生物慢滤系统处理微污染水体的试验研究：两种滤料的对比

滤料的特性是决定生物慢滤系统对各类污染物去除效果的主要因素之一,然而国内外在不同滤料的生物慢滤系统净化效能比较和微生物机制方面的研究十分有限。本研究选用石英砂和活性炭作为生物慢滤系统的滤料,比较了它们在污染物去除和微生物群落方面的异同,并在滤料堵塞时开展了反冲洗实验。结果表明,两柱均需要26 d完成挂膜。挂膜完成后,活性炭柱对浊度、COD_Mn和氨氮的去除率分别为92.18%、65.53%和99.37%,而石英砂柱的去除率分别为91.89%、42.91%和98.87%,活性炭柱的去除率优于石英砂柱。在挂膜期间,石英砂柱和活性炭柱都出现了亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累现象。石英砂柱主要的优势菌群为A0839和Rhodobacter,而活性炭柱主要的优势菌群为Ramlibacter、Pseudomonas和Leptospirillum,从微生物群落的角度解释了活性炭柱对有机物和总氮的去除效果优于石英砂柱。活性炭滤料的穿透深度大于石英砂滤料,石英砂柱的滤料主要是前40 cm发生堵塞,而活性炭柱的滤料是前60 cm发生堵塞。在滤料膨胀系数为30%时,石英砂柱和活性炭柱的反冲洗强...     

滤料级配对双层滤料滤池过滤效果的影响

滤料级配是保证过滤效果的关键因素,讨论了在相同的L/d的情况下,滤料粒径及滤层高度对滤池出水效果的影响.实验结果表明,在L/d=1 300时,粒径及高度较小的滤柱处理效果好于粒径及高度较大的滤柱,但是粒径及高度较小的滤柱水头损失增加较快;预氧化可以明显改善过滤效果.在设计双层滤料滤池时,应从工程和经济角度同时出发,并结合滤前水质特点,优化出一个最佳L/d值.     

不同锰砂滤料对地下水除锰的去除能力分析

目的掌握不同锰砂滤料对地下水中锰离子的去除速率和去除机理,为选择理想的锰砂滤料提供科学依据.方法选择水厂滤池成熟滤料和4种不同品质的锰砂分别装在5组滤柱中对同一原水进行处理,测定滤柱出水锰离子质量浓度,分析其成熟期、并与反应速率方程进行拟合,综合分析锰砂的去除能力.结果 B柱马山高品质天然锰砂成熟期为28 d、C柱马山低品质天然锰砂和E柱葫芦岛杨家杖天然锰砂滤料成熟期为66 d、D柱河南巩义天然锰砂成熟期为86 d.在锰砂滤料形成活性滤膜后,不同锰砂都表现出了一级反应速率方程的特征,B柱马山高品质锰砂的成熟期最短,去除速率高,是除锰理想的锰砂滤料.结论锰砂品质对生成活性滤膜和成熟期影响很大,锰砂生成活性滤膜后的质量浓度随时间变化曲线符合一级反应速率方程.     

地下水除铁滤池的成熟及其生物研究

为了探讨地下水除铁滤池成熟的生物机理,从实验滤柱成熟过程的不同阶段监测了进、出水的水质和分析测试了细菌样品．实验结果表明：生物滤柱的除铁效果好,其成熟过程是细菌有规律的增殖且固定在滤料和包埋于铁泥的过程．为加速滤池的成熟和有效除铁提供了实验依据。     

基于壳聚糖空气滤料的除菌效果

针对空调系统的二次污染问题,制作壳聚糖复合滤料,以白色葡萄球菌为目标微生物,在风道式净化系统中进行除菌实验,分析基材、滤速、壳聚糖质量分数及滤料厚度等因素对除菌效率及阻力的影响.实验结果表明,壳聚糖/丙纶复合滤料相对于纯丙纶滤料除菌效率有所提高.综合考虑阻力与除菌效率,在1,m/s滤速下,以丙纶为基材效果最好,相比壳聚糖/天丝复合滤料阻力降低46,Pa,而效率仅降低3.0%,.增加壳聚糖质量分数和滤料厚度均可提升除菌效率,但滤料厚度≥0.5,mm后,阻力显著增加,而除菌效率已无明显提升.     

