MnO2-r-GO修饰阴极对沉积型微生物燃料电池（MFC）产电性能的影响

考察了MnO2-石墨烯(r-GO)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)的产电性能和体系有机质去除率的影响.实验结果表明,采用MnO2和r-GO对SMFC阴极进行复合修饰,运行稳定后,MnO2-r-GO修饰阴极体系与空白阴极体系相比,最高产电电压从65.2 mV增大到325.7 mV;最大功率密度由0.28 mW.m-2增大到17.4 mW.m-2,并且体系的内阻由1157Ω显著降低到159Ω;空白阴极体系和MnO2-r-GO修饰阴极体系的COD去除率和氨氮(NH4+-N)去除率分别由25.8%和27.3%增大到37.0%和32.7%.     

阳极初始pH值对沉积型微生物燃料电池运行特性的影响

以太湖蓝藻水为主要处理对象,研究阳极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,SMFC系统阳极的碱性条件有利于功率密度的提高及污染物的去除.阳极初始pH值为5.5和8.5时,系统稳定运行功率密度和COD、VSS的去除率分别为3.5mW·m-2、7.3%、4.2%和5.4 mW·m-2、11.5%、9.2%.系统功率密度与污染物去除率呈正相关,污染物去除率越大,系统功率密度越高.     

城市水环境生物修复试验研究

为了摸索城市水环境污染的治理方法,对因用于城市防洪排涝而遭受严重污染的广州市玉翠湖进行了生物修复研究.研究中,采用Probac生物促生营养剂对湖泊进行了为期40 d的围栏投药试验,结果表明,投加5～10 mg·L-1的Probac制剂,经过10～15 d的肩动周期后,水体污染物得到有效去除,在治理后期持续维持0.5～2.5 mg·L-1的投加量投加时,可以起到抗排涝污染和迅速恢复水体水质的效果.治理后的玉翠湖水体COD由不加处理条件下的50.0～6.0 mg·L-1降至12.9～30.5mg·L-1,在无防洪排污人湖时,水体COD维持稳定,最大去除率达到71.9%,在防洪排污人湖时会引起水质的波动,COD平均去除率为34.0%;BOD由20.0～24.0 mg·L-1降至6.7～10.4 mg·L-1,无防洪排污时最大去除率为69.8%.防洪排污时平均去除率为55.3%;氨氮由0.9～1.1 mg·L-1降至0.6～0.7 mg·L-1,最大去除率36.5%;总磷由0.23～0.45 mg·L-1降至0.14～0.17 mg·L-1,最大去除率40%.研究表明:对于已彻底截污的城市景观湖.Probac制剂具有较好的水质净化效果.     

水解酸化与序列间歇式活性污泥法(SBR)结合工艺处理餐饮废水

分别研究了SBR法,水解酸化预处理及工艺组合对餐饮油脂废水的处理效果,确定了最佳处理工艺.同时,实验考察了曝气时间、污泥沉降比、溶解氧等因素与处理效果的关系,从而确定最佳的反应条件.结果表明,在曝气时间为2 h、SV为30%、DO为3 mg.L-1的条件下,SBR工艺处理餐饮油脂废水中COD、动植物油脂的平均去除率分别达到91.2%、82.5%;经水解酸化预处理,出水COD、动植物油脂平均浓度分别为1062.90 mg.L-1、50.66 mg.L-1,去除率均值分别为36.9%、83.5%;经水解酸化+SBR组合工艺处理后,废水出水COD平均浓度为93.66 mg.L-1,去除率高达94.8%,出水动植物油脂浓度为4.9 mg.L-1,去除率为98.25%.     

