曝气对一体式PAC／UF工艺的影响

针对一体式PAC／UF工艺的重要环节——曝气,通过小试和中试实验,研究曝气方式、曝气量等因素对一体式PAC／UF工艺运行及除污染性能的影响．结果表明:相对于间歇曝气,连续曝气情况下PAC／UF工艺去除有机物效果略好;连续曝气会使出水颗粒数略微增多;同时连续曝气可以更充分发挥粉末活性炭减缓膜污染的作用．增加曝气量也可以减缓膜污染．但是在实验条件下,间歇曝气可以节约电能0221 kW·h／m³．综合考虑PAC／UF工艺膜污染、除污染效能和运行成本,对于PAC／UF工艺,间歇曝气更经济合理．     

沸石颗粒填料固定床生物膜免曝气污水处理工艺

为降低污水处理能耗,利用沸石颗粒充当生物填料构建固定床生物膜反应器,通过序批式进水—排水的方式使反应器内填料表面生物膜处于交替厌氧—好氧环境,避免了传统污水处理曝气工艺所需的大量能耗,并能有效去除COD和脱氮。该工艺主要原理：在厌氧阶段（进水）,污水与生物膜和沸石颗粒接触,聚糖菌（GAOs）将有机碳源转化为胞内聚羟基烷酸（PHAs）,沸石吸附污水中的NH₄⁺-N。在好氧阶段（排水）,通过聚糖菌、硝化菌和反硝化菌的共同作用,将沸石吸附的NH₄⁺-N转化为氮气,使得生物膜和沸石颗粒得以再生。沸石颗粒固定床生物膜反应器以活性污泥为接种污泥,在序批式厌氧—好氧交替运行模式下,2周内成功启动;长期运行中污水COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别为87%、83%和83%,且出水中未检出硝态氮;长期运行后,反应器内生物膜菌群以Thauera、Candidatus competitivebacter、Nitrospira细菌属为主,它们是去除COD和脱氮的关键微生物。     

曝气生物滤池预处理微污染水源水试验研究

针对饮用水源水中有机物、藻类及氮污染的问题,采用曝气生物滤池（BAF）处理微污染水源水,考察了不同水力负荷下BAF反应器对氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数（COD_Mn）、叶绿素a、MC-LR、UV₂₅₄的去除效果。结果表明,当水力负荷为0.07 m³/（m²·h）时,BAF上述污染物的平均去除率分别为74.71%、46.55%、81.8%、52.16%、67.99%、79.2%、34.8%,氨氮、总磷、高锰酸盐指数（COD_Mn）最低出水浓度均达到了《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅱ类水质要求。微生物镜检和高通量测序（454）分析表明,对于低碳源的微污染水源水,BAF滤料表面生物膜中的微生物群落极为丰富,运行初期（前2周）有6大门类17大种属,后期（3~4周后）增加到14大门类43大种属,还有线虫、草履虫、水蚤等原生动物;优势菌属有Sphaerotilus（球衣菌属,2.41%~24.58%）、Aeromonas（气单胞属,4.16%~12.59%）、Cloacibacterium（黄杆菌属,1.85%~12.39%）、Aquabacterium（水杆菌属,1.53%~6.76%）、Hydrogenophaga（噬氢菌属,1.12%~5.9%）、Methyloversatilis（0.53%~1.52%）、Rhodobacter（红杆菌属,0.09%~1.39%）等。BAF对微污染水源水中的有机物及含氮污染物的降解以微生物降解为主,此外,还有沸石滤料的物理过滤、吸附和离子交换作用,表现出对氮、磷、藻类（叶绿素a）等污染物较高的同步去除率。     

曝气生物滤池处理生活污水亚硝化的实验研究

为探究低氨氮生活污水亚硝化的可行性,采用高负荷生物滤池-上向流曝气生物滤池(UBAF)两段式反应器考察水流方向对高负荷生物滤池去除COD、氨氮效果及温度、DO对UBAF亚硝化效果的影响．结果表明,在水力负荷为0.58 m³／(m²·h)、COD容积负荷为2.30 kg／(m³·d)、气水比为3.6∶1、常温条件下,上向流进水方式能够获得稳定的低COD、高氨氮的二级出水．在水温30～33 ℃、DO 2.5～3.0 mg／L、进水pH 7.8～8.1条件下,UBAF出水氨氮平均转化率为84.58 ％,亚硝氮平均质量浓度达23.01 mg／L．UBAF反应器中各种含氮化合物沿程变化及FISH检测表明,在反应器末段存在一定程度的同步亚硝化厌氧氨氧化作用．该两段式反应器能驯化单独的脱碳、脱氮优势菌群,实现低氨氮生活污水的亚硝化．     

