再生水中有机物的臭氧氧化研究

以某城市污水处理厂深度处理的反硝化生物滤池出水为原水,研究了臭氧氧化对再生水中有机物的去除效果及臭氧氧化后醛类的生成规律.结果表明,臭氧能有效降解水中有机物,臭氧投加量为8 mg·L~(-1)时,DOC、UV254、色度的去除率分别为9.5%、45.6%和80.2%.三维荧光光谱荧光峰各区的荧光强度均随臭氧投加量的增加而降低,臭氧投加量为4 mg·L~(-1)时,再生水中的微生物代谢产物和腐殖质类物质的去除率分别为65.8%和63.2%.臭氧氧化产生的醛类副产物中甲醛和乙醛是主要的组成部分,当O3/DOC(质量浓度比)=1.1时,除丙烯醛外,其他几种醛类的浓度均达到最大值;臭氧氧化能够降低后续氯消毒过程中三卤甲烷类消毒副产物的生成浓度,对三卤甲烷生成潜能(THMFP)的去除率为17%.     

再生水消毒副产物去除技术研究进展

三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、三氯硝基甲烷以及N-亚硝基二甲胺是再生水氯/氯胺消毒中主要的消毒副产物,具有较强的毒性和致癌性,严重威胁生态安全及人体健康。目前难以通过改变消毒条件来减少其生成量,而去除其前驱物可有效降低消毒副产物的生成。文章介绍了氧化法、混凝沉淀法、离子交换法以及膜过滤等方法去除消毒副产物前驱物的研究,重点分析了臭氧氧化法去除消毒副产物前驱物的影响因素,对已生成的消毒副产物的去除也进行了简述。     

再生水地下回灌过程中溶解性有机物的组成结构变化及其特性

对再生水包气带渗滤过程进行模拟实验,分析此过程中总溶解性有机物(DOM)含量和结构组成的变化规律,并采用IHSS推荐方法提取主要有机物组成进行分析表征。结果表明:经回灌处理后,再生水ρ(COD)由57. 90 mg/L(0 h)降低至21. 50 mg/L (159 h),去除率达到63%;ρ(DOC)相应由12. 40 mg/L降低至7. 16 mg/L,去除率达到42%。荧光区域积分计算结果表明,再生水中DOM主要由芳香蛋白类物质和溶解性微生物代谢产物组成,包气带土壤介质中的DOM则主要由腐植酸类物质组成;受土壤DOM淋溶释放影响,实验过程中淋滤出水DOM组成主要以腐植酸类物质为主(占比>0. 6)。SEM及EDS分析结果表明,腐植酸表面呈海绵状,主要由C(64. 40%)、O(34. 25%)元素组成,FTIR分析得出其中含有羟基和羧基等活性官能团,紫外可见光谱呈现单调而无特征性的现象,特征峰值计算显示所提取腐植酸属于大分子范畴。     

次氯酸钠、臭氧及其组合再生水消毒技术研究

以某城市污水处理厂二级出水为原水,采用次氯酸钠、臭氧以及臭氧/次氯酸钠组合工艺,研究了不同消毒方式对总大肠菌群、粪大肠菌群和色度的去除规律,消毒副产物中三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量变化的规律。试验结果表明:在次氯酸钠消毒过程中,有效氯投加量为5 mg/L时,总大肠菌群和粪大肠菌群去除率分别为99.91%和99.99%,色度去除率为26.00%;臭氧消毒过程中,当臭氧剂量为2.6 mg/L时,总大肠菌群和粪大肠菌群去除率分别为99.70%和99.73%,色度去除率为71.65%;在组合工艺中,当臭氧剂量为2 mg/L、有效氯投加量为0.5 mg/L时,出水总大肠菌群和粪大肠菌群总数去除率分别为99.94%和99.87%,色度去除率为70.60%;在相同有效氯投加量条件下,组合工艺较单独次氯酸钠消毒出水的总大肠菌群和粪大肠菌群更低,三氯甲烷生成量降低36.67%,一氯二溴甲烷未检出。     

城市污水再生处理过程中臭氧氧化脱色及稳定性研究

针对城市污水再生处理臭氧氧化脱色效果及稳定性开展了相关研究.结果表明,臭氧氧化处理可以有效降低二级出水的表色与真色.在自然条件模拟过程中,不同臭氧投加量的水样22 d后真色并没有明显变化,表色、叶绿素a和浊度变化呈现出良好的一致性.当臭氧投加量小于6 mg·L-1时,水样表色在12 d内缓慢增加,之后快速上升直至22 d后达到最大.低剂量的臭氧处理(小于6 mg·L-1)反而会促进藻类的繁殖,加剧水体色度的不稳定性.然而,当臭氧投加量大于8 mg·L-1时,可以明显延长水样的复色时间,表色在18 d后才略微上升.水体的色度和浊度变化主要由藻类的生长和繁殖引起的,高的臭氧剂量能够维持水体色度稳定性.因此,推荐城市污水再生处理过程臭氧投加量为8 mg·L-1.     