城市黑臭河涌底泥-微生物燃料电池产电性能及对底泥的修复

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是一种将化学能转化为电能的技术。它可以利用包括河涌与海底的沉积物在内的众多基质来产生电能。在利用微生物燃料电池对沉积物进行修复时,通常采用将阳极埋在水底沉积物中,阴极悬于上覆水中的方式来构建电池。由于上覆水的存在,底泥中的污染物质不仅会被电池修复,也会向上覆水释放,影响底泥和上覆水的整体修复情况。以广州某黑臭河涌底泥为阳极微生物接种源及阳极基质,50 m M·L-1铁氰化钾缓冲溶液为阴极室溶液构建了双室有膜型微生物燃料电池,排除上覆水对微生物燃料电池修复底泥的影响,研究在不同的外接电阻下,MFC的产电性能以及MFC对底泥的修复效果。结果表明:以黑臭河涌底泥为阳极底物能够保持MFC较长时间产电运行(650 h)。构建的电池内阻分别为:1 341.6、1 339.2、1 330.2、1 386.7和1 311.7Ω。外阻能够对MFC的产电和功率密度输出产生影响:在外接电阻为1 500Ω时,MFC获得的稳定输出电压最高为0.753 V,最大输出功率为4.94 m W·m-2。在运行中,微生物燃料电池对底泥进行了修复:在外接电阻为1 500Ω时,有机质去除效果最佳,去除率为7.834%;全磷在外阻100Ω达到29.98%的最高去除率;铵态氮在外阻100Ω处达到41.64%的最高去除率;在硝态氮最高去除率则在外接1000Ω时,为71.52%。这说明了外阻能够影响电池对底泥的修复效果。     

城市面源污染特征及排放负荷研究--以内江市为例

城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明：（1）各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。（2）不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。沥青屋面 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。（3）单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。（4）各类下垫面中,屋面的污染物排放负荷贡献率最大,其次为庭院、交通干道、一般道路、城市水环境,一次典型降雨中,屋面对COD污染负荷的贡献率为30.9%,庭院为28.7%,交通干道为24.7%,一般道路为14.9%,城市水环境仅为0.8%。（5）各类下垫面中,交通干道的初始冲刷效应最明显,其次为一般道路、庭院、屋面。根据分析得出结论：城市面源中COD、悬浮物的污染不容忽视;不同下垫面呈现不同的污染特征,屋面的污染物质量浓度较低,但由于面积贡献率大,污染物负荷贡献率较高,均在25%以上,交通干道、一般道路五类污染物由于质量浓度较高,各污染物负荷贡献率均超过其面积贡献率,可作为城市面源防治的重点;截留和处理城市降雨初期径流对于城市面源污染处理非常重要。     

城市面源污染特征及排放负荷研究——以内江市为例

城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明:(1)各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。(2)不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。沥青屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。(3)单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。(4)各类下垫面中,屋面的污染物排放负荷贡献率最大,其次为庭院、交通干道、一般道路、城市水环境,一次典型降雨中,屋面对COD污染负荷的贡献率为30.9%,庭院为28.7%,交通干道为24.7%,一般道路为14.9%,城市水环境仅为0.8%。(5)各类下垫面中,交通干道的初始冲刷效应最明显,其次为一般道路、庭院、屋面。根据分析得出结论:城市面源中COD、悬浮物的污染不容忽视;不同下垫面呈现不同的污染特征,屋面的污染物质量浓度较低,但由于面积贡献率大,污染物负荷贡献率较高,均在25%以上,交通干道、一般道路五类污染物由于质量浓度较高,各污染物负荷贡献率均超过其面积贡献率,可作为城市面源防治的重点;截留和处理城市降雨初期径流对于城市面源污染处理非常重要。     

Performance of bamboo fxed-bed-polyurethane fluidized bed integrated reactor treating domestic sewage

为解决剩余污泥问题,研制了产泥率少的片状竹炭固定床-聚氨酯切块流化床一体化反应器,在保证流化床高浓度微生物的同时,维持竹炭固定床的好氧,兼性厌氧,以实现污泥的原位分解.试验采用南京林业大学紫湖溪生活污水,COD为140—170 mg·L-1,TP为1—2 mg·L-1,TN为35—45 mg·L-1,氨氮25—30 mg·L-1,SS为35—40 mg·L-1.反应器在第30 d启动成功.稳定的运行结果显示,水力停留时间为10 h时,反应器对有机物的去除效果较好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为19 mg·L-1、7 mg·L-1、0.47 mg·L-1、4.5 mg·L-1,去除率达到87%、76%、72%、84%,出水中各指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B排放标准.经竹炭固定床处理的出水SS浓度很低,长期维持在14 mg·L-1左右,二沉池出水中的SS平均浓度为12.7 mg·L-1,整个反应器对二沉池依赖性较小.     

