臭氧联合粉末活性炭与超滤对二级出水中抗性基因的去除效能

抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)作为新兴环境污染物,已对人类健康造成威胁。最近的研究表明,污水处理厂的废水是环境中ARGs的重要来源。采用臭氧结合粉末活性炭(Powdered Activated Carbon,PAC)与超滤(Ultrafiltration,UF)组合对污水处理厂二级出水进行深度处理,研究了组合工艺对二级出水中ARGs及溶解性有机物(Dissolved Organic Carbon,DOC)的去除效能,并分析了ARGs与DOC、16S rD NA及1类整合子(intⅠ1)的相关性。结果表明:臭氧质量浓度为2 mg/L时,组合工艺对抗性基因tet A、tet G、tet X、suⅠl、suⅡl及intⅠ1和16S rD NA的去除效果最好,对DOC去除率为63. 5%;经拟合分析得知,ARGs的削减与DOC、inⅠt1及16S rD NA的去除均呈显著正相关性。综上所述,臭氧联合粉末活性炭与超滤组合可以有效去除二级出水中的抗生素抗性基因。     

PAC/BPAC-UF对二级出水中有机物去除及膜污染情况对比

目前对溶解性污染物去除效能较低和膜污染严重的问题是超滤(Ultrafiltration,UF)技术的瓶颈,为了改善城市污水处理厂二级出水水质和UF技术的运行稳定性,利用粉末活性炭(Powdered Activated Carbon,PAC)-UF和生物粉末活性炭(Biological Powdered Activated Carbon,BPAC)-UF 2种组合工艺对污水处理厂二级出水进行深度处理。通过DOC、三维荧光、膜通量变化、膜阻力分布及微生物群落结构分布的分析方法,对比研究2种组合工艺对有机物的去除效果,考察不同投加量下PAC和BPAC对膜污染的缓解程度。结果表明,在最佳投加量下2种组合工艺对有机物的去除效果均优于直接UF,膜污染得到有效缓解。具体而言,PAC-UF和BPAC-UF对溶解性有机物的去除效果相差不大,PAC-UF略优于BPAC-UF;对于蛋白质类、腐殖酸类和微生物副产物类有机物,BPAC-UF较PAC-UF的处理效果更优; BPAC-UF较PAC-UF对缓解膜比通量下降和膜污染阻力增长有更好的效能。由于BPAC上微生物的吸附和生物降解作用,BPAC-UF工艺经济适用性较好,BPAC-UF可以作为一种有效的再生水深度处理方法。     

MBR工艺对公共建筑污水抗生素抗性基因的去除效果研究

为探究膜生物反应器(MBR)工艺对污水中常见的四环素抗性基因(tet A、tet W、tet X)和磺胺类抗性基因(sulⅠ、sulⅡ)的去除效果,评价回用水水质安全性,以某大型商业中心的污水为研究对象,采用MBR为核心的污水处理工艺,用q PCR(实时荧光定量聚合酶链式反应)技术分析A/O-MBRO3/AC组合工艺对ARGs的削减及去除机理。结果表明,在进水水质波动大、经常出现高污染高抗生素抗性基因丰度的情况,A/O-MBR-O3/AC组合工艺对水中各类ARGs的去除达2～3个数量级,使出水ARGs丰度稳定在10-0. 71～101. 93copies/m L,低于城市再生水厂的三级出水,且常规出水指标符合回用水相关标准,具有良好的回用安全性;根据ARGs与16S r DNA和sulⅠ1的显著正相关性,发现膜过滤对微生物的截留作用是去除ARGs的主要因素,臭氧活性炭工艺不能有效去除ARGs,且出现负去除现象,以MBR为核心的污水处理工艺可有效去除水中的ARGs,且16S r DNA和Ⅰ类整合子(sulⅠ1)的去除有助于ARGs的削减。     

