城市污水处理中典型重金属离子去除与迁移规律研究

为了揭示典型重金属离子在污水处理过程中的去除与迁移规律,以某城市污水厂二级处理流程为对象,进行了各处理单元出水和沉泥的定期采样,分析了水相和泥相中6种重金属离子的含量.结果表明,以生活污水为主的城市污水受重金属离子污染不严重,且二级处理工艺能很好地去除水中的Cu、Hg和As,去除率分别为77.1%、85.8%和97.0%,而对Mn、Zn和Cr的去除率相对偏低,分别为40.0%、33.3%和30.8%.在污水处理过程中,多数金属离子有逐渐从水相迁移到泥相的趋势.通过离心分离法对水中的金属离子按溶解态和颗粒态进行了分类,发现各种金属离子在生物处理单元中有从溶解态转化为颗粒态的趋势,但在二沉池中某些金属离子又有从颗粒态转化为溶解态的现象.污水处理厂出水中Cu、Hg、As主要以颗粒态为主,而Mn、Zn、Cr主要以溶解态为主.颗粒态金属的溶出可能是这3种金属离子去除率较低的原因.     

高级氧化技术在印染废水处理中的研究进展

高级氧化技术是近年来很受人们关注的废水处理新技术,用其处理含有高浓度难降解有机污染物的印染废水的研究也在广泛展开.主要介绍了国内外采用湿式氧化法、超声波法、光催化氧化法、超临界氧化法和电化学氧化法等高级氧化技术处理染料废水的机理、研究进展及应用前景.     

Keggin型Fe-Mo-Zr杂多酸盐光催化剂的制备及性能研究

利用水热合成法制备了Keggin结构的Fe-Mo-Zr杂多酸盐光催化剂，并利用红外光谱（IR）对催化剂进行了表征。实验以酸性大红（GR）为模拟污染物，考察了在紫外灯照射下，Fe-Mo-Zr杂多酸盐的投加量、污染物的浓度和pH值以及外加H₂O₂对光催化降解效果的影响。实验结果表明，当催化剂的投加量为0.6 g/L，pH为5～7，初始浓度为10 mg/L的GR染料溶液，光照160 min，脱色率可达87.98%。外加H₂O₂可以提高光催化反应效率。     

Mn^2＋在黄杆菌FCN2菌株降解芘过程中的作用研究

利用紫外分光光度法和原子吸收分光光度法研究了Mn2 在菌株FCN2生长细胞,悬浮细胞、粗酶液降解芘时的影响作用.在菌体生长期加入0.1～5mmol/L的Mn2 ,对菌体的生长及生长量无影响,但对芘的降解均有促进作用,以加入0.1mmol/L的Mn2 效果最好,其对芘的平均降解率是对照的1.26倍.此时菌株富集的Mn2 为0.025mmol/L;在用无外加Mn2 培养的菌株PCN2悬浮细胞降解芘时,加入0.5mmol/L的Mn2 ,芘的平均降解率为对照的1.67倍.降解反应发生72h后菌株富集的Mn2 为0.18mmol/L;在酶促降解时加入0.1mmol/L Mn2 ,平均降解率为对照的1.30倍.结果表明,在不同时期加入的Mn2 对降解芘均有一定的促进作用.     

环境水体中肠道病原细菌定量PCR检测与膜过滤分析方法的比较

采用通用引物,通过实时荧光定量PCR方法(QPCR),对西安市5个地表水体中肠道病原细菌的细胞密度进行了分析.检测水样体积为100mL,分别于2006年3～6月取自水源水(黑河)、景观娱乐用水(大唐芙蓉园北湖和兴庆湖)、纳污河(浐河)和未消毒的二级出水(北石桥污水处理厂),并将QPCR检测结果与滤膜法(MF)测得的细菌总数、大肠菌群和粪大肠杆菌CFU结果进行了比较分析.5个水体(n=60)检测结果显示,QPCR检测结果是大肠菌群CFU的2.2～5倍,是粪大肠杆菌CFU的7～14倍.病原细菌检测的几何平均值范围,QPCR法在25～67000 CCE·100mL-1之间,MF法大肠菌群在3～45000 CFU·100mL-1之间,粪大肠菌群在0～3000 CFU·100mL-1之间(n=60).两种方法的检测结果使用Spearman秩相关法来计算,结果显示,QPCR检测结果与大肠菌群、细菌总数以及粪大肠杆菌CFU均呈现显著正相关,秩相关系数分别为r=0.983、r=0.908和r=0.948.     