竹炭固定床-聚氨酯流化床一体化反应器处理生活污水

为解决剩余污泥问题,研制了产泥率少的片状竹炭固定床-聚氨酯切块流化床一体化反应器,在保证流化床高浓度微生物的同时,维持竹炭固定床的好氧,兼性厌氧,以实现污泥的原位分解.试验采用南京林业大学紫湖溪生活污水,COD为140—170 mg·L-1,TP为1—2 mg·L-1,TN为35—45 mg·L-1,氨氮25—30 mg·L-1,SS为35—40 mg·L-1.反应器在第30 d启动成功.稳定的运行结果显示,水力停留时间为10 h时,反应器对有机物的去除效果较好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为19 mg·L-1、7 mg·L-1、0.47 mg·L-1、4.5 mg·L-1,去除率达到87%、76%、72%、84%,出水中各指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级B排放标准.经竹炭固定床处理的出水SS浓度很低,长期维持在14 mg·L-1左右,二沉池出水中的SS平均浓度为12.7 mg·L-1,整个反应器对二沉池依赖性较小.     

人工湿地对有机污染物的去除效果与动态特征

通过对荣成人工湿地污水处理系统1999年1月至2004年12月间监测数据进行分析,确定系统的处理效果及有机污染物去除效果的动态特征。结果表明,人工湿地对SS、COD、BOD5均有很好的去除效果,出水质量浓度分别为27.6±6.6、90.0±12.5和22.7±4.3 mg.L-1,去除率分别为73.9%、63.8%和72.5%。大肠菌群、粪大肠菌群去除率分别为99.7%和99.6%。对NH4 -N和TP去除效果较差,出水质量浓度分别为11.2±2.7和2.03±0.29 mg.L-1,去除率分别为45.1%和30.2%。BOD5、COD的去除效果和季节变化有一定关系,每年的4—7月BOD5去除效果最佳,1月和12月去除效果最差。COD的去除效果每年6月和7月最高,1月和12月最低。分析BOD5、COD和SS去除效果的年际变化发现,BOD5和COD年平均去除率从1999年到2004年有增加的趋势。     

基于pH值调控的沉积型微生物燃料电池（SMFC）运行特性

以蓝藻发酵液为处理对象,分别研究两极区pH值对沉积型微生物燃料电池（Sediment Microbial FuelCell,SMFC）运行特性的影响.结果表明,阳极碱性（pH=8.5）阴极酸性（pH=5.5）时,SMFC输出功率最高（83.55 mW·m-2）,COD去除率（63%）仅次于阴、阳极中性（阴、阳极pH值均...     

微量金属对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性的影响

采用厌氧反应装置,接种取自UASB反应器的硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥,以人工配制的含硫酸盐有机废水(蔗糖提供有机物)为原水,分别添加不同质量浓度的微量金属(Fe2+、Co2+、Ni2+),通过间歇试验,研究了不同质量浓度的微量金属(Fe2+、Co2+、Ni2+)条件下,厌氧反应装置中COD和硫酸盐的去除率及产甲烷情况。试验结果表明,在Fe2+质量浓度0~12 mg·L-1、Co2+质量浓度0~0.5 mg·L-1、Ni2+质量浓度0~0.6 mg·L-1范围内,厌氧颗粒污泥的COD去除率和产甲烷速率分别随Fe2+、Co2+、Ni2+浓度的增加而增高。在Fe2+质量浓度0~12 mg·L-1范围内,厌氧颗粒污泥对SO42-去除率随Fe2+浓度的增加略有增高,但在Co2+质量浓度0~0.5 mg·L-1、Ni2+质量浓度0~2.0 mg·L-1范围内,厌氧颗粒污泥的SO42-去除率分别随Co2+和Ni2+浓度的增加而降低。因此,在一定浓度范围内,Fe2+的投加能同时激活MPB和SRB,Co2+和Ni2+的投加能激活MPB但对SRB活性产生抑制作用,为硫酸盐有机废水厌氧处理提供一定的理论指导。     

