A~2/O工艺强化脱氮除磷效果中试

针对某一城市污水处理厂"混合型城市污水"的特征,以厂区曝气沉砂池出水作为处理对象,设计一套A2/O工艺强化脱氮除磷中试装置。当进水COD、NH3-N、TN、TP的平均质量浓度分别为594,25.0,37.6,7.66 mg/L时,经A2/O工艺强化处理后,出水COD、NH3-N、TN、TP的平均质量浓度分别为46.7,5.5,12.73,0.7 mg/L,对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别达91.51%、79.73%、65.78%和88.65%,出水水质达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准,取得了良好的污染物去除和脱氮除磷效果,且当系统稳定运行时总体出水水质相对稳定。     

响应面法优化多级A/O+BAF系统处理生活污水强化脱氮除磷

为优化多级A/O(缺氧/好氧)＋BAF(曝气生物滤池)系统处理低C/N生活污水强化脱氮除磷的关键运行条件,采用单因素试验分别研究了HRT(水力停留时间)、三点进水比例及BAF填料高度对系统主要污染物去除的影响,并以此为对照,通过BBD二阶模型中心复核设计多因素试验,采用响应面法分析上述三因素对TN、TP去除的交互影响,得出了优化运行条件与TN、TP去除率的模型预测值,在该条件下运行系统,验证了TN、TP去除率实际值与预测值的相对误差. 结果表明:①单因素试验表明,当HRT为9 h、进水比例为5∶3∶2、填料高度为1 800 mm时,多级A/O+BAF系统中主要污染物的去除效果最好. ②响应面分析得出,三因素对TN、TP的去除交互影响显著;模型拟合回归方程得出,优化运行条件为HRT 8.5 h、进水比例5∶3∶2、填料高度1 600 mm时,TN、TP去除率预测值分别为84.88%、94.37%. ③验证结果表明,进水ρ(TN)、ρ(TP)平均值分别为68.8、5.4 mg/L,出水ρ(TN)、ρ(TP)平均值分别为10.61、0.32 mg/L,TN、TP实际去除率分别为84.15%、94.01%,与TN、TP去除率预测值相比,相对误差仅分别为0.86%、0.38%. 研究显示,应用响应面法建立模型优化多级A/O＋BAF工艺处理生活污水的方法可靠,实现了对氮磷的强化去除.      

多相泥膜耦合工艺处理煤矿生活污水的试验研究

为提高煤矿生活污水营养型污染物去除效果,基于A/O、MABFT、MBR等生物处理工艺原理构建多相泥膜耦合反应器,通过现场试验分析了污染物去除能力。结果表明,在生化HRT=15 h、ρ(COD)=150～220 mg/L、ρ(NH_3-N)=20～32 mg/L、ρ(TN)=28～46 mg/L、ρ(TP)=5～8 mg/L的进水条件下,多相泥膜耦合工艺出水COD、NH_3-N、TN、TP浓度优于《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)锅炉补给水标准。     

淹没式MBR处理啤酒废水的净化效能

在投加营养物质 ,保持COD∶TN∶TP =10 0∶5∶1的条件下 ,淹没式MBR对合成啤酒废水中的COD、NH 4 N有着较好的去除效果 ,系统稳定时COD与NH 4 N的平均去除率均在 90 %以上 ,而且MBR工艺对进水有机负荷的冲击具有较强的短时适应能力 ,当COD污泥负荷率由 0 2 7g/ (g·d)突然增加至 0 5 4 g/ (g·d)时 ,出水COD浓度未出现明显的波动 .通过GC/MS分析得出 ,膜组件出水中剩余的有机物主要为高分子量的烷烃类 ,膜组件对于保证系统的最终出水水质起到了关键的作用 .当反应器中的污泥处于增长期时 ,在生物同化作用与同步硝化 反硝化共同作用下 ,使得TN具有 4 0 %左右的去除效果 ,当污泥浓度处于稳定期时 ,TN去除率下降为 30 %左右 ,主要是同步硝化 反硝化的结果 .当污泥处于增长期时 ,通过生物同化作用对TP具有一定的去除效果 ,而当污泥浓度稳定后 ,对TP基本没有去除效果 ,甚至有时出现负去除率现象     

