臭氧-生物活性炭对微污染原水中典型持久性有机物的去除效果

以长三角地区J市典型有机微污染水源P水厂为研究对象,考察了臭氧-生物活性炭深度处理工艺对微污染水源水中有机物的去除效果.结果表明,臭氧-生物活性炭深度处理使高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)和UV254的平均去除率分别提升19. 2%、10. 4%和23. 0%.水厂原水中检出8种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbon,PAHs)、16种有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)、5种卤乙酸(haloacetic acids,HAAs),其总浓度分别为53. 9~100. 0、6. 5~41. 8、2. 5×103~1. 1×104ng·L~(-1),臭氧-生物活性炭深度处理对多环芳烃和有机氯农药的平均去除率分别为32. 5%和25. 9%,比常规处理工艺出水的水质有显著提升.卤乙酸的去除率为33. 8%~87. 0%,主要通过常规处理工艺去除;臭氧-生物活性炭深度处理对氯代乙酸略有去除,溴代乙酸有少量生成.     

高铁酸盐(Fe(Ⅵ))氧化去除水中PPCPs的研究进展

药物和个人护理用品(PPCPs)采用传统的污水处理方法不易去除,高铁酸盐(Fe(VI))因具有强氧化性,且氧化产物Fe(III)具有絮凝作用,近年来被广泛应用于去除PPCPs。介绍了Fe(VI)近年来的制备进展,分析了Fe(VI)去除PPCPs的效率及影响因素,探讨了Fe(VI)与PPCPs的反应机理及产物、中间产物的毒性变化,并展望了未来Fe(VI)去除PPCPs的研究方向。Fe(VI)能有效去除多种PPCPs,去除效率受p H值、温度、Fe(VI)初始浓度和PPCPs性质影响,Fe(VI)与PPCPs反应的中间产物毒性值得关注。     

药物与个人护理品对环境污染的研究

近些年来,药物与个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)的危害性及其污染控制问题成为人们日益关注的新热点。PPCPs质量浓度非常低,一般在ng/L-μg/L级别,但其仍会对生物带来致畸、恶性肿瘤、神经系统、免疫系统等方面的健康威胁。PPCPs的主要来自于制药厂的生产废水、城市污水处理厂、垃圾填埋场等。由于传统污水处理厂的废水处理技术没有配备处理PPCPs的技术,大部分未经处理的PPCPs被直接排至受纳水体中,对生物及微生物产生危害,因此提高污水处理系统中关于PPCPs的处理技术对于保护水资源具有积极深远的意义。     

污水处理厂PPCPs的污染现状与去除技术

近年来,药品和个人护理品(PPCPs)作为一类新兴有机污染物在环境中被广泛报道。传统的污水处理厂处理工艺难以有效去除污水中的PPCPs,残留在污水处理厂出水中的PPCPs及其代谢物进入水环境会严重威胁人类健康和生态环境。介绍了PPCPs的类别、性质以及水环境中PPCPs的赋存水平及其潜在危害,提出风险熵法(RQ)是国内外普遍使用的风险评价方法;跟踪了近20年来PPCPs在污水处理厂的来源与分布,分析了不同国家和地区的污水处理厂不同处理工艺各处理单元对PPCPs的去除效果;指出一些先进技术已有效应用于污水处理厂污水中PPCPs的去除,如高级氧化技术、膜过滤技术、活性炭吸附技术,并对各种技术去除PPCPs的优势和瓶颈进行了分析。     

固定化生物活性炭处理含硝基苯微污染水的可行性研究

以硝基苯为主要目标污染物,探讨固定化生物活性炭（IBAC）工艺对含硝基苯微污染水的净化效能以及利用该工艺处理含硝基苯微污染水的可行性.采用筛选、驯化的工程菌,对活性炭（GAC）进行固定化,使之成为固定化生物活性炭处理含硝基苯微污染水.试验对比了IBAC和GAC去除硝基苯、高锰酸盐指数、浊度、UV₂₅₄、氨氮、亚硝酸盐氮的性能,测定了炭柱进出水中生物综合毒性,考察了炭柱在接种后以及运行相对稳定时炭上细菌总数的变化.结果表明,IBAC启动速度快,对微污染物净化效能较高;IBAC对硝基苯的去除效果更好,在遭遇冲击负荷时,恢复净化能力的时间较短;炭柱进水中硝基苯控制26 μg/L以下时可保证出水检不出硝基苯;加入硝基苯会明显增加水的毒性,IBAC出水毒性低于GAC出水;IBAC上细菌总量较高,沿水流方向,炭柱上的菌量都是先增加后减少.     

