改性沸石生物濾池對微污染飲用水源水中氨氮的去除研究.pdf

1、近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展,部分生活污水、養(yǎng)殖廢水以及工業(yè)廢水的大量排放,導(dǎo)致許多飲用水源水中氨氮濃度偏高,對飲水安全和人體健康造成了不良影響。為了提高飲用水水質(zhì)和保障人體健康,研究去除微污染水源水中氨氮,已成當前熱點之一。本文采用改性沸石生物濾池對微污染飲用水源水中的氨氮進行去除研究。該方法選擇改性沸石作為濾池的生物載體,將硝化菌和反硝化菌的組合菌作為生物接種源,在改性沸石表面進行生物掛膜,掛膜成功后對模擬微污染水源水進行處理。主要研究內(nèi)容

2、如下:
　　沸石改性、表征和吸氨性能研究。對天然沸石先氯化鈉溶液進行鹽改性,再進行熱改性,用以提高沸石的吸氨性能。將天然沸石和改性沸石用BET、SEM和XRD進行表征分析,并對比兩種沸石的氨氮吸附性能。改性結(jié)果表明,當氯化鈉溶液濃度為2.0mol/L時,改性沸石對氨氮的吸附去除效果最好。沸石經(jīng)改性后,比表面積和孔徑增大,表面形貌結(jié)構(gòu)變得疏松多孔,粗糙度大大提高。但改性前后晶體結(jié)構(gòu)并未被破壞,與天然沸石相比,改性沸石中鈉元素增加,鈣

3、元素明顯減少。在相同條件下,改性沸石比天然沸石具有更好的氨氮吸附性能。改性使沸石的吸氨容量和吸氨速率均得到明顯提高:吸氨容量由0.56mg/g提高到0.79mg/g,平衡吸附時間由12.0h縮短至4.0h。
　　研究了單純的組合菌對氨氮的降解特性和改性沸石濾池生物掛膜培養(yǎng)方式對氨氮和總氮的去除效果。首先在曝氣和不曝氣條件下,考察了單純的組合菌對模擬微污染水源水中的氨氮、總氮和CODMn的降解性能。然后,將組合菌作為改性沸石濾池的接

4、種菌,考察了不同的曝氣生物掛膜培養(yǎng)方式對氨氮的去除影響。研究結(jié)果表明,在曝氣和不曝氣條件下,單純的組合菌都能同時發(fā)生硝化和反硝化反應(yīng),但曝氣有利硝化反應(yīng),不曝氣有利于反硝化反應(yīng);在改性沸石濾池生物掛膜培養(yǎng)中,與全程持續(xù)曝氣方式相比,采用間歇曝氣的生物掛膜培養(yǎng)方式,所得到的改性沸石生物濾池對水中總氮的去除效果更好。
　　研究了改性生物沸石濾池對氨氮去除效果及其硝化和反硝化反應(yīng)機制?？疾炝怂ω摵伞⑦M水溶解氧及進水溫度等因素對改性沸石

5、生物濾池去除氨氮和總氮效果的影響,探討了在不同進水溶解氧情況下改性沸石生物濾池中硝化和反硝化反應(yīng)機制。結(jié)果表明,在水力負荷為0.9m3/(m2.h)、進水溶解氧為4.5~5mg/L和水溫為15~30℃條件下,改性生物沸石濾池對水源水中的氨氮和總氮去除效果較好;當進水溶解氧為7.0~7.5mg/L時,濾池中前半段主要發(fā)生的是強硝化反應(yīng),后半段硝化和反硝化作用均較弱,總氮去除率穩(wěn)定于60％左右;當進水溶解氧為4.5~5mg/L時,濾池中前半

6、段仍然以較強的硝化反應(yīng)為主,而后半段則以反硝化反應(yīng)為主,此時對氨氮和總氮的去除效果均較好,總氮去除率穩(wěn)定于80%左右。
　　對改性沸石生物濾池在長期運行狀況下的處理效果和高水力負荷下的自我調(diào)節(jié)修復(fù)能力進行了研究?？疾炝诉M水氨氮在3.71～5.46mg/L范圍內(nèi)時,室溫下,改性沸石生物濾池對模擬微污染飲用水源水的長期處理效果;探討了在4m3/(m2.h)的水流下運行2h后,改性沸石生物濾池對自我調(diào)節(jié)修復(fù)時間的要求。實驗結(jié)果表明,在改