臭氧-生物滤池组合工艺深度处理石化废水中试

采用臭氧-生物滤池对石化厂二级出水进行深度处理,研究臭氧对废水COD的去除效果,废水中有机物相对分子质量及荧光物质含量的影响。研究结果表明投加O3后出水COD明显下降,臭氧投加量为20 mg/L,接触时间为15 min,臭氧能有效将大分子有机物转化为小分子物质。使相对分子质量为2.5×103~3.5×103的有机物所占比例由28.46%下降至23.45%,稳定运行时,臭氧-生物滤池对COD平均去除率为47%。     

腈纶废水溶解性有机物的分级解析及可生化性

采用超滤膜法将腈纶废水中溶解性有机物分离为6个不同相对分子质量组分,分析不同组分的溶解性有机碳、UV₂₅₄、SUVA含量和分布情况,应用紫外吸收光谱、傅里叶变换红外光谱等光谱学分析方法对各组分物质结构进行定性分析,评价各组分的可生化性.结果表明废水中以相对分子质量< 3kDa的有机物为主,占比为（56.75±1.38）%;相对分子质量为3k~10kDa的有机物占比为（25.76±1.40）%;相对分子质量> 10kDa的有机物占比为（17.49±0.98）%,且该组分有机物的芳香度高.不同相对分子质量组分的紫外光谱和红外光谱均呈现相似吸收峰,均存在酰基、羧基、羰基及芳香族化合物和不饱和双键类有机物.各组分可生化性结果表明,废水中相对分子质量> 10kDa有机物是腈纶废水低可生化性的主要原因,可能是造成腈纶废水难以达标排放的根源.研究结果可为该废水处理工艺的开发与优化提供重要的指导.     

O3-BAC深度处理石化废水厂尾水的特性及菌群结构分析

采用连续流O_3-BAC对华北某石化废水处理厂尾水进行了中试处理实验,研究了O_3氧化对COD及UV254处理效果的影响,同时对处理过程中有机物的变化特性及稳定运行30 d时BAC填料中的微生态环境进行了分析.结果表明,在O_3接触时间为40 min,O_3投加量为20 mg·L-1,BAC单元空床停留时间为1.5 h条件下,O_3-BAC工艺出水COD为24 mg·L-1,平均去除率为40.4%,相对于单独BAC工艺去除率提高10.0%,UV254的平均去除率为55.1%,且COD与UV254之间呈一定的相关性,相关系数R2为0.89;O_3氧化后相对分子质量1×103的比例由尾水中的69.0%提高到了87.0%,O_3-BAC工艺中NPOC的去除率为45.8%,较单独BAC工艺提高23.0%,且BAC单元去除的NPOC主要由相对分子质量1×103的组分所贡献;经GC-MS图谱及有机物统计分析,经O_3氧化后烷烃类、不饱和酯类及酚类等有机物得到明显的去除;O_3氧化后BAC单元的微生态环境得到明显改善,其中微生物种类(丰度在1.0%以上)由6种增加到了11种.O_3-BAC工艺可以有效应用于石化尾水的深度处理中.     

好氧颗粒污泥系统中溶解性微生物代谢产物的特征及主要组分

采用SBR反应器以絮状活性污泥为接种污泥培养好氧颗粒污泥,主要考察好氧颗粒污泥系统中溶解性微生物代谢产物(SMP)的产生、相对分子质量分布以及主要组成物质.结果表明SMP是出水COD的主要组分,浓度为71~85 mg·L-1,SMP的产生与微生物对基质的利用、微生物衰亡和胞外聚合物(EPS)的水解有关.相对分子质量分布表明大部分SMP相对分子质量小于3×103,所占比例为54.8%~71.7%,而相对分子质量大于100×103的组分只占总SMP的一小部分,所占比例为9.3%~14.5%.三维荧光光谱分析表明,出水SMP具有4个峰,分别属于类芳香蛋白质、类色氨酸蛋白质、类腐殖酸物质和类富里酸物质.气质联用(GC-MS)分析表明SMP主要成分为酯类、短链烷烃、烯烃和醇类,所占质量分数分别为39.0%、14.9%、11.7%和7.6%.其中邻苯二甲酸二酯是出水SMP中主要组成物质,所占质量分数为32.0%.     