城市污水处理厂二级出水中抗生素抗性基因分布特性及相关性分析

采用相对分子质量分级试验,对城市污水处理厂二级出水中的抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)和溶解性有机物(DOC)相对分子质量分布、ARGs与16S rRNA、Ⅰ类整合子(intⅠ1)和DOC相关性进行研究。结果表明,二级出水中试验所选的5种ARGs和转移原件Ⅰ类整合子intⅠ1均被检出,tet X和sulⅠ含量最高,分别为1. 28×10~7copies/L和5. 01×10~7copies/L;另外各ARGs的相对分子质量主要分布在大于100 kDa范围,且100 kDa、3 kDa膜片上的截留ARGs浓度明显高于30 kDa和10 kDa膜片;二级出水中游离态各类ARGs均多于细胞态的ARGs;通过相关性分析方法发现,除tet X的其他ARGs均与16S rRNA、intⅠ1和DOC有很高的相关性,可为考察水中ARGs的存在状况及更有效地去除ARGs提供基本理论支撑。     

生物膜慢滤-消毒对二级出水中条件致病菌的去除效能

再生水回用是解决水资源危机的重要途径。但是城市污水厂二级出水中仍含有大量条件致病菌，潜在威胁着人类的身体健康。本文以生物膜慢滤-消毒作为深度处理工艺，探究该工艺对条件致病菌(军团菌、铜绿假单胞菌)与大肠杆菌的去除效能及机制。结果表明：相同滤速下，生物膜慢滤较慢滤对条件致病菌的去除效果好；滤速越小对条件致病菌的去除效果越好，最佳滤速为5 cm/h,此时生物膜慢滤对二级出水中军团菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌的去除率分别为92.9%、94.0%、65.7%;慢滤与生物膜慢滤对颗粒黏附态条件致病菌的去除效果优于自由悬浮态条件致病菌，对颗粒黏附态条件致病菌的去除率均在90%以上。在最佳滤速下，对生物膜慢滤出水用次氯酸钠(NaClO)和紫外(UV)进行消毒，根据投加消毒剂后水中的条件致病菌含量，确定NaClO最佳投加质量浓度为8.0 mg/L(以有效氯质量浓度计),UV的最佳辐射强度为40 mJ/cm²;紫外消毒较次氯酸钠消毒对慢滤出水中条件致病菌的去除效果更佳。在生物膜中存在假单胞菌属、嗜酸菌属、鞘氨醇单胞菌属与乳酸菌属，这些菌属均对条件致病菌的生长起到一定的抑制作用。NaC...     

微波无极灯辅助芬顿法深度处理垃圾渗滤液

采用一种新型的微波无极灯(MDEL)-芬顿法处理垃圾渗滤液生物反应出水中的难降解有机物,并与传统芬顿法和紫外光-芬顿法的处理效果进行对比。MDEL-芬顿工艺对难降解有机物有着更优异的去除效果:COD去除率更高,出水COD质量浓度低于100 mg/L;大多数有机物被转化为分子量小于1 000Da的小分子物质;在渗滤液生化处理出水中检测到的多环芳烃化合物,大部分可以被去除。MDEL-Fenton法可为渗滤液生化处理出水提供便捷的处理方法,使出水中难降解有机物浓度满足严格的排放标准。     

壳聚糖/羧甲基纤维素钠复凝聚体系处理高浊度水体中污染物研究

混凝工艺因成本低廉、操作简单而成为地表水处理的常见工艺,但现有混凝剂存在对地表水中溶解性有机物去除率较低的问题。针对我国地表水体普遍存在的有机微污染问题,设计一种通过壳聚糖/羧甲基纤维素钠于水中原位生成的复凝聚絮体以代替传统混凝剂并去除污染物的新工艺,进而将复凝聚技术原位生成网状絮体应用于水污染处理中。选取高岭土和盐酸四环素分别模拟黄河水中的无机胶体和有机微污染物,探究初始浊度、壳聚糖/羧甲基纤维素钠投加质量浓度对两类污染物的去除效率和机理,并进一步对混凝后产生污泥的吸附性能进行研究。结果显示,壳聚糖/羧甲基纤维素钠对不同模拟污染水的浊度去除率都在99%以上,对盐酸四环素-高岭土和黄河水-盐酸四环素中盐酸四环素的最佳去除率分别为40.02%和56.72%,效果明显优于聚合氯化铝(Polyaluminium chloride, PAC)。壳聚糖/羧甲基纤维素钠和高岭土共沉淀产生的污泥能够对水中盐酸四环素进行化学吸附,最高吸附质量比达4.81 mg/g。壳聚糖/羧甲基纤维素钠复凝聚体系对地表水中的无机污染物和有机污染物均有较好的去除效果,且所得污泥具有回用价值,具有良好的应用前景。     

