A/O-混凝-BDD组合工艺处理垃圾渗滤液的研究:Ⅰ.参数优化

研究组合工艺"A/O-混凝-BDD"对垃圾渗滤液中有机物和氨氮的处理效果,优化各段工艺的运行参数。结果表明,各工艺最佳运行条件:A/O工艺水力停留时间(HRT)为10.7 d,回流比为3.5;混凝剂工艺氯化铁为混凝剂,pH=5.5,添加量为0.4 g/L;BDD工艺电流密度为60 m A/cm~2,电极面积/反应体积为4 m~(-1)。最佳工艺条件下进、出水COD_(Cr)平均浓度分别为13375和60 mg/L,去除率为99.5%;进、出水TOC平均浓度分别为6893和12 mg/L,去除率为99.8%。进、出水氨氮平均浓度分别为1889和0 mg/L,去除率为100.0%。A/O、混凝和BDD对COD_(Cr)去除贡献分别为59.0%,32.9%和7.6%,对TOC去除贡献分别为50.5%,46.1%和13.2%,对氨氮去除贡献分别为84.3%,2.5%和3.2%。     

高氨氮难降解渗滤液电解氧化处理的特性

在实验得到的优化电解氧化工况下,对不同初始氨氮质量浓度的渗滤液进行处理,并分析了电解过程中渗滤液循环回灌出水的可生化性变化.另外,还从出水溶解性有机物分子量分布变化和腐殖酸、富里酸和亲水性部分的变化两方面,来讨论电解氧化对渗滤液循环回灌出水中有机物的去除特性.研究表明:进水氨氮质量浓度越低,氨氮的去除速率越慢,电解中氨氮先于化学需氧量被完全去除;电解后渗滤液中溶解性有机物的分子量分布向小分子量方向转变,使得电解出水中分子量在10×103u以上的有机物占总量比例由18.4%降到6.7%,分子量在1×103u以下的有机物占总量比例由30.5%增至56.3%;电解后腐殖酸部分基本上都被降解,而电解对富里酸和亲水性部分的去除率相对较低;电解90 min时,出水腐殖酸、富里酸和亲水性部分的比紫外吸收值较电解前减少了75%左右,难降解物质含量大幅度下降,使得出水ρBOD5/ρCOD由0.06上升到0.27.     

潜流人工湿地对污水厂尾水中有机物去除效果

采用凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱(EEM)分析技术,研究了两种基质水平潜流人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征.结果表明:尾水经过人工湿地系统处理后,水中溶解性有机物(DOM)重均分子质量Mw均有明显降低;进水中表征出四类溶解性有机物,即色氨酸类芳香族蛋白质、溶解性微生物代谢产物、可见类富里酸、紫外类富里酸物质,经过人工湿地净化处理后相对荧光强度均有不同程度的降低;人工湿地对化学性质较为稳定、难以分解、不易被生物利用的类腐殖质有较好的去除效果.陶粒基质湿地水平潜流人工湿地对有机污染物向低碳小分子转化更为彻底,对污水处理厂尾水中有机污染物的去除效果更好.     

三维荧光区域积分法评估不同植物对溶解性有机物去除效果

以滏阳河复合人工湿地为研究主体,通过三维荧光光谱结合荧光区域积分方法、同步荧光分析方法,研究不同植物对溶解性有机物的净化效果。研究结果表明:滏阳河水体接纳城市污水后,蛋白类有机物为主要的污染物,占到了70.62%。不同植物对5个区域的有机物去除效果有所差异,6种植物中美人蕉对区域Ⅰ(酪氨酸类蛋白物质)去除效果较好,去除率达到了17.84%;水葱对区域Ⅱ(色氨酸类物质)的去除最好,去除率达到了26.97%;睡莲对区域Ⅲ(紫外区类富里酸)的去除率最高,为30.61%;香蒲对区域Ⅳ(微生物代谢产物)的去除率最高,为28.08%;香蒲和芦苇对区域Ⅴ(可见光区类富里酸)的去除分别达到了43.55%和42.30%。三维荧光光谱结合荧光区域积分方法,能够分析水体中有机物的相对变化情况,可以作为一种定量分析溶解性有机物的有效方法。     