均相芬顿氧化技术在废水处理中的应用研究

针对污水处理过程中存在的难降解有机物问题,介绍了芬顿的概念和特点,探讨了均相芬顿氧化在原位产生芬顿试剂的机理及应用.目前均相芬顿氧化技术总体可归纳为超声-芬顿氧化技术、微波-芬顿氧化技术、光-芬顿氧化技术、电-芬顿氧化技术.这些技术的应用能促进有机物的降解,提高芬顿技术的处理效率.通过介绍芬顿氧化技术降解废水中污染物的机理,综述了均相芬顿氧化技术在废水处理中的应用,分析了各种方法的适用范围和优缺点.     

生命周期评价在环境管理中应用的局限性及其技术进展研究

生命周期评价法(Life Cycle Assessment)在国际上广泛应用于工业企业部门、政府管理部门和服务行业,但最突出的贡献是在环境管理方面的应用.LCA的技术框架分为确定目的与范围、生命周期清单分析、生命周期影响评价(LCIA)和结果解释4个部分.LCIA的方法可归纳为中点法和终点法.LCA存在数据获取、清单分配、边界选择、评价模型、时空限制,以及结果不确定性等方面的局限性.为适应环境管理和评价技术本身的要求,LCA评价技术朝系统化方向发展,目前主要有IO-LCA、ALCA、CLCA、LCC、S-LCA和LCSA等评价技术.不同的评价技术从不同侧面拓展了LCA的应用领域和回避LCA评价的局限性,使得LCA越来越成为环境管理不可或缺的工具.     

河口岛屿农村地区原位与分散生活污水处理模式的环境与经济对比分析

农村污水排放所导致的环境问题日益突出,各地均大力推动污水处理模式的建立与优化.但农村污水处理模式综合效能评价体系匮乏,且多以处理工艺为主,少量考虑了管网收集系统的环境经济影响.另外,河口岛屿因其独特的自然区位,生态更加脆弱敏感,研究其污水处理问题更具有价值与意义.因此,本研究选取河口岛屿为研究对象,以崇明为例,运用生命周期评价和经济性分析理论,对比分析了分散与原位两种生活污水处理模式,包含收集和处理系统两个子系统,以及建设和运行两个阶段的环境影响与经济性.结果表明：原位和分散模式环境影响总值分别为1.75×10^-11和0.66,分散模式更具环境优势;户均成本分别为1.80万元和1.66万元,相比原位模式而言,在相同去除效果条件下,分散模式处理更有利于节约单位投资费用;处理系统为污水处理模式主要环境影响贡献子系统,其运行阶段为主要贡献阶段,且收集系统更有环境无害化和经济优势;海洋生态毒性潜值和人体毒性潜值为主要环境影响类型.     

高级氧化联合生物活性炭工艺深度净化污水中PPCPs研究进展

污水处理厂传统的二级生化处理对药品及个人护理用品(Pharmaceutical and Personal Care Products, PPCPs)等新兴污染物的去除率较低, PPCPs随出水排放会给生态环境带来较大的风险,并会经过生物富集最终危害到人体健康,因此需要通过进一步的深度净化以削减其风险.本文综述了常见PPCPs在污水处理系统的分布特征及生态风险,阐述了高级氧化工艺(Advanced oxidation processes, AOPs)、生物活性炭工艺(Biological activated carbon, BAC)以及高级氧化联合生物活性炭工艺(AOPs-BAC)深度净化PPCPs的净化原理,在此基础上,综述了AOPs-BAC工艺对污水中PPCPs的深度净化效果及主要影响因素,并探讨了AOPs-BAC工艺对污水中PPCPs的风险削减能力,为污水中PPCPs深度净化工艺的研发及PPCPs的生态风险控制提供了参考.     