碳氮比及HRT_S对交替缺氧/好氧CAST去除营养物的影响

以实际生活污水为处理对象,分别研究了碳氮比(COD/TN)为2.6、3.5及4.4时,HRTS(选择器水力停留时间)对交替缺氧/好氧(A/O)CAST工艺去除营养物性能的影响.结果表明,采用交替A/O运行方式,进水COD/TN比及HRTS的变化对COD去除性能影响不明显;而对脱氮性能影响较大.当进水COD/TN比分别为2.6和3.5时,系统氨氮去除率均维持在98%以上,TN去除率则随HRTS的增大而升高;HRTS由1.8h增至5h时,2种碳氮比下的TN去除率分别由62.9%、72.1%升至76.2%、84.6%.当进水COD/TN比为4.4时,HRTS由1.8h增至5h导致系统硝化不完全,TN去除率由86.3%降至58.2%.研究还发现,提高COD/TN比和增大HRTS均能改善系统的除磷性能.本研究中交替A/O运行方式下,进水COD/TN比为4.4(远低于一般城市生活污水的8～10),HRTS为1.8h时,CAST工艺获得较好的脱氮除磷效果,TN及磷的去除率分别为86.3%和93.8%,出水达到我国城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A要求.     

城市污水脱氮除磷中试研究及其影响因素分析

采用改良A2/O工艺对城市污水进行中试研究,研究了反应系统对各个污染物的去除效果,并考察了温度、DO和混合液回流比对生物脱氮除磷的影响。结果表明:系统稳定运行的情况下,出水COD、TN和氨氮达GB 18918—2002的一级A标准,出水TP达一级B标准。系统对COD、TN、氨氮和TP的平均去除率分别为91%、68%、77.3%和80.6%。温度和DO对COD和TP的去除效果影响较小,对TN和氨氮则影响较大。温度在26.5℃时,对氮的去除效果最好。为保证系统脱氮除磷均能高效进行,DO应控制在2～4 mg/L,混合液回流比取1.5。     

倒置A2/O-MBR处理城市污水的中试研究

针对城市生活污水,研究了两点进水倒置A2/O-MBR系统对COD、NH4+-N、TN、TP、出水SS、跨膜压差(TMP)的影响.结果表明,该系统对COD、NH4+-N具有较高的去除率,出水符合GB 18918-2002中一级A标准;当混合液回流比为200%时,系统出水TN浓度小于15 mg.L-1;正常排泥后,系统对TP的去除率达90%左右;在膜丝未大量断裂前,系统出水SS小于10mg.L-1;随着系统的运行,TMP逐渐增大,不正确的曝气方式会导致TMP迅速增加.膜截留对COD、TP、SS有直接去除作用,由于膜滤出水中没有固体损失,可以精确控制污泥龄,有利于世代周期较长的硝化菌和反硝化菌在反应器中生长;当污泥浓度增加到6 500 mg.L-1左右,进水量增加0.5倍对出水水质影响很小.     

化学除磷辅助A~2/O工艺处理城市污水脱氮除磷研究

针对碳源无法同时满足脱氮除磷需要,采用化学除磷辅助常规A2/O工艺,通过调控厌氧池侧流比来调控后续生物池COD/TN比,开展城市污水同步深度脱氮除磷研究。对比分析铝盐、铁盐、钙盐和镁盐除磷效果发现,氯化镁是适宜的化学除磷剂,最佳pH为10.00,最佳配比M(Mg2+)/M(NH+4)/M(PO3-4)为1.5∶1.5∶1。综合考虑TN和TP去除效率,侧流比为10%时,工艺出水TN和TP均达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。     

