魏巍[1]2011年在《微污染水源扬水曝气强化原位生物脱氮特性与试验研究》文中研究说明由于污废水大量排放及农业长期大量施用化肥,饮用水源氮源污染日益严重,已引起世界各国的高度重视。叁十多年来人们采用各种方法对受污染水源水进行脱氮处理,其中生物脱氮法是目前去除水体氮源污染物最经济、有效的方法。尽管国内外对微污染水体生物脱氮进行了大量研究,但现有地表水源生物脱氮技术主要以异位生物修复为主,其水力停留时间受到限制,对总氮去除效果不理想,且大多需投加电子供体,增加了水处理成本,同时有些基质或其氧化的中间产物对生物有毒害作用。本文将扬水曝气与原位生物净化两种技术有机结合,针对微污染水体原位生物脱氮存在的低温、贫营养及好氧问题,采用贫营养脱氮功能菌群及低温贫营养脱氮功能菌群制成微生态菌剂,形成能有效去除水中氮源及有机污染物的原位生物投菌技术和原位生物膜技术,并结合扬水曝气技术,揭示了该组合技术用于微污染水源水生物脱氮的特性及效能。论文成果主要包括以下几方面:(1)贫营养好氧反硝化细菌的驯化、筛分及脱氮特性研究。在低营养条件下驯化、筛分出具有较好脱氮性能的贫营养好氧反硝化细菌PY8、DA15和DF7,结合菌株形态、生理生化试验及16S rDNA序列分析,可基本确定菌株PY8属于Rhizobium sp.,菌株DA15属于Arthrobacter sp.,菌株DF7属于Bacillus sp.。在前期已筛分出的高效脱氮菌种FY3、FY5和FY7的基础之上,采用生态位分离策略构建了贫营养脱氮功能菌群Z4(PY8+FY3+FY7),并对其中各功能菌的生长曲线、脱氮特性进行了系统的研究。结果表明,各菌株生长速率较慢,pH、温度、C/N、NaNO3浓度及接种量对各贫营养好氧反硝化细菌的脱氮性能影响有差异,且PY8异养硝化性能明显。周质硝酸盐还原酶亚基基因(napA)PCR扩增结果证实这3株菌具有可在好氧环境中还原硝酸盐的系统,好氧反硝化作用的确是由周质硝酸盐还原酶来催化的。(2)低温好氧反硝化细菌的驯化、筛分及脱氮特性研究。通过逐渐降低温度条件驯化、筛分出耐冷脱氮细菌DW3、DW4、D3和D4,经过生理生化鉴定及16S rDNA序列分析,基本确定菌株DW3属于Pseudomonas sp.,菌株DW4、D3和D4均属于Acinetobacter sp.。各耐冷脱氮菌株生长曲线及脱氮特性试验表明,除D3菌株外,其他菌株在培养过程中都存在明显的衰亡期,各菌株的反硝化过程都发生在对数生长期,pH、温度、C/N及接种量对各菌株的脱氮性能有影响,各菌株具有明显的异养硝化性能,且在10℃温度条件下仍能保持一定的脱氢酶活性。选择菌株DW3和D3进行周质硝酸盐还原酶亚基基因(napA)PCR扩增,证实了这2株菌具有周质硝酸盐还原酶,可实现好氧反硝化。采用自适应及菌源生态重组策略构建出在极端环境中具有较好反硝化效果的低温贫营养脱氮功能菌群L1(PY8+DW3+D3)和L2(PY8+DW3+D4)。(3)微污染水体原位生物投菌技术脱氮特性与效能研究。小试研究以贫营养脱氮功能菌群Z4作为菌源制成微生态菌剂,采用不同菌剂投量直接投加到水库原水中,菌投量为0.1mg/L时净化效果最好,整个运行期间(32d),硝氮、总氮、CODMn及TOC去除率分别达到72.3%、71.3%、32.3%和34.8%,稳定期的脱氮效果可满足地表水环境Ⅲ类水体的质量标准要求;同时溶解氧、水温、pH及C/N会影响生物菌剂的脱氮性能。将低温贫营养脱氮功能菌群L1用于微污染水原位生物投菌技术中,在低温环境条件下运行36d,该菌剂对原水硝氮及总氮去除率最大可达到46%和53%。(4)微污染水体原位生物膜技术脱氮特性与效能研究。选择脱氮性能较稳定的硬性悬浮填料,同时研制出适合于微污染水体原位修复、且可创造适宜微生物生长的不同溶解氧环境的新型多孔悬浮填料作为生物载体,以贫营养脱氮功能菌群Z4作为菌源对载体进行人工强化挂膜,小试研究结果表明,试验运行46d,贫营养原位生物膜技术对原水硝氮及总氮去除率均可达到75%以上,CODMn去除率在25%以上,稳定时期脱氮效果可满足地表水环境Ⅲ类水体的质量标准要求,且温度、填料填充率及C/N比对原位生物膜系统脱氮效果有一定影响。