上向流活性炭-超滤组合工艺中臭氧投加的中试优化

为优化上向流活性炭-超滤组合工艺水厂中臭氧的投加,设计中试试验研究了臭氧投加量改变对各处理单元运行效果的影响,并利用Central Composite响应面设计研究了臭氧投加量对中试工艺去除TOC及三卤甲烷生成势（THMFP）的影响规律,同时简单分析了该中试工艺对金泽原水中常见微污染物的去除率。结果表明:过高的前置臭氧投加量不利于混凝沉淀单元对浊度、UV₂₅₄及耗氧量的去除,过高的后置臭氧投加量不利于活性炭单元对UV₂₅₄及耗氧量的去除。针对金泽原水TOC及THMFP的去除,优化后的中试工艺臭氧投加量为:前置臭氧投加量为0.6~0.65 mg/L,后置臭氧投加量为1.35~1.4 mg/L。在中试研究的臭氧投加量范围内,该中试工艺对金泽原水中常见抗生素及除1,4-二氯苯、乙苯外的致嗅物质均有很好的去除效果。     

臭氧投加量对臭氧生物活性炭工艺处理水库水影响的中试

臭氧投加量是O₃/BAC(臭氧/生物活性炭)工艺中的重要参数,直接影响净水效果和处理费用. 试验分别采用预臭氧+常规工艺+生物活性炭工艺(下称工艺Ⅰ)和常规工艺+主臭氧+生物活性炭工艺(下称工艺Ⅱ),以COD_Mn和浊度的去除率、UV₂₅₄降幅为评价指标,确定了O₃/BAC工艺中最佳预臭氧投加量和最佳主臭氧投加量,并分别对比了臭氧投加前后工艺Ⅰ和工艺Ⅱ对污染物的去除效果. 结果表明:工艺Ⅰ中,最佳预臭氧投加量为0.78mg/L,该预臭氧投加量下COD_Mn去除率和UV₂₅₄降幅分别较无预臭氧工艺提高28.8%和43.7%;工艺Ⅱ中,最佳主臭氧投加量为1.20mg/L,该主臭氧投加量下COD_Mn去除率和UV₂₅₄降幅分别较无主臭氧工艺提高44.8%和73.3%. 可见,在合适的臭氧投加量下,O₃/BAC工艺能够高效去除丹江口水库水中的有机污染物,使水质得到显著改善,投加主臭氧的工艺Ⅱ对污染物的去除效果比投加预臭氧的工艺Ⅰ更好.      

废水臭氧接触反应装置的传质过程

臭氧氧化消毒由于具有优良特性而常用于各种给水和废水处理工艺之中，本文概括和总结了常见的臭氧接触反应装置的运行特点，并根据化学反应工程学的基本理论对臭氧接触反应装置的传质过程进行了分析，依据Ｆｉｃｋ定律和双膜理论，测试和比较了不同孔径的微孔扩散器的总传质系数，对臭氧接触反应装置的工作效能进行了评价。     

CaO2投加量及投加方式对剩余污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的影响

以污水处理厂剩余活性污泥作为研究对象,在中温条件下,按照不同投加量和投加方式投加过氧化钙（CaO₂）进行预处理,考察其对污泥发酵产酸和产甲烷的影响,以期确定CaO₂最佳投加量和投加方式.结果表明,在（35±1）℃条件下,投加CaO₂可提高剩余污泥发酵液pH值,从而促进有机物的快速溶出.在同样投加剂量条件下,一次性投加比多次投加更有利于污泥的溶解以及短链脂肪酸的积累.当一次性投加0.2g CaO₂/g VSS时,发酵液中乙酸浓度在第7d达到最高值（169mg COD/g VSS）,同时乙酸在6种主要酸中所占比例达到最大（71.0%）.与一次性投加方式相比较,多次投加CaO₂对产甲烷的抑制作用较小,不利于SCFAs的积累.     