不同土地利用方式对苏打盐碱土水溶性有机物荧光特性的影响

利用三维荧光光谱技术考察吉林省西部不同土地利用方式(草原、旱田和水田)对苏打盐碱土水溶性有机物荧光特性的影响.结果表明:水田中有机物质的质量比最高,为27.08g/kg,草原中有机物质的质量比最低,为21.63g/kg;水溶性有机物(WEOM)的质量比为水田旱田草原,芳香化程度为草原水田旱田,其值分别为3.90,3.79,3.31L/(mg·m);WEOM三维荧光光谱在区域Ⅲ和区域Ⅴ的荧光强度最高;WEOM荧光区域积分值为类腐殖酸类富里酸类溶解性微生物的代谢产物类色氨酸蛋白质类酪氨酸蛋白质;类富里酸质量比为草原旱田水田,类溶解性微生物代谢产物的质量比为水田旱田草原,类腐殖酸质量比为旱田草原水田.即不同土地利用方式对土壤中WEOM的质量比和组成影响显著.     

钛基氧化铅阳极电化学降解富里酸的研究

采用钛基PbO2阳极,分别以Cu和不锈钢为阴极进行了电化学去除富里酸的研究.结果表明PbO2/Cu电解池的去除效果较好.重点考察了PbO2 /Cu电解池中电解时间、外加电压、电解质浓度、pH等对TOC去除率的影响. 结果表明,最佳工艺条件下,TOC去除率接近100%.富里酸电化学降解符合表观一级动力学模型,其速率常数kobs与富里酸初始浓度C呈线性关系.     

渗滤液生化出水DOM在深度混凝过程中的去除特征

采用3种高新絮凝剂, 对采集自垃圾填埋场渗滤液处理工艺生化单元出水的样品进行3个阶段的深度混凝处理。采用紫外–可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(EEM)和电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)对3个阶段的样品中溶解有机物(DOM)进行表征, 以此来探究DOM在混凝过程中的去除转化特征。UV-Vis光谱分析结果表明, 经过混凝处理, 水中小分子物质的比例增大, 腐殖化程度降低, 缩合度降低。EEM分析结果表明, 经过混凝处理后, 类蛋白质和类腐殖酸物质的去除效果十分显著。FT-ICR MS分析结果表明, 在不同的混凝阶段, 絮凝剂去除的DOM有较强的选择性。最终出水残留的DOM主要是一些分子量较小、含有大量杂原子、具有较低不饱和度、O/C <0.3和H/C>1.5的物质。     

水中磺胺类抗生素的光降解及富里酸对其光降解的影响

磺胺类抗生素是水环境中广泛存在的抗菌药物,光化学降解是其消减的重要途径.通过对两种磺胺类抗生素磺胺二甲基嘧啶和磺胺甲噁唑的光化学降解动力学研究,考察了其在纯水中的自敏化光降解过程以及溶解性有机物富里酸对其光化学降解的影响.结果表明,这两种磺胺类抗生素在纯水中的光化学降解反应均符合准一级动力学,但两者的自敏化光化学降解机理不同.水环境中富里酸浓度的大小会对其光化学降解产生重要影响:对于磺胺二甲基嘧啶,水中富里酸浓度较高(20,50,100mg/L)时会促进它的光降解,浓度较低时(2mg/L)不利于其光降解;对于磺胺甲噁唑,低浓度富里酸(0.2,2mg/L)会促进其光降解,高浓度富里酸(20,50,100mg/L)则抑制其光降解.     