旋流选择作用及K_La对污泥颗粒化的影响研究

采用3个结构不同的SBR反应器R1、R2和R3,研究了旋流选择作用和体积溶解氧系数(KLa)在低负荷条件下对絮体污泥颗粒化过程的影响。试验结果表明,3个反应器内的污泥颗粒化的时间与颗粒污泥的孔隙率依次为53 d、41 d、25 d和82%~95%、92%~97%、60%~75%;3个反应器的化学需氧量(COD)平均去除率都在92%以上;R1和R2中氨氮(NH3-N)的平均去除率都在97%以上,而R3中氨氮的平均去除率从反应器启动初期的99%下降到完全颗粒化后的56%。说明旋流选择作用延缓了好氧污泥颗粒化的时间并对出水水质影响不大;较高的KLa促进了好氧颗粒污泥的形成并对于COD的处理基本没有影响,但对于氨氮去除效果的负面影响较大。     

城市污水二级处理出水中沙门氏菌的PCR检测

建立了一种利用PCR检测城市污水二级处理出水中沙门氏菌的方法.采用膜吸附-洗脱法浓缩二级出水水样中的沙门氏菌,通过选用一对涵盖性和特异性均较强的引物139和141,对浓缩后的沙门氏菌进行PCR检测.利用正交试验法,对沙门氏菌PCR体系进行五因素四水平的试验,建立了沙门氏菌PCR的最佳体系.通过梯度PCR考察了退火温度对检测结果的影响,选择65℃作为退火温度,优化后沙门氏菌PCR体系的检测灵敏度可达0.314ngL.通过对已知细菌浓度的水样进行检测,确定了该法检测水样中沙门氏菌的灵敏度为2130CFUL.与传统MPN法的相比,该法在检测效果和检测效率上都优于MPN法.     

粪便堆肥反应器载体性质变化及其对微生物影响

使用锯末作为堆肥反应器的微生物载体,研究了锯末载体性质的变化特性及其对微生物的影响。在历时90d的反应试验中,每日定时定量投加粪便,均匀混合,控制含水率和反应温度,对载体的总固体(TS)、灰分(Ash)、容重、孔隙度、木质素、纤维素以及好氧细菌和兼性细菌的数量进行了分析。实验结果表明,在每日定量投加1kg粪便(4~5人/d排泄量)的条件下,TS和Ash分别由最初的0.393g/g和0.024g/g增加到0.586g/g和0.138g/g。TS和Ash的增加导致载体容重的增加,容重由最初的0.052g/cm3增加到0.137g/cm3。相反,孔隙度由92.24%降低到89.42%。反应前后,载体的主要成分纤维素、半纤维素和木质素的含量分别下降了9.5%、3.2%和0.86%。好氧细菌总数由109cfu/g下降至107cfu/g,而兼性菌数量由105cfu/g增加到108cfu/g。由此可知,孔隙度是保障载体通气性和微生物良好生长环境的重要条件,由于载体通气性能下降,好氧微生物生长条件不断恶化,这是反应器工作周期受到限制的主要原因。     

环境水体中肠道病原细菌的定量PCR检测

采用通用引物,通过实时荧光定量PCR方法(QPCR),对西安市5处地表水体中肠道病原细菌的细胞密度进行4个月的连续检测,并将QPCR检测结果与滤膜法测得的大肠菌群CFU值进行比较分析.结果显示, QPCR法可信度为94%,最小检测值为每管未稀释DNA提取物含2.7个大肠杆菌细胞.5个水体(N=60)检测结果表明, QPCR检测结果是大肠菌群CPU的2.2～5倍.病原细菌的几何平均值范围, QPCR法在25～67 000 CCE/100 mL之间, MF法大肠菌群为3～45 000 CFU/100 mL之间.2种方法的离散和回归分析表明, QPCR检测结果与大肠菌群CFU显著正相关,秩相关系数为r=0.983.     

引入分形维数的混凝动力学方程数值求解

运用Smoluchowskj基本原理,建立了引入絮凝体分形维数的混凝动力学模型.该模型在絮凝过程中考虑了不同时刻形成的絮凝体中引入的初始颗粒数目和空隙率,并以此来推求不同时刻形成的絮凝体所对应的分形维数.采用有限差分法对建立的混凝动力学模型进行了数值计算.结果表明,初始颗粒的结构特征和碰撞效率是影响絮凝体粒径分布的主要因素.初始颗粒的分形维数和碰撞效率越大,絮凝体粒径分布越宽泛,大尺寸的颗粒所占的份额越多.同时计算结果表明,絮凝体的分形维数有随其粒径增大而逐渐降低的趋势,其原因是絮凝体的成长粒径与絮凝体中所包含的初始颗粒增长速度不成比例.以腐殖酸为混凝对象,采用硫酸铝作为混凝剂进行混凝实验,并以其初始絮凝条件作为数值计算初始条件,研究表明数值计算分析结果和模拟结果吻合较好.