河道水旁路处理中试工艺中PPCPs的去除效果及机制

城市河道水中含有微量药物及个人护理品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）,具有一定生态风险.本文系统考察了两种河道水旁路处理工艺（混凝沉淀-曝气生物滤池-超滤-臭氧和混凝沉淀-膜生物反应器-臭氧）对30种高检出PPCPs的去除效果,并通过沿程去除率调查和风险商模型分别评价了目标PPCPs的降解机制及整体生态风险的降低情况.结果表明,两种旁路处理工艺对各目标PPCPs均有较好去除效果;其中四环素类抗生素及咖啡因在生物段去除率超过90%,而磺胺类及氟喹诺酮类抗生素及其他药物仅在进水化学需氧量较高和较高水温条件下具有较好去除效果,但臭氧深度处理可对其进行有效削减;经全流程处理后各PPCPs累积去除率均可达92.5%以上.旁路处理可有效降低目标PPCPs生态风险,经处理后风险商值由原水的12.6降至总出水的0.2（风险阈值RQ_tot=1）,去除率达98.4%.     

粉末活性炭预沉积去除藻类有机物及其对膜污染的影响

以东海原甲藻分泌的藻类有机物（AOM）为研究对象,研究粉末活性炭预沉积和预吸附两种膜前预处理手段对海水中AOM的去除作用,对比分析AOM直接超滤、预沉积和预吸附后再超滤时膜通量、膜阻力分布、膜表面亲疏水性和粗糙度的变化,探讨粉末活性炭孔隙结构、沉积量对AOM去除效果及超滤膜污染的影响.结果表明,活性炭预沉积和预吸附能够提高超滤膜对含AOM海水中DOC和UV₂₅₄的去除率,预沉积对AOM的去除作用优于预吸附,介孔活性炭较微孔活性炭的预沉积效果更好,当介孔活性炭PAC2的沉积量为0.4g/L时,DOC和UV₂₅₄的去除率较直接超滤分别提高了25.1%和33.6%.紫外吸收比指数（URI）分析表明,活性炭预沉积和预吸附对有机物的去除作用具有选择性,AOM中芳香族物质较脂肪族羧基类物质更易被除去.粉末活性炭预沉积下AOM超滤时的滤饼层污染阻力（R_c）和膜孔堵塞阻力（R_p）较直接超滤分别降低了39.6%和81.2%,活性炭在超滤膜表面形成的滤饼层结构将AOM与超滤膜进行了隔离,能够减缓膜污染速率,对于控制膜的不可逆污染亦具有重要作用.     

反渗透膜去除微量有机污染物的研究进展

随着工业化和城市化进程加快,水源污染与水资源短缺问题日渐突出.农药、内分泌干扰物、药物和个人护理产品等微量有机污染物（TrOCs）目前已广泛应用于生产生活,排入环境可能会产生生态和人群健康风险,因而得到国内外学者的高度关注.反渗透（RO）作为一种高效膜分离技术,目前已广泛应用于饮用水净化、污水再生利用、废水深度净化等领域.RO膜结构较为致密,可有效去除水中微生物、溶解性离子和有机物,在去除控制TrOCs方面也可能发挥关键作用.本文旨在系统总结RO膜去除TrOCs方面的主要研究进展,以有机物与膜材料之间的界面相互作用为基础,总结去除性能、影响因素和分离机制,进一步从膜材料选择、膜结构优化等角度探讨提高TrOCs去除效果的可行途径.去除水中TrOCs对于解决水资源污染和短缺问题具有重要意义,而RO技术将在去除TrOCs方面发挥越来越重要的作用,为人类生活生产提供清洁、可持续的水资源.     