SBR工艺处理早期垃圾渗滤液的试验研究

针对湖北宜昌市某垃圾填埋场早期垃圾渗滤液中高浓度的有机物、氨氮及磷,采用传统连续曝气搅拌与交替间歇曝气搅拌2种运行模式来考察SBR系统对有机物和氮磷的去除效果及运行中p H值变化情况。试验结果表明:当进水COD为11 029～18 799 mg/L时,连续运行与交替间歇运行方式的出水COD平均浓度分别为1 965、1 663 mg/L,平均COD去除率分别为81%、85%;进水TN为310～473 mg/L时,间歇方式出水TN平均浓度为47 mg/L,连续方式为60 mg/L,间歇方式对氮的深度去除效果更佳;进水TP为5.9～9.6mg/L时,间歇方式出水TP稳定在3 mg/L以下,连续运行TP平均去除率达70.48%,但波动范围大;当进水p H为7.9时,运行一个周期,间歇方式最终出水p H为7.26,连续方式为7.20,间歇方式波幅小。     

A/O工艺结合化学沉淀法处理城市河道水的研究

试验采用强化脱氮的A/O工艺对具有我国南部城市河道水典型特征的深圳布吉河道水进行处理,通过添加外碳源(甲醇)提高TN去除效果,并向二沉池出水添加PAC(聚合氯化铝)进行混凝沉淀以降低TP和SS。试验结果表明,单独采用A/O工艺处理河道水,二沉池的出水COD达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准,TN达到二级标准,TP和SS不达标。通过向缺氧段添加甲醇调节C/N可有效降低出水TN,比较C/N分别为2、4、6时的水处理效果,当C/N=4时的二沉池出水TN即可达到一级标准,且C/N=4时的性价比最佳。二沉池出水如再经PAC化学沉淀后,TP、SS均可达到一级标准,TN和COD也较化学沉淀前有所下降。通过添加外碳源强化脱氮的A/O工艺结合化学沉淀法是一种高效、易于维护和管理的河道水异地处理方法。     

黄浦江原水中土臭素冬季超标机制研究

基于黄浦江原水中土臭素浓度出现的季节性超标现象,采用高通量测序技术对比分析了夏、冬季微生物群落结构差异,发现夏、冬季水样中微生物群落结构差异显著.土臭素浓度较低的夏季水样中相对丰度较高的微生物为Microcystis、Synechococcus等蓝藻类微生物,其与嗅味物质的合成相关且易于汇集到沉积物内,导致夏季水样与冬季沉积物微生物种群相关;冬季水样中丰度较高的微生物主要为Flavobacterium、Candidatus Pelagibacter、Limnohabitans等水华蓝藻分解微生物,由此推测夏季增殖并汇集于沉积物的水华蓝藻分解是导致原水冬季土臭素超标的主要原因.本研究基于微生物种群结构分析提出了冬季原水中嗅味物质超标的可能机制,为饮用水原水嗅味污染控制提供了理论参考.     

太湖流域污水排放对湖水天然水化学的影响

为揭示太湖流域污水排放对湖水天然水化学(主要离子)的影响,对太湖上游19个污水处理厂的进水、出水及雨水、入湖河水和湖水中主要离子进行了分析,同时收集历史数据对比了太湖1950s年代和目前的天然水化学特征.结果表明,太湖水体天然水化学类型主要受流域碳酸盐岩风化作用控制,而受雨水影响较小;流域排放的污水主要离子特征类似于干旱地区的河水,部分工业污水甚至具有海水水化学特征,说明人为活动对当地淡水水质的重要影响.同时,太湖水化学已从60年前的重碳酸盐钙型水转变为目前的氯化物钠型水.进一步通过修正的完全混合断面污染物浓度模型的计算结果显示,生活污水排放可以解释对太湖多数主要离子的影响,生活和工业污水的排放可以更好地解释Cl#的变化;但太湖Ca2+和Mg2+浓度(硬度)的增长受污水影响较小,而是受流域酸沉降的影响控制.分析显示,60年来受流域不断增长的污水排放影响,太湖水体的优势阴阳离子组分均已发生了显著变化,目前湖水(Ca2++Mg2+)-HCO-3和(Na++K+)-Cl-均分布在1∶1线上侧,而(Ca2++Mg2+)/(Na++K+)比值则下降了约1半,同时湖水的Cl#/Na+比值显示出显著的升高趋势,说明流域人类活动已经成为影响太湖水化学的主要原因.本研究可为湖泊水化学演化研究及强烈人为干预条件下的水环境管理提供新的基础.     

