水源切换条件下模拟管网铁离子释放控制

用北京市某供水区域铸铁管段搭建2套模拟管网装置,对水源切换条件下管网铁离子释放的控制进行了研究。实验过程中利用地下水为水源,通过调节进入管网的水中氯浓度为1.0~1.1 mg/L,溶解氧浓度为7~8 mg/L,经过40d运行后,管垢成分主要为α-FeOOH和Fe3O4。切换地表水源后,新的管垢组成更有助于铁氧化物中铁的氧化还原重新达到平衡,从而可以有效减少水源切换条件下铁离子的释放,管网出水浊度也得到很好的控制,保持了管网水质稳定性。     

消毒剂和溶解氧对管网铁释放影响的中试研究

针对南水北调中线水源地丹江口水库水调入受水区城市后,可能引起管网铁腐蚀产物释放的问题,从北方某受水区城市的实际管网中挖取了原通地下水的3个地点的铸铁管道,在丹江口搭建了中试模拟系统,开展水源切换以及消毒剂和溶解氧对管网铁释放影响的中试研究。结果表明,实验管道管垢较薄且稳定性较差,在水源切换初期有"黄水"现象发生;增加进水硫酸根浓度,管网系统出水总铁浓度和浊度均有所增加;在0.3~3.6 mg/L的范围内改变进水自由氯浓度对实验系统铁释放的影响没有明显的规律;但进水氯胺浓度从1.3 mg/L增加到2.0 mg/L时,YS系统的铁释放有所升高;进水溶解氧浓度从8 mg/L增加到15 mg/L时,实验系统的铁释放都有明显的降低,但再增加到20 mg/L时,铁释放反而有所升高。     

温度对复合厌氧折流板膜生物反应器处理生活污水效能的影响简

将新型CAMBR反应器（厌氧折流板反应器（ABR）与膜生物反应器（MBR）优化组合）用于处理生活污水,研究温度对该反应器处理效能的影响。实验水力停留时间7.5 h,混合液回流比设置为200%,pH值为6.5~8.5,溶解氧3 mg/L左右。控制3个温度梯度：高温（32~37℃）,中温（20~25℃）,低温（5~10℃）,每个温度运行35 d。结果表明,在高温条件下,系统出水COD、NH₄⁺-N、TN和TP平均浓度分别为25、0.5、12.5和0.7 mg/L。在中温条件下,系统出水COD、NH₄⁺-N、TN和TP浓度分别30、1.2、12.5和0.4 mg/L。在低温条件下,COD和TP分别经过15 d和20 d调整适应,出水可恢复至35 mg/L和1 mg/L。由于低温（10℃以下）对硝化细菌产生强烈抑制,出水NH₄⁺-N去除率最终稳定在35%,TN去除率为40%。低温条件下,该反应器应用于污水处理中需注意适当保温,以保证出水水质。     

O3/H2O2降解阿特拉津影响因素研究

采用O3/H2O2氧化去除水中内分泌干扰物阿特拉津,考察了反应条件及水质对去除的影响,并对反应机制进行了初步探讨。阿特拉津初始浓度2 mg/L,投量为7.5 mg/L的O₃单独氧化去除率为27.2%;相同O₃投量下,控制H₂O₂/O₃摩尔比为0.75,5 min阿特拉津的去除率最高可达96.5%;pH 值为7.5～8.5,温度在25～40℃的范围内,都维持了较高的去除率,表明H₂O₂/O₃体系对阿特拉津的去除效果良好,降解速度快,反应条件温和。0.5 mg/L的腐殖酸,对阿特拉津的去除影响不大,腐殖酸浓度为1、2和5 mg/L时,平均去除率分别为63.4%、50.7%和30.2%;碳酸氢钠的浓度为50和200 mg/L时,去除率分别为88.1%和73.8%,说明水质对阿特拉津的去除影响较大。叔丁醇的浓度为5和20 mg/L时,阿特拉津的去除率分别降低到44.7%和27.5%,去除率随自由基抑制剂叔丁醇增加而降低,说明H₂O₂/O₃降解阿特拉津主要为该体系产生的羟基自由基的贡献。     