臭氧-生物活性炭组合工艺中最佳臭氧投加剂量的确定

在水处理过程中投加臭氧,可提高饮用水的可生物降解性.臭氧氧化后继的生物过滤,可以减少水中可生物降解有机物数量,提高饮用水的生物稳定性.试验表明,臭氧投加量2～8mg/L可使AOC-P17,AOC-NOX和BDOC分别增加20.9%～85.5%,42.1%～158.2%和21.4%～84.4%.臭氧投加量为3mg/L时,AOC和BDOC增加得最多,即3mg/L的臭氧投量为最佳投加剂量.生物活性炭滤柱(BAC)出水AOC浓度(乙酸碳)均低于50μg/L,在35.9～46.6μg/L之间,属于生物稳定性水质.     

污水处理厂尾水臭氧氧化工艺影响因素研究进展

为探究影响臭氧氧化工艺运行效果的因素并优化其运行参数,介绍了臭氧氧化工艺的处理机制,基于文献分析了环境条件、臭氧投加量、臭氧接触时间对臭氧氧化效果的影响,明确了最佳臭氧投加量与最佳接触时间.分析表明:温度的上升能够提高臭氧消耗率和反应速率,但对有机物去除效果的影响较小;最理想的反应pH为7;臭氧最佳投加量的范围约为O3...     

基质投加方式对污泥碱性发酵性能的影响

为了研究低温条件(15±2)℃下投加方式对剩余污泥碱性发酵的影响,将剩余污泥分别在NaOH、KOH、Ca(OH)2和混合碱(Ca(OH)2和KOH) 4种碱性(pH=10±0.2)系统中进行发酵,并在系统稳定后依次改变污泥投加方式(1次投加污泥、平均2次投加和平均3次投加),分别对发酵体系的剩余污泥溶液化、溶解性蛋白质、溶解性多糖、挥发性脂肪酸(SCFAs)和关键酶(水解酶和辅酶420(F420))进行研究.研究发现,4种碱性发酵体系中,不同投加方式对剩余污泥的水解和酸化性能具有显著的影响,其中SCOD随着污泥投加次数的增加略有减小,但是发酵液中可溶性的蛋白质和多糖有增加趋势.水解酶活性随着污泥投加次数的增加而降低,但是在NaOH和KOH发酵体系中,辅酶420随着投加次数的增加而增大,混合碱发酵体系中其活性基本不变,而在Ca(OH)2发酵体系中其活性则降低.NaOH、KOH和混合碱发酵体系产酸能力随投加次数的增加而下降,但是Ca(OH)2 发酵体系酸化能力则先增大后少量降低,由此发现,Ca(OH)2发酵体系水解及产酸能力较为稳定,同时该体系中乙酸/SCFAs最大,高于其他发酵体系的10%左右.     

SBR法反硝化过程模糊控制器的设计和碳源投加方式的选择

在大量试验的基础上构建了SBR法反硝化过程的模糊控制器，并进行了3种碳源投加方式的实时控制试验。结果表明，按较小的速率连续投加碳源是最佳投加方式，它不仅可以满足反硝化速率上的要求，还可以尽量地减少再曝气时间，以pH和ORP作为SBR法反硝化时间和碳源投加的在线模糊控制参数是可行的和可靠的。     

药剂投加顺序及形态对污泥浓缩性能的影响

污水处理厂产生的污泥中固体物质主要是胶质微粒,其与水的亲和力很强,在脱泥时,需对污泥进行调理,通常是先投加污泥调理剂后加助凝剂,随后通过机械脱水等方法进行脱水处理。河南某污水处理厂污泥处理采用的是板框压滤机,压泥药剂为三氯化铁、氢氧化钙。试验前该厂采用先投加固体三氯化铁后投加固体白灰进行脱水,本文主要探究的是三氯化铁、白灰的投加顺序及固液体形态对污泥浓缩性的影响,以此来提高脱泥效率。     