CaCO3型生物滤料曝气生物滤池生物诱导强化除磷特性

为提高普通曝气生物滤池除磷效果,以水渣为主要原料开发了一种CaCO₃型生物滤料,并以陶粒为参比滤料,通过改变水力停留时间考察CaCO₃型生物滤料和陶粒两种填料的曝气生物滤池除磷特性．结果表明,与陶粒填料相比,CaCO₃型生物滤料曝气生物滤池对磷具有较好的去除效果,在水温为20～25 ℃、COD负荷为3.55～3.62 kg·(m³·d)-1、氨氮负荷为0.76～0.78 kg·(m³·d)-1条件下,CaCO₃型生物滤料曝气生物滤池在HRT为5,3和1 h时,磷去除率分别为65.20％～71.07％、40.49％～48.02％和26.10％～33.11％．CaCO₃型生物滤料曝气生物滤池对磷的去除主要是通过生物诱导化学沉淀来实现,且磷酸钙盐沉淀对出水浊度几乎没有影响．     

陶瓷平板膜处理采油废水性能

为实现二次采油废水处理后水质达到低渗透率地层回注标准,以油田采油废水为处理对象,建立一套以陶瓷平板膜为核心的实验装置．通过监测陶瓷平板膜跨膜压差的变化,重点考察膜通量、反应温度、曝气量等因素对处理效果的影响．结果表明：最佳膜通量为22.5 L／(m²·h),反应温度为50 ℃,曝气量为1 L／min; 经0.05 mol／L HCl或HNO₃溶液浸泡12 h后,膜通量的恢复率保持在96％以上,膜片过滤性能恢复较好; 采油废水经陶瓷平板膜处理后出水含油量及SS均小于1 mg／L,各项指标均优于SY5329—94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中回注水水质A1级标准. 利用陶瓷平板膜处理采油废水可以取代传统采油废水处理流程中的浮选、粗滤、精滤步骤．     

膜蒸馏用管式疏水陶瓷膜制备与表征

针对膜蒸馏用管式疏水陶瓷膜盐截留率较低的问题进行了实验研究。首先,用自制的氧化物AB与去离子水按一定比例混合,对陶瓷膜管支撑体两端进行均匀涂抹,然后在高温下烧结,对两端进行玻璃化密封,解决了其端面短路流问题。然后,在室温条件下,采用溶液体积为50 mL、浓度为0.01 mol/L的 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙基氧硅烷（C₁₆H₁₉F₁₇O₃Si,简称FAS）的异丙醇溶液对玻璃化后的陶瓷膜管进行疏水改性,制备疏水性FAS-ZrO₂-Al₂O₃复合膜。通过增加接枝改性次数（每次疏水改性时间为3 d）,以改性后的疏水陶瓷膜管纯水穿透压力为指标,考察膜管的疏水性能。然后对每根膜管进行AGMD实验,疏水膜管内表面的SEM分析、IR分析和水接触角测试。结果表明：在NaCl热溶液温度75 ℃、流量25 L/h、质量浓度为2%,冷却水温度15 ℃以及流量为50 L/h的实验条件下,综合性能最好的是3^#膜管,膜蒸馏通量达到4.29 kg/（m²·h）,截留率达到99.83%;使用FAS改性陶瓷膜管内表面的ZrO₂膜层,氟硅烷中的两个疏水基团C_xF_2x+1和Si-CH₂CH₂·C_xF_2x+1都成功地接枝聚合到了陶瓷膜表面形成很好的疏水表面,水接触角达到142°。因此,经过FAS疏水改性后的FAS-ZrO₂-Al₂O₃复合膜符合膜蒸馏用膜要求,可以通过AGMD淡化高盐度苦咸水,得到高纯度的水。     

