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多级土壤渗滤系统处理低有机污染水的脱氮效果与机理解析

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环境科学学报 2016年第12期36卷 4392-4399页

作者：吴浩恩魏才倢吴为中北京大学环境科学与工程学院北京100871

采用"微曝气+缺氧"的两段式多级土壤渗滤系统(multi-soil-layering system,MSL)工艺,建立了在缺氧段模块中添加不同碳源的MSL系统并进行脱氮效率对比.其中,MSL1系统添加了传统碳源木屑,MSL2系统添加了一种基于PHBV(聚羟基丁酸戊酸酯)的... 详细信息

采用"微曝气+缺氧"的两段式多级土壤渗滤系统(multi-soil-layering system,MSL)工艺,建立了在缺氧段模块中添加不同碳源的MSL系统并进行脱氮效率对比.其中,MSL1系统添加了传统碳源木屑,MSL2系统添加了一种基于PHBV(聚羟基丁酸戊酸酯)的共混固相碳源(GC-4).通过10个月的连续运行,深入探讨碳源、水温、表面水力负荷等条件对该工艺脱氮性能的影响.整个运行过程期间不同条件影响下,添加新型固相碳源的MSL2比MSL1表现出更好的强化脱氮性能.在相同表面水力负荷(1.0 m3·m-2·d-1)条件下,水温的降低会直接降低系统的脱氮效率.当水温从平均19℃下降到系统对NH+4-N、TN的平均去除率分别由91%、62%下降为81%、45%,MSL2系统对NH+4-N、TN的平均去除率分别由88%、72%下降为80%、55%,但MSL2系统仍然优于MSL1系统.水力负荷的降低会提高2个系统TN去除率大约20%,证明了低水力负荷利于系统的脱氮效果.在各个运行阶段,MSL系统添加固相碳源均没有出现碳源过度释放现象,表现出较好的COD去除效果.分子生物学研究揭示了两段式MSL系统中微生物、硝化菌、反硝化菌的功能分区及其丰度,在生物量和反硝化基因数量上MSL2均大于MSL1,硝化菌(amo A基因)集中分布在微曝气段,反硝化菌(nir S、nir K)集中分布在土壤模块层,比较好的解释了不同碳源类型条件下MSL系统的脱氮效果的差异性.

关键词：多级土壤渗滤系统固相碳源低污染水强化脱氮

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多级土壤渗滤系统处理滇池入湖河水的研究

中国给水排水 2010年第9期26卷 104-107,111页

作者：魏才倢吴为中陶淑李德生北京大学环境科学与工程学院北京100871 兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用多级土壤渗滤(MSL)模拟系统处理滇池入湖河水,以陶结、木炭、石灰石和铁屑作为混合模块层滤料,以沸石作为渗滤层滤料,考察了曝气和水力负荷等参数对系统除污效能的影响。结果表明,MSL系统对受污染河水具有良好的净化效果,尤其是在... 详细信息

采用多级土壤渗滤(MSL)模拟系统处理滇池入湖河水,以陶结、木炭、石灰石和铁屑作为混合模块层滤料,以沸石作为渗滤层滤料,考察了曝气和水力负荷等参数对系统除污效能的影响。结果表明,MSL系统对受污染河水具有良好的净化效果,尤其是在非曝气条件下,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别在50%、90%、80%和70%以上,且出水NH4+-N和TP浓度可达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)的Ⅲ类标准。曝气与否对NH4+-N和TP去除效果的影响较小,但曝气可明显提高系统对有机物的去除效果,而同时却大大降低了对TN的去除效能。另外,提高水力负荷会降低对有机物的去除效果,而对氮和磷去除效果的影响则相对较小。