污水处理场氮磷投加系统的技术改造

分析了茂名乙烯污水处理场氮磷投加系统存在的问题，介绍了实践中解决问题的方法和取得的成效。     

北京市臭氧的时空分布特征

对2012年12月~2013年11月期间北京市35个自动空气监测子站的O3浓度进行分析,探讨北京市O3浓度的时间、空间分布特征,并对夏季的一次O3高浓度过程进行了分析.结果表明,北京市O3浓度在5~8月维持相对较高浓度,其他月份则维持较低浓度.整体来看,4类功能的监测站点中O3平均浓度由高到低分别是对照点及区域点、郊区环境评价点、城区环境评价点和交通污染监控点;O3浓度日变化呈单峰型分布,一般在15:00、16:00达到峰值;O3还呈现明显的"周末效应",即周末白天时段O3浓度大于工作日浓度.北京市O3浓度城区相对较低,周边区县相对较高,生态植被优良的东北部地区浓度最高.2013年6月3日北京市发生一次O3高浓度过程,在下午西南风的作用下,榆垡、丰台花园、奥体中心和怀柔监测站O3峰值出现的时间从南到北依次滞后,且怀柔站在20:00才出现峰值,体现了这次过程中存在明显的O3输送特征.     

活性污泥中臭氧传质效率的理论分析与实验研究

在理论分析的基础上,首先建立了臭氧传质效率与系统参数间的数学模型,给出了臭氧传质效率U的影响因素,即污泥浓度、进气浓度、混合液的高度h、表观气速u_obs和气泡直径d.通过试验设计,进而考察了这些影响因素对臭氧传质效率的贡献.结果表明,混合液的高度h和气泡直径d对臭氧传质效率的影响最为显著,而污泥浓度和进气浓度、表观气速u_obs的影响很小.当混合液高度h为0.2　m时,臭氧的利用率仅为0.45;h为0.8 m时臭氧的利用率为0.883;h为1.4 m时臭氧的利用率几乎为1,臭氧的利用率和高度呈现较好的指数关系.在h为0.8 m的混合液中,d由0.007　5 m减小到0.005 m时,U值从0.89增大到0.96;h为0.6 m的混合液中也出现类似情况,d由0.007 5　m减小到0.005 m时,U值从0.80增大到0.93.最后得到臭氧传质效率U、混合液高度h和平均气泡直径d间的定量关系表达式,其相关系数R²为0.861 6,可为工程设计提供一定的参考依据.     

用旋转布气法开顶式气室研究臭氧对水稻生物量和产量的影响

在开顶式气室（open top chamber, OTC）内,检测了旋转布气法的气体交换效能和对O₃分布的均匀性及稳定性,研究了O₃体积分数升高对水稻(Oryza sativa L.) 光合速率、生物量和产量的原位影响.经实验检测,旋转布气法能使O₃在OTC内分布比较均匀、稳定,满足OTC内布气要求,使气室内外最大温差为1.87℃;同时实验还表明O₃体积分数的升高减少了水稻叶片光合速率、抑制了生物量的累积和降低了水稻的产量.在O₃体积分数为1×10^-7和2×10^-7　暴露下,水稻叶片光合速率分别比对照降低38.6%和53.9%,地上生物量累积速率分别降低8.8%和32.3%,产量分别降低10.1%和53.1%.结果表明,该旋转布气方法性能稳定,可广泛用于大气特定成分变化对近地层生态系统的原位影响研究.     

饮用水中内分泌干扰物双酚A的臭氧氧化降解研究

采用臭氧氧化工艺对饮用水中内分泌干扰物双酚A特性进行了研究.研究表明:在原水浓度为1.0mg/L左右,臭氧总投加量为1.0、1.5和2.0mg/L条件下,30min BPA去除率可达70%、82%和90%.通过考察不同臭氧投加量、不同本底条件、不同BPA初始浓度和不同臭氧投加时间对BPA臭氧氧化的影响,分析得出臭氧投加量对BPA的降解占主导地位,而臭氧接触时间对去除效果的影响很小;采用紫外波长扫描确定在臭氧降解BPA的同时生成了在UV₂₅₄上有吸收的产物.通过考察臭氧氧化双酚A过程中UV₂₅₄的变化,提出低臭氧投加量下BPA不能完全被氧化,而采用缩短臭氧投加时间、加大臭氧投加量以及提高水中余臭氧浓度等方法,有利于水中BPA的完全降解.     