MBR膜污染过程中微生物群落结构与代谢产物分析

针对MBR运行中膜污染问题,利用T-RFLP手段分析不同运行控制下两套相同的A／O-MBR装置(R1、R2)膜污染过程中微生物群落结构变化规律,检测不同过膜压力pTM下Cake层、混合液微生物代谢产物浓度．结果表明:R1反应器(温度为30 ℃,SRT为60 d、膜通量(Flux,FM)为9.09 L／(m²·h),DO为4 mg／L)膜污染周期为30 d,Cake层优势种群依次为Oribacterium、Cytophaga sp.、Anaeromyxobacter、Paracoccus、bp180和Comamonadaceae,膜丝表面优势种群依次为Saprospiraceae、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp92;R2反应器(温度为20 ℃,SRT为30 d,FM为13.42 L／(m²·h),DO为2 mg／L)膜污染周期为11 d,Cake层优势种群依次为Anaeromyxobacter、Oribacterium、Saprospiraceae和Myxobacterium,膜丝表面优势种群依次为Thiothrix Eikelboomii、γ-Proteobacterium、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp52．控制策略的差异对微生物群落演替具有显著影响．Cake层和膜丝表面微生物多样性增大可能导致膜污染加重．微生物代谢产物(EPS、SMP)浓度升高会导致膜污染进程加剧,Cake层中EPS对膜污染具有主要贡献作用．     

城镇污水处理厂硫自养反硝化深度脱氮研究

为了探究硫自养反硝化滤池用于城镇污水处理厂中水的深度脱氮效能,通过中试实验模拟实际生产情况,以邯郸市东污水处理厂为研究对象,分析中试运行问题并核算运行成本。结果表明：中试系统处理规模为200 m³/d,直接运行成本为0.13元/m³;硝酸盐氮的去除率在98%以上,去除效果显著;能在不影响其他出水指标的情况下有效地降低出水总氮。     

丝状藻响应温度变化的生长及功能特性

针对近年来丝状蓝藻水华的频繁暴发问题,研究了3种常见丝状藻生长对温度的响应以及生长与功能特性间的关系。结果表明：温度由15℃增加至30℃,拟柱孢藻比生长速率由0.28 d^-1增加为0.70 d^-1,光合活性（F_v/F_m）在0.40~0.61范围内波动,单位藻细胞溶解性总氮（DTN）和溶解性反应磷（SRP）消耗量也分别增加了6.36 mg-DTN/mg-Chl.a、0.15 mg-SRP/mg-Chl.a;伪鱼腥藻比生长速率从0.12 d^-1到0.60 d^-1,F_v/F_m在15℃时达到最低,为0.12,单位藻细胞氮磷消耗量也分别增加了21.72 mg-DTN/mg-Chl.a、1.71 mg-SRP/mg-Chl.a;水华束丝藻比生长速率从0.20 d^-1到0.44 d^-1,F_v/F_m受影响较小,单位藻细胞氮磷消耗量也分别增加了12.29 mg-DTN/mg-Chl.a、0.83 mg-SRP/mg-Chl.a。温度升高都会促进3种丝状藻生长,拟柱孢藻易在大于30℃高温下形成优势;伪鱼腥藻温度适应范围广,但温度低于15℃会抑制伪鱼腥藻生长;水华束丝藻最佳生长温度为25℃,并可在15℃时取得优势,耐低温能力较强。另外,丝状藻可通过权衡藻细胞生理特性以维持不同温度下的生长优势。     

Enrichment of Cd<Superscript>2+</Superscript> from water with a calcium alginate hydrogel filtration membrane

A new method was developed for effective enrichment of Cd²⁺ ions from water with a calcium alginate (CaAlg) hydrogel filtration membrane. First, the CaAlg hydrogel filtration membrane was prepared without a pore-forming agent. This membrane was used to remove Cd²⁺ via ion exchange with Ca2+, and the Cd²⁺ was preserved in the CaAlg hydrogel. Then, the CaAlg hydrogel containing Cd²⁺ was soaked in a sodium citrate solution, and the hydrogel was fully dissolved. The removal rate of the CaAlg filtration membrane reached almost 100% within 120 min when the Cd²⁺ concentration was under 1 mg/L. Factors affecting the removal rate were investigated, such as NaAlg concentration, operating pressure, operating time and the initial concentration of Cd²⁺. The effects of initial Cd²⁺ concentration, pressure and filtration time on the enrichment factor were also investigated. The results show that the enrichment factor reached 87.3 when the pressure was 0.18 MPa and the filtration time was 240 min. Different enrichment factors could be achieved by adjusting the operating pressure and filtration time.     