活性炭滤池中微生物特征及其对溶解性有机碳的去除作用

采用异养菌总数计数（HPC）法检测了北京地区J水厂活性炭滤池中微生物量,并分析了活性炭滤池进出水中有机物的组成、活性炭的吸附作用及微生物作用对溶解性有机碳(DOC)去除的贡献率.结果表明,不同炭龄、不同运行周期活性炭滤池中的微生物量有显著的差异.由于溶解性可生物降解有机碳（BDOC）占溶解性有机碳（DOC）的比例较小,且受微生物数量、活性等因素的影响,微生物对DOC的去除效果极为有限,在1.5年和5年炭龄活性炭滤池中对DOC的去除率仅占总去除率的18.8%和26.4%.此外,微生物对较为敏感的嗅味物质2-MIB和geosmin去除作用也不显著,去除率在15%以下（初始浓度为100ng·L-1）;在使用5年活性炭滤池中,微生物对2-MIB和geosmin去除率为12%和14%,分别占总去除率的32%和29%.因此,北京地区地表水净水厂活性炭滤池中微生物对有机物控制的贡献率较低,对DOC的去除主要以活性炭的吸附为主.     

塑料牛奶包装及处置方式生命周期环境影响研究

采用生命周期评价(LCA)法研究了塑料牛奶包装的全生命周期环境影响,并在处置阶段对不同处置方式的环境影响进行比较.通过现场和资料调研的方式,获得所有生命周期阶段能量物质的输入/输出和环境外排数据.结果表明:塑料牛奶包装生命周期阶段中环境影响比重最大的是原料获取阶段,占90%以上.其全生命周期环境影响主要集中在化石燃料、无机物对人体损害和气候变化3个方面,在致癌、酸化富营养化和生态毒性方面影响稍小.3种处置方式对环境影响由大到小依次为填埋>焚烧>再生,其中填埋和焚烧处置分别比塑料包装处置阶段前的环境影响增加16.1%和5.3%,再生可降低75.9%.     

两种典型PPCPs在潜流人工湿地中的季节性去除效果及降解产物

药物及个人护理品（PPCPs）在地表水中的污染问题已引起了广泛关注,人工湿地（constructed wetlands,CWs）在PPCPs去除中具有突出优势,然而关于不同类型PPCPs在CWs去除中的相互作用研究得还较少.本研究选取两种常用且相对分子质量接近的典型PPCPs——广谱抗菌剂三氯生（TCS）和非甾体抗炎药物双氯芬酸（DCF）作为目标污染物,分析其在潜流人工湿地中的去除行为,并探讨不同季节和不同进水条件（TCS、DCF单独投加和二者复合投加）对两种污染物去除效果的影响.人工湿地系统的主要参数如下：上行流式潜流人工湿地,水力负荷为0.20 m·d^-1,水力停留时间为3 d,进水方式采用连续流进水.PPCPs初始进水浓度为TCS 80 μg·L^-1和DCF 25 μg·L^-1.结果表明,TCS和DCF在夏季平均去除率（分别为91.72%和85.86%）均显著高于冬季（分别为52.88%和32.47%）.独立样本t检验证实,不同进水条件（TCS、DCF两者单独投加和二者复合投加）下,TCS和DCF的去除效果无显著差异.同时,TCS和DCF的降解产物在不同进水系统中没有差异,其中TCS在不同系统中均未检测到代表性降解产物,DCF在不同系统中主要降解产物均为3,5-二氯苯甲酸和间二氯苯,两种典型PPCPs在微量（μg·L^-1）层级上无显著拮抗、竞争等相互作用.     

采用膜污染指数评估天然有机物在低压超滤膜中的污染行为

针对超滤膜的过滤特性,采用膜污染指数（FI）来研究天然有机物（NOM）的膜污染行为.实验中,腐殖酸（HA）、牛血清蛋白（BSA）以及海藻酸钠（NaAlg）被用作模型有机物进行超滤膜污染研究.结果表明,NOM-膜滤先后经过快反应和慢反应污染阶段,其中快反应膜污染指数（TFIF）远大于慢反应膜污染指数（TFIS）.说明短时间内NOM容易在低压膜上积累,造成通量迅速下降,引起较为严重的污染.因此,反应最初阶段,低压膜与有机物的作用决定了整个膜污染的趋势.经过水力清洗,通量有一定恢复,膜阻力降低,能够去除部分污染物,但仍有少量有机物附着在膜丝,从而造成不可逆污染.3种有机物造成的不可逆污染比例依次为BSA〉HA〉NaAlg,而通过化学清洗后,其不可逆污染比例依次为：NaAlg〉BSA〉HA,腐殖酸和蛋白容易造成不可逆污染,但碱洗易于除去,多糖造成的不可逆污染相对较轻,但碱洗难以去除.污染物与膜之间的相互作用可能是造成污染的主要原因.总的说来,FI计算方法简单,能够综合描述膜污染情况,具有一定的应用价值.     