基于UV-vis及EEMs解析周村水库夏秋季降雨不同相对分子质量DOM的光谱特征及来源

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术,对周村水库夏秋季降雨不同相对分子质量雨水的溶解性有机物(DOM)光谱特征和来源进行分析.结果表明,夏秋季降雨不同相对分子质量DOM的紫外-可见吸收光谱并无明显特征峰,吸收系数的变异系数在75%~469%之间,表明其性质在不同季节和相对分子质量上存在差异;a254和E3/E4变化说明DOM的相对浓度和富里酸所占DOM的比例随着季节由夏入秋而增加;三维荧光通过PARAFAC解析出4种组分,分别为类腐殖质(C1、C2)、可见区富里酸(C3)和类蛋白(C4);对4个组分进行相关性分析,结果显示C1与C2、C3以及C4具有显著的相关性(P0.01),C2与C3具有显著的相关性(P0.01);夏秋季降雨DOM总荧光强度以及各组分荧光强度差异明显(P0.05),类腐殖质(C1+C2)是其主要成分、富里酸的荧光强度和所占比例随着季节由夏入秋而增加、类蛋白随着季节由夏入秋而减少;夏秋季降雨有机物来源都呈现以自生源为主的特征,夏季降雨具有自生源特征更强、类蛋白物质含量和占比更多的特点;PCA分析显示夏秋季降雨中不同相对分子质量雨水荧光特征差异明显,并且组分C1、C2和C3与DOM特征参数[HIX、Fn(355)、Fn(280)、E3/E4、a254]以及水质参数(硝氮、氨氮、总氮以及有机碳)显著相关性(P0.01).通过对夏秋季不同降雨相对分子质量的DOM光谱特征研究,可以进一步分析水库大气沉降型外源输入的有机物污染特征,并为水库水质管理提供技术支持.     

基于三维电化学反应的兰炭废水中有机物成分分析

兰炭废水具有高化学需氧量(COD)、毒性大、可生化性差、色度高、成分复杂的特点，属于较难处理的一种工业废水。三维电化学反应(3D-ER)可以有效处理兰炭废水。首先采用石墨电极片为阴阳极、活性炭为颗粒电极构建3D-ER处理兰炭废水，探讨外加电压、活性炭(AC)投加量、pH值等因素对兰炭废水COD去除率和比能耗的影响，并得出最优工艺条件；然后通过捕获试验和石墨电极片循环稳定试验，研究3D-ER过程中主要的活性基团和石墨电极片循环稳定性；最后采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和紫外光谱(UV)对3D-ER处理前后兰炭废水中有机物成分变化进行分析。结果表明：在最佳工艺条件下，即AC投加量为10 g/L、pH值为3、外加电压为4 V时，兰炭废水COD的去除率为76.2%;3D-ER过程中羟基自由基(HO^·)是主要的活性基团，石墨电极片具有较好的循环稳定性；经3D-ER处理后兰炭废水中分子量较大的芳香烃和胺类物质首先被降解，但仍有部分小分子的单环苯类物质残留在废水中。     

废水处理系统中有机物分子量分布及其变化

采用超滤膜法对废水处理系统中有机物的分子量分布及其变化进行研究,分析有机物分子量分布特性及不同分子量分布区间有机物的相对含量。结果表明:厌氧、缺氧、好氧反应池出水中,小于1K分子量区间上的有机物所占比例最高。该分子量区间有机物TOC分别占总TOC的60.9%、58.5%、65.2%,UV254分别占总UV254的69.9%、67.9%、82.1%。传统工艺对小分子量有机物去除效率较低。     

市政污水A/DAT-IAT系统中溶解性有机物表征与生态安全

为了解决市政污水处理出水水质安全与无害化问题,以改良的SBR——A/DAT-IAT工艺为依托,对A/DAT-IAT工艺进水,连续曝气池(DAT)上清液及间歇曝气池(IAT)出水的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)采用超滤膜法进行了相对分子质量分级,并进行了TOC、UV254、3D-EEM及发光菌毒性测试,探索市政污水毒性的主要物质来源.结果表明,实验室规模的A/DAT-IAT工艺对市政污水各分子量区间的有机物均有较好的去除效果.腐殖质是污水处理厂出水中主要物质,且天然水体中难去除的腐殖质及处理过程中形成的腐殖质成分是二级出水中主要的荧光物质.沿污水处理流程,DOM的组成呈现出由低分子量向高分子量转化的趋势,相对分子质量<1×103区间的物质芳香性显著增加,导致IAT出水与氯的反应活性增高,产生消毒副产物的风险增加.与进水毒性主要来源于原水中相对分子质量<1×103的小分子物质相同,IAT出水的毒性也主要来源于相对分子质量<1×103的小分子物质,但与原水中的小分子物质不同,主要是生物处理过程中产生的类腐殖质.结合对TOC、UV254、3D-EEM及毒性的分析,小分子的类腐殖质是二级出水有机物含量达标、氯化消毒副产物控制及毒性控制应该重点考虑去除的对象.在之后的研究中,应该根据这部分物质进行工艺调节及针对性处理单元的添加.     