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化对铜绿微囊藻的生长抑制

阳极材料采用掺硼金刚石薄膜板状电极,研究了电化学氧化中电流密度、电解时间、pH、氯离子浓度、硫酸根离子浓度对铜绿微囊藻生长抑制的影响,以及电解前后藻细胞形态的变化。结果表明,4个影响因素对铜绿微囊藻生长抑制效果显著。抑藻效果随电流密度、电解时间的增加而增加,电流密度为17 mA/cm²时藻细胞出现破裂、细胞内物质流出的现象,抑藻效果较好;当电解时间为20 min时,可完全抑制藻细胞生长;再增大电解时间,对抑藻效果无明显促进作用,初始pH在中性及酸性条件下可完全抑制藻细胞生长。抑藻效果与溶液中氯离子、硫酸根离子浓度成正相关,当溶液中氯离子浓度为6 mg/L时,可完全抑制藻细胞生长;无氯离子时,藻细胞在4 d后出现继续增长现象。     

不同污泥龄厌氧氨氧化菌的脱氮效能及其动力学特性

为研究不同污泥龄(SRT)条件下厌氧氨氧化菌的脱氮效能和动力学特性,采用一组SBR反应器研究梯度降低污泥龄过程中系统的NO2--N去除负荷(Nr)和NO2--N污泥负荷(Ns),并对各阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.结果表明,污泥龄由21 d梯度降低到12 d,Nr由0.590 kg/(m3·d)降低到0.493 kg/(m3·d),单位MLVSS Ns由0.178 kg/(kg·d)提升到0.297 kg/(kg·d),系统整体的脱氮性能有所下降,但单位质量的厌氧氨氧化菌脱氮效率显著提升;采用莫诺(Monod)模型可以较好地模拟不同污泥龄运行阶段厌氧氨氧化菌的动力学行为,动力学分析表明,随着污泥龄的降低,NO2--N的最大比降解速率vmax由0.406 d-1提高到0.826 d-1,半饱和常数Ks由23.3 mg/L增加到95.3 mg/L,梯度降低污泥龄能够筛选纯化生长速率较快的厌氧氨氧化菌菌种,提升NO2--N的最大比降解速率,但厌氧氨氧化菌对底物的亲和性会逐渐变差,稳定性降低.     

MIBK removal from aqueous solution by aeration method

In order to develop an effective MIBK removal method of H₂TaF₇ solution in tantalum extraction process, MIBK removal from aqueous solution by the aeration method was investigated by using an aeration column with the dimensions of 78 mm in inner diameter and 1 100 mm in length. The effects of aeration conditions on aerating efficiency were investigated in the ranges of temperature 303–333 K, airflow rate 50–300 L/h, volume of solution 1 600–3 200 mL. Aerating efficiency increases with the increase of temperature and airflow rate. MIBK in aqueous solution can be removed from 0.058 mol/L to 0.002 mol/L at 50°C, airflow rate 200 L/h, volume of solution 2 400 mL and aeration time 1h. The experimental results show that MIBK can be removed effectively from aqueous solution by the aeration method. Biography of the first author: LI Qing-gang, engineer, born in March 1966, majoring in extraction metallurgy of rare metals, application of membrane separation technology to metallurgical process.     

GAC/GDM组合工艺用于村镇饮用水净化机制及调控

能耗高、操作复杂、运维量大、成本高是制约当前村镇饮用水处理技术发展和推广应用的瓶颈问题。为此,针对性地研发超低压重力驱动型膜滤净水技术（GDM）,具有操作简单、近零维护、低能耗和无药剂等工艺优势;同时,为进一步提高污染物的去除效能,构建颗粒物活性炭（GAC）缓速滤池与GDM组合工艺（GAC/GDM）。结果表明,GAC缓速滤池预处理可显著提升对UV₂₅₄、溶解性有机碳（DOC）和氨氮的去除效能,去除率分别高达75%、86%和90%,同时有助于提升膜出水通量（较GDM对照组提升了32%）。此外,考察了微循环（CGAC/GDM）和微曝气（AGAC/GDM）两种方式对组合工艺运行效能的调控作用,长期运行过程中,CGAC/GDM与AGAC/GDM的稳定通量较GDM对照组分别提高约36%和49%;然而,其对DOC和UV₂₅₄的去除率较GAC/GDM工艺略有降低,这是由于微循环和微曝气措施增加了膜前溶解氧质量浓度,强化了膜表面生物滤饼层内微生物的水解作用。提出的GAC/GDM组合工艺可同步实现对膜通量和污染物去除效能的提升作用,为村镇地区膜滤供水技术的发展...     

