论文部分内容阅读
我国沿海地区海水养殖产业发展迅速,由于饲料利用率低、养殖密度过大等因素,养殖废水中的氮磷营养盐、有机物、悬浮固体等污染物超过海水水质标准,有待净化处理以削减沿海污染负荷。生物过滤是海水养殖废水常用的处理技术之一。本研究针对海水养殖废水的特点,分别构建了砾石-沸石生物过滤系统和沸石-黄铁矿生物过滤系统,并在后者末端增加除磷过滤系统来强化除磷,用于净化模拟海水养殖废水。研究结果如下:以砾石和沸石为滤料,构建异养反硝化-硝化系统。挂膜阶段盐度由1%升高至2%不会对硝化效能产生明显干扰。外加葡萄糖为碳源,当COD/TIN(总无机氮)为5.7时,在不同水力停留时间HRT(12 h、24 h和48 h)和回流体积比R(50%、100%和200%)条件下,HRT决定接触时间和水力负荷,主要影响硝化效能,R决定回流至反硝化段的硝酸盐氮和溶解氧含量,主要影响反硝化效能。当HRT为24 h、R为100%时效能较优,氨氮和TIN的平均去除率分别为91.8%和66.6%。碳源的投加不会导致二次污染,但投加量不足是限制TIN去除率的主要因素。以沸石、黄铁矿和硫磺为滤料,构建硝化-自养反硝化系统。氨氮主要由沸石段吸附,磷酸盐主要由黄铁矿段吸附,当盐度为0时两段单位空床容积吸附量分别为1.68 g N/L和0.092 g P/L。当盐度上升为1.5%时,沸石对氨氮的吸附量减少约58%,而黄铁矿对磷的吸附则几乎不受影响。挂膜成功后,当HRT分别为12 h、24 h和48 h时,氨氮平均去除率分别为95.0%、96.5%和97.4%,TIN平均去除率分别为86.1%、92.1%和97.2%,无亚硝酸盐积累,生成的含硫化合物以硫酸盐为主,HRT的缩短有可能加剧水流的短流现象,系统HRT宜取24 h,即沸石段和黄铁矿段HRT分别为9.6 h和14.4 h。沸石段进行氨氧化和亚硝酸盐氧化的优势菌属分别为亚硝化单胞菌属Nitrosomonas和硝化螺菌属Nitrospira,黄铁矿段进行硫自养反硝化的优势菌属为硫杆菌属Thiobacillus,同时存在铁氧化菌Ferritrophicum。以Fe-Al型粉煤灰(磷吸附容量为18.44 mg/g)为主要原料,添加生石灰为助剂,采用水泥水化制备除磷滤料,在加水量为40%的条件下,粉煤灰、生石灰和水泥的最佳配比为21%:0.5%:38.5%。末端除磷过滤系统连续流试验表明,当HRT为16 h时能满足除磷的要求,出水平均磷浓度为0.04 mg/L。整个吸附过程重金属释放风险较低。长期运行证明沸石-黄铁矿生物过滤系统更适宜净化海水养殖废水,处理后出水能达《水产养殖废水排放要求》(DB33/453-2006)一级标准。