长江三角洲地区臭氧生成过程分析

建立了二维空气质量模式模拟长江三角洲地区臭氧体积分数,模拟结果和实测值吻合较好.并以常熟地区为例分析了臭氧生成过程.结果表明:干沉降对大气臭氧有明显的去除作用,平均为2.1 μL/(m3·h);水平输送过程对臭氧的影响和化学臭氧生成速率P(O₃)具有明显的日变化特征;总体来说,水平输送对臭氧有净的去除,平均为1.9 μL/(m3·h);化学生成过程则增加臭氧体积分数,净生成速率为5.3 μL/(m3·h),表明该地区大气有较强的氧化性;计算了该地区的臭氧生成效率,结果表明1分子NO_x从排放到去除期间可以生成7.5分子O₃.      

多类农药与紫外光、臭氧和高锰酸钾的反应活性研究

选择有机氯、二硝基苯胺、噻二唑、有机磷、乙酰胺、三嗪、尿嘧啶和氨基甲酸酯等8类26种广泛使用的农药,系统研究了它们与紫外光（UV₂₅₄,平均光强10.8 mW·cm^-2）、臭氧（4.1～6.2 mg·Ｌ^-1）和高锰酸钾(15.8 mg·Ｌ^-1)在 pH 7.0,室温（25℃±3℃）条件下30 min的反应活性.结果表明,紫外光可有效降解杀螨酯、土菌灵、甲草胺、丁草胺、异丙甲草胺、毒草胺、莠去津、西玛津、涕灭威、灭虫威和杀线威（降解率>95%）,其它农药降解率在12.9%～77.7%之间.臭氧完全降解地茂散、敌敌畏、除草定、涕灭威、甲萘威、呋喃丹、杀线威和灭虫威;扑草通和涕灭威砜无降解;其它农药降解率在19.0%～93.1%之间.高锰酸钾完全降解敌敌畏、涕灭威和灭虫威;有机氯类、噻二唑类、二硝基苯胺类、乙酰胺类、氨基甲酸酯类其它农药无降解;其它农药降解率在16.0%～88.2%之间.如果考虑饮用水处理的常规投加剂量,那么臭氧有希望去除大部分农药,高锰酸钾只能去除少数几种农药,而紫外光可能无法完全去除任何一种农药.     

北京市郊区夏季臭氧重污染特征及生成效率

为研究北京郊区夏季O₃(臭氧)重污染过程特征及O₃生成的光化学敏感性,基于2016年夏季在北京郊区开展的针对O₃及其相关污染物的强化观测试验(7月23日—8月31日,共计40 d),分析了观测期间O₃浓度[以φ(O₃)计]变化特征、O₃重污染过程主控因素与O₃敏感性化学特征.结果表明:观测期间φ(O₃)超标时有发生,最大小时φ(O₃)为151.1×10-9,其中有15 d的φ(O₃)最大8 h滑动平均值(O₃-max-8h)超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值,占观测天数的37.5%;不同O₃重污染过程成因有所不同,城市烟羽传输的污染物对郊区O₃重污染过程影响显著(观测期间臭氧重污染过程:过程1,7月27—29日;过程3,8月9—11日;过程4,8月16日;过程5,8月21—24日),区域光化学污染对郊区O₃重污染过程也有贡献(观测期间O₃重污染过程2:8月4—6日);结合后向气流轨迹进一步辅助说明了不同重污染过程中O₃的来源不同.研究还发现,观测区域存在反“周末效应”现象,说明观测区域周末受人为影响较为明显;基于观测数据计算的OPE(O₃生成效率)分析了O₃光化学敏感性表明,在有OPE值的22 d内NO_x控制区和VOCs控制区出现的概率(41%)相等,即观测区域O₃对NO_x和VOCs均敏感;此外还发现,在O₃重污染过程中光化学敏感性会随其反应进程发生改变,由NO_x控制区逐渐转变为VOCs控制区.      

