细微泥沙对污水生化处理系统的影响及其归趋特性

大量运行数据表明,取消初沉池的污水厂泥沙淤积严重、污泥MLVSS/MLSS比值低,严重影响了污水厂的正常运行和功能提升。以取消初沉池后不能被有效去除的粒径≤200μm的细微泥沙为研究对象,通过对比实验的方法研究了不同粒径细微泥沙对污水生化处理系统的影响及其归趋特性。运行结果表明,当在污水中分别投加粒径为26、73、106、165和210μm的细微泥沙300 mg/L时,运行40 d后,生化系统活性污泥的MLVSS/MLSS比值将从启动初期的0.84分别下降至0.27、0.29、0.59、0.65和0.73,且随MLVSS/MLSS比值的下降,混合液SVI值也明显降低,反应器底部淤积泥沙量分别相当于进水泥沙总量的31.0%、47.4%、75.2%、75.9%和91.6%,表明小粒径颗粒更容易被活性污泥包裹,引起污泥MLVSS/MLSS下降,大粒径颗粒更容易淤积在反应器底部;由于泥沙淤积致使颗粒粒径越大,通过排放剩余污泥除砂的量越少,按照粒径递增的顺序,通过剩余污泥外排的除砂量分别相当于进水泥沙总量的44.5%、31.3%、20.3%、20.5%和7.2%。     

降雨过程对污水处理厂无机颗粒物特性及活性污泥的影响

取消初沉池的污水处理厂,粒径小于200μm细微无机颗粒物将直接进入生化池,或悬浮或沉积,进而影响生化池的运行。以山地城市某污水处理厂为例,跟踪监测了夏季2个月的6次降雨过程中旋流沉砂池进出水无机颗粒物的粒径和浓度,并同期测定了生化池活性污泥浓度以及污泥MLVSS/MLSS比值。研究发现:旱季旋流沉砂池进出、水中的无机颗粒物平均粒径分别为65.25μm及54.14μm,浓度均值分别为146 mg·L-1及128 mg·L-1,无机颗粒去除率12.33%;降雨旋流沉砂池进出、水中的无机颗粒物峰值平均粒径分别为140.48μm及94.54μm,峰值平均浓度分别为2 167 mg·L-1及1 591 mg·L-1,无机颗粒去除率26.58%;旋流沉砂池对粒径≥200μm颗粒的去除较稳定,对细微无机颗粒物的去除效率约10%。研究进一步发现,降雨中颗粒物浓度分别与雨前晴天数及平均雨强呈线性正相关关系。通过核算生化池无机颗粒物的物料平衡关系,得知研究期间生化池累积无机颗粒物总量410.25 t,其中399.45 t沉积在底部,其余悬浮于活性污泥混合液中。活性污泥MLVSS/MLSS由0.52降至0.40,MLVSS由1 410 mg·L-1降至930 mg·L-1,污泥活性下降,系统运行效能受到影响。     

活性污泥中细微沙浓度的预测模型

悬浮在污泥混合液中的细微沙会导致活性污泥混合液挥发性悬浮固体与混合液悬浮固体比值(ratio of mixed liquor volatile suspended solids to mixed liquor suspended solids,MLVSS/MLSS)降低。通过向生化池进水中连续投加体积平均粒径分别为14、33、50、66和107μm的石英砂,研究不同粒径细微沙对活性污泥MLVSS/MLSS的影响,探讨不同粒径细微沙的悬浮特性,构建活性污泥中细微沙浓度的预测模型,以为污水厂运行调控提供理论基础。研究结果表明,细微沙粒径越小,悬浮比(悬浮在污泥混合液中的细微沙占生化池进水中细微沙总量的比例)越大,悬浮比与细微沙粒径呈显著的相关关系。通过预测模型得到的细微沙浓度的预测值与实测值差异较小,说明构建的活性污泥中细微沙浓度的预测模型是合理的。污水厂可在维持活性污泥MLVSS稳定的条件下,结合活性污泥中细微沙的浓度,调控污泥MLSS,保证污水处理系统的稳定运行。     

