基于ASM2的快速易生物降解COD组分表征方法构建

基于活性污泥2号模型（ASM₂）对快速易生物降解组分（S_S）进一步划分为可发酵的易生物降解有机物（S_F）和发酵产物（S_A），本研究提出了一套科学的表征方法。该方法涉及S_S与X_S（慢速可生物降解组分）的好氧呼吸测量同时表征、S_A组分的离子色谱测定以及物料衡算。应用这套方法对重庆市某2个城市污水厂隔栅井出水水样平行进行了4组实验，各种组分测量值序列的CV值在2.09%～6.18%之间。     

废水COD 4种物化表征方法的比较与评估

为了确定废水COD组分表征的物化分析方法,对0.1μm滤膜过滤、0.45μm滤膜过滤、絮凝和絮凝+0.45μm滤膜过滤4种方法进行了实验比较和评估。结果表明:某些材料的滤膜会因"COD溶出"而影响表征结果;4种方法分离废水的重现性都很好,相互没有明显区别;物化分离对废水快速可生物降解COD(SS)没有影响,但4种方法得到的处理液中可生物降解COD仍含降解速率明显不同的组分,其中SS仅占35%～45%。因此,物化方法不能合理表征SS;絮凝+0.45μm滤膜过滤速度快、干扰少、分离机理与活性污泥系统类似,更适用于废水溶解性惰性COD组分(SI)表征。     

餐厨垃圾发酵废液组分表征

餐厨垃圾发酵废液是在利用餐厨垃圾发酵产乙醇的过程中蒸馏后产生的废液。为研究分析餐厨垃圾发酵废液的组成成分,利用国家标准方法对其常规水质指标、无机离子进行了检测,并利用三维荧光光谱技术和固相萃取—GC/MS技术对其有机物组分进行了分析。结果表明:餐厨垃圾发酵废液为SS=1 000 mg/L,COD=60 000 mg/L的高悬浮物、高浓度有机废液,TN和TP含量分别为700 mg/L和180 mg/L,废液可生化性好;其金属阳离子和无机阴离子以Na+、Cl-为主,浓度分别为1 200 mg/L和2 200 mg/L;有机物组分以芳香族蛋白质类物质为主,约占有机物总量的80%;在可挥发性有机组分中,餐厨垃圾发酵废液中以酸类和醇类物质为主,易于生物降解,且有可回收利用价值。     

呼吸测量法测定废水中活性异养菌COD组分

废水中的活性异养菌(XH)会影响废水生物处理过程动力学,过程模拟需要对其定量表征.通过2种方法对城市污水中XH进行呼吸测量,分别结合XH最大比呼吸速率参数(P方法)和细胞生长过程模型拟合(F方法)测定其中的XH-COD组分.结果表明,F方法的测量结果是P方法的0.6～0.9倍,两者存在一定的丰廿关性;对于含高XH、低易生物降解基质(RBCOD)的废水,呼吸测量得不到明显的呼吸速率指数上升段,影响F方法的测定结果,水样稀释和外加RBCOD是可行的改进办法.使用P方法得到某城市污水厂进水的XH-COD占总COD的23%～46%(平均31%),高于多数文献报道结果.     

污水中不同COD组分下A/O脱氮工艺的反硝化效率

为了研究了不同COD组分进水对A/O工艺中反硝化的影响以及COD组分中溶解性易生物降解COD(SS)、颗粒性慢速可生物降解COD(XS)比例改变后系统反硝化速率和反硝化潜力的变化。以连续流A/O反应器脱氮效率为研究对象,通过改变碳源物质投配量来配置3种SS比例分别为15%、30%和50%的城市污水,系统地考察了进水中SS比例对反硝化的影响。结果表明,进水中SS比例由15%增加到50%后,可以明显提高A/O系统TN的去除率,脱氮率由82%提高到89%。同时通过缺氧反硝化间歇实验,从反硝化动力学角度分析,进一步确定进水中SS比例对反硝化速率和反硝化潜力的影响,发现进水SS比例分别为50%、30%和15%,系统反硝化速率分别为0.027 g NO-3-N/(g VSS·min)、0.022 g NO-3-N/(g VSS·min)和0.020 g NO-3-N/(g VSS·min),反硝化潜力分别为16.49、13.99和13.74 mg/L。可见随着进水中SS比例的升高,系统中反硝化速率和反硝化潜力也相应增加。得出进水中COD组分不同,尤其是SS所占比例大小,是影响反硝化效果的一个关键因素。     