河口区溶解有机物三维荧光光谱的平行因子分析及其示踪特性

利用激发发射矩阵荧光光谱(EEMs)并结合平行因子分析(PARAFAC),研究了九龙江口有色溶解有机物(CDOM)的荧光组分特征及其河口动力学行为,并探讨其作为河口区有机污染示踪指标的可行性.利用PARAFAC模型识别出九龙江口CDOM由2类4个荧光组分组成,即类腐殖质荧光组分C1(240,310/382nm)、C2(230,250,340/422nm)、C4(260,390/482nm)及类蛋白质荧光组分C3(225,275/342nm).模型结果表明,传统寻峰法指认的短波类腐殖质A峰区域(240～290/380～480nm)实际上并非一个单独的荧光峰,而是若干荧光组分的组合,并且它与传统上指认的长波区海源类腐殖质M峰、陆源类腐殖质C峰之间存在内在联系.包含M峰的C1组分在河口区随盐度增加呈稀释降低趋势,表明M峰并不能被认为是海洋来源的专有特征峰.类腐殖质组分C1和C2在盐度6的河口最大浑浊带区表现出一定的添加行为,之后在河口混合过程中呈保守行为,而类腐殖质荧光组分C4则在整个河口混合过程中都呈保守行为.类蛋白质荧光组分C3在河口混合过程中呈不保守行为,并且在总荧光组分中所占比例在高盐度区呈上升趋势.EEM-PARAFAC不仅可示踪九龙江不同支流DOM的特征,并且还可很好地示踪九龙江口的有机污染程度.     

臭氧组合工艺去除饮用水源水中有机物的效果

研究由臭氧氧化、生物处理、常规处理和活性炭吸附组成的臭氧组合工艺以及各单元工艺对饮用水源水中有机物的去除效果 .结果表明 ,由于预臭氧对有机物的氧化 ,减小了有机物的分子量 ,增加了可生物降解的有机物 ,从而强化了后续的生物处理和活性炭对有机物的去除 .整个工艺对有机物的控制能力很好 ,UV2 54、DOC、BDOC、AOC、THMFP和 HAAFP的去除率分别达到 95.1%、92.5%、98.4%、85.8%、63.1 %和 89.1% .预臭氧-生物陶粒的预处理对各有机物的去除效果在 50%左右 ,常规处理对各有机物的去除不尽相同 ,后臭氧 -活性炭对有机物的去除达到了 60 %左右 .     

河口区有色溶解有机物(CDOM)三维荧光光谱的影响因素

结合在厦门湾九龙江口的现场调查与实验室分析,对目前河口区CDOM三维荧光光谱(excitation-emission matrix spectroscopy,EEMS)分析的一些影响因素(主要是离子强度、浓度效应、不同孔径滤膜过滤)进行了探讨.结果表明,CDOM的EEMS与样品中离子强度关系不大,说明在河口区河海水混合过程中,仅仅由于水体盐度的变化不会造成CDOM光学特征的明显变化.河端CDOM的荧光强度随物理稀释倍数的增大成相应比例的减小,稀释对EEMS的影响仅仅体现在荧光强度上,显示河口区的CDOM样品不存在荧光淬灭效应.九龙江口河流端样品中共含有类腐殖质(C、A)及类蛋白质(T1、T2)4种荧光团,随着混合样品中海水体积分数的增大,样品荧光强度逐渐降低,代表海洋来源的类腐殖质荧光峰M逐渐显露,T1峰逐渐高于A峰.这说明从河端至外海CDOM的组成结构发生了一系列的变化,来源上逐渐完成了以陆源为主到海源为主的转变;性质上逐渐完成了以类腐殖质荧光团为主到类蛋白质荧光团为主的转变.在中、高盐度区,0.2μm的Millipore聚碳酸酯滤膜可以很好地去除水体散射对EEMS的干扰,EEMS(0.2μm)比EEMS(0.7μm)更为规则,各峰的显示更加清晰.不同荧光基团的划分更加容易.无论高、中、低盐度站位,0.7μm滤膜过滤的样品,其CDOM荧光强度都要略高于0.2μm滤膜过滤的样品,2种不同孔径滤膜过滤对CDOM荧光测定带来的差异不可忽略.     