一体式MFC-好氧MBR运行效果及膜污染特性

膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,而微生物燃料电池(MFC)能利用NO-3作为电子受体进行脱氮。为解决膜生物反应器(MBR)脱氮效率低和膜污染问题,建立了一套能够进行脱氮、有效抑制膜污染的一体式MFC-好氧MBR新工艺。以开路MFC-MBR反应器为对照,对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况进行研究。研究表明,2套系统的COD去除率均超过88%,对NH4-N的去除均达到99%。闭路MFC-MBR系统TN去除率达到69.4%,高于开路系统的55.3%。混合液的MLVSS/MLSS稳定在88%左右,同时耦合系统能够改善污泥混合液的性质,zeta电位的绝对值和粘度较开路系统有所减少,污泥颗粒平均体积粒径(233.482μm)较开路系统(94.877μm)有明显增加,膜清洗周期延长了41.17%。     

细微泥沙粒径对活性污泥产率的影响及其计算公式

针对我国城镇污水处理厂进水SS/BOD5值普遍偏高,在取消初沉池后出现泥沙淤积、污泥浓度提高和污泥MLVSS/MLSS(f)值下降等问题,利用实验室SBR研究了不同粒径的细微泥沙对活性污泥产率的影响,并在对国内外现有污泥产率公式进行具体分析的基础上,提出了对于污泥产率公式的优化方法,并借此推导出f值的预测表达式。结果表明:当在进水中分别掺入体积平均粒径为19.8、72和118.6μm的细微泥沙300 mg/L时,在系统运行36 d后,污泥浓度从启动初期的3 450分别提高至7 898、5 389和3 742 mg/L,MLVSS/MLSS则从0.67分别下降为0.33、0.48和0.59;活性污泥产率由0.498分别提升至1.257、0.813和0.575 kg MLSS/kg BOD5,利用悬浮系数ω对ATV污泥产率公式进行优化修正,计算值与实测值的相对误差分别由修正前的46.1%、125.8%和219.3%降至修正后的8.4%、8.9%和3.5%,所得的产率更贴近实际;通过修正后的ATV产率公式建立f值的预测表达式,计算值与实测值的相对误差分别为18.3%、12.6%和4.4%。     

膜生物反应器同步硝化反硝化系统的研究

设计结构合理的膜生物反应器,驯化培养硝化污泥,复配反硝化细菌,构建了具有同步硝化反硝化功能且能去除COD的膜生物反应器系统.MLVSS的增高和污泥结构的改善为同步硝化反硝化提供条件.进水氨氮浓度在50 mg/L,MLVSS为8 g/L时,最佳HRT为4～6 h,气量控制在0.5 m3/h左右,TN去除率达80%以上.系统承受负荷变化范围0～0.36 kg N/(m3·d),TN去除率均能保持80%左右,COD去除率稳定在90%.系统投加粉末活性炭的方法可以改善污泥结构,进而减轻膜污染.在试验阶段内,添加了PAC的活性污泥MLVSS的高低对膜通量的影响不大,膜通量基本保持稳定.     

一体式MFC-好氧MBR运行效果及膜污染特性

膜生物反应器（MBR）是一种高效的污水处理工艺，而微生物燃料电池（MFC）能利用N0i作为电子受体进行脱氮。为解决膜生物反应器（MBR）脱氮效率低和膜污染问题，建立了一套能够进行脱氮、有效抑制膜污染的一体式MFC-好氧MBR新工艺。以开路MFC—MBR反应器为对照，对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况进行研究。研究表明，2套系统的COD去除率均超过88％，对NH4-N的去除均达到99％。闭路MFC—MBR系统TN去除率达到69．4％，高于开路系统的55．3％。混合液的MLVSS／MLSS稳定在88％左右，同时耦合系统能够改善污泥混合液的性质，zeta电位的绝对值和粘度较开路系统有所减少，污泥颗粒平均体积粒径（233．482μm）较开路系统（94．877μm）有明显增加，膜清洗周期延长了41．17％。     