北运河上覆水DOM组分含量特征及对水质的影响

基于三维荧光光谱,紫外-可见光谱技术,对比分析了汛期非汛期北运河通州区域上覆水中溶解性有机物（DOM）的组成、来源及结构特征,建立了上覆水中N和P的含量与DOM组成之间的关系,确定了反映潜在富营养化生态风险的指标.结果表明,北运河通州地区上覆水中DOM含量在9.17~27.78mg/L之间,总体呈现非汛期>汛期,上游>下游,DOM含量时空特征差异显著.汛期DOM分子量与非汛期相比较小,DOM芳香程度汛期低于非汛期;在上游和下游,汛期上覆水DOM A₂₅₃/A₂₀₃大于非汛期.汛期DOM受陆源腐殖质和生物源的共同影响,而非汛期主要受微生物活动的影响.汛期蛋白质类和腐殖质类物质的浓度水平显著低于非汛期,非汛期蛋白质类组分相对占比较多,而汛期腐殖质类组分相对占比较多.在汛期,上覆水DOM中C1、C3、C4组分的最大荧光强度可间接反映北运河富营养化的潜在风险.     

双龙湖枯、丰水期交替期间水质变化评价研究

对双龙湖枯、丰水期交替期浮游藻类种类、数量及总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度、浊度等指标进行监测分析，从浮游藻类营养分级标准法、优势藻类指示法及生物指标评价法和富营养化综合评价法对双龙湖营养状态进行评价，认为双龙湖丰水期初期水质优于枯水期末期，处于中营养化水平，枯水期末期处于富营养状态。研究评价枯、丰水期的水质变化规律，为加强双龙湖污染防治，改善和保持水环境提供科学依据。     

黄海溶解无机氮时空变化及其水团对DIN总量的影响

本文根据2013~2016年4个航次调查资料,研究了黄海水体中溶解无机氮（DIN）的时空变化及其总量影响因素.结果表明：春、夏、秋和冬季黄海调查海域DIN平均浓度分别为（5.43±4.02）,（4.47±3.16）,（7.46±3.56）和（5.09±2.59）μmol/L.其中,秋季浓度最高,夏季最低;黄海调查海域各季节DIN的分布呈现近岸高、外海低的变化规律,近岸高值点多集中在长江口以北、山东半岛和辽东半岛等处.春~秋季影响DIN分布的因素主要是陆源输入和浮游植物的生长繁殖,冬季则主要是河流输入和沉积物再悬浮作用.四季在中央海域底层还存在一个高值区（>6μmol/L）,主要受黄海冷水团和黄海暖流等共同影响;通过聚类分析法对黄海四季水团进行了基本划分,调查海域主要包括5个水团：黄海混合水团、黄海冷水团、黄海暖流水、沿岸水团和黄东海混合水团,除黄海混合水团终年存在外,其他水团均为季节性存在;调查海域DIN总量四季差异不大,整体含量介于1.0×10⁶~1.5×10⁶t,春、夏、秋和冬季DIN总量分别约为1.2×10⁶,1.0×10⁶,1.5×10⁶和1.3×10⁶t.春季和夏季受浮游植物吸收影响,DIN总量略低,从水团对DIN总量的贡献上来看,春季以黄海暖流为主,夏季以黄海冷水团为主,秋、冬季以黄海混合水团为主.     