好氧与厌氧氨氧化复合颗粒污泥完全自营养脱氮影响因素

采用间歇实验,考察了初始NH⁺₄-N浓度、DO浓度和pH对颗粒污泥完全自营养脱氮的特性的影响。研究表明,在完全自营养脱氮系统中,当DO为0.6～0.8 mg/L,pH控制在7.5～7.8时,好氧氨氧化和厌氧氨氧化速率在一定范围内随NH⁺₄-N浓度（30～150 mg/L）的增加而增加,较高的氨氮浓度能提高自营养脱氮反应速率。较高的DO有利于提高亚硝酸盐氧化速率,但会导致亚硝酸盐的积累;DO浓度过低时,好氧氨氧化过程受到抑制。NH⁺₄浓度为36 mg/L,DO控制在0.6～0.8 mg/L的条件下,当pH值为7.8时,完全自营养脱氮的效果最佳,总氮去除速率达最大值为23.976 mg/(g MLSS·d)。     

多水源供水管网中铁释放规律

针对水源切换而引起的水质超标现象,开展了多水源联合供水条件下管网中铁释放规律的研究。分析了北方某城市2种水源(滦河水和长江水)的水质特点,利用实验模拟反应器分别研究了水源完全置换和供水分界线处水源混合区域的铁释放规律。结果表明,多水源供水管网的铁释放速率与水源水质密切相关,特别是水中含高浓度SO2-4和氯化物时会加快铁的释放。不同水源之间的频繁切换会破坏管垢表面的钝化层,使铁释放速率迅速变化,随后会有所缓解,但新的平衡的形成需要较长时间。供水分界线处的水源混合区域,由于水质的不断变化造成管垢表面很难形成稳定的钝化层,铁释放速率持续偏高,只有当长江水所占比例高达75%以上时才能得到抑制。     

负载型纳米复合半导体WO3-TiO2/AC光催化降解刚果红废水

采用溶胶-凝胶-浸渍-焙烧法制备了负载型纳米复合半导体WO₃-TiO₂/AC光催化剂,以偶氮染料刚果红为目标降解物,通过正交实验优化了刚果红废水的降解条件,并对其光催化动力学进行了探讨。结果表明,刚果红废水的最佳降解条件为：催化剂投加量10 g/L,pH=7,H₂O₂用量为3.5 mL/L。在最佳条件下,当刚果红废水起始浓度为40 mg/L时,反应120 min后,刚果红溶液的去除率可达95.21%,较相同条件下TiO₂/AC对刚果红染料的降解率提高了19.57％。光催化剂对刚果红的光催化降解符合Langmuir-Hinshelwood（L-H）模型。     

不同挂膜方式生物滴滤塔处理含H2S恶臭气体简

采用菌剂挂膜,活性污泥挂膜和自然挂膜3种不同方式形成生物滴滤塔,考察挂膜方式对生物滴滤塔去除H₂S恶臭气体的影响。结果表明,当进气H₂S浓度为5 mg/m³时,菌剂挂膜、活性污泥挂膜、自然挂膜形成的生物滴滤塔出气H₂S浓度分别为15.7~17.4、11.6~14.8和15.0~15.9 μg/m³;塔内压降分别为3~4 mm水柱、6 mm水柱和4~5 mm水柱;喷淋后滤出液中硫酸根的浓度分别为14、22和17 mg/L,硫的转化率分别为45%、60%和50%。当进气H₂S浓度增大至7 mg/m³时,3个塔经过7 d的调整后,均能达到稳定状态,稳定后3个塔中出气H₂S浓度和压降基本没变,喷淋后滤出液中硫酸根浓度依次增大至25、31和30 mg/L左右。采用活性污泥挂膜形成的生物滴滤塔处理H₂S的能力比菌剂挂膜和自然挂膜的高。     

NO2对颗粒污泥甲烷化动力学特性的影响

采用间歇试验方法，以乙酸和乙酸盐混合物为基质，对取自EGSB反应器具有厌氧甲烷化反硝化与厌氧氨氧化活性的颗粒污泥的甲烷化动力学以及NO₂影响进行研究。无NO₂时，最大比基质降解速率为0.158 mg COD/mg VSS·h，半饱和常数为464 mg COD/L，甲烷的产率系数为0.254 mL CH₄/mg COD。添加微量NO₂对甲烷化有抑制作用，抑制程度随着微量NO₂浓度的增高而增大，在NO₂浓度为30.36 mg/m³、50.6 mg/m³、101.2 mg/m³、202.4 mg/m³和303.6 mg/m³条件下，甲烷化抑制程度分别为7.40％、11.87％、27.56％、39.75％和43.24％，外推得NO₂的甲烷化半抑制浓度IC₅₀值为383.8 mg/m³。NO₂气氛下甲烷化动力学可用反竞争性抑制动力学进行描述，最大比基质降解速率为0.148 mg COD/mg VSS·h，半饱和常数为396 mg COD/L，NO₂抑制系数为250 mg/m³。     

