新型污水处理沉淀过滤技术研究进展

针对水处理工艺偏重生物技术、一定程度忽视固液分离技术开发的倾向,分类回顾常见分离技术以强调其地位与作用,着重介绍硅藻土、磁分离及微砂沉淀等三种新型沉淀技术和活性砂过滤、动态膜及滤布滤池等新型过滤技术,总结新型分离技术在污水处理中的研究、应用现状及发展前景,提出新技术在推广中应注意的问题。     

城镇排水系统运行效能评价指标体系的构建与研究

排水系统是城镇一个重要的基础设施,其运行效能评价对于城镇水环境治理维护和绿色低碳发展具有重要意义。对国内外相关研究成果从以下三方面进行了梳理和分析：首先,运行效能评价研究按评价目标的不同可分为内涝和溢流的控制、管网性能的预测与诊断、排水系统的规划与运营、安全风险类评估和综合性评价五类,阐明了这五类评价指标体系的研究现状,总结了其常用指标;其次,分析各评价指标体系的构建流程,可归纳为“调研准备”“指标构建”“赋分评价”三个阶段,归纳了常用评价指标筛选方法,并指出其中最关键的部分在于第三阶段的评价方法的选择,即指标赋权和最终评价结果的计算;最后,对文献中的各类评价方法进行了分析,结果表明基于层次分析主观定权法的综合评价法是当前研究中的常用方法,可以解决评价过程中产生的不确定性、不一致性、模糊化、定量化等问题;同时也概述了客观定权方法如熵权法、神经网络、组合定权等方法的特点和适用性。研究指出关于智慧水务和平稳输送的效能评价还比较缺乏,而随着物网联、人工智能、在线监测等技术的快速发展以及海量可靠的排水系统相关数据的出现,将给以客观定权法为主流的新评价方法的开发应用带来契机。本研究可为完善排水系统运行效能评价指标体系并计算准确评价结果提供参考。     

从低能耗脱盐到资源回收的电容去离子技术在环境领域的研究进展

电容去离子（CDI）技术因具有高效、节能、环保、经济等优异性能,自20世纪60年代发明至今,一直得到研究者的广泛关注。在查阅资料的基础上,从理论研究、工程应用、材料研究3个方面介绍了CDI技术的发展历程,并分析了其理论原理、电化学反应过程、能耗与经济性,并从运行条件和电极优化2个方面对效率的优化提升进行了深入探讨,介绍了CDI技术装置国内外产业化应用情况,提出了CDI技术不仅在脱盐及污水处理领域具有较大发展空间,在环境废物资源化回收方面同样具有广阔的应用前景。     

水力旋流分离器在水处理领域的应用研究进展

水力旋流分离器具有分离效率高、简单可靠、绿色经济等优点,被广泛应用于各种分离场景,特别是近年来在水处理领域得到诸多关注。概述了运行操作参数（进料流速、进料浓度、进料压力）、结构设计参数（溢流管插入深度、底流管直径、回流角）、旋流器构型种类（W型、抛物线型、圆柱形）对水力旋流器分离性能的影响。优化操作参数可增强水力旋流器分离效率;溢流管插入深度与圆柱体横截面直径比值（L₀/D）为1.0时产生的流场更有利于分离;底流管直径存在最佳设计范围;旋流分离器与水源热泵联用吸入角为90°时效果最好。水力旋流器的分离作用在水处理过程中可以起到改善微生物聚集体性能（如提高污泥水解速率、提升沉降性能）、分离特定颗粒态微生物（如厌氧氨氧化菌颗粒污泥）、去除或回收特定密度物质（如悬浮有机物、泥砂、金属颗粒）等诸多作用,为水力旋流器在水处理领域的应用拓展了新的前景。     

强化混凝-吸附预处理生活污水

采用混凝/吸附复配的方式对生活污水进行了浓缩预处理。通过对有机物去除率和混合絮体沉降性能的考察,优选出最佳混凝剂聚合氯化铝和最佳吸附剂粉末活性炭,其最优投加量分别为60 mg/L和40 mg/L。在此复配条件下,COD去除率由单独投加混凝剂时的62%提高到73%,浊度去除率由88%提高到93%。同时利用分子量分级实验进一步阐述了混凝/吸附复配过程提升污水浓缩效果的机制。在机械加速澄清池连续实验中,在原水COD 300~500 mg/L、浊度130~360 NTU的水质条件下,出水COD稳定在70~86 mg/L之间,去除率达80%以上,出水浊度稳定在10 NTU以下。     

离子交换富集回收生活污水超滤膜滤后出水的氨氮

利用离子交换实现生活污水超滤膜滤后出水中低浓度氨氮的富集回收。通过静态实验,考察了pH波动、阳离子存在（Ca2+、Mg2+）和离子吸收剂种类对氨氮回收利用的影响。钙、镁离子显著降低了强酸树脂和改性沸石的氨氮吸收量,而对天然沸石影响较小。实际生活污水经超滤膜去除碳源后出水的柱式动态实验表明,污水中钙、镁等阳离子的存在极大抑制了强酸树脂的氨氮富集效果,而天然沸石虽然具有吸收选择性,但吸收量低、难以解吸完全。实现膜浓缩出水中低浓度氨氮高效回收利用,需要找到兼备良好选择性和再生性能的吸收剂,或者研发适当的预处理技术消除杂质阳离子的干扰。     