关键词：多级土壤渗滤系统受污染河水曝气混合模块层渗滤层

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多级土壤渗滤系统填料的脱氮除磷性能研究

水处理技术 2019年第10期45卷 24-29页

作者：李丹王欣泽刘剑楠刘艳萍解婷婷上海交通大学环境科学与工程学院上海200240 上海交通大学云南(大理)研究院云南大理671000

为筛选用于多级土壤渗滤系统的填料,选取活性炭、粉煤灰、膨润土、煤渣及红黏土作为土壤砖块材料,2种粒径(1~3 mm和3~5 mm)的生物陶粒和沸石作为渗滤层材料,进行渗透性、氮磷等温吸附以及硝化反硝化强度研究。结果表明,活性炭和煤渣的... 详细信息

为筛选用于多级土壤渗滤系统的填料,选取活性炭、粉煤灰、膨润土、煤渣及红黏土作为土壤砖块材料,2种粒径(1~3 mm和3~5 mm)的生物陶粒和沸石作为渗滤层材料,进行渗透性、氮磷等温吸附以及硝化反硝化强度研究。结果表明,活性炭和煤渣的添加可以有效改良红黏土渗透性;Langmuir方程能更好地描述各填料对氮磷的吸附特征;通过拟合,红黏土、粉煤灰及活性炭对磷的理论饱和吸附量较大,沸石及红黏土对NH4+-N的吸附能力较强;室外接种2个月后,沸石的硝化能力明显高于其他填料,而活性炭、煤渣的反硝化能力显著高于其他填料。综合考虑,2种粒径的沸石均适宜作为多级土壤渗滤系统渗滤层材料,红黏土混合质量分数20%~40%的活性炭或煤渣更适合作为土壤砖块层填料。

关键词：多级土壤渗滤系统填料脱氮除磷渗透性吸附硝化反硝化强度

多级土壤渗滤系统处理太湖流域农村生活污水的工程研究

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安徽农业科学 2011年第9期39卷 5178-5180页

作者：张洪玲邹俊陈昕环境保护部南京环境科学研究所江苏南京210042 扬州大学水利学院江苏扬州225009

结合农村的实际情况,开发在太湖流域农村地区具有广泛推广价值的生活污水处理实用技术,并提出了应用多级土壤渗滤系统对集中型农村生活污水进行处理,且在江苏宜兴分水村建立了示范工程。结果表明,该系统基建及运行费用低,处理效果好,对... 详细信息

结合农村的实际情况,开发在太湖流域农村地区具有广泛推广价值的生活污水处理实用技术,并提出了应用多级土壤渗滤系统对集中型农村生活污水进行处理,且在江苏宜兴分水村建立了示范工程。结果表明,该系统基建及运行费用低,处理效果好,对COD、NH 4+-N、TN、TP和SS的平均去除率分别为70%、83%、59%、76%和94%;出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。

关键词：农村生活污水多级土壤渗滤系统示范工程

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多级土壤渗滤系统净化农村生活污水的效能与影响研究

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多级土壤渗滤系统净化农村生活污水的效能与影响研究

作者：陶艺西南交通大学

学位级别：硕士

我国农村生活污水的直接排放对农村水环境造成较大影响,本文根据四川地区农村生活污水水质与水量特点,在实验室水平下设计并进行了多级土壤渗滤系统处理模拟农村生活污水的实验研究,通过在不同进水方式、不同水力负荷、不同初始p H、不... 详细信息