沟塘水质及其周边浅层地下水PAHs的风险评价

为探讨农村居民区沟塘水质对周边浅层地下水的影响,在河南省某县选择典型沟塘,分别在枯水期和丰水期采集沟塘水和周边浅层地下水样品,采用高效液相色谱检测16种多环芳烃（PAHs）的含量,分别描述并比较枯丰水期PAHs的污染特征及其生态与健康风险.结果表明,枯水期沟塘水中BaP含量、∑PAHs、TEQ（BaP）含量和致癌性PAHs占比分别为0.911ng/L、29.3ng/L、1.64ng/L和28.1%,均低于丰水期;浅层地下水中各指标分别为5.37ng/L、291ng/L、12.5ng/L和25.9%,高于丰水期.枯丰水期沟塘水和浅层地下水中PAHs均主要源于生物质和煤炭燃烧.浅层地下水PAHs的含量与沟塘水具有关联性,即距离沟塘越近,PAHs含量越高,枯水期的关联性低于丰水期.饮用浅层地下水致PAHs暴露的累积非致癌风险HQ为2.21x10^-3;累积致癌风险R为1.56x10^-6,72.0%成人R大于1x10^-6,枯水期BaA、BbF和InP对成人致癌风险的贡献分别为72.1%、9.10%和4.80%.枯水期沟塘水PAHs总量为低等生态风险,丰水期为中等风险,不同沟塘其生态风险不同.纳污的C5沟塘水丰水期PAHs为高生态风险水平,BaA的贡献最大（占40.7%）;纳污和养殖的A2枯水期和C3沟塘水丰水期PAHs为中等风险2水平.综上,沟塘水PAHs与周边浅层地下水具有关联性,枯水期沟塘水PAHs总量具有低生态风险,饮用周边浅层地下水的致癌风险高于1x10^-6.     

层状金属硫属化物对水中锌的离子交换性能研究

通过水热反应制备的层状金属硫属化物K1.9Mn0.95Sn2.02S6(KMS),对水中Zn2+具有良好的吸附性能.采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和能谱仪(EDS)等手段表征了KMS吸附前后的结构、化学组成和微观形貌.Zn2+与K+发生离子交换后,会与硫产生共价键作用而被吸附,材料的层间距由0.851 nm变为1.123 nm.化学吸附导致吸附后的KMS表面会变得粗糙.考察了p H、反应时间、初始浓度、反应温度和共存离子等因素对KMS吸附Zn2+的影响.在p H=3~6之间,溶液的p H对吸附量没有明显影响.在不同温度下,动力学数据符合准二级动力学模型,而且速率控制步骤主要由液膜扩散控制.吸附过程的活化能为40.24 k J·mol-1.在10℃、25℃和40℃下,KMS对Zn2+的最大吸附量分别是:111.67 mg·g-1、142.91 mg·g-1和161.02 mg·g-1.Langmuir等温吸附模型可以用来描述吸附平衡过程.碱金属和碱土金属离子对Zn2+去除率的影响较小,影响顺序是Ca2+Mg2+Na+,而重金属离子对Zn2+的去除影响较大,影响顺序是Cd2+Pb2+Cu2+Ni2+.离子交换后的KMS不会再释放出Zn2+,可以作为一种永久储存重金属的废弃物.     

Fe3O4@SiO2-Chitosan的制备及其对水中Cu2+的吸附效能研究

以SiO_2包覆Fe_3O_4,戊二醛为交联剂,交联壳聚糖(Chitosan, CTS),制得Fe_3O_4@SiO_2-Chitosan复合磁性纳米粒子.以Fe_3O_4和Fe_3O_4@SiO_2为对照,采用X射线衍射、透射电镜和傅立叶红外光谱对其进行表征分析,并测定了投加量、pH值、吸附时间和温度等因素对Cu~(2+)吸附效果的影响,从动力学、热力学以及再生回用性能评价等方面对其吸附性能进行了探究.结果表明Fe_3O_4@SiO_2-Chitosan对Cu~(2+)的吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir模型,为自发、放热、优惠型的单分子层化学吸附.在pH为6.0, 298 K下达到最大吸附量154.8 mg·g~(-1),吸附解吸4次后吸附容量变化不大,说明Fe_3O_4@SiO_2-Chitosan具有较高的吸附容量,可作为处理含铜废水和回收铜的高效吸附剂.     