餐厨垃圾不同“收集-处理”模式的碳排放估算对比

为明确我国餐厨垃圾不同处理模式下碳排放情况,以中国南方某城市为研究对象,结合实地调研数据,对比研究了集中式好氧堆肥、集中式厌氧发酵和分散式好氧堆肥3种处理模式下的碳排放量。结果表明,集中式好氧堆肥的碳排放总量最高,而集中式厌氧发酵碳排放总量最低。此外,分散式好氧堆肥的主要优势在于可减少收集运输过程的碳排放且可避免其他温室气体的无组织排放;在先进节能手段和控制电耗的措施下,相比于集中式好氧堆肥模式,分散式模式可实现760.91 kg的碳减排(以CO_2计)。然而,餐厨垃圾厌氧发酵模式因其可实现有机质产沼气,总碳减排空间是好氧堆肥的22倍,是一种绿色、低碳的餐厨垃圾处理方式,对实现餐厨垃圾资源化、无害化和减量化具有现实意义。     

SBR运行模式对市政污水脱氮除磷性能的影响分析

为解决传统活性污泥法处理市政污水效率较低的问题,借助复合絮凝剂加速污泥沉降的特性,考察了常规运行模式(M1,阶段Ⅰ)、原水与部分出水混合进水的运行模式(M2,阶段Ⅱ～Ⅳ)、缺氧回流型运行模式(M3,阶段Ⅴ)对SBR反应器脱氮除磷的影响.实验结果表明,M2模式的阶段Ⅲ(水力停留时间(HRT)为16 h)～阶段Ⅳ(HRT为8 h,复合絮凝剂投加量均为20μL·L^-1),控制组与实验组的TP去除负荷分别从8.0、12.3 g·m^-3·d^-1上升到21.9、26.4 g·m^-3·d^-1,表明高水力负荷有利于聚磷菌发挥作用,投加复合絮凝剂进一步提升了磷的去除能力.在3种模式中,M3模式处理效率最高,实验组沉淀时间为5 min,其出水COD、NH⁺₄-N、TN、TP的平均浓度分别为21.6、0.28、15.7、0.18 mg·L^-1,相应平均去除率分别为93%、99%、67%、98%,除TN外,均可达到《城镇污水处理厂污染物...     

SBR系统在低浓度污水条件下培养的好氧颗粒污泥特性及微生物分析

分别采用两段式装置（升流式水解酸化池+SBR（R1））和一段式SBR（R2及R3）小试装置,处理实际污水（R1及R2）及人工配水（R3）,考察了不同水源对好氧颗粒污泥的粒径分布、沉降性能以及微生物群落的影响。结果显示,大多数颗粒的粒径均集中在0.12~0.3 mm之间,在R1、R2及R3中的占比分别为32.78%、38.61%和50.28%。当粒径介于0.3~0.5 mm、大于0.5 mm时,R1与R2中的颗粒分配均显著高于R3中的颗粒分配。结果表明,低浓度人工配水(COD均值480 mg·L-1)易形成中等粒径的颗粒,而低浓度实际污水(COD均值173 mg·L-1)更易形成较大的颗粒。当体积交换比从90%降为50%,R1和R3的 SVI30/SVI5维持在0.85以上,R2的SVI30/SVI5出现下降的趋势,这可能是进水中较高的悬浮颗粒引起的污泥轻微膨胀所致。3个主反应器取污泥（分别记S1、S2及S3）进行高通量分析,氨氧化菌Nitrosomonas、 氨氧化古菌Nitrososphaera、 反硝化聚磷菌 Dechloromonas等脱氮除磷优势菌属在S1、S2中的相对比例明显高于在S3中的相对比例。 丝状菌方面,在有机负荷率（OLR）较低条件（0.91 kg· (m3·d)-1）下,有利于Aquaspirillum、Enhydrobacter的生长,而较高的OLR（>0.91 kg· (m3·d)-1）有利于Acinetobacter的生长。污水中多种类的有机物,不仅有利于形成致密的胞外聚合物,而且可提高脱氮除磷优势菌属在颗粒污泥中的相对比例。     

不同形态厌氧氨氧化菌处理磁分离出水脱氮性能及微生物群落结构变化分析

采用两种不同形态（固定生物膜和颗粒态）的厌氧氨氧化菌（AnAOB）,考察了其对磁分离出水的脱氮性能、氮负荷的差异,同时从分子生物学的角度分析了微生物群落结构的变化.结果表明：采用自模拟污水,35℃恒温、不同水力停留时间（HRT）条件下,两个反应器对NH₄⁺-N和NO₂^--N的去除率均大于90%.此外,反应器内的微生物群落结构也发生改变,固定生物膜和颗粒反应器中Candidatus Kuenenia菌属消失,Candidatus_Brocadia、Candidatus_Jettenia成为体系厌氧氨氧化优势菌属,相对丰度分别上升至0.89%、0.63%（固定生物膜）和8.79%、2.92%（颗粒）.采用磁分离出水,随着HRT的降低,两种形态的厌氧氨氧化菌对NH₄⁺-N和NO₂^--N去除率均在80%以上.反应器中厌氧氨氧化菌Candidatus_Brocadia、Candidatus_Jettenia的相对丰度明显下降,最终稳定维持在0.7%左右,并伴随异养菌的出现.