人工湿地系统对不同分子量有机物的去除研究

以超滤膜法分析了生物预处理+人工湿地工艺系统对不同分子量有机物的去除效果。结果表明,系统进水中有机物分子量分布呈现"两头大,中间小"且以大分子量有机物为主的特点,该工艺对进水中各分子量区间的有机物均有良好的去除效果,尤其对常规污水处理工艺难以去除的0.5kD的小分子有机物去除效果显著,平均去除率达80%以上,这使出水中产生致突变物和消毒副产物的机率降低,从而使出水水质的安全性大大提高。     

再生水回用工程处理工艺的选择研究

<正>再生水处理对象对污水处理厂二级处理的出水进行深度处理,其处理对象如下。(1)进一步去除二级处理后水中残存的悬浮物(包括活性污泥颗粒)、脱色、除臭,使水进一步得到澄清。(2)进一步降低BOD5、COD、TOC等指标,使水进一步稳定。(3)脱氮、除磷,消除能够导致水体富营养化的因素。(4)消毒、杀菌,去除水中的细菌、微生物及有害物质。再生水处理工艺的选择原则再生水回用工程工艺方案的选择必须从整体优化的观念出     

铁盐-高岭土-PAC联用去除铜绿微囊藻的研究

以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,高岭土和铁盐(FeCl3)为助凝剂,研究去除水中铜绿微囊藻的适宜条件.结果表明,高岭上作前助凝剂、氯化铁作后助凝剂时,可显著提高PAC去除铜绿微囊藻的效果.PAC投加前将高岭土混匀在原水中,在絮凝阶段投加氯化铁后絮凝体体积增大,沉降速度明显加快.实验室条件下,氰化铁宜在絮凝开始后第3 min投加,适宜投加量为1 ms/L.研究表明,氯化铁作后助凝可使叶绿告素a的去除率达94.07%.而且去除效果受水体PH值的影响变小.     

13X分子筛联合强化混凝对微污染水中氨氮去除试验研究

采用0.500,0.200,0.074 mm 3种粒径的13X分子筛联合聚合氯化铝(PAC)去除水中氨氮,比较4种不同投加方式对水中氨氮的去除情况,利用3种强化除浊方案解决因投加分子筛而带来的浊度影响。粒径为0.200 mm的分子筛对水中氨氮去除效果优于其他两种粒径,在投加量为2.5g/L时,氨氮去除率可达76.6%。采用先投加分子筛后投加混凝剂的投加方式优于其他投加方式。缩短快速搅拌时间可以有效去除因投加分子筛带来的浊度增大问题,最大去除率可达96.3%,且对水中氨氮的去除效果影响不大。分子筛联合强化混凝对水中氨氮去除效果明显,粒径不同,去除效果不同,投加方式对于处理效果差别明显,通过缩短快速搅拌的时间,可以有效解决因投加分子筛带来的浊度增加的问题。     

生物接触氧化技术处理二级出水中的氨氮

采用生物接触氧化技术,以污水处理厂二级出水为处理对象,研究工艺的生物降解过程及脱氮效果,并分析了影响NH3-N去除效果的几种因素.实验结果表明,水力停留时间3 h,进水COD 80 mg/L,进水NH3-N 15 mg/L的情况下,生物接触氧化技术能有效去除二级出水中的NH3-N,平均去除率为47.6%,出水满足GB/T 18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》中的洗车、清扫的要求.     

制浆废水混凝-生物-混凝组合工艺有机物去除途径研究

以某造纸厂制浆废水处理工程(3万m3/d)为研究对象,利用红外光谱、三维荧光光谱、相对分子质量切割等方法,探究制浆废水混凝-生物-混凝组合处理工艺有机物的去除机理。结果表明:组合处理工艺COD、色度总去除率分别为94.4%、95.5%;一级混凝、生物处理、二级混凝工艺单元对COD去除的分担率分别为44.2%、37.5%、12.7%,对色度去除的分担率分别为21.6%、31.4%、42.5%。一级混凝单元主要去除MW30 k Da的大分子有机物,以类富里酸、部分芳环及芳香族化合物等难降解有机物为主;生物处理单元主要降解MW10 k Da的有机物,主要有芳香酸酯、类蛋白质物,其中部分有机物转化为MW1 k Da的小分子有机物;二级混凝进一步去除MW30 k Da的大分子有机物,主要是类黑精物、木质素及其衍生物、芳香族化合物等。     