微生物驱油数学模型

根据微生物生长动力学 ,建立了微生物生长、基质消耗和代谢产物生成方程。在考虑菌体、基质、产物扩散和吸附的基础上 ,用物质平衡方法建立了菌体、基质和产物的运移方程。以多孔介质的毛细管模型为基础 ,建立了由于微生物吸附引起的孔隙度和渗透率变化方程。考虑到微生物作用对流体性质的影响 ,建立了油、水粘度和油、气、水毛管力方程。根据黑油模型建立了三维、三相、多组分基质与产物的微生物驱油数学模型。计算结果表明 ,所建模型能较好地计算出微生物生长曲线、代谢曲线、基质消耗曲线和微生物运移浓度曲线 ,与实验值有较好的一致性。这些模型综合考虑了微生物的生化特性、微生物作用对岩石、流体性质的影响以及油、气、水的渗流规律 ,是一个比较完整的微生物驱油数学模型。     

新型过滤装置的工作参数对过滤性能的影响

在前期研发的一种新型一体化连续过滤装置的基础上,分别研究了滤料级配、提砂反冲洗系统的工作参数、进水流量以及不同过滤方式对该装置过滤性能的影响,调查了连续过滤过程中滤床的反粒度分布以及各种条件下出水水质.实验结果表明:不同的滤料级配对过滤后水质有较大的影响,反粒度自然分布能够提高滤床的截污能力;滤床的更新速率在6.25,mm/min时,过滤后水质更好;连续过滤与间歇反冲洗过滤可以优化组合,在一个间歇反冲洗周期之后,滤床中滤料的清洁程度可以保持良好,与连续反冲洗过滤相比,耗水率可降至5%,.     

级配砂滤层过滤系数的研究

滤层过滤的数学模式与过滤系数λ有关.而已往表达λ的模式比较复杂,包含多个与滤料粒径有关的待定常数.此外,许多模式是以均匀滤料为依据,不适用于级配滤料. 本文假定,λ是滤层水力梯度和缝隙流速的函数,据此导出级配滤料层λ和σ关系的模式.并根据等速过滤实验数据、用计算机求解过滤方程来验证模式。理论和实验结果基本一致.     

微生物驱油数学模型

根据微生物生长动力学,建立了微生物生长、基质消耗和代谢产物生成方程。在考虑菌体、基质、产物扩散和吸附的基础上,用物质平衡方法建立了菌体、基质和产物的运移方程。以多孔介质的毛细管模型为基础,建立了由于微生物吸附引起的孔隙度和渗透率变化方程。考虑到微生物作用对流体性质的影响,建立了油、水粘度和油、气、水管力方程。根据黑油模型建立了三维、三相、多组分基质与产物的微生物驱油数学模型。计算结果表明,所建模型能较好地计算出微生物生长曲线、代谢曲线、基质消耗曲线和微生物运移浓度曲线,与实验值有较好的一致性。这些模型综合考虑了微生物的生化特性、微生物作用对岩石、流体性质的影响以及油、气、水的渗流规律,是一个比较完整的微生物驱油数学模型。     

污水移动床连续过滤过程的数值模拟研究

通过建立数学模型对污水固定床和移动床过滤过程运行特性进行了模拟分析,该模型包括滤料和污水质量衡算方程、滤层过滤动力学方程和滤层压降计算方程。对固定床过滤过程的模拟结果表明,在一个过滤周期内随时间增加,污水过滤的负荷由顶部向底部滤层逐渐转移,滤出水的水质逐渐变差,同时滤层的总压降逐渐增加,经过足够长的过滤时间后,整个滤层将达到饱和状态从而过滤失效。对移动床过滤过程的模拟结果表明,在移动床过滤期间,滤料由上到下得到逐渐更新,滤层过滤能力得到恢复,滤出水的水质变好,滤层的总压降减小。