活性污泥法处理高钙废水中污泥特性的变化

通过单级SBR法处理模拟高钙废水,研究了活性污泥法处理高钙废水的过程中钙离子对COD,MLVSS,MLSS,SVI,污泥增长速率,污泥形态结构及生物相的影响,揭示活性污泥法处理高钙废水的过程中污泥量巨大的原因。采用逐步增加钙离子浓度的方法,检测到在污泥培养期([Ca2+]=0 mg/L),COD去除率为98.1%,MLVSS和MLSS稳定在4 900~5 500mg/L,污泥增长速率为67 mg/(L·d),SVI为55~60 mL/g;在驯化处理期([Ca2+]=120~2 400 mg/L),COD去除率降至87.37%,MLVSS降至2 500 mg/L,MLSS增加至19 300 mg/L,污泥增长速率为212.31 mg/(L·d),SVI降至25 mL/g;在冲击期([Ca2+]=4 000 mg/L),COD去除率降至69.23%,MLVSS降至1 600 mg/L,MLSS迅速增加至24 200 mg/L,污泥增长速率为816.67 mg/(L·d),SVI降至14 mL/g。经显微镜观察发现,污泥絮体由松散变得密实,生物相由钟虫等指示性微生物变为不适应环境的胞囊结构。结果表明,随Ca2+浓度的增加,COD去除率下降,MLSS迅速增加,MLVSS和SVI急剧缩小,说明活性污泥中的活性微生物逐渐减少,而无机物组分逐渐增多;钙离子的加入促使系统碳酸平衡向右移动,使离子状态的钙大部分转化为难降解的碳酸盐,并附着于污泥絮体上,污泥绒粒被压缩,使污泥颗粒密实度及MLSS迅速增加,导致污泥排放量巨大。     

低温胁迫下Ca2+对厌氧氨氧化污泥脱氮效能影响研究

为了解决厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥在低温下脱氮效能较低的问题,采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,通过投加不同浓度的Ca~(2+),考察低温胁迫下Ca~(2+)对ANAMMOX污泥脱氮效能及特性的影响。结果表明:低温胁迫下ANAMMOX污泥脱氮效能明显降低,当Ca~(2+)投加量为0mmol/L时,氨氮、亚硝态氮去除率分别降至50%、54%,UASB反应器的TN去除负荷最低为0.094kg/(m~3·d);投加一定Ca~(2+)对ANAMMOX反应有正面促进作用,在最佳Ca~(2+)投加量(0.04mmol/L)下,氨氮、亚硝态氮去除率可分别提高至65%、68%,TN去除负荷提高至接近0.200kg/(m~3·d),脱氮效能是未投加Ca~(2+)时的2倍左右,但Ca~(2+)投加量大于0.04mmol/L时,脱氮效能开始呈现下降趋势。投加Ca~(2+)可以增大污泥颗粒粒径,提高污泥的混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度,但对污泥活性的提升不明显。     

水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响

水力负荷对湿地的去污效果有直接影响,但目前的研究一般限于去除率方面,缺少对污染物去除总量影响的研究。为综合考察水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响,以某会议中心富营养化景观水体生态修复工程中的2#人工湿地为研究对象,研究了其在水力负荷分别为1.03、1.37m/d时的水质净化效果。结果表明:当水力负荷由1.03m/d提高到1.37m/d时,2#人工湿地仍具有较好的COD、TN和TP去除效果;COD和TN的总平均去除率略有下降,但水力负荷为1.37m/d时的COD和TN总平均去除量比水力负荷为1.03m/d时总平均去除量分别高28.29%和20.96%,对COD和TN总量的控制效果显著;TP的去除受水力负荷的影响较小,在两种水力负荷条件下均具有较高的去除率。     

氧化/吸附/混凝协同工艺处理焦化废水生物处理出水的过程及效果分析

针对焦化废水生物处理出水中继续存在多种有机污染物而影响达标及存在安全隐患的现状,基于废水中有机物的物理化学特性,构建了氧化/吸附/混凝的深度处理过程。在NaC lO投加量为40 mg/L,AC投加量为500 mg/L,PFS投加量为300 mg/L,反应时间为0.5 h,以及pH为7.0的最佳条件下,先氧化后吸附混凝,该过程可以实现COD去除率为75%以上,色度去除率80%以上,处理后的水样其COD值与色度值分别下降到60 mg/L及20倍以下;通过GC/MS方法分析处理前后水样中的有机物组分,发现水样中大部分单环芳香族化合物和多环芳香族化合物,部分含氮杂环化学物、有机氯化物以及溴化物被去除,但是,长链烷烃和部分芳香烃继续保留。研究结果证明了氧化/吸附/混凝协同工艺的效果与焦化废水生物出水中有机污染物的分子结构、存在形态形成构效关系,催化作用与氧化作用的协同是获得高效去除率的关键。     