燃瓦斯气蓄热式加热炉再燃低氮改造数值模拟

为实现燃瓦斯气加热炉氮氧化物(NOx)排放低于200 mg/m3(O2体积分数3.5%)的要求,提出高效的再燃低氮改造方案.通过数值计算和工业试验相结合的方法对其进行验证.采用FLUENT软件计算不同再燃瓦斯气比例和当量比下,不同截面温度及NOx质量浓度分布,NOx生成还原特性和瓦斯气未燃尽率等.根据优化的数值计算结果对加热炉进行改造,进行连续一周的工业试验.结果表明:增加再燃比,燃烧空间高温区域比例降低,热力型NOx生成量减少且减幅增大,再燃作用对NOx的还原率先升高后降低.当再燃比为0.20时,再燃作用还原NOx的效率最高.增加再燃比或降低主燃区当量比将降低NOx浓度,但瓦斯气未燃尽率升高.通过与工业试验对比,验证了计算的可靠性.当再燃比为0.15~0.20,主燃区当量比为1.15~1.20时,NOx质量浓度最高值约160 mg/m3,均值约130 mg/m3(O2体积分数3.5%),且瓦斯气未燃尽率较低.     

Synthesis and photocatalytic property of the ZrO<Subscript>2</Subscript>/TiO<Subscript>2</Subscript> pillared laponite

The ZrO2/TiO2 pillared laponite (Ti-Zr-lap) photocatalysts were prepared with intercalation reaction by supercritical fluid drying (SCFD),and characterized by XRD,TEM,SEM and BET surface area analysis,and the photocatalytic properties of Ti-Zr-lap were investigated by degradation of azo dye acid red B (ARB).The results showed that the ZrO2/TiO2 pillared structures in laponite could be formed,with the mass fraction of (Zr4++Ti4+)/laponite (Xm) increasing,the basal spacing and the BET surface area of Ti-Zr-lap significantly increased.The Ti-Zr-lap used as photocatalyst had the advantages of stable and porous layered structure,large surface area with the anatase type TiO2.Compared with the Ti-Zr-lap dried by air drying,the Ti-Zr-lap dried by SCFD showed better photocatalytic property which was very close to that of P25 TiO2.Using the Ti-Zr-lap as photocatalyst with the optimum Xm of 0.16 and the calcination temperature of 500 ℃,under the conditions of the initial concentration of ARB 20 mg/L,photocatalyst concentration of 1.5 g/L and irradiation time 60 min,the decoloring rate of ARB could achieve 98.3%,indicating that the Ti-Zr-lap had excellent photocatalytic property.     

锰氧化菌激活及生物氧化锰去除乙炔基雌二醇试验研究

利用污水厂好氧污泥进行锰氧化细菌的激活试验,探究pH值以及初始Mn²⁺浓度对激活效果的影响,采用高通量测序技术分析激活前后微生物群落变化,利用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）技术对产生的生物氧化锰进行表征,研究pH值和投加量对生物氧化锰去除乙炔基雌二醇（17α-ethinylestradiol,EE2）的影响。结果表明：pH值为7、初始Mn²⁺浓度为1 mmol/L时,Mn²⁺氧化率7 d内能达到83.3%,锰氧化菌激活效果最好。XRD结果表明：生物氧化锰主要含有MnO₂、Mn₃O₄、Na₃Mn（PO₃）CO₃等3种成分。高通量测序结果表明：经过激活后,芽孢杆菌属（0.75%）、不动杆菌属（1.26%）、假单胞菌属（1.36%）、鞘氨醇杆菌属（1.81%）、黄杆菌属（2.39%）、微杆菌属（2.97%）、气单胞菌属（7.35%）的丰度显著增加,典型的锰氧化细菌菌属总丰度达到17.89%。EE2在反应pH值为4.0、生物氧化锰投加量为20 mg/L的条件下去除效果最好,48 h后EE2的去除率可达97.7%,其中,生物氧化锰对EE2的去除率可达76.9%。     

Separation of xylo-oligosaccharides from enzymatic hydrolytes using membrane reactor

1　INTRODUCTIONMembranereactorsrepresentapromisingtech nologyforproductionandprocessinginthepharma ceuticalandfoodindustry .Theincreasingattentionto“natural like” productsandenviron mentalpro cessesmakesthemembranereactorsparticularlyat tractive,becausetheydonotrequirechemicaladdi tives ,areabletoworkundermildconditionsofpH ,temperature,and pressure ,andcanreducethefor mationofby products[1] .Thecatalyticactionofen zymesisextremelyefficientandselectivecomparedwithordinarychemicalcatalys…