改性沸石生物濾池對(duì)微污染飲用水源水中氨氮的去除研究.pdf

1、近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)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(duì)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(dāng)前熱點(diǎn)之一。本文采用改性沸石生物濾池對(duì)微污染飲用水源水中的氨氮進(jìn)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(jìn)行生物掛膜,掛膜成功后對(duì)模擬微污染水源水進(jìn)行處理。主要研究?jī)?nèi)容

2、如下:
　　沸石改性、表征和吸氨性能研究。對(duì)天然沸石先氯化鈉溶液進(jìn)行鹽改性,再進(jìn)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(jìn)行表征分析,并對(duì)比兩種沸石的氨氮吸附性能。改性結(jié)果表明,當(dāng)氯化鈉溶液濃度為2.0mol/L時(shí),改性沸石對(duì)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(shí)間由12.0h縮短至4.0h。
　　研究了單純的組合菌對(duì)氨氮的降解特性和改性沸石濾池生物掛膜培養(yǎng)方式對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(duì)水中總氮的去除效果更好。
　　研究了改性生物沸石濾池對(duì)氨氮去除效果及其硝化和反硝化反應(yīng)機(jī)制?？疾炝怂ω?fù)荷、進(jìn)水溶解氧及進(jìn)水溫度等因素對(duì)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(jìn)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(jī)制。結(jié)果表明,在水力負(fù)荷為0.9m3/(m2.h)、進(jìn)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(duì)水源水中的氨氮和總氮去除效果較好;當(dāng)進(jìn)水溶解氧為7.0~7.5mg/L時(shí),濾池中前半段主要發(fā)生的是強(qiáng)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(dāng)進(jìn)水溶解氧為4.5~5mg/L時(shí),濾池中前半

6、段仍然以較強(qiáng)的硝化反應(yīng)為主,而后半段則以反硝化反應(yīng)為主,此時(shí)對(duì)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(duì)改性沸石生物濾池在長(zhǎng)期運(yùn)行狀況下的處理效果和高水力負(fù)荷下的自我調(diào)節(jié)修復(fù)能力進(jìn)行了研究。考察了進(jìn)水氨氮在3.71～5.46mg/L范圍內(nèi)時(shí),室溫下,改性沸石生物濾池對(duì)模擬微污染飲用水源水的長(zhǎng)期處理效果;探討了在4m3/(m2.h)的水流下運(yùn)行2h后,改性沸石生物濾池對(duì)自我調(diào)節(jié)修復(fù)時(shí)間的要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在改