混凝/平板膜光催化联合反应器工艺处理高速公路桥面雨水径流研究

运用混凝/平板膜光催化联合反应器工艺对穿越自然保护区的高速公路桥面雨水径流进行处理。首先,利用混凝沉淀将雨水中的悬浮物(SS)和CODCr进行去除。以SS、CODCr为去除对象,通过试验对聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铝(PAS)两种混凝剂进行性能测定和比选,考察混凝剂的处理效果,以确定合适的混凝剂。结果显示,混凝剂PAS对雨水的处理效果好。经药剂混凝之后的水再用平板膜光催化反应器进行处理,其中膜技术可以将小分子及剩余SS去除,光催化技术可以将难降解物质去除,同时光催化技术中紫外灯可将出水中的细菌消灭,达到光催化降解污染物和消毒的双重功效。在最佳工艺运行条件即100 mg/L混凝剂聚合硫酸铝(PAS)投量下,经曝气量250L/(m2·h)、停留时间20 min的光催化平板膜反应器处理后,出水SS、CODCr去除率分别为100%和94.5%,可达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅱ类水的水质要求。     

活性炭对酚醛类化工废水深度处理的动态吸附性能研究

为活性炭应用于酚醛类化工废水深度处理，研究了活性炭对此类废水中有机物的动态吸附性能以及氮的去除。通过动态吸附试验，选出吸附效果最佳的活性炭，研究其对废水中有机物的等温吸附和动力学，并利用比表面积(BET)测试法和傅里叶红外光谱(FTIR)表征技术分析活性炭表面特征，同时探讨不同因素对吸附的影响，再以床厚服务时间(Bed-Depth-Service Time, BDST)模型对动态试验数据进行线性拟合分析。结果表明：椰壳炭吸附效果最好，朗格缪尔(Langmuir)吸附等温线模型和拟二级动力学模型可以较好地描述其动态吸附行为；吸附过程中粒子内扩散并不是唯一的限速步骤，有机物的吸附主要发生在边界层扩散阶段；根据椰壳炭孔状结构的变化说明吸附主要发生在微孔区；—OH、—COOH、■等官能团能与有机物相互反应，主要涉及氢键、π-π相互作用、静电引力；含氮化合物会与有机物产生竞争吸附，影响其吸附量；BDST模型不仅可以有效描述吸附床高度与穿透时间之间的关系，而且能够准确地预测新的操作条件下的有机物穿透时间，误差均小于5%。     

化学絮凝法处理温室龟鳖养殖废水工艺参数优化

选择聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)为絮凝剂,对比研究3种絮凝剂去除温室龟鳖养殖(greenhouse turtle aquaculture)废水悬浮物效果。结果表明,絮凝剂PAC的絮凝效果最佳。选择PAC为絮凝剂,阳离子聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂,通过响应面法以浊度去除率为响应值,PAC和PAM的投加量和搅拌时间为影响因素,对工艺关键参数进行优化,最终确定最佳工艺参数。根据响应面分析结果,确定龟鳖养殖废水的最佳絮凝条件为PAC质量浓度85.3 mg/L、PAM质量浓度19.8 mg/L、搅拌时间2 min。在此条件下浊度去除率为97.1%,为温室龟鳖养殖废水的优化絮凝处理提供了参考依据。     

粉末活性炭处理酚类突发性水污染的应用研究

以苯酚和多种氯酚(CPs)为代表的酚类是一类重要的有机污染物。针对饮用水突发性酚类污染物控制,考察了粉末活性炭(PAC)吸附工艺对苯酚及CPs的去除效果,并讨论了主要影响因素。结果表明,对CPs和苯酚的吸附反应可在10~60 min、300 min内完成,吸附速率从快到慢依次为TCP、MCP、DCP、PCP和苯酚。由于酚羟基(Ar—OH)电离作用受到影响,在3~11范围内去除率随pH值升高而降低。少量腐殖酸对吸附影响不大,但TOC质量浓度超过10 mg/L时腐殖酸可产生明显竞争吸附作用。热力学拟合表明,吸附反应符合Freundlich和Langmuir吸附等温式,苯酚/CPs在PAC上的吸附过程以物理吸附为主,且为放热反应,较低温度有利于吸附反应的进行。相比于准一级反应和孔内扩散反应,准二级动力学方程可较好地描述吸附过程。将PAC用于中山市某饮用水源的模拟突发性污染应急处理,投加10 mg/L的PAC即可有效去除原水中超过饮用水标准3~5倍的CPs类污染物,同时水处理成本仅有少量增加。     