使用含铁基质的水平潜流人工湿地间隙水亚铁离子及理化环境的动态变化

使用富含铁基质的水平潜流人工湿地,运行过程中,由于内部氧化还原和p H条件的变化,可能会导致基质中铁溶出,致使间隙水中亚铁离子增加,进而影响污水去除效率.本研究以使用富含铁基质的香蒲人工湿地系统为研究对象,分析了其处理富含有机物污水时,内部间隙水的亚铁离子、氧化还原电位(ORP)和p H时空变化特点.研究结果表明,各位点间隙水都含有较高浓度亚铁离子,范围为8.23~462.86 mg·L-1,远远高于进水中亚铁含量,表明运行过程中,基质铁大量溶出;内部各位点ORP在-236~40 m V之间,变化范围较大,多数位点ORP均为负值,表明整个湿地内部大部分区域处于厌氧状态,是污水中较高浓度有机物降解导致;ORP在水深方向逐渐下降,污水沿程方向是逐渐升高的,夏季ORP整体较高,春秋季较低.亚铁离子变化特点与ORP相反,ORP高的情况下,亚铁离子浓度较低,表明亚铁离子浓度受ORP影响.湿地内部各位点处的p H空间变化范围不大,在6.44~7.97之间,仍维持在中性范围.结合p H和ORP的分布特征可以得知,间隙水中亚铁离子应是基质中铁氧化物特别是三价铁氧物,络合和还原解离共同的产物.     

白洋淀沼泽区与开阔水域区颗粒物组分特征与沉降通量研究

选取白洋淀的沼泽区（烧车淀）与开阔水域区（采蒲台）为研究区域,分析了水体中新生沉降颗粒物组分组成、沉降通量及其来源.结果表明,两种典型水域中水体颗粒物组分差异显著,其中,烧车淀水域颗粒物成分以有机质（OM）为主,质量占比达到49.59%~74.14%;而采蒲台水域颗粒物以无机组分为主,占比为54.52%~79.27%.烧车淀沉降颗粒物中总碳（TC）、总氮（TN）含量分别为（221.16±39.73） g·kg^-1和（21.10±1.67） g·kg^-1;采蒲台沉降颗粒物中TC和TN的含量分别为（172.28±91.22） g·kg^-1和（15.72±8.12） g·kg^-1.由固相¹³C CP/MAS NMR光谱结果分析出白洋淀沉降颗粒物中碳组分以烷基碳、烷氧基碳为主,其中,烧车淀淀面水域颗粒物中以易分解碳烷氧基碳为主（65.65%）,采蒲台淀面水域颗粒物中以较稳定烷基碳为主（50.76%）.开阔水域区颗粒物沉降通量高于沼泽化区,均值分别为10.63 g·m^-2·d^-1和6.07 g·m^-2·d^-1;开阔水域区不同水域类型颗粒物沉降通量排序为水道（（19.91±8.87） g·m^-2·d^-1）>沟壕（（7.06±2.94） g·m^-2·d^-1）>淀面（（4.92±3.48） g·m^-2·d^-1）.沉降颗粒物的C/N和 C/P比值结果表明,白洋淀沉降颗粒物中有机质主要来源可能为维管束植物和浮游植物.颗粒物沉降通量与组分特征研究有利于剖析白洋淀典型区域湖泊沉积和物质转化过程,为白洋淀能量流动和物质流动研究提供支撑.