不同高级氧化法对水中低浓度药物甲硝唑降解过程的比较

采用UV、H₂O₂、UV/H₂O₂、Fenton、UV/Fenton和UV/TiO₂方法，对水中低浓度的药物甲硝唑进行降解。通过HPLC和UV-Vis光谱得到的甲硝唑去除率。详细讨论了Fe²⁺、TiO₂和H₂O₂的初始浓度以及溶液的初始pH值对降解效率的影响。结果表明，UV/Fenton和UV/TiO₂ 2种系统对水中低浓度甲硝唑均有很好的去除效果，但前者的光催化效率更高。在甲硝唑浓度=6 μmol/L，H₂O₂和Fe²⁺的初始浓度分别为0.5 mg/L和2.94 μmol/L，pH=4的条件下，UV/Fenton方法对甲硝唑水溶液光催化的最佳效率为95.8%。     

La2O3/ZnO/TiO2光催化降解活性艳红K-2BP的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3/ZnO/TiO2复合光催化剂,以紫外灯为光源,活性艳红K-2BP为模型降解物,研究了La2O3/ZnO/TiO2的光催化性能.结果表明:当锌和镧的掺杂量w(zno)=20%,w(La2O3)=0.5%,煅烧温度为500℃时,La2O3/ZnO/TiO2复合光催化剂的光催化活件最高;当催化荆投加量4 g/L,通气量800 mL/min,初始pH值3.12时,La2O3/ZnO/TiO2对活性艳红K-2BP的降解效果最好.实验证明.La2O3/ZnO/TiO2对活性艳红K-2BP的降解遵从Lang-muir-Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k=11.5 mg/(L·min);吸附常数K=2.88×10-2L/mg.     

Risk assessment of conventional crop plants in analogy to transgenic plants

The risk assessment of genetically-modified plants pursuant to Annex II B of EU Directive 94/15/EC assumes that it is possible to infer the environmental impacts of a crop plant from its characteristics, so most of Annex II should also be applicable to conventional plants. To test this, we surveyed reports on the ecological impacts of the cultivation of non-transgenic crop plants with novel or improved traits and, in three cases, investigated whether Annex II B would have been adequate to indicate the effects. Such an assessment appears to be feasible only if the time frame on which it is based is short, so that long-term effects cannot be assessed. Secondly, the plant must be genetically homogenous which is not always granted, e.g. with forest-trees. Thirdly, the cultivation area must be defined. Differences in the behaviour of foreign plants between their original and cultivation habitats may be ecologically relevant and should be assessed. In the (few) cases where direct inference of the observed effects was possible from inherent traits, these effects often correlated with poor adaptation to local environmental conditions. The ecological impacts of traits that had been introduced in order to overcome poor adaptation may differ widely according to the way in which the traits are exploited. In practice, the effects of agricultural measures are more important than the effects of gene transfer and invasiveness, although the latter currently play a major role in risk assessment. In the light of these deliberations, a modification of Annex II B of EU Directive 94/15/EC is suggested.     

水解/AMBBR/好氧工艺和传统A/O工艺处理低碳源污水的对比研究

为提高低碳氮比污水中易生物降解有机物的含量,实验设计了水解(H)/移动床生物膜反应器(AMBBR)/好氧(O)工艺,并与传统A/O工艺对比,考察其作为低碳源污水脱氮工艺的可行性。通过小试对比低温下(10.9~13℃)两工艺中污泥的反硝化性能,并进行了实验室规模的中试运行。小试结果显示,AMBBR两相污泥对硝酸盐的去除率比单纯反硝化污泥高出19.4%。中试结果表明,相同的运行条件下,两工艺对COD和NH3-N的去除效率相当,但H/AMBBR/O工艺对总氮的去除效率均优于传统A/O工艺;在各自最优工况下,前者平均总氮去除率较后者高出22.39%,且前者通过剩余污泥的回流水解实现了部分污泥减量化,尤其是对于温暖地区,该工艺能够有效改善低碳源污水脱氮性能。     