贫营养细菌以较低速率进行生长时,对外界环境具有较大的抗性,是微生物适应贫营养环境的结果,在贫营养条件下,吸附和生物膜形成是微生物的一种生存策略。(5)原位生物投菌系统对混合充氧技术的条件要求。DO浓度对贫营养好氧反硝化菌群的脱氮性能有一定影响。当DO浓度大于7mg/L时,反硝化速率很慢,始终保持在较低的水平;当DO浓度低于7mg/L时,反硝化速率随DO值的降低而较大幅度地升高,说明贫营养好氧反硝化菌群的阈值较高,对氧气有较高的耐受能力。DO浓度为3~4mg/L、5~6mg/L和7~8mg/L时,系统运行期间对原水总氮去除率分别为91%、84%和31%。好氧反硝化细菌的反硝化酶系和有氧呼吸系统同时存在,氧不再是抑制反硝化酶活性和反硝化酶生成的直接因素,周质硝酸盐还原酶亚基基因的扩增进一步解释了好氧反硝化菌可以在DO浓度相对较高的条件下进行反硝化作用。(6)扬水曝气—原位生物净化组合技术中试研究。在扬水曝气强化混合条件下,进行原位生物净化系统中试研究。以贫营养脱氮功能菌群Z4为菌源,分别构成扬水曝气—贫营养生物膜和扬水曝气—贫营养生物投菌组合技术,在溶解氧浓度为5.0~7.0mg/L,水温范围为10℃~ 23℃、CODMn/TN≈1.56的贫营养条件下,扬水曝气—贫营养生物膜组合系统稳定运行时的氨氮、硝氮、总氮和TOC去除率范围分别为82%~100%、62%~79%、70%~80%和72%~80%,BOD5/CODMn比值可由初始0.476降至0.054,且叁维荧光光谱图显示运行期间原水生源性DOM变化较大;扬水曝气—贫营养生物投菌组合系统稳定运行时的氨氮、硝氮、总氮、TOC和CODMn去除率分别为82%~100%、43%~58%、63%~70%、65%~73%和51%~57%。PCR-DGGE图谱分析表明,生物膜上种群演替进程缓慢,α-proteobacterium纲是生物膜中最优势的细菌类群,固定的菌株PY8和FY3成为生物膜上的优势菌群;生物投菌系统中FY3和FY7成为系统中的优势菌群。消毒剂灭活试验、群落结构多样性及小鼠急性经口毒性试验表明,生物菌剂不会对原生态系统产生较大的破坏,且不会对饮用水水质构成威胁。采用低温贫营养脱氮功能菌群L1与扬水曝气技术有机结合,在初期水温不足15℃,CODMn/TN≈1.0的低温、贫营养条件下,稳定运行阶段的硝氮及总氮去除率分别在50%和60%以上,最大硝氮及总氮去除率分别为81%和84%,TOC、CODMn及BOD5月平均去除率分别为63%、49%和62%。上述结果表明,该组合技术用于净化微污染原水是可行的,稳定运行期的脱氮效果均可满足地表水环境Ⅲ类水体的质量标准要求。
黄磊, 王宗建[2]2011年在《浅谈小城镇微污染水源的生物接触氧化法处理》文中认为概述了生物接触氧化法净化微污染水源水的原理、水质处理效果、主要影响因素,认为生物接触氧化预处理小城镇微污染水源具有广阔的应用前景。
周卫军[3]2005年在《黄河微污染水源饮用水生物预处理研究》文中研究指明通过建立生物陶粒滤池与常规工艺相结合的饮用水处理试验模型,对以有机物、NH4+-N、NO2-N、藻类等为主要污染物的黄河微污染原水进行处理,确立了工艺各单元运行参数,考察了生物陶粒预处理工艺去除黄河原水中微污染物的效果、影响因素以及对后续常规工艺的影响。结果表明:(1) 、在气水比0. 25:1,水力停留时间23. 6min,水力负荷5. 1 m3/m2h的试验条件下,生物陶粒预处理工艺对黄河微污染原水中的CODMn有一定的去除效果,平均去除率为14. 4%,对NH4+-N、NO2-N、藻类有较好的去除效果,平均去除率分别为73. 5%、83. 8%、33. 8%。生物陶粒对黄河水质的季节性变化有较好的适应性。(2) 、生物陶粒除微污染的效率随水温的升高有所提高,低温时各项污染物的去除率未受到显着影响,生物滤池仍具有良好的生物活性。将水力负荷由5. 1 m3/m2h降低至3m3/m2h,CODMn、NH4+-N、NO2-N去除率无明显提高,但藻类去除率有了明显提高,达到54%。(3) 、生物陶粒对后续常规净水工艺除污染具有明显的强化作用,使后续常规工艺中混凝剂和消毒剂的用量分别减少了21. 5%和18%,在改善水质的同时,具有一定的经济效益。本试验为以黄河水为水源的水厂生物预处理工艺的设计和运行提供试验数据,为其它类似水源水的处理提供参考和借鉴。