基于2D-COS分析的难凝聚有机物臭氧化特性研究

基于二维相关光谱分析,对污水厂二级出水难凝聚有机物的臭氧化特性进行了研究.结果表明,混凝很难去除污水厂二级出水中的溶解性有机物,污水厂二级出水溶解性有机物大部分属于难凝聚有机物,以腐殖酸类物质为主.臭氧氧化可以降低二级出水混凝后上清液的色度及UV₂₅₄,去除率分别可达到70%和40%以上,但是对难凝聚有机物的去除率较低,去除率在10%以下,只是与难凝聚有机物进行了反应,改变其性质.同时,臭氧可以降低二级出水中难凝聚有机物的荧光强度,其中腐殖酸类物质的荧光强度降低较为明显.基于不同臭氧投加量下难凝聚有机物的同步荧光分析,可以得到二级出水难凝聚有机物的二维相关光谱,结果表明,腐殖酸类物质对臭氧氧化最为敏感,腐殖酸类物质与富里酸类物质相比会优先和臭氧反应.     

臭氧氧化工艺对污水处理厂二级出水的处理特性

城镇污水处理厂深度处理单元采用臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺可对溶解性难降解有机物进行强化去除。针对臭氧氧化的选择性和臭氧催化氧化去除COD的稳定性,以污水处理厂二级出水为研究对象进行臭氧氧化小试和中试试验,考察不同进水水质情况下臭氧氧化的效果,臭氧氧化后污水可生化性和NH₃-N的变化情况以及臭氧催化氧化去除COD的稳定性。研究结果表明:臭氧氧化对不同水质进水COD的去除效果差异较大,对含有较多饱和有机酸的污水处理效果有限,且臭氧氧化处理后污水BOD₅和NH₃-N均未升高。臭氧催化氧化去除COD的效果与催化剂的吸附饱和程度相关。因此,建议设计城镇污水处理厂臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺前需进行小试实验明确对COD的去除效果,臭氧催化氧化小试实验需进行90 d以上或试验至臭氧催化剂达到吸附饱和,不建议在臭氧氧化工艺后增设生物滤池和曝气生物滤池。     

再生水补充景观水体的富营养化研究

以江苏省某市污水厂最终出水模拟水池及实际受纳景观水体为研究对象,主要考察水力停留时间、氮、磷营养物对叶绿素a的影响。实验结果表明:水力停留时间越短,叶绿素a浓度越低,富营养化的程度越低;水中磷酸盐浓度是藻类生长的主要限制因素,pH、DO值可以作为景观水体富营养化的预警指标。同时对有再生水补充的景观水体和没有再生水补充的景观水体进行监测对比,得出再生水补充景观水体缓解水体富营养化程度上有很好的效果。     

再生水地下储存过程中金属元素的变化规律

再生水地下储存过程中增大了将有毒有害污染物质引入地下水的风险。针对再生水地下储存过程中重金属元素的变化规律开展研究。结果表明:对于碱土金属元素,K、Na主要受入渗驱替作用控制,Ca、Mg在模拟含水层中可发生混合沉淀;对于痕量金属元素,回灌后受混合作用影响,Zn、Fe、Cd、Cr、Hg浓度趋近于再生水中的浓度,As、Ba、Pb浓度高于地下水及再生水,但溶出后As、Ba、Pb的质量浓度处于GB/T 14848—93《地下水环境质量标准》Ⅲ类标准限值范围内,对水质影响不大。     

人工湿地与臭氧联合处理技术用于以再生水为补水水源的景观湖净化

采用人工湿地与臭氧联合处理技术,深度净化以污水厂尾水为再生水的补水水源,及对景观湖水进行循环净化,保证景观湖水质和水量。介绍了系统的工艺设计,并对运行后的水质进行检测分析。人工湿地系统以净化后污水厂尾水作为景观湖补水,水力负荷为0.268 m~3/(m~2·d)时,COD和BOD_5去除率可达60%以上,氨氮和TN去除率达80%以上,TP去除率达70%。人工湿地用于湖水循环净化,水力负荷为1.07 m~3/(m~2·d)时,人工湿地对污染物的总去除率为40%~50%。为防止湖水富营养化,阶段性启动臭氧系统进行湖水脱色、除臭处理,当臭氧投加量为3 mg/L时,对色度去除率可达80%,对氨氮去除率可达40%以上。     