我国农村生活污水的直接排放对农村水环境造成较大影响,本文根据四川地区农村生活污水水质与水量特点,在实验室水平下设计并进行了多级土壤渗滤系统处理模拟农村生活污水的实验研究,通过在不同进水方式、不同水力负荷、不同初始p H、不同初始DO浓度、不同土壤模块层结构以及不同土壤模块层填料等多个条件下的组合实验,探究得出多级土壤渗滤系统的最佳运行参数、最佳土壤模块层结构及最佳土壤模块层填料,并对系统内部的微生物群落进行了深度机理分析,对多级土壤渗滤系统净化农村生活污水的实际运用提供一定参考。主要得出以下结论:(1)连续进水阶段,秸秆基多级土壤渗滤系统的有机物去除率较低,60%运行时间内的化学需氧量去除率为0。氨氮、总氮及总磷去除率稳定,83.33%运行时间的出水浓度满足《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB51/2626-2019)三级标准限值要求(总氮满足一级标准限值要求),并研究确定在水力负荷为300 L/(m·d)、初始p H为6.8～7.2、初始DO浓度为4.5～5.5 mg/L为最佳运行参数。(2)在间歇进水、最佳运行参数条件下的实验表明,秸秆基多级土壤渗滤系统的有机物去除率显著提升,U型土壤模块层的多级土壤渗滤系统的处理效果更优。U型土壤模块层多级土壤渗滤系统在86.67%运行时间的化学需氧量去除率保持在40%以上,运行期间的所有氨氮去除率均保持在90%以上、总氮去除率保持在87%以上、总磷去除率保持在94%以上,出水氨氮、总氮及总磷浓度均满足《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB51/2626-2019)三级标准限值(总氮满足一级标准限值)。(3)在间歇进水条件下,对比填料对U型土壤渗滤层多级土壤渗滤系统处理效果的影响,结果表明,生物炭填料多级土壤渗滤系统的去除效果显著优于秸秆填料,生物炭填料多级土壤渗滤系统的化学需氧量、氨氮、总氮及总磷平均去除率分别为83.43%、94.97%、94.77%与96.97%,出水浓度满足《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB51/2626-2019)一级标准限值要求(化学需氧量满足三级标准限值),定量PCR和高通量测序的结果表明,生物炭填料多级土壤渗滤系统的微生物多样性更优,门水平下,两套系统具有相似的优势菌群,属水平下,生物炭填料多级土壤渗滤系统的与污染物去除相关微生物的丰度与多样性更强,使得其去除效果更优。

关键词：多级土壤渗滤系统生物炭脱氮除磷农村生活污水

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多级土壤渗滤系统处理模拟生活污水研究

多级土壤渗滤系统处理模拟生活污水研究

作者：庞俊玲沈阳师范大学

学位级别：硕士

多级土壤渗滤系统(Multi-soil-layering system,MSL)是一种处理分散污水的技术,在世界各地得到广泛应用。MSL系统的填料是去除污水中污染物的重要载体,填料的种类、性质、填充方式等影响系统的净化效果。本研究构建两套填料配比相同而... 详细信息

多级土壤渗滤系统(Multi-soil-layering system,MSL)是一种处理分散污水的技术,在世界各地得到广泛应用。MSL系统的填料是去除污水中污染物的重要载体,填料的种类、性质、填充方式等影响系统的净化效果。本研究构建两套填料配比相同而结构不同的MSL-1(填料单一结构)和MSL-2(填料混合结构),探究不同运行参数对污水中氮、磷和有机物的去除效果及对不同浓度双酚A(Bisphenol A,BPA)污水的处理效果。研究结果如下:(1)MSL系统填料对水体中氮磷吸附特性研究中,实验材料对氮、磷的吸附能力由强到弱依次为混合填料>土壤>木炭,稻壳对氮的吸附量少,并有少量磷析出。土壤、木炭和混合填料对氮、磷的等温吸附符合Langmuir和Freundlich方程,准一级动力学模型和准二级动力学模型均能描述土壤、木炭和混合填料对氮、磷的吸附动力学。(2)在最佳水力负荷0.10 m/(m·d)时,MSL-1中COD、NH-N和TP平均去除率分别为91.63%、97.60%和96.27%,MSL-2中平均去除率分别为93.06%、96.23%和92.11%。在水力负荷0.05 m/(m·d)、0.10 m/(m·d)、0.20 m/(m·d)和0.50 m/(m·d)条件下,MSL-1的COD、NH-N和TP去除率均优于MSL-2。水力负荷对NO-N和NO-N出水浓度无显著影响(P>0.05)。在C/N为5:1时,两个系统的COD去除率最高,分别为92.45%和91.55%。C/N由5:1增加到10:1的过程中,COD的去除率逐渐降低。在C/N为5:1时,两个系统的NH-N去除率达到最高,最高去除率分别为98.13%和97.38%。在不同C/N条件下,两个系统的TP去除率都达到90%以上,具有很好的TP去除效果。两系统最佳C/N为5:1。在干湿比为2:1时,两个系统的COD去除效率达到最高。当干湿比分别为1:1、2:1、5:1时,MSL-1的NH-N去除率均值分别为92.07%、93.93%和89.38%。MSL-2的NH-N去除率均值分别为91.96%、92.35%和88.74%。MSL-1的TP去除率均值分别为90.06%、89.87%和88.69%。MSL-2的TP去除率均值分别为89.78%、88.30%和87.24%。MSL-1各项指标的去除效果优于MSL-2。两系统最佳干湿比为2:1。推荐MSL系统采用单一结构的渗滤基质填充模式。(3)两个系统对BPA去除率高达85%以上,同时对COD、NH-N和TP去除没有影响。