HPSEC-UV-TOC联用技术测定有机物相对分子质量分布

采用在线高效凝胶色谱仪(HPSEC)和紫外检测器以及TOC检测仪联用测定有机物相对分子质量分布.通过同步测定样品中大范围相对分子质量区间的UV254和TOC,更深入和准确地了解有机物的结构特性,特别是一些不含共轭双键和芳香度的有机物.结果显示,TOC检测仪能够简单快捷地检测出水中所有有机物的相对分子质量分布,包括蔗糖、海藻酸钠等对紫外响应较低的亲水性有机物;样品进样量与TOC响应线性正相关,进样量越大,响应越强;离子强度从0升至0.2mol.L-1,峰面积仅减小1.2%,离子强度对有机物相对分子质量分布测定影响较小;样品pH值在中性或酸性时不影响测定结果,pH值为碱性时,TOC响应异常;采用流动相配定的样品较超纯水配定的样品,相对分子质量分布曲线中干扰峰明显减小,出峰效果更好;该联用技术可以很好地表征湘江原水及其4种亲疏水性组分的相对分子质量分布.     

维生素C工业废水处理系统VOCs污染特性

采用便携式气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测试了维生素C工业废水处理系统各单元环境空气中挥发性有机物(VOCs)的污染现状,分析和总结了挥发性有机物(VOCs)的种类特征.结果表明,废水处理系统中共检测出32种物质,逸散的总挥发性有机物(TVOCs)浓度范围为0.962 9~32.097 0 mg·m-3.其中,位于废水处理系统最前端半密闭状态的沉砂池是逸散VOCs种类最多、强度最大的单元,为25种,其总浓度为32.097 0 mg·m-3,沉砂池中小分子硫化物所占比例较大,为30.02%;后续处理单元中芳香烃比例较高约占监测总量的21.06%~31.48%.监测出VOCs的主要种类为氯代烃类、酮类,分别占监测总量的6.39%~55.80%、10.40%~58.08%,废水处理系统各单元均监测到丙酮、2-丁酮、正己烷、氯仿、氯苯等14种VOCs,其中氯乙烯、苯乙烯、1,3-丁二烯3种属于高毒性物质,监测出的氯乙烯浓度超过《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)标准,1,3-丁二烯等多种污染物尚无国家标准限值,本研究结果可为我国制药废水VOCs排放标准的修制提供科学依据.     

厌氧-缺氧-好氧处理出水中溶解性有机物组分的特征分析

本研究利用XAD-8大孔树脂对某城市污水处理厂的厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺出水中的溶解性有机物进行了组分分离,分析了各组分的溶解性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、紫外-可见光谱和遗传毒性.结果表明,污水中亲水性物质和疏水酸性物质的DOC含量分别占总DOC含量的65%和24%.亲水性物质组分中的芳香族化合物含量显著高于其它组分,但是单位质量的亲水性物质、疏水酸性物质和疏水碱性物质中的芳香族化合物含量相近.污水具有一定的遗传毒性,主要遗传毒性物质为亲水性物质和疏水酸性物质,而疏水碱性物质和疏水中性物质则未检出遗传毒性.     

混凝去除垃圾渗滤液中DOM的实验研究

选取氯化铁(FeCl3.6H2O)为混凝剂,以经0.45μm膜和1nm膜分子切割的垃圾渗滤液为研究对象,通过混凝剂投加量和混凝pH值实验,研究了垃圾渗滤液中DOM的去除情况,并比较了两种不同分子量水平的渗滤液中DOM的混凝去除特点。研究表明,pH值是影响渗滤液DOM去除的主要因素,氯化铁在pH=5、投加量为4g/L的条件下混凝效果最佳。混凝pH值对大分子量渗滤液中DOC去除的影响较大;而两种分子量水平的渗滤液UV254的去除差异不大。     

印染废水RO浓水水质分析

以江苏某印染废水处理厂反渗透（RO）浓水为研究对象,采用多种分析手段分析了RO浓水的水质特征.首先采用IC和ICP-MS对水中的无机离子进行了定性和定量分析,采用GC-MS对废水中的半挥发性有机物进行定性和定量分析.结果表明,RO浓水中无机离子以Na⁺、Cl^-和SO₄^2-为主,半挥发性有机物邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DEHP）为主要成分,其浓度为1.452mg/L.为分析RO浓水中的溶解性有机物（DOM）特征,进一步采用超滤膜分子量分级法和树脂亲疏水分离技术对废水中的DOM进行分离解析,分析了不同组分的溶解性有机碳（DOC）、UV₂₅₄、SUVA含量和分布情况,应用三维荧光光谱对各组分物质进行了定性分析.超滤分级表明,RO浓水中相对分子量<1k的有机物占56.98%,相对分子质量5~10k有机物仅占2.19%,但其芳香化程度较高.树脂分离结果表明,RO浓水中亲水性物质（HPI^*）、疏水性物质（HPO^*）和过渡性物质（TPI^*）的DOC含量差异不大,其中HPO^*的芳香构造化程度最高,含有较多的色氨酸类芳香族蛋白质,而HPI^*中含有较多的溶解性微生物代谢产物类物质.     