O3氧化工艺处理黄连素制药废水研究

采用臭氧(O₃)氧化法处理含高浓度黄连素和COD的制药废水,探讨了废水初始pH、O₃投加量及初始黄连素浓度等因素对O₃氧化过程的影响,确定了O₃氧化技术处理黄连素制药废水的最佳操作条件。结果表明,O₃能够有效分解废水中的黄连素,降低其COD浓度;黄连素浓度为700 mg/L、COD为3 500 mg/L、pH为0.88的废水,进气O₃浓度为14.05 mg/（L?min）,处理时间为180 min（即投加量为2 529 mg/L）时,黄连素和COD的降解率分别可达77.46%和41.28%,BOD₅/COD比（B/C比）从0.06提高到0.34,增加了4.7倍;随着废水中初始黄连素浓度的升高,废水COD降解率逐渐降低。O₃氧化法是一种有效的黄连素制药废水预处理技术,可以大大提高废水的可生化性。     

Remediation of alachlor and atrazine contaminated water with zero-valent iron nanoparticles

Zero-valent iron nanoparticles (nZVI, diameter < 90 nm, specific surface area = 25 m² g^?1) have been used under anoxic conditions for the remediation of pesticides alachlor and atrazine in water. While alachlor (10, 20, 40 mg L^?1) was reduced by 92–96% within 72 h, no degradation of atrazine was observed. The alachlor degradation reaction was found to obey first-order kinetics very closely. The reaction rate (35.5 × 10^?3–43.0 × 10^?3 h^?1) increased with increasing alachlor concentration. The results are in conformity with other researchers who worked on these pesticides but mostly with micro ZVI and iron filings. This is for the first time that alachlor has been degraded under reductive environment using nZVI. The authors contend that nZVI may prove to be a simple method for on-site treatment of high concentration pesticide rinse water (100 mg L^?1) and for use in flooring materials in pesticide filling and storage stations.     

5种铁氧化物去除As(V)性能的比较研究

为了从铁氧化物中筛选得到潜在经济有效的除砷材料,对5种铁氧化物去除As(V)的性能进行了比较研究。吸附实验结果表明,其吸附容量依次为施氏矿物四方纤铁矿水铁矿赤铁矿针铁矿,其吸附过程均符合准二级动力学,约24 h时吸附达到平衡。其中,pH=5时,施氏矿物的吸附容量达到83 mg/g。分别投加500 mg/L和300 mg/L的施氏矿物,可将含砷1.484 mg/L和0.850 mg/L、高TOC含量和高pH特征的模拟配水砷浓度降至0.01 mg/L以下。鉴于施氏矿物良好的吸附除砷性能,进一步通过SEM、FTIR和电位滴定对其表面特性进行了深入研究,结果显示,本研究中制备的施氏矿物存在结构性或表面吸附的SO42-,其(质子)表面位密度约为4.32个/nm2,表面质子化常数pK1为4.60,pK2为-8.98。     

酸性矿井水中和沉淀法除铁优化

针对山西某煤矿高矿化度、高铁酸性矿井水除铁效果差、出水容易返色等问题,采用NaOH中和调pH、曝气及化学氧化等处理工艺进行酸性矿井水中和沉淀法除铁优化实验研究。结果表明,采用NaOH中和沉淀法除铁时,投加中和剂使出水pH达6.7以上时,出水中铁含量低于10 mg/L,满足排放要求。对于本实验废水NaOH所需投加量为2.8 g/L,铁的去除率可达到99.75%;以H2O2对原水进行氧化处理,可迅速将Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ),其用量与原水中Fe(Ⅱ)的含量成正比。当其用量为1.6 mL/L时,可将原水中的Fe(Ⅱ)完全转化为Fe(Ⅲ),投加中和剂使出水pH达到4.5以上时,能使出水中铁含量满足排放要求。对于实验废水所需的NaOH投加量为2.0 g/L,比直接中和沉淀所需的NaOH用量要节省28.6%。曝气处理对原水中Fe(Ⅱ)的氧化效果不明显。     