典型根系分泌物成分对人工湿地去除雌激素的影响

人工湿地是一种简单、经济的生态型水处理技术,有研究表明利用人工湿地去除类固醇雌激素(SEs)具有一定的效果。天然雌激素雌酮(E1)和人工合成雌激素17-α乙炔基雌二醇(EE2)是环境中典型的类固醇雌激素,目前对人工湿地去除SEs的研究多集中在去除效率方面,机理研究缺乏。文章研究了不同浓度的典型根系分泌物成分草酸和咖啡酸对人工湿地去除模拟污水中E1和EE2的影响。结果表明:在进水流量为139μL·min-1,水力停留时间为5 d情况下,随着根系分泌物质量浓度的增加,9种不同类型的潜流湿地对E1平均去除率分别为34.3%(50 mg·L-1)、41.5%(100 mg·L-1)、55.8%(200 mg·L-1),对E2平均去除率分别为21.3%(50 mg·L-1)、29.6%(100 mg·L-1)、42.9%(200 mg·L-1),说明在一定范围内(50~200 mg·L-1),根系分泌物质量浓度的增加能促进人工湿地对E1、EE2的去除。利用荧光原位杂交(FISH)法分析湿地植物根区微生物数量。草酸、咖啡酸质量浓度各为50、100、200 mg·L-1时,细菌数量分别为6.0×106、7.2×106、11.2×106个·g-1。结果表明:根系分泌物质量浓度越高,湿地细菌数量越多,E1的生物降解作用越强。分析根系分泌物去除率与SEs去除率的关系发现:随着草酸、咖啡酸添加量的增加,其去除率逐渐降低,E1去除率增高。总之,根系分泌物共代谢可以增强人工湿地中SEs的降解作用。     

超声预处理对剩余污泥微生物燃料电池性能的影响

为了实现剩余污泥资源化,本实验采用了超声波破壁的预处理方式,构建了以剩余污泥破壁处理混合液为阳极液和以KMn O4溶液为阴极液的序批式双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFC).将MFC的输出功率密度和COD去除速率作为电池性能的考察指标,研究了超声预处理和投加污泥量对MFC性能的影响.结果表明,随着对投加污泥预处理比(超声预处理污泥量占投加污泥量的比例)和投加污泥浓度的上升,MFC的输出功率密度和COD去除速率也随之上升,在100%污泥预处理比下输出功率密度峰值为296 m W·m-2(Rext=1000Ω);平均COD去除速率为90 mg·L-1·d-1.在投加污泥浓度为8000 mg·L-1时,输出功率密度峰值为476 m W·m-2(Rext=1000Ω);平均COD去除速率为100 mg·L-1·d-1.由实验结果分析,采用超声波破壁预处理高浓度的剩余污泥作为燃料搭建MFC,可提高微生物燃料电池的产电性能和COD去除速率.     

全程补碳的A~2/O工艺对同步脱氮除磷的影响

为解决A2/O工艺处理低浓度城市生活污水的碳源问题,采用了甲醇、葡萄糖、乙酸分别作为A2/O系统的碳源,结果表明,甲醇作为系统外加碳源最经济、最合适,其中TN、TP去除率分别达到75.81%和76.21%,NO-x-N被去除时间为30 min.研究最大化利用碳源,得到外加碳源甲醇在厌氧/缺氧/好氧区段的投加比例为1∶2∶0、投加量为400 mg·L-1,硝酸盐回流比为250%时,系统运行效果最佳,TN、NH3-N和TP去除率分别为90.56%、96.67%和92.56%,出水浓度分别为12.3 mg·L-1、4.1 mg·L-1和0.45 mg·L-1,达到GB18918—2002一级A类标准.通过一段时间的运行,在缺氧段发生了反硝化吸磷的现象,有利于碳源的节省和系统的高效运行.     

