腐植酸臭氧氧化和过氧化氢催化氧化处理特性比较

以TOC和UV254为指标,比较了不同条件下腐植酸的臭氧氧化和过氧化氢催化氧化效果,运用HPLC和热裂解-GC-MS分析考察了氧化前后有机物分子量分布和官能团构造的变化情况．研究结果表明：过氧化氢和臭氧单独作为氧化剂对水中TOC基本上没有去除作用,但均能导致水中UV254浓度的降低;在几种催化剂的作用下,过氧化氢对TOC和UV254的去除效果明显提高,其中以O3作为催化剂的效果最好,Fe^2＋次之,而Mn^2＋和Cu^2＋的催化效果较差;过氧化氢催化氧化和臭氧化均导致有机物分子量分布向小分子的方向转移,氧化后水中以羧酸、醇、胺、酯、醚、烷烃为代表的含氧基团和饱和构造基团明显增多;过氧化氢催化氧化和臭氧氧化均有助于改善混凝处理和活性炭吸附处理的效果．关键词腐植酸,臭氧,过氧化氢,催化氧化．     

源分离尿液资源化利用与风险控制技术研究进展

针对源分离尿液中除富含氮、磷、钾等多种营养元素外,还含有部分微量污染物(药物残留与激素)和致病微生物的特点,以"资源节约与环境友好"为主线,首先对尿液中营养物回收技术(浓缩脱水、沉淀结晶、离子交换吸附、吹脱吸收、生物处理及电化学)和能源转化技术(微生物燃料电池回收电能和尿液培养藻类制作生物质燃料)的原理、特点及研究进展进行了阐述。其次,介绍了尿液中微量污染物去除技术(电渗析、纳滤与高级氧化)和致病微生物灭活方法(常温储存6个月以上、升温或碱化),并指出从源头进行风险控制的必要性。最后,提出联合多种技术同步回收尿液中营养物与能源和定量分析所含微量污染物对人体与环境的风险将是未来研究的重要方向。     

五氯酚的臭氧催化氧化特性

通过五氯酚(PCP)的Fe2+/O3催化氧化实验研究了其臭氧催化氧化特性,结果表明,PCP在反应5 min后几乎可以完全分解,但是TOC在反应30 min后的去除率只有50%左右,说明PCP不能被彻底氧化分解.通过对Cl-浓度的分析可知,伴随着PCP的氧化分解,苯环上的Cl会逐渐从苯环上释放到溶液中,而紫外吸光度值随反应时间的变化说明了臭氧催化氧化可以使得PCP中的苯环打开,将含有不饱和键的有机物转变成饱和的有机物.GC-MS分析结果表明,PCP的臭氧催化氧化首先是苯环的脱氯过程,随着反应的进行,苯环被打开,形成酯、醛、酸、氯代烷等小分子物质,最后被分解成CO2和H2O.     

典型pH条件下水中离子对腐殖酸絮凝体构造的影响

分析评价了几种典型化学条件对腐殖酸絮凝体构造的影响.研究结果表明,在pH=5.0低投药量下以共聚络合为主要混凝机理所形成的絮凝体结构密实,粒径分布均匀,强度大.而pH=5高投药量以及pH=7.0两种情况下的混凝机理都是以吸附和网扫絮凝为主,此时形成的絮凝体构造特征相似,尽管尺寸较大,但是结构松散,强度较小.针对水中常见的主量阴阳离子,分析探讨了典型离子对絮凝体构造特征的影响.研究表明,Cl-在腐殖酸水样中的存在对絮凝体构造基本没有影响,而SO24-和SiO23-在水样中的存在可使腐殖酸絮凝体尺寸增加0.05—0.13 mm左右,但结构比较开放松散,同时絮凝体的黏结力(即抗剪切力)大大削弱,降低了约0.018—0.047 N·m-2,并且SO24-对腐殖酸絮体构造的影响大于SiO23-对其的影响.然而,引入阳离子会对絮凝体的构造起到不同程度的改善作用.其中以Ca2+、Mg2+为代表的高价阳离子对絮凝体构造影响较大,形成的絮凝体结构密实,尺寸较大,抗剪切能力强.高价阳离子的存在会使絮凝体的粒径增加0.08—0.15 mm,抗剪切力增加0.002—0.013 N·m-2,而以K+、Na+为代表的低价阳离子对絮凝体构造的影响较小.     

