.     

低碳生物滴滤池处理餐饮废水启动研究

研究了新型低碳生物滴滤池处理餐饮废水的挂膜启动,及对餐饮废水处理的效果。结果表明:挂膜初期首先由于反应器中填料吸附作用,对餐饮废水中的CODCr和NH3-N的去除率都相对较高;中期在填料吸附饱和后,生物膜较少,对污染物利用不高而导致去除率急速下降;最后反应器对CODCr和NH3-N的去除率又重新升高,分别可以达到80%以上。表明挂膜启动成功,并且具有一定的抗冲击负荷能力。反应器对餐饮废水中的TN、TP也表现出良好的去除效果。低碳生物滴滤池处理餐饮废水无需动力就具有较好的去除能力,占地面积小,有较好的抗冲击负荷能力。     

膜生物反应器在污水回用中的作用及膜污染问题的研究

阐述了膜生物反应器在污水回用中的作用;指出生活污水经MBR处理,含碳有机物和氨氮的去除率均大于90%,但对磷的去除率不高,出水中TOC浓度低于1mg,L,而TKN,NH4+--N,NO2--N的质量浓度都低于0.1 mg/L,NO3--N的质量浓度为0.9mg/L;RO可以提高出水水质,可达到饮用水标准,分析了膜污染的原因,提出了减少膜污染的方法.     

香蕉皮制活性炭对含Cr(Ⅵ)废水的吸附性能

用香蕉皮制备高比表面活性炭研究其对含Cr(Ⅵ)废水的去除效果.实验探讨了溶液的pH值、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、吸附时间、温度及活性炭的用量等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响.结果表明,改性香蕉皮制备的高比表面活性炭对Cr(Ⅵ)有很好的吸附作用,在温度为35℃下改性香蕉皮制得的高比表面活性炭用量0.5 g,5 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液50 mL,溶液的pH值为5.0,振荡吸附120 min的条件下,Cr(Ⅵ)的吸附去除率达到了95.2%.     

从污水中分离出菌株DB1去除地下水硝酸盐实验

文章通过定时测定培养液中NO3--N、NO2--N和细菌浓度,分别研究了菌株DB1在水和含水层中反硝化的能力;结果表明,该菌株在水中可使NO3--N的去除率达到96.16%,在模拟含水层中能够彻底去除NO3--N,去除率达到100%;NO3--N的去除和NO2--N的积累主要发生在细菌对数生长期,NO2--N的去除主要在稳定期和衰亡期.     

厌氧氨氧化滤池中pH值与基质去除的相关性研究

以生物滤池为反应器,考察了厌氧氨氧化滤池的pH值与基质去除的变化规律.试验结果表明,pH值随滤层的加深而变化,在pH=7.58时,变化趋势较缓慢;pH>7.58时,pH值变化幅度较大,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除负荷较高,分别为0.97 kg/(m3·d)、1.06 kg/(m3·d);而pH<7.58时,pH值是先下降后上升,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除负荷较低,分别为0.56 kg/(m3·d)、0.73 kg/(m3·d).在pH=7.98时去除负荷达到最大,去除负荷分别为1.42 kg/(m3·d)、1.84 kg/(m3·d).     

小球藻引发水中Cr(Ⅵ)的光化学还原研究

重点研究了在金属卤化物灯(λ≥365nm,250W)光照下由小球藻类引发水体中Cr(Ⅵ)的光化学还原反应,考察了小球藻浓度、光照时间Cr(Ⅵ)初始浓度及pH值在通N2的条件下对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明:随着小球藻浓度的增大,Cr(Ⅵ)的还原速率及还原率均增大;随着小球藻浓度的增大,光照时间的增加,Cr(Ⅵ)的初始浓度降低以及溶液pH值的降低,Cr(Ⅵ)的光化学还原率逐步增大.当pH≥6时,Cr(Ⅵ)的光化学还原反应基本消失;当pH=4时,六价铬的浓度在0.4~1.0mg/L范围内,小球藻浓度对应的吸光度Aalga在0.025~0.180范围内,Cr(Ⅵ)的初始还原速率拟合方程为V0=kC00.1718A0al.5ga235.     

壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除

研究了壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ) 的去除效果. 实验结果表明: 去除效率随零价铁投加量的增加而增大, 最大去除效率达95.9%, 是100目铁屑去除效率的6倍; 土壤pH值和土壤中Cr(Ⅵ)的初始含量与去除效率成反比; 零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除是吸附作用与还原作用共同发生的结果; 纳米零价铁对Cr(Ⅵ)的还原过程符合伪一级反应动力学,其表观速率常数kobs为0.016/min.     

累托石催化草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ)的研究

研究了重金属Cr(Ⅵ)在累托石矿物表面的吸附特性及在金属卤化物灯照射下,累托石对草酸、柠檬酸光化学转化Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,Cr(Ⅵ)在累托石表面中的吸附量较小,其吸附符合Langmuir等温式.在250W金属卤化物灯照射的光反应体系中,累托石可以显著促进草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ),具有催化作用.累托石光催化还原去除Cr(Ⅵ)随着溶液pH值的减小而增加.在一定范围内,Cr(Ⅵ)的光化学还原率随累托石用量及草酸、柠檬酸的加入量的增加而增大.     

厌氧氨氧化滤池中pH值与基质去除的相关性研究

以生物滤池为反应器,考察了厌氧氨氧化滤池的pH值与基质去除的变化规律。试验结果表明,pH值随滤层的加深而变化,在pH=7.58时,变化趋势较缓慢;pH（7.58时,pH值变化幅度较大,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除负荷较高,分别为0.97 kg/（m^3.d）、1.06 kg/（m^3.d）;而pH（7.58时,pH值是先下降后上升,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除负荷较低,分别为0.56 kg/（m^3.d）、0.73 kg/（m^3.d）。在pH=7.98时去除负荷达到最大,去除负荷分别为1.42 kg/（m^3.d）、1.84 kg/（m^3.d）。