不同材质及不同截留分子量超滤膜对二级出水中污染物的去除研究

为探究不同超滤膜对城市二级出水的处理性能,研究了不同材质(PES、PVDF)及不同截留分子量(50 k,100 k)4种超滤膜对二级出水中抗生素抗性基因和溶解性有机污染物去除及其对膜比通量的影响。结果表明,不同特性超滤膜直接过滤城市二级出水,能在一定程度上对污染物进行去除。对于抗性基因的去除,相同截留分子量的PES超滤膜处理效果明显优于PVDF超滤膜,而相同材质的超滤膜50 k的处理效果比100 k的处理效果好。对可溶性有机物的去除,50 k的超滤膜比100 k的去除效率高10.0%(PES),13.6%(PVDF),50 k的两种材质超滤膜无明显差异性。二级出水经超滤后,50 k的超滤膜可以有效去除腐殖酸类物质,而100 k无法去除,说明原水中腐殖酸类物质大小在50~100 k范围内。相同材质超滤膜,随着截留分子量减小,膜的固有阻力增大,膜通量下降迅速,反冲洗后其膜比通量恢复程度较大,可逆膜污染占比较高;相同截留分子量的超滤膜,PVDF比PES的膜比通量损失快,反冲洗后膜比通量恢复程度较小,不可逆膜污染严重。在实际应用中,应根据不同水质特点及要求选择合适的材质和截留分子量。     

聚合氯化铝微波法修饰磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

用化学共沉淀法制备磁性碳纳米管,然后以聚合氯化铝(PAC)通过微波法修饰得到磁性聚合氯化铝碳纳米管复合材料,并用以去除水中的腐殖酸(HA),对复合材料的组成与结构进行了表征,考察了不同微波制备条件下复合材料去除HA的效果,研究了吸附工艺中HA去除的影响因素,对复合材料同步去除HA和浊度的可行性进行了探讨。能谱、X-射线衍射及红外光谱分析表明,PAC和磁性物质Fe3O4、γ-Fe2O3成功负载于碳纳米管上。PAC修饰显著提高了磁性碳纳米管对HA的去除率。在微波功率600 W及微波时间6 min条件下得到的复合材料去除HA的效果最佳,去除率达99.15%。当HA初始质量浓度小于25 mg/L时,HA去除率较高,但高于25 mg/L后吸附量变化不大而去除率下降;HA去除率随材料投加量增大而增大,但大于0.5 g/L后基本不变;在酸性与中性条件下HA去除率较高,在碱性条件下急剧下降;对于初始质量浓度为20 mg/L的HA溶液,吸附前5 min的HA去除速率很快,90 min时达到吸附平衡,平衡吸附量为39.48 mg/g;温度对去除HA没有影响。控制适当的条件,可同步去除HA和浊度,去除率同步达95%以上。     

某人工湿地系统对水中持久性有机污染物去除效果的分析

采用固相萃取样品前处理技术和气相色谱/电子捕获检测器(GC/ECD)及气相色谱/质联联用(GC/MS)分析方法,对某人工湿地系统进、出水中持久性有机污染物(包括多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药)的质量浓度进行了分析和对比,以研究该湿地水中持久性有机物的污染水平及湿地对它们的处理效果.结果表明,多环芳烃检出19种,以二环为主,萘及其同系物约占总量的71%;有机氯农药只检出HCH的4种异构体和七氯;多氯联苯检出5种,以二氯代为主.这3类物质的浓度水平明显低于以往的研究结果,且低于国家地表水环境质量标准(GB 3838-2002).对于持久性有机物浓度较低的水源水,湿地对以上3类物质的去除效果不明显.