混凝沉淀-生物粉末炭/超滤组合工艺处理含嗅味微污染水研究

针对富营养化湖库水普遍存在的藻类、有机物污染及嗅味问题,以实验室模拟的含嗅味微污染水为试验水样,研究了混凝沉淀-生物粉末活性炭/浸没式超滤(BPAC/SUF)组合工艺对叶绿素a、有机物和嗅味污染物的去除效果及对膜污染的影响,探讨一种有效的含嗅味微污染水处理技术. 结果表明,混凝沉淀-BPAC/SUF组合工艺对叶绿素a的去除效果显著,平均去除率达95.5%;组合工艺可强化有机物的去除效果,对UV₂₅₄、DOC和COD_Mn的平均去除率分别为31.0%,30.4%和51.0%;对二甲基异冰片(2-MIB)和土臭素(GSM)有较好的去除效果,平均去除率为74.8%和75.1%,出水平均浓度均在嗅阈值以下;整个实验期间,跨膜压差仅增长了3.80 kPa,膜污染得到很好的缓解.      

A/O-气浮法处理煤气废水研究

文章针对合肥燃气集团有限公司的煤气废水水质特点,深入研究A/O-气浮法处理煤气废水的方法,并探讨影响A/O工艺生物脱氮效率的主要影响因素。采用A/O-气浮工艺处理煤气废水的生产实践表明:该工艺能同时去除煤气废水中的有机物和氨氮,主要出水指标COD、氰化物、硫化物、氨氮等达到国家二级排放标准。     

水源水体溶解性机物(DOM)三维荧光特性研究

本文采用三维荧光光谱法对某城市几个水源水库表层水体DOM进行了研究,研究结果表明:不同水源水库表层水体DOM表现出不同荧光特性,溶解性有机物种类主要以富里酸为主(包括紫外区和可见区)。因此,如何控制和降低水源水体富里酸含量,提高水厂净水工艺对富里酸的去除效率是保证饮用水水质的关键所在之一。     

重金属镉对铜绿微囊藻的分层胞外聚合物淬灭机制研究

通过三维荧光光谱法研究铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)产毒株FACHB-905和不产毒株FACHB-469分层胞外聚合物(EPS)的差异性以及Cd(Ⅱ)对EPS的淬灭机制。结果表明:FACHB-905分层EPS中主要含有4种荧光基团(色氨酸、芳香蛋白Ⅰ和2种类腐殖酸),FACHB-469分层EPS中主要含有6种荧光基团(色氨酸、芳香蛋白Ⅰ和4种类腐殖酸)。两者的分层EPS中芳香类蛋白比色氨酸、类腐殖酸有更大的Cd(Ⅱ)结合能力,FACHB-469比FACHB-905更易与Cd(Ⅱ)结合,附着型LB/TB-EPS中芳香蛋白Ⅰ均能被Cd(Ⅱ)有效淬灭,且以动态淬灭为主导,类腐殖酸能被静态淬灭。Cd(Ⅱ)致使FACHB-469的TB-EPS中出现了类富里酸物质。两种铜绿微囊藻与Cd(Ⅱ)的反应都是自发的放热反应,氢键和范德华力在反应中起主要作用。     

慢滤-消毒对二级出水中污染物去除及影响因素

再生水回用是解决水资源危机的重要途径,但是城市污水厂二级出水中仍含有大量的污染物,对人们的身体健康存在着潜在威胁。为保证再生水回用的安全性,本研究通过探究生物膜慢滤-次氯酸钠消毒组合工艺处理污水厂二级出水的方法研究了该工艺对水中的有机物和条件致病菌的去除效能,并对其影响因素进行分析。结果表明,相同滤速下,生物膜慢滤较慢滤对溶解性有机物的去除效果好,滤速为20 cm/h时对DOC的去除效果最佳;生物膜慢滤对富里酸类有机物、微生物副产物类有机物、腐殖酸类有机物的处理效果均比慢滤好;相同滤速下,生物膜慢滤对浊度的去除效果优于慢滤;在NaClO最佳投加量8.0 mg/L（以有效氯浓度计）的条件下,生物膜慢滤-NaClO消毒组合工艺对军团菌、铜绿假单胞菌均有较好的去除效果,且NaClO对于自由悬浮态条件致病菌的去除效果更优;另外,较低pH值和较高水温更有利于NaClO消毒对水中条件致病菌的去除。可见,生物膜慢滤-次氯酸钠消毒工艺可以有效控制二级出水中的有机物和条件致病菌等污染物,可以一定程度上保证再生水回用的安全性。     