潮汐流人工湿地对高污染河水的处理功效

为了研究潮汐流人工湿地对高污染河流污染物的去除效果及其影响因素,实验构建了潮汐流人工湿地系统。运行春夏两季以来,系统对TN、NH3-N、TP、COD和BOD5的平均去除率分别为49.14%、48.34%、79.40%、81.52%和83.39%;其中系统对TN和NH3-N的去除受到温度的影响,且温度变化对NH3-N去除效果的影响大于TN;在实验周期内,系统对TN、TP、COD和BOD5的去除均受进水污染负荷的影响,但却有着较好的抗负荷冲击能力;潮汐流人工湿地能够显著提高系统内溶解氧,使其不再成为去除污染物的限制性因素。     

城市污水处理工艺对宿主特异性标记物和肠道病原菌的去除效果

采用自制小型反应器模拟实验和实时荧光定量PCR检测方法,针对指示人类、犬类粪便污染的宿主特异性标记物,以及病原性大肠埃希氏菌、沙门氏菌和志贺氏菌等典型的肠道病原菌,分别考察了序批式活性污泥法(SBR)、混凝、过滤工艺对它们的去除效果。研究结果表明,SBR工艺的去除效果优于混凝和过滤工艺,对标记物和病原菌毒力基因的去除率都在93.5%以上。SBR工艺中初期短时间的搅拌即可去除大部分标记物和病原菌。在这3种处理工艺中,宿主特异性标记物与肠道病原菌毒力基因的去除率具有显著相关性,这说明宿主特异性标记物能够在一定程度上反映污水处理过程中肠道病原菌的含量。     

一种新型A2/O工艺处理特性

为提高传统A2/O工艺在碳源不足情况下的脱氮除磷效率,发明了一种改良型的污水处理工艺,该工艺通过在好氧池中增设生物相选择器实现结构较好的颗粒污泥与松散絮体污泥的分离,在低污泥龄运行条件下获得了良好的同步脱氮除磷效果.当进水COD为900 mg/L,SRT分别为30 d和20 d时,新型和传统A2/O工艺其COD和TN去除率均可达到90％和70％以上,但TP去除率并不理想.当污泥龄为10 d时,新型工艺的COD,TN,TP去除率分别为(96.7±0.9)％、(83.2±2.0)％和(87.6±2.5)％,在提高除磷效率的同时保持了良好的脱氮效果.当进水COD为300 mg/L、SRT为10 d时,新型和传统A2/O工艺TN去除率分别为(77.6±1.1)％和(58.1±3.9)％,TP去除率分别为(85.4±1.2)％和(66.4±8.3)％,表明在进水基质浓度较低的条件下,新工艺优于传统工艺.另外,在SRT为10 d时,新型和传统A2/O好氧池中TN亏损比分别为22.8％和7.8％,表明新工艺TN去除率的提高得益于同步硝化反硝化,TP去除率的提高得益于低污泥龄.     

水中抑制物对定量PCR与膜过滤法检测E.coli的影响

针对水中病原微生物的污染,选择大肠埃希氏菌E.coli作为病原示踪剂,以E.coli染色体上β-葡萄糖醛酸酶uid A目的基因建立了SYBR Green实时荧光定量PCR的检测方法。该定量PCR方法灵敏度高,检测限可达104CFU/L,线性关系良好,相关系数为R2=0.999。研究表明,定量PCR与菌液浓度呈显著正相关R2=0.935。通过人工投加腐殖酸、COD,研究了水中抑制物对定量PCR和膜过滤MF培养法的影响。结果显示,腐殖酸可使E.coli在培养皿上的菌落变小聚集,且显色不明显,当腐殖酸量为20 mg/L时,浓度为50 CFU/100 m L的E.coli完全受到抑制,没有菌落出现。腐殖酸对PCR扩增的抑制作用明显,当腐殖酸浓度增加到10 mg/L,定量PCR检测结果基因拷贝数减少约1 log,增加到20 mg/L定性PCR检测结果为阴性。     

厨余发酵液作为反硝化碳源的规律研究

厨余发酵液中含有丰富的VFA、乳酸等快速降解有机物,以及碳水化合物、蛋白质等慢速降解的有机物,利用厨余发酵液作为外增碳源强化生物脱氮的可行性。首先利用SBR处理投加厨余发酵液后的低C/N污水,经过40 d的培养,最终TN去除率稳定在85%左右,出水COD低于40 mg/L,说明厨余发酵液具有强化生物脱氮的能力;然后利用批式实验研究其在不同C/N条件下的反硝化规律,发现当C/N≤5.1时,出水出现了NO-2-N积累现象,C/N升高到最佳的6.5时,NO-2-N积累现象消失,反硝化速率为3.77 mg NO-3-N/(g VSS·h)。     

密集生长条件下丝状菌结构分析

从丝状菌结构入手,控制条件使丝状菌致密生长是控制丝状菌污泥膨胀的一种新思路。提出了"节点密度"的概念,以表征菌丝体之间的缠绕特征。研究发现,丝状菌菌丝体的节点密度及其网眼的椭圆度与SVI分别呈正相关和负相关性。另外,实验过程中丝状菌密集生长形成质量较大的丝状菌絮体,该絮体具有良好的泥水分离效果和较低的SVI值。但丝状菌大絮体会造成反应器中局部溶氧不均,降低传质效率,进而导致大絮体解体,且氨氮去除率不高。关于丝状菌大絮体如何形成且长时间稳定存在的问题,还有待于进一步研究。