唐文锋, 胡友彪, 孙丰英[4]2016年在《改性悬浮填料生物接触氧化预处理微污染水源水》文中研究说明采用改性悬浮填料生物接触氧化预处理微污染水源水,对系统自然挂膜方式下生物膜生长形态、微生物组成及系统对微污染有机物、氨氮、总氮和浊度的去除效果进行了实验研究。实验结果表明:系统采用自然挂膜需3周时间方可挂膜成功,成熟后的生物膜结构稳定,种群丰富,微生物数量较多;系统进入稳定运行期间,对氨氮有较好的去除效果,最高去除率可达83.26%,而对COD_(Mn)、TN和浊度的去除效果相对较低,平均去除率分别为10.94%、39.82%和19.87%;实验期间,在温度较高的月份时,系统对COD_(Mn)、NH_(3~-)N和TN的去除效果较好;而在温度较低的月份时,系统对浊度的去除效果较好。
王华成, 吕锡武[5]2005年在《微污染水源水饮用水处理研究进展》文中进行了进一步梳理饮用水水源污染日益严重,直接威胁到人类的健康和传统制水工艺,水源污染更加剧了水资源的危机。文中阐述了微污染水源水饮用水处理技术的研究进展,主要包括:臭氧活性炭/生物活性炭深度处理技术、生物预处理技术,膜法深度处理技术、强化混凝处理技术等,展望了各种技术的应用趋势。
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》文中认为湖泊、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。
康丽娜, 王海杰[7]2012年在《生物膜法在微污染水源水预处理中的研究进展》文中研究表明随着工农业生产的迅速发展,大量含有各种有毒、有害物质的工业废水和生活污水未经适当处理即排入天然水体,直接或间接地污染了城市的给水水源。本文对生物滤池法、生物接触氧化法、生物流化床法、生物转盘法进行介绍,并对各种方法的特点进行总结。
陈克玲[8]2003年在《水库微污染水源水处理技术研究》文中进行了进一步梳理水库水是我国许多城市和地区主要供水源。随着我国生态环境的恶化，不少水库的水质呈逐年下降趋势，水库水质的微污染情况十分普遍，导致原有的自来水厂所使用的常规处理工艺已无法生产出水质合格的饮用水，这给社会的卫生安全带来了严重隐患。开发出微污染水高效经济合理的净化工艺是当前自来水厂工艺改革的亟切要求。 本论文以深圳市微污染水库水质净化这一科研项目为研究课题，展开了对处理微污染水库水的自来水厂新工艺的研究。首先，在系统分析当前国内外处理微污染水的技术现状与水库微污染水源的水质特征的基础上，认为生物预处理方法是去除微污染水源中富营养化污染物最有前途的方法，并通过试验重点研究了生物预处理工艺对氨氮、有机污染物等指标的去除效果、规律及影响因素的生化分析，确定了四种生物预处理池填料水力负荷与气水比的最佳工况运行参数区间。然后，针对同一微污染水库水源的净化提出了五种工艺组合方案，并以中试规模对它们进行系统的对比性试验研究，总结出各种工艺方案的处理特点、规律及工艺流程选择的理论依据。继而从中优选出最佳的处理工艺组合，确定了该工艺组合的最佳运行参数。结果表明，由于深圳水库微污染水源水质浊度及色度较低，大分子有机物含量低，采用“生物预处理+常规处理”工艺可满足深圳市微污染水库水源的达标净化的要求，在经济许可的情况下可在此基础上增加活性炭吸附深度处理单元提高自来水质量。 在实验研究的基础上，本论文还从水库微污染过程的动态分析入手，根据水库微污染水源生物预处理的稳态生物膜模型，讨论了该模型的基质利用转化规律，研究认为：生物膜是通过对初级基质的利用形成的，痕量有机物的去除是对二级基质的利用产生的，较低浓度的二级基质能增强生物预处理的去除效果。从而得出：生物预处理对低浓度有机物有强化的去除作用。 本论文研究成果可填补国内微污染水库水处理技术理论，为国内水库微污染水体水源处理技术改良积累经验，具有实用价值，可供国内相关研究借鉴参考。