关键词：多级土壤渗滤系统水力负荷碳氮比干湿比 BPA

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多级土壤渗滤系统处理污染河水的试验研究

多级土壤渗滤系统处理污染河水的试验研究

作者：陈佳利湖南大学

学位级别：硕士

滇池流域的主要河流有29条，呈向心状汇流排入滇池，组成了一个不可分割的“复合生态系统”，入滇河流既是滇池生态用水的补充者，又是污染物的输送者，其特殊的输移、转化、汇集、沉积等功能决定了其在城市水环境中具有的特殊地位和作... 详细信息

滇池流域的主要河流有29条，呈向心状汇流排入滇池，组成了一个不可分割的“复合生态系统”，入滇河流既是滇池生态用水的补充者，又是污染物的输送者，其特殊的输移、转化、汇集、沉积等功能决定了其在城市水环境中具有的特殊地位和作用。目前，入滇河流大多属于典型的城市型重污染河流，其污染的主要原因是滇池流域社会经济的快速发展、城市的快速扩张及污染控制措施的滞后所致，高度城市化同时导致了河流自然属性的彻底散失，已使部分河流成为排污沟，入湖河流污染治理已成为湖泊污染治理的重点和难点。从20世纪70年代起，尤其是近10余年来，日、美、德、瑞士、韩国等纷纷提出了生态治河的新理念，其思想特征是：摒弃经济高速发展的时期形成的“唯效率主义”的河流管理观念，构建“人工强化河岸带”，尊重河流系统的自然规律，注重河流的自然生态和自然环境的恢复和保护，使河流的综合服务功能得到充分的发挥。作为污染河流治理的新思路，结合滇池入湖河道--新运粮河污染特征，本研究开展基于多级土壤渗滤系统(Multi soil layering system, MSL)的易位脱氮除磷技术研究，从而达到削减入湖污染负荷，改善城市内河水质目的。本研究采用曝气段、非曝气段的两段式MSL，同时在ML层添加非水溶性可生物降解多聚物(BDPs)材料PBS颗粒作为碳源，针对不同时期受污染河水，展开模拟强化脱氮除磷效果研究;另外，考察了不同进水水力负荷(HLRs)对MSL系统污染物去除效果影响，以期为多级土壤渗滤系统示范工程及改善河流水环境提供科学依据。试验结果表明：添加PBS碳源可有效解决传统MSL系统因碳源不足而导致脱氮效果不理想的问题。在河水污染较轻及较重两种情况下，系统对TN平均去除率分别达到78%、85%，平均单位表面去除负荷分别为9.09g.m.d、24.55g.m.d;TP平均去除率分别达到92%、98%，平均单位表面去除负荷分别为0.76g.m.d、2.02g.m.d。此外，系统对CODcr平均去除率达到75%以上。不同水力负荷条件对MSL系统去除NH-N、有机磷影响不大，NH-N去除率均保持在95%以上，有机磷去除率均保持在90%以上，但对CODcr、TN、PO去除影响较大，CODcr平均去除率由75%降至63%，TN平均去除率由85%降至61%，PO平均去除率由95%降至60%。综上，两段式MSL系统对污染河水处理有着比较好的效果，添加PBS作为土壤混合模块有机碳源、替代传统锯木屑碳源，系统内部未出现碳源不足现象，TN去除率保持较高水平。不同水力负荷对MSL系统污染物去除效果影响较大，这主要是由于水力负荷加大，水利停留时间大大降低，系统内部微生物新陈代谢受阻造成。尽管如此，该试验为滇池治理提供了一种新思路，也为我国面源治理，城市内河治理提供了一个新方法，有着很好的应用前景。