北京地区臭氧时空分布特征的飞机探测研究

利用2007～2010年北京地区上空（0～3.5 km）飞机探测的臭氧（O3）及氮氧化物（NO、NO2）等数据资料,分析O3的时空分布特征.结果表明：①O3月平均体积分数随高度变化趋势有较好的一致性,随高度增加,均出现先增大后减小,然后稳定不变的趋势,且高空有一个比较明显的分界线（约1.5 km）.1.5 km以下是O3体积分数垂直梯度变化较大的层次,均存在一个O3体积分数高值区,说明其受近地面人为活动的影响较大;在1.5 km以上,O3体积分数的垂直梯度变化明显减小,此空间处于混合层以上,气团运动受下垫面影响较小,输送作用可能对污染物体积分数的影响更加显著.②O3体积分数变化具有明显的季节特征,春秋季节O3体积分数较低,夏季O3体积分数较高.统计的月份中,只有7～9月之间O3均值变化最不明显,差异未达显著水平（P〉0.05）,其他月份之间均在0.01水平上差异显著.③在夏季一天（白天）当中,每小时O3体积分数垂直廓线与月平均统计的变化趋势一致.低空1.5 km以下O3体积分数的低值出现在上午（09：00～10：00）时段,高值出现在下午（15：00～16：00）时段,同高度内O3体积分数不同时段相差最大约为60×10-9;高空1.5～3.5 km内,O3体积分数相差不大,一般在70×10-9～80×10-9之间波动.④O3体积分数水平区域分布,0～2 km内城区四环O3体积分数较高,周边地区也出现较多明显的高值区,源强汇低造成北京市区周边近地层O3体积分数较高;高空2～4 km内,除了北京城区O3体积分数较高外,城区正北面、东南面（北京-天津方向）、西南面（北京-保定方向）的O3体积分数较高.⑤在0～3.5 km内,O3与NO、NO2和NO2/NO值之间都存在着显著的相关关系,O3与NO、NO2皆为负相关,但与NO2/NO值为正相关.     

舟山市臭氧污染分布特征及来源解析

臭氧及其前体物在环境空气中传输和反应过程复杂,本研究利用舟山市国控点2014年的监测数据对臭氧污染时空分布开展了统计分析,并利用CMAQ (community multiscale air quality)模型模拟了舟山市2014年臭氧污染形成,选用ISAM(integrated source apportionment method)源追踪算法计算来源贡献率.结果表明,舟山市春秋季节的臭氧浓度相对较高,浓度高值出现在午后13:00～15:00.普陀站的臭氧平均浓度最高而位于中心城区的临城站最低.臭氧总体浓度不高,但易出现单日浓度高值,其中5月臭氧超标率最高.舟山市本地臭氧形成主要受VOCs浓度控制,而源解析结果表明舟山市全年外来源占总贡献的69. 46%.本地源中,工业燃烧源、工艺过程源、道路移动源、非道路移动源的贡献率相差不大,且表现出显著的港口城市特征,船舶源、石化源、储运源分别占总贡献的4. 45%和1. 01%和1. 80%.控制臭氧污染应采取周边区域联防联控的措施,以VOCs排放源为主,不同来源协同调控的措施.     

循环冷却水处理中臭氧的阻垢作用

试验研究了臭氧在循环冷却水处理中的阻垢作用。结果表明,臭氧可以氧化有机物生成二氧化碳,循环冷却水中二氧化碳浓度的增加,可以使碳酸钙转化为碳酸氢钙,增加了Ca2+浓度。同时,臭氧与某些能和Ca2+发生配位作用的物质发生氧化还原反应,造成体系中醛基和羧基的总数增加,使水对钙的配位能力增强,致使水中的Ca2+浓度增加,从而产生一定的阻垢效果。