电絮凝对Ni-EDTA废水的影响研究

采用电絮凝法处理Ni-EDTA废水,研究了溶液初始浓度、电解质浓度、反应时间及电流密度四个因素对水中污染物的去除效果影响。结果表明:在溶液pH为6.5,Ni-EDTA初始浓度为0.85 mmol·L~(-1),电流密度为2.5 m A·cm~(-2),Ni~(2+)与TOC去除率在50 min时达到最大值,分别为74.85%与60.50%。随着电流密度的升高,Ni~(2+)与TOC去除率在短时间后达到较高去除率。Ni~(2+)与TOC去除过程均符合一级动力学模型。对溶液进行三维荧光扫描,分析结果表明:水中的类富里酸经电絮凝降解为类色氨酸。     

中试改良A2O工艺中溶解性有机物的去除特性

为了保证国电沈阳北部污水处理厂的运行效果,基于三维荧光光谱技术,结合荧光区域积分及物料平衡计算,考察了中试改良A2O工艺中溶解性有机物的降解规律。结果表明,改良A2O工艺进水中的荧光物质主要以类蛋白物质为主,并含有少量的类富里酸物质。经荧光区域积分分析,改良A2O工艺对荧光区域Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ标准积分体积的去除率分别为81.5%,54.0%和63.4%,而荧光区域Ⅲ,Ⅴ的标准积分体积去除率相对较小,分别为30.2%和27.8%。物料平衡计算表明,预缺氧区和厌氧区主要对荧光区域Ⅰ,Ⅳ所代表的物质有去除效果;缺氧区对荧光区域Ⅰ所代表的物质有去除效果;而好氧区则对各荧光区域所代表的物质均有去除效果。此外,荧光区域Ⅳ的标准积分体积与溶解性化学需氧量(SCOD)具有良好的线性相关性,其相关性系数为0.991 1,荧光区域Ⅳ的变化最能有效代表改良A2O系统中SCOD的变化趋势。     

纳滤饮用水厂的膜工艺处理效能与系统运行

以国内投产最大规模的纳滤水厂为研究对象 ，针对“常规工艺+超滤+纳滤”的深度处理工艺，结合水厂运行实况、进行水质分析和工艺处理效能研究。研究表明纳滤工艺可有效去除原水中的类腐殖酸和类富里酸物质等有机物，对原水中溶解性有机碳去除率达到82%。三卤甲烷类消毒副产物（THMs-DBPs）生成势实验显示纳滤出水THMs-DBPs浓度为14.45~18.65 μg·L^-1，双膜法工艺出水DBPs前体物浓度极低。根据水厂纳滤单元的日常监测维护，包括进水水质监测、纳滤单元压力变化、膜清洗策略调整，讨论了纳滤膜饮用水厂的系统运维实践。研究结果可为纳滤膜在饮用水处理应用与推广提供技术参考。     