城市污水再生回用于景观水体水质安全保障技术

研究了再生水回用于景观水体时可能存在的水质安全性问题,并提出了保障再生水安全回用的处理工艺。研究表明,城市污水再生水回用于景观水体时,存在着卫生学安全、毒理学安全、富营养化以及底质二次污染等危害。为了满足景观水体的水质标准,需要重点控制的水质指标有病原性微生物、有毒有害有机物、重金属、氮磷植物性营养物质、悬浮固体。以城市污水厂二级出水作为再生水原水时,推荐采用的工艺有:二级处理混凝沉淀过滤消毒、二级处理过滤活性炭吸附消毒以及二级处理膜处理消毒工艺。     

液中膜MBR工艺在中水处理中的工程应用

液中膜MBR工艺是将膜分离技术与传统生化处理技术相结合的一种新型、高效的污水处理方法,具有出水水质好、设备占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥量少等特点。采用该工艺对生活污水处理进行了工程应用,对工程设计运行参数和污染物去除机制进行研究,并进行技术经济分析。结果表明:出水COD、氨氮、SS等指标均优于GB/T18920—2002《城市污水再生利用——城市杂用水水质》要求,出水可回用于浇洒道路、绿化、冲厕等,并提出根据出水氨氮浓度的变化作为系统排泥的依据,有效地指导工程的稳定运行。     

热电厂再生水回用工艺分析

介绍一套日处理量14 400 t的再生水回用工艺,该工艺应用预处理+反渗透工艺深度处理二级城市污水并将产水回用于热电厂的循环冷却水及锅炉补给水的源水,分析了该工艺关键单元的特点。运行结果表明:该工艺可行,产水各项指标满足该热电厂对回用水的要求。最后,对工艺运行过程中出现的问题提出解决办法和改进建议。     

城市中水回用于火电厂循环冷却水系统的应用研究

火电厂循环冷却水系统利用中水水源实现城市中水大规模回用,对缓解水资源短缺、减轻水体污染具有现实的意义。阐述了城市中水回用火电厂循环冷却水系统的现状、中水深度处理,提出ABFT＋机械澄清池工艺弥补了传统深度处理工艺的不足,介绍其原理、特点及成功应用实例。     

离散型住宅小区污水深度处理与中水回用系统的优化设计

以武汉市东西湖区园艺花城小区(三期)污水深度处理和中水回用系统建设为例,介绍具有较强实用性的生活污水生化/物化/生态组合处理工艺。该项工艺及其配套设备特别适用于含氮量偏高情况下的离散型住宅小区生活污水深度处理与回用,具有处理效果稳定、能耗低、占地省、易与周边环境协调等诸多优势。     

河岸渗滤对不同工艺再生水补给景观水的处理功效

分别采用"二级出水+O3+GFH"和"二级出水+DNBF"两种不同工艺再生水补给人工湖,河岸渗滤(简称BF)作为净化再生水补给人工湖后的维护工艺,分析BF对人工湖中污染物的去除机制。结果表明:以"二级出水+O3+GFH"工艺出水作为人工湖补水,BF对NH4+-N、NO2--N、DOC的去除效率分别为85.1%、52.0%、22.5%。以"二级出水+DNBF"工艺出水作为人工湖补水,BF对NH4+-N、NO2--N、DOC的去除效率分别为64.4%、62.0%、26.4%。人工湖NH4+-N越高,水体中充分富氧,BF砂坝内硝化作用越强,BF对NH4+-N的去除率越高,可有效抑制蓝藻的暴发。     

城市再生水景观利用水质维护方法研究

城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发。水体一旦爆发水华,将导致水体透明度下降,溶解氧降低,水生植物和鱼类大量死亡。常用的城市景观水体富营养化的防治技术有污染源控制、物理治理技术、化学治理技术和生物修复技术。在面积为100 m2的中试试验基地采用多种技术联用控制水华爆发,结果表明:人工湿地对COD,TN,NH3-N,STP和叶绿素的去除率分别为17%、19%、64%、21%和91%。某水力曝气溶氧过滤设备对这5项指标的去除率分别为6%、1%、6%、0%和61%。结合两种技术的其他特点,人工湿地适合于景观水的日常维护。某循环过滤设备适合于水华爆发的应急处理。