超声波／零价铁降解水中双酚A

研究了超声波／零价铁（US／Fe^0）工艺对水中双酚A（BPA）的降解效果及影响因素。结果表明,US／Fe^0工艺可以有效降解水中的BPA,具有协同作用,且降解过程符合一级动力学规律;Fe^0具有促进和抑制的双重作用;超声功率越大,越有利于BPA的降解;初始浓度较低时,BPA的降解效果较好;弱酸性条件有利于BPA的降解;加入一定量的自由基捕获剂（正丁醇）可以抑制BPA的降解;联合作用2h后,TOC的去除率较低,说明其矿化程度不完全。     

Reductive dechlorination of polychlorinated dibenzo-p-dioxins by zerovalent iron in subcritical water

A new method for reductive dechlorination of polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and remediation of contaminated soils is described that uses zerovalent iron as the dechlorination agent and subcritical water as reaction medium and extractive solvent. It is found that the zerovalent iron can be applied for stepwise dechlorination of octachlorinated dibenzo-p-dioxin (OCDD) on various matrixes in subcritical water. By using iron powder as matrix higher chlorinated congeners were practically completely reduced to less than tetra-substituted homologues. A significant part of residual OCDD, when it was spiked in to soils, and formed less chlorinated congeners are extracted with water in the given conditions. The solubility of OCDD was increased by a 4–6 orders over its solubility at ambient conditions. The new method of contentious-flow extraction is described.     

零价铁与厌氧微生物协同还原地下水中的硝基苯

通过间歇式实验,考察了零价铁与厌氧微生物协同还原地下水中硝基苯的效果。实验结果表明,由零价铁腐蚀为厌氧微生物提供H2电子供体还原硝基苯的效果明显优于零价铁和微生物单独作用,硝基苯去除率分别提高21.8%和57.0%。弱酸性条件有利于协同反应进行,当初始pH为5.0和6.0时,4 d后硝基苯去除率比初始pH为7.0时的提高74.4%和35.2%。增加零价铁投加量可提高协同还原的效果,零价铁最佳投加量为250 mg/L。零价铁腐蚀产生的Fe2+无法作为电子供体被微生物利用,但可作为无机营养元素促进协同过程。由于零价铁产H2速率受表面覆盖物影响不明显,在地下水修复过程中可保证协同效果并延长零价铁的使用寿命。     

含有机物铁泥的超临界水氧化法资源化

氨基染料生产过程中产生大量含有机物的铁泥,对环境造成严重污染并造成资源的极大浪费.利用超临界水氧化法对含有机物铁泥进行资源化处理研究,并对产物进行了X射线衍射分析(XRD)、色差实验与电子探针分析.研究结果显示,用超临界水氧化法处理铁泥可以将铁泥中所含的有机物完全氧化,真正实现环境友好;超临界水首先将铁泥氧化成α-Fe2O3与γ-Fe2O3,再经过800℃煅烧后可以作为氧化铁红颜料使用;超临界反应压力对样品的晶型与颜色影响不大.     

含有机物铁泥的超临界水氧化法资源化

氨基染料生产过程中产生大量含有机物的铁泥,对环境造成严重污染并造成资源的极大浪费.利用超临界水氧化法对含有机物铁泥进行资源化处理研究,并对产物进行了X射线衍射分析（XRD）、色差实验与电子探针分析.研究结果显示,用超临界水氧化法处理铁泥可以将铁泥中所含的有机物完全氧化,真正实现环境友好;超临界水首先将铁泥氧化成α-Fe2O3与γ-Fe2O3,再经过800℃煅烧后可以作为氧化铁红颜料使用;超临界反应压力对样品的晶型与颜色影响不大.     

铁屑协同玉米芯/花生壳处理玛瑙染色废水

针对农村玛瑙染色工业废水中存在高浓度Cr(Ⅵ)、SO42-和H+等污染严重、难处理的问题,基于玉米芯、花生壳和铁屑,分别构造了1#(玉米芯)、2#(花生壳)、3 #(铁屑+玉米芯)、4#(铁屑+花生壳)动态柱实验模型,研究了生物质材料及其与铁屑协同处理玛瑙染色废水中Cr(Ⅵ)、SO42-、H+的效果和机理.结果表明,铁屑+玉米芯、铁屑+花生壳动态柱对Cr(Ⅵ)、SO42-的平均去除率分别为95.97％、96.42％和72.17％和59.55％,高于玉米芯、花生壳动态柱的89.67％、90.74％和39.00％、28.73％的平均去除率,且具有较强的抗污染负荷变化和一定的pH值提升的能力.对比分析可见,经过铁屑强化的生物质动态柱对Cr(Ⅵ)、SO42-、H+有更好、更稳定的去除效果.