孙永锋[9]2012年在《曝气生物滤池处理微污染水源水的试验研究》文中研究表明目前,我国的饮用水普遍受到了较为严重的污染,常规的水处理工艺去除水中的溶解性有机物效率低,而且,氯化过程形成的有机卤化物对人们的身体健康危害更大。因此,寻求经济、实用、高效的水处理方法是有着十分重要的现实意义的。水处理工艺中的生物处理技术是一种既经济有效而且安全性较高的处理技术,曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,简称BAF)工艺拥有占地面积小、较高容积负荷、前期建设投资少、处理后出水水质好等特点,有很大的应用潜力。通过实验室模拟微污染水源水质,研究了不同填料即陶粒、沸石、沸石-生化棉组合填料曝气生物滤池的启动挂膜时的去除效能。在水力停留时间为1h,D0为6mg/L,温度为16-24℃,ph为7.0-7.5的情况下,双层填料曝气生物滤池去除有机物、氨氮和浊度的效能最好,平均去除率分别为32%、92%和85%。本试验深入探讨研究水力负荷、气水比等因素对双层填料曝气生物滤池去除效能的影响。试验得出的最佳运行条件：水力负荷3m3/m2·h,气水比1：1,温度20-32℃,pH为7-7.5。在最佳运行条件下,滤池抗氨氮负荷和锰负荷的冲击负荷能力是很强的,始终保持较高的去除效率,但是当进水有机物浓度达到或者超过14mg/L时会影响对氨氮的去除效果。试验采用气水联合反冲洗的方式对滤池进行反冲洗,反冲洗后4h滤池恢复对有机物和氨氮的去除效能,根据水质污染程度不同反冲洗为15-30天。滤池关闭22天重新启动后,8h可恢复对有机物的去除效能,滤池关闭对氨氮的去除影响不大。
翁利丰, 赵明雷, 夏玮, 孙月奇, 沈亮[10]2011年在《弹性填料和悬浮球填料在生物预处理工程中的应用》文中提出弹性填料和悬浮球填料是两种对微污染水源进行生物接触氧化预处理的常规填料,在果园桥水厂已运行多年,总结了两种填料的处理效果和运行情况。结果表明两种填料对微污染水源水都有较好的处理效果。正常情况下,弹性填料及悬浮球填料对氨氮、CODMn、锰的去除率可分别达到60%、10%、24%及90%、20%、50%。
参考文献：
[1]. 微污染水源扬水曝气强化原位生物脱氮特性与试验研究[D]. 魏巍. 西安建筑科技大学. 2011
[2]. 浅谈小城镇微污染水源的生物接触氧化法处理[J]. 黄磊, 王宗建. 广西轻工业. 2011
[3]. 黄河微污染水源饮用水生物预处理研究[D]. 周卫军. 西安理工大学. 2005
[4]. 改性悬浮填料生物接触氧化预处理微污染水源水[J]. 唐文锋, 胡友彪, 孙丰英. 水处理技术. 2016
[5]. 微污染水源水饮用水处理研究进展[J]. 王华成, 吕锡武. 净水技术. 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]. 生物膜法在微污染水源水预处理中的研究进展[J]. 康丽娜, 王海杰. 化工进展. 2012
[8]. 水库微污染水源水处理技术研究[D]. 陈克玲. 武汉理工大学. 2003
[9]. 曝气生物滤池处理微污染水源水的试验研究[D]. 孙永锋. 东北林业大学. 2012
[10]. 弹性填料和悬浮球填料在生物预处理工程中的应用[J]. 翁利丰, 赵明雷, 夏玮, 孙月奇, 沈亮. 给水排水. 2011
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