高负荷活性污泥法中污水有机组分表征

污水有机组分表征是高负荷活性污泥法(HRAS)模型建立的基础。针对经典活性污泥1号模型不适用于HRAS这一问题,提出了相应的双水解模型,即将污水有机组分中水解型有机物分为快速水解型与慢速水解型2种,发现两者水解动力学参数具有明显差异。对原水氧利用速率进行参数拟合,通过灵敏度和共线性分析,估计了快速生物降解型有机物、快速水解型有机物、慢速水解型有机物以及异养菌等4种污水有机组分,探讨了污水有机组分与增加HRAS碳源捕获率的关系。结果表明:以上4种有机组分均可被准确识别,共线性指数γK低于经验限值,各组分比例分别为13.9%、11.6%、12.6%和12.8%;从污水组分角度来说,提高HRAS碳源捕获率的3个方向分别为:反应器中的异养菌尽可能将快速生物降解型有机物和快速水解型有机物同化生成细胞物质;避免絮体污泥中的慢速水解型有机物过量水解;抑制异养菌衰减,减少内源呼吸产物的产生。双水解模型对污水有机组分成功表征有助于HRAS的设计、运行及优化。     

累托石/腐殖酸微球的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用累托石（REC）、腐殖酸（HA）等材料制备微球状吸附剂，考察了累托石、腐殖酸、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、氯化钙等材料的用量对制得的微球吸附性能的影响，通过正交试验确定了微球的最佳制备条件，还考察了微球用量、振荡时间和溶液pH值等因素对微球吸附去除水中Cr(VI)效果的影响。结果表明，采用累托石、腐殖酸、聚乙烯醇等材料可制得高效去除水中六价铬离子的微球状吸附剂，微球的最佳制备条件为：REC 1%，HA 4%，PVA 7%，SA 0.1%，CaCl₂ 0.5%。制得的累托石/腐殖酸微球孔系发达，吸附性能良好。在温度30℃，微球用量0.02 g/mL，振荡时间为2.5 h，pH值为1的条件下，微球对Cr(VI)的吸附效率可达98%以上。     

以PEG为模板剂制备Bi2O2CO3及其可见光光催化性能

以聚乙二醇-6000（PEG-6000）为模板剂水热法制备碳酸氧铋（p-Bi2O2CO3）粉末，采用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射（DRS）对粉末进行了初步表征。在可见光（λ≥420nm）照射下，以罗丹明B（RbB）和水杨酸（SA）光催化降解实验为探针反应，实验结果表明，p-Bi2O2CO3具有较高的光催化活性，对RhB和SA有较好的降解效果。通过紫外-可见光谱（uV-Vis）、红外光谱（IR）和测定总有机碳（TOC）含量，光催化反应35h后RhB的矿化率为77％，同时对SA的降解率达到43％。同时，采用N，N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法和对苯二甲酸荧光光度法分别测定了降解过程中H2O2和羟基自由基（·OH）的变化，表明p-Bi2O2CO3／Vis光催化降解机理涉及到·OH历程。     

4种脂肪酸浮选捕收剂的生物降解性能研究

在好氧的条件下,以活性污泥为接种体,使用改良斯特姆法测试脂肪酸浮选捕收剂(油酸钠、9-羟基硬脂酸钠、硬脂酸钠、蓖麻油酸钠)的生物降解性能,并与利用BOD5/COD进行的可生化评价方法进行比较。结果表明:(1)油酸钠、蓖麻油酸钠的BOD5/COD分别为0.54、0.63,属易生物降解物质;9-羟基硬脂酸钠、硬脂酸钠的BOD5/COD分别为0.36、0.37,属可生物降解物质。(2)油酸钠、9-羟基硬脂酸钠、蓖麻油酸钠28d的生物降解率分别为88.6%、62.2%、100.0%,达到了经济合作与发展组织的OECD-301B生物降解性能实验标准,属于易生物降解物质;硬脂酸钠28d的生物降解率为49.8%,没有达到OECD-301B生物降解性能实验标准,属难生物降解物质。4种脂肪酸浮选捕收剂的生物降解性能依次为:蓖麻油酸钠油酸钠9-羟基硬脂酸钠硬脂酸钠。(3)当有机酸中存在碳碳双键和羟基时,有机酸的生物降解性能都会提高,并且碳碳双键的影响要大于羟基的影响;当二者同时存在时,生物降解性能会大幅度提高。     

Fe/C内电解法处理二硝基重氮酚废水实验研究

采用Fe/C内电解法处理DDNP废水,研究了该方法在酸性和碱性条件下对DDNP废水的处理效果,并考察了pH值、反应时间及铁碳比对处理效果的影响。结果表明:Fe/C内电解法可有效去除DDNP废水中由硝基苯类物质引起的COD、S2-、SS和色度,在最佳酸性实验条件下,COD、S2-、SS和色度的去除率分别为85.65%、91.6%、100%和99.63%。在最佳碱性实验条件下,COD、S2-、SS和色度的去除率分别为90.13%、99.73%、100%和99.63%。     

包埋水华鱼腥藻和活性炭对污水中氮磷的净化

采用聚乙烯醇-海藻酸钠（PVA—SA）凝胶包埋水华鱼腥藻与活性炭混合物，对比水华鱼腥藻在包埋、吸附以及悬浮状态下对高浓度模拟废水中氨氮的去除效果，实验结果表明，水华鱼腥藻在包埋状态下对氨氮有更好的去除效果。通过正交实验研究SA、粉末活性炭（PAC）、水华鱼腥藻之间不同质量比的包埋混合物对去除污水中NH4＋-N、TP以及处理后废水中微囊藻毒素（MC）残留量的影响，结果表明，当PVA量为8％时，SA、PAC和藻含量分别在0．5％、0．5％和0．2％为NH4＋-N、TP的最佳去除组合，同时处理后污水中MC的含量也低于联合国标准1Iμg／L，避免了二次污染的同时为产毒素藻类的利用创造了条件。     