垃圾渗滤液MBR出水的单独过硫酸盐体系深度处理技术

研究了过硫酸盐(PMS)体系对垃圾渗滤液MBR出水中污染物(COD、NH⁺₄-N等)的处理效能及机理,同时对该处理体系的生物毒性变化和经济性进行了分析.结果表明,单独PMS能够有效氧化垃圾渗滤液MBR出水中的主要污染物,其中COD的去除效能随PMS投量的增加而提高,并在PMS投量为20.36 g/L时达到最高78.3%的去除率;在氧化剂投量为5.09 g/L条件下,降解了97.2%的NH⁺₄-N,同时脱除了97.6%的色度. PMS体系会优先去除MBR出水中的小分子有机物,腐殖酸和富里酸也几乎被完全去除(>99%).该体系中,对NH⁺₄-N和色度降解起主要贡献的是HClO和ClO^-,对有机物去除起主要贡献的组分则是未活化的PMS.若以去除90%的COD为目标,则PMS最佳投量为1.018 g/L,对应的最小成本为3 835元/t.经PMS体系处理后的MBR出水生物毒性大幅增加,应着重考虑如何降低出水的环境影响.     

焦化废水的生物滤池A/O 厌氧生物强化处理研究

采用生物滤池A/O工艺处理有机废水,着重考察有机物厌氧段的生物强化处理效果.搭建相同的反应器A和B,在同等运行条件下,分别投入微生物菌剂P115和B350.结果表明,反应器A厌氧段对中低浓度易降解有机物去除效果显著,去除效率为85％,较反应器B的去除效率高20％.加入焦化废水后,两系统厌氧段COD的去除效率均降低至40％左右.通过进出水的紫外可见光吸收光谱、有机物分子量以及GC-MS分析可知,经过厌氧处理后,出水的紫外分光吸收值降低,有机物分子量减小,多数多环芳烃及少量杂环类化合物降解,难降解有机物在厌氧段能够得到较好降解.通过比较,反应器A厌氧段微生物对有机物去除效果更佳,从而揭示了微生物菌剂P115对于厌氧环境下的菌群结构具有显著改善作用.     

模拟太阳光/ClO2高级氧化技术降解卡马西平及其水环境适用性

基于ClO₂光解的高级氧化技术在微污染物去除方面得到了广泛研究,一般通过ClO₂光解产生的活性物种(Cl·、ClO·、¹O₂、O₃和HO·等)来实现水体中目标污染物的降解.抗癫痫药卡马西平(CBZ)难以被生物降解和自然光降解,在水环境中具有持久性.该文系统研究了模拟太阳光/ClO₂体系中活性物种对CBZ去除效率及降解路径的影响,同时评估了水基质(如pH的变化及Cl^-、HCO₃^-、腐殖酸和富里酸等的存在)对污染物降解效率的影响.研究结果表明¹O₂、O₃和HO·等在CBZ降解过程中发挥重要作用,模拟太阳光/ClO₂体系中CBZ降解效率随着pH的增大而减小,Cl^-的存在对CBZ降解影响较小,HCO₃^-的存在不利于CBZ降解,天然有机质中的腐殖酸对...     

MIEX~@树脂对水库水中有机物的去除特性

为了充分发挥磁性离子交换树脂(MIEX@)对有机物的去除能力,利用烧杯试验研究了MIEX@树脂对水库水中有机物的去除特性,以溶解性有机物DOC、UV254、有机物三维荧光光谱(3DEEM)、有机物相对分子量分布、有机物分级特征和消毒副产物生成量等指标进行表征。结果表明:投加树脂15mL/L、反应20min时,DOC和UV254的去除率分别为58.4%和82.2%,三卤甲烷生成潜势(THM-FP)和卤乙酸生成潜势(HAAFP)的去除率分别为55.6%和82.1%。有机物相对分子量分布和分级特征测定结果表明:MIEX@树脂主要去除常规工艺无法有效去除的中小分子区间的亲水性和疏水性的有机物,从而可以有效控制消毒副产物的产生。有机物三维荧光光谱扫描结果表明:MIEX@树脂对芳香族蛋白Ⅱ(BOD5)、富里酸类物质和微生物代谢产物类有机物均有一定的去除能力,特别是芳香族蛋白Ⅱ和富里酸类物质。