高锰酸钾-粉末活性炭工艺处理城市污水的实验研究

高锰酸钾-粉末活性炭工艺能有效去除微污染水源中的有机物、浊度、色度,该工艺具有操作简便、易控制、投资节省的特点。本文通过改变传统工艺中用聚合氯化铝做混凝剂的做法,选用硫酸铝做混凝剂,确定影响处理效果的因素,得出最佳实验条件。实验结果表明,（1）高锰酸钾-粉末活性炭工艺处理效果与试剂投加顺序有密切关系;（2）高锰酸钾-粉末活性炭处理工艺能显著改善水质,比单独使用粉末活性炭效果更好。     

以活性炭纤维为阴极的光电化学法协同处理垃圾渗滤液

以活性炭纤维(ACF)为阴极,RuO2/Ti形稳电极为阳极,研究了电氧化、电氧化/电芬顿及光电化学组合3种过程对垃圾渗滤液的处理效果,考察了初始pH和电流密度对光电化学法降解渗滤液TOC的影响,并探讨了渗滤液有机物形态及可生化性的变化规律.结果表明,光电化学组合法对渗滤液TOC的处理效果及降解一级动力学常数远高于电氧化...     

活性炭纤维阴极增强电-KMnO4去除水中双氯芬酸

为考察单独活性炭纤维（ACF）,高锰酸钾（PM）,电化学（E）,电-高锰酸钾（E-PM）,活性炭纤维-高锰酸钾（ACF-PM）以及电-活性炭纤维阴极-高锰酸钾体系（E-ACF-PM）对水中双氯芬酸的降解效果,研究了电流强度,溶液初始pH值对E-ACF-PM体系去除水中双氯芬酸的影响,通过ACF表面形态分析,自由基捕获实验,络合反应等探索了E-ACF-PM体系的反应机理.结果表明,在E-ACF-PM体系中电化学（E-ACF）和PM之间有明显的协同作用,双氯芬酸被快速去除.随着电流强度增加（50~200mA）,双氯芬酸去除率增大;pH值增大,体系对双氯芬酸的去除效果越差,pH值为11时去除率仅为31.70%.与ACF-PM体系相比,E-ACF-PM体系阴极电场可以保护ACF不被破坏,同时吸附在ACF上的Mn （VII）得到电子,快速转化成活性氧化剂Mn （III）,实现对目标污染物的快速去除.     

城市污水处理过程中溶解性有机物及荧光物质的变化规律

以锦州市W污水处理厂为研究对象,利用三维荧光光谱分析技术和荧光区域积分(FRI)方法考察了城市污水处理过程中溶解性有机物及荧光物质的去除状况.利用XAD树脂将DOM分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPIA)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,HPO-A和HPI是该污水处理厂进水中的主要DOM组分,并且DOM中的荧光物质主要为类芳香族蛋白质荧光物质和类富里酸荧光物质.在该污水处理厂内,生物降解作用是TPI-A和HPI的主要去除机制,HPO-N和TPI-N主要是由深度处理工艺(絮凝-沉淀-过滤)去除的,生物处理工艺和深度处理工艺对HPO-A的去除能力接近,而生物处理工艺和深度处理工艺对TPI-N的去除效果均较差.生物处理工艺对HPO-A、TPI-A和HPI中的荧光物质有较强的去除能力,而对HPO-N和TPI-N中荧光物质的去除效果较差.深度处理工艺能够有效去除HPO-A和HPO-N中的荧光物质,而对TPI-A、TPI-N和HPI中的荧光物质无明显去除作用.