关键词：滇池城市型重污染河流多级土壤渗滤系统可生物降解多聚物强化脱氮水力负荷

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两段式沸石多级土壤渗滤系统强化脱氮试验

中国环境科学 2009年第8期29卷 833-838页

作者：魏才倢朱擎吴为中高航李超北京大学环境科学与工程学院北京100871

针对两段式沸石多级土壤渗滤系统(MSL)第2段(缺氧段)反硝化不足的问题,采取分段进水的方式,探讨处理生活污水和受污染河流时,MSL系统的强化脱氮效果.结果表明,在分段进水后,MSL系统TN平均去除率提高26%,缺氧段反硝化能力明显提高,但仍... 详细信息

针对两段式沸石多级土壤渗滤系统(MSL)第2段(缺氧段)反硝化不足的问题,采取分段进水的方式,探讨处理生活污水和受污染河流时,MSL系统的强化脱氮效果.结果表明,在分段进水后,MSL系统TN平均去除率提高26%,缺氧段反硝化能力明显提高,但仍存在最终出水NO3--N平均去除率为负值的问题.进一步将进水C/N从0.8增加到2.5后,MSL系统TN去除率从53.7%上升到89.4%,说明适宜的进水C/N是决定MSL系统氮去除能力的因素之一.分段进水对MSL系统有机物和磷的去除效果无明显影响。

关键词：多级土壤渗滤系统强化脱氮沸石

2种不同模块化填料组合的多级土壤渗滤系统的比较

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环境科学 2009年第6期30卷 1860-1866页

作者：魏才倢朱擎吴为中李超高航北京大学环境科学与工程学院北京100871 中国环境监测总站北京100012

以滇池入湖河流污水为对象,研究了2种不同模块化填料组合的多级土壤渗滤系统在不同运行条件下的处理效果差异.结果表明,各系统都具有较好的COD去除效果,平均去除率均在50%以上.沸石-陶结系统无论曝气与否,均具有高NH4＋-N去除能力,出水... 详细信息

以滇池入湖河流污水为对象,研究了2种不同模块化填料组合的多级土壤渗滤系统在不同运行条件下的处理效果差异.结果表明,各系统都具有较好的COD去除效果,平均去除率均在50%以上.沸石-陶结系统无论曝气与否,均具有高NH4＋-N去除能力,出水浓度〈1 mg/L.陶粒-红壤MSL系统在8∶1的气水比下,具有良好的氨氮去除能力,平均去除率为84%;在非曝气条件下氨氮去除能力相对低一些,在40%以下.非曝气沸石-陶结系统TN去除效果最好,平均去除率在68%以上,最高达到98%.其他3个系统在不同工况下TN去除效果差别较大.4个系统TP平均去除率在30%-90%之间,不同工况下去除效果不同.高污染负荷下,沸石-陶结系统（M1、M2）的磷去除能力较强,稳定状态下平均去除率均在80%以上.通过分析系统沿程氮转化效率,探讨了各系统的氮去除机制.

关键词：多级土壤渗滤系统沸石陶粒红壤脱氮