对氯硝基苯对锦鲤(Cyprinus carpio)的急性毒性试验

采用静态式致毒法进行了化学污染物对氯硝基苯(p-chloronitrobenzene,P-NCB)对锦鲤(Cyprinus carpio)的急性毒性试验,旨在确定水环境中低质量浓度对氯硝基苯对水生生物的急性毒性效应,为水质监测指标的完善和生态安全评价提供依据。当锦鲤暴露于对氯硝基苯试液中96h,24h100%死亡质量浓度(24hLC100)和96h无死亡质量浓度(96hLC0)分别为40mg·L-1和5mg·L-1,此时测得试液中COD值分别为29.77mg·L-1和28.24mg·L-1。在25～27℃下,24、48、72、96h的LC50分别为30.83、28.84、23.60、22.13mg·L-1。该研究结果表明,对氯硝基苯属于高毒物质,水环境中对氯硝基苯质量浓度与TOC(total organic carbon)成正相关,但其对常规水质监测指标COD(chemical oxygen demand)贡献很小,COD不能反映水环境中低质量浓度有机毒物对水生生物的毒性影响。     

MAP法和SBR法处理垃圾渗滤液的研究

氨氮浓度为2570.45mg·l-1的垃圾渗滤液经磷酸铵镁沉淀法处理后的处理出水中TN约为79.35mg·l-1,TP约为10.35mg·l-1,电导率约为78000μS·cm-1.研究用SBR法进一步处理处理出水的可行性.用常规的活性污泥,探讨了污水的含盐量和系统运行周期对TN,TP和COD去除率的影响.结果表明,当垃圾渗滤液处理出水和生活污水以1: 4混合后,TN约为48.0mg·l-1,TP约为6.0mg·l-1,COD约为1150.0mg·l-1,电导率略为15000μS·cm-1.运行的适宜周期为12h(其中厌氧2.0h,好氧5.0h,缺氧3.5h,后耗氧0.5h,沉淀排水和闲置1.0h).在此条件下,出水TN小于15 mg·l-1,TP小于1.0mg·l-1,COD约为110mg·l-1.TN,TP和COD去除率分别约为77%,87%和90%.     

膜生物反应器（MBR）处理垃圾渗滤液的脱氮研究

采用一体式MBR处理垃圾渗滤液,系统考察MBR对COD、NH4＋-N和TN的去除效果。结果表明：可将垃圾渗滤液的COD降至650-1 500 mg·L-1范围;在HRT为1.5 d、DO为0.75-1.20 mg·L-1、不排泥条件下运行时,对TN质量浓度低于2 300 mg·L-1、容积负荷低于0.25 kg.m-3.d-1（以N计）的渗滤液进行处理,MBR对NH4＋-N与TN的去除率可分别达到87%和72%以上。在MBR处理垃圾渗滤液的运行中发现,膜的污染速度较快,并且呈现＂两段性＂的规律,采用碱＋氧化剂的清洗方式可有效去除膜污染,降低过膜压力。     

低氨氮垃圾渗滤液中有机污染物厌氧氨氧化处理

采用上流式厌氧污泥床处理某垃圾填埋场渗滤液.实验结果表明,在厌氧氨氧化活性稳定后,反应器对氨氮、亚硝氮具有较好的处理效果,氨氮和亚硝氮的平均去除率分别达到98.42%和99.01%,相应的平均容积去除负荷分别为93.64 mg·l-1·d-1和127.57 mg·l-1·d-1,COD的平均去除率为23.51%,平均容积去除负荷为84.53 mg·l-1·d-1.通过GC-MS总共检测出48种主要有机污染物,其中14种有机物的去除率为100%,2种有机物的去除率介于90%和100%之间,7种有机物的去除率介于50%和90%之间,此外还有13种有机物去除率低于50%,反应中亚硝氮和氨氮的去除率比值为1.37,反应器中存在厌氧氨氧化和反硝化的协同作用.     

Fe-C-H_2O_2协同催化氧化处理印染废水

用Fe-C-H2O2协同催化氧化体系对印染工业废水的降解脱色处理进行了研究。对影响印染废水降解的几种因素如铁屑/碳粒质量比、双氧水的质量分数、废水pH等进行考察。试验结果表明,对于色度为650度和ρ（COD）为468mg·L-1的印染废水,在废水pH=4.8的情况下,当铁屑/碳粒质量比为25∶1、H2O2用量为150mg·L-1、催化反应30min时,印染废水的脱色率达98%以上,CODCr去除率可达78%。与Fe-C微电解法相比,Fe-C-H2O2协同催化氧化方法对印染废水的脱色能力和去除COD,表现出了更好的处理效果。