硝化颗粒污泥的快速培养及其硝化特性分析

以好氧颗粒污泥接种小试柱形SBR，采用自配无机氨氮废水为进水，在中温（28～30℃）条件下通过逐步提升进水NH4^＋-N浓度（100～650mg／L）和缩短水力停留时间（8～4h）快速培养硝化颗粒污泥。实验结果证实，以好氧颗粒污泥接种可以促使硝化颗粒污泥快速形成，36d时粒径〉0．21mm的颗粒污泥占总数的93％，颗粒污泥NH4-N比去除速率为50．53mgNH4^＋-N／（gSS·h）。硝化颗粒污泥具有良好的短程硝化性能，亚硝酸盐产生速率和累积率分别保持在3．3kgNO2-N／（m^3·d）和85％以上。反应初期高FA和反应末期高FNA的共同抑制是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键因素。     

污水中溶解游离氨基酸和结合氨基酸测定方法研究

采用邻苯二甲醛作为柱前衍生化试剂，结合反相高效液相色谱，对污水中溶解游离氨基酸（dissolvedfreeami．nOacid，DFAA）进行定性和定量分析，探讨了污水样品有无前处理对DFAA分析的影响，并采用气相酸水解方法对污水中总溶解氨基酸（dissolvedtotalaminoacid，DTAA）进行了分析。结果表明，污水经过pH调节和N，流清洗后，可以明显去除氨和挥发性胺的干扰，色谱峰更加清晰；前处理后的水样经RP—HPLC分析，能够快速检测出14种氨基酸，各氨基酸在一定线性范围内呈现良好的线性关系，相应的线性相关系数（R^2）均大于0．99，加标回收率为92％～102％。污水处理厂进水和出水中氨基酸主要以溶解结合氨基酸（dissolvedcombinedaminoacid，DCAA）为主，与进水相比，出水中DFAA含量减少了0．22μmol／L，DTAA由5．68μmol／L降至3．08μmol／L。     

畜禽养殖废水生物处理剩余污泥臭氧减量过程中的重金属释放

采用臭氧氧化污泥减量法对畜禽养殖废水SBR中的剩余污泥进行处理。当臭氧反应时间控制在30min时，污泥的溶解比例在30％左右（以MLSS计）。上清液中一定量的SCOD溶出可为生物处理单元提供充足的碳源，同时在上清液中，TN、TP及水相重金属浓度增加有限，臭氧氧化后的污泥液回流污水处理系统后造成的N、P处理负荷较小，重金属对污泥微生物的活性抑制风险较低。若继续延长臭氧的反应时间，上清液SCOD、TN、TP以及重金属cu、Pb的释放速率明显增加，同时上清液的C／N降低，臭氧化后的污泥液回流反而不利于生物单元的脱氮处理。综合考虑TN、TP及水相重金属浓度增加的危害性，臭氧反应时间应控制在30min，臭氧实际投加量应为123．1mg O3／gSS。     

利用数学模拟方法分析硝化MBR系统中SMP转换过程

为深入了解膜生物反应器（MBR）中微生物代谢产物（SMP）的生成降解以及利用情况，研究了以NH4Cl为惟一能源物质的硝化MBR反应器中SMP浓度以及分子量（MW）变化情况，并运用活性污泥模型3（ASM3）准确地计算出微生物利用底物相关的溶解性产物（UAP）和微生物死亡相关的溶解性产物（BAP）的量分别是多少，最终证明硝化系统中产生的SMP可作为能源物质被异养菌进一步利用，而且相较于BAP而言UAP更易于被生物降解，得出结论BAP是SMP中的主要污染成分。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下，超滤（UF）已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法，将聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙二醇（PEG）和二氧化钛（TiO2）共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线能谱仪（EDS）等相应的表征。比较了有无光照条件下，PVDF-PEG和PVDF—PEG—TiO2膜对腐殖酸（HA）的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明，TiO2光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强，PVDF-PEG—TiO2膜的抗污染性能越好。另外，光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

微波-Fenton氧化-PAFSi絮凝法处理含油废水

采用微波-Fenton氧化-PAFSi絮凝法处理含油废水，结果表明，200mL水样先经微波辐射6rnin，在pH=2，H2O2（30％）3．5g／L，Fe2＋ 1．3g／L的条件下氧化4h后，采用聚硅酸铝铁（Al：Fe：Si=10：2：1）和聚丙烯酰胺在pH：8时进行絮凝实验，处理后废水浊度、SS、COD、含油量和色度分别降低了99．46％、96．66％、91．94％、97．97％和95．00％，且经处理后废水的BOD5／COD由原水的0．04提高到0．53。实验还分析了含油废水的降解机理。