C/N比和曝气量影响MBR同步硝化反硝化的研究

通过连续运行MBR研究了C/N比和曝气量对同步硝化反硝化的影响，结果表明，在环境温度13～23℃，MLSS为6.0～6.8 g/L，进水NH⁺₄-N浓度50 mg/L，曝气量0.5 m³/h，HRT为6 h实验条件下，总氮去除率随着进水C/N比的增加而增加，在C/N比为6∶1～8∶1时，TN去除率达到79%～89%，低的C/N比抑制反硝化，过高的C/N比增加了碳源补加的成本。改变反应曝气量，当C/N比为6∶1，曝气量为0.4 m³/h时，TN的去除率达到了最大值85%。曝气量过高或过低，TN去除率均下降。并对在不同曝气量下MBR 内的DO 值分布进行了初步研究。     

分段进水A/O工艺流量分配方法与策略研究

分段进水缺氧/好氧(A/O)工艺是一种高效的污水生物脱氮工艺。但原水多点投配给该工艺带来诸多好处的同时, 也为其优化运行带来一定困难。其中,可行的流量分配方法的建立是分段进水工艺发挥其优势并高效运行的瓶颈问题。提出3种不同的流量分配方法并进行相应的理论分析: (1) 采用等负荷流量分配法,其遵循的原则是保证各段硝化菌负荷相同, 以利于硝化菌生长,优先满足系统硝化, 最大程度地降低出水氨氮浓度; (2)采用流量分配系数， 原则是各缺氧段进水有机物质恰好可以为上段好氧区产生的硝酸盐氮反硝化提供充足的电子供体。 利用该方法可以充分利用原水中碳源,发挥缺氧区反硝化潜力,并保证最后一段进水量最少, 降低出水硝酸盐氮含量; (3)末端集中进水，用于暴雨等产生洪峰流量时, 将进水点向系统末端移动, 并加大末端进水量, 以减小二沉池固体负荷, 避免污泥冲刷流失。3种流量分配方法的提出,可以应对水厂不同的进水水质和出水要求,增强分段进水A/O生物脱氮工艺的实际可操作性,提高处理效率,为目前采用分段进水A/O工艺的污水厂的优化运行管理提供可靠的理论借鉴。     

太空舱冷凝废水处理中Pt催化剂的研制

采用浸渍还原法制备了Pt/椰壳活性炭(AC)、Pt/Al2O3和Pt/Al2O3.Ti O2催化剂,在常温、常压下考察了其对乙醇的催化活性。结果表明,3种Pt催化剂中Pt/AC对乙醇有着更好的催化活性。Pt前驱体中H2PtCl6与AC载体质量比为1∶10时,所制备的Pt/AC催化活性最佳。采用H2O2和HNO3对AC载体进行了改性,考察了载体改性对Pt/AC催化活性的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对改性前后的AC载体及催化剂进行了表征。结果表明,AC载体的改性增加了其组成的含氧基团含量,降低了杂质含量;Pt在改性后的AC载体上具有较大的分散度,显著提高了Pt/AC催化剂对乙醇的催化活性;制备的Pt/AC催化剂经过多次使用后仍具有较高的催化活性。     

饮用水源水、出厂水有机污染物GC/MS分析

于1998年对成都市饮用水源水、出厂水的有机污染物进行了GC／MS分析,该市饮用水和出厂水均存在有机物污染,且含有优先控制污染物;污染来源主要为生活污水。枯水期有机物检出率高于丰水期。     

UV/Fenton法预处理N-甲基苯胺生产废水

采用UV/Fenton法对N-甲基苯胺生产废水进行预处理。当原水COD约为3 400 mg/L时，在适宜操作条件（H₂O₂投加量为50 mL/L，Fe²⁺投加量为1.209 g/L，pH＝5.0，反应时间为30 min）下的COD去除率可达90％以上。同时得到Fenton试剂处理该废水的适宜条件为：H₂O₂投加量为60 mL/L，Fe²⁺投加量为1.692 g/L，pH为5.0，反应时间30 min；单独UV辐照处理该废水的较适宜条件为：反应时间为20 min， pH＝5.0。最后就3种处理方法进行了比较，发现UV对Fenton试剂处理N-甲基苯胺生产废水具有一定促进作用。反应前后的紫外光谱说明，经UV/Fenton反应后，原水中的含苯环物质已得到了彻底的氧化分解。