臭氧-生物活性炭对南方河网典型污染物的去除特性

以我国南方河网原水中有机物和季节性溴化物(Br^-)为对象,研究臭氧-生物活性炭(BAC)工艺净化过程中有机物相对分子质量(M_r)分布变化及溴酸盐(BrO^-₃)和消毒副产物(THMs)的形成规律.结果表明,原水中M_r在10³以下的有机物(DOC)约占总量的80%,常规工艺主要表现为对M_r >100×10³有机物的去除,出水DOC去除率为8%、 SUVA(UV₂₅₄/DOC)值下降14%;臭氧-活性炭工艺主要去除10³<M_r<5×10³的有机物,但亲水性小分子有机物抑制生物降解作用,出水DOC去除率仅提高至30%、SUVA值下降31%.当臭氧投加量高于2 mg/Ｌ时,臭氧氧化出水中BrO^-₃增加明显,氧化过程原水中Br^-浓度升高BrO^-₃生成量增大;生物活性炭对BrO^-₃的去除率平均仅为13%,且波动较大.与常规处理相比,臭氧-生物活性炭处理后各类THMs均有减少,总量减少40%;但氯量和Br^-对溴代副产物影响大,主要为CHBr₃生成量增加.     

污水中溶解性有机物组分特性及其氯消毒副产物生成潜能

以城市污水厂二级出水为研究对象,采用大孔吸附树脂将污水中溶解性有机物分离成亲水性物质、疏水酸性物质、疏水中性物质和疏水碱性物质4个组分,分析了各组分的有机物特性、三维荧光光谱特征和氯消毒副产物生成潜能.结果表明,亲水性物质和疏水酸性物质分别占水样中溶解性有机碳的33%和30%,其中亲水性物质相对含有较多的生物源腐殖质类物质,疏水酸性物质相对含有更多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物类物质.氯消毒后,亲水性物质的三卤甲烷生成潜能分别为630.4μg.L-1,占污水三卤甲烷生成潜能的73.7%.亲水性物质和疏水酸性物质的卤乙酸生成潜能分别为644.6μg.L-1和123.2μg.L-1,是污水氯消毒副产物的主要前体物.     

A field study of advanced municipal wastewater treatment technology for artificial groundwater recharge

Field studies were conducted to investigate the advanced treatment of the municipal secondary effluent and a subsequent artificial groundwater recharge at Gaobeidian Wastewater Treatment Plant, Beijing. To improve the secondary effluent quality, the combined process of powdered activated carbon adsorption, flocculation and rapid sand filtration was applied, which could remove about 400 dissolved organic carbon （DOC） and 70% adsorbable organic halogens. The results of liquid size exclusion chromatography indicate that in the adsorption unit the removed organic fraction was mainly low molecular weight compounds. The fractions removed by the flocculation unit were polysaccharides and high molecular weight compounds. The retention of water in summer in the open recharge basins resulted in a growth of algae. Consequently, DOC increased in the polysaccharide and high molecular weight humic substances fraction. The majority of the DOC removal during soil passage took place in the unsaturated area. A limited reduction of DOC was observed in the aquifer zone.     

引滦水中天然有机化合物的形态及紫外吸收特征

用改进的Leenheer法将引滦水中的天然有机化合物分离为悬浮态和溶解态两大类,后者又分离成憎水有机物、腐殖酸类、强阴离子化合物和其它亲水化合物4种。溶解态有机物含量在4—5mgC/L之间,其中半数左右为腐殖酸类,其紫外吸收强度远在其它形态之上。非极性憎水有机物在5％以下。     

Effect of different molecular weight organic components on the increase of microbial growth potential of secondary effluent by ozonation

Ozonation has been widely applied in advanced wastewater treatment. In this study, the effect of ozonation on assimilable organic carbon （AOC） levels in secondary effluents was investigated, and AOC variation of different molecular weight （MW） organic components was analyzed. Although the removal efflciencies were 47%-76% and 94%-100% for UV2s4 and color at ozone dosage of 10 mg/L, dissolved organic carbon （DOC） in secondary effluents was hardly removed by ozonation. The AOC levels increased by 70%-780% at an ozone dosage range of 1-10 mg/L. AOC increased significantly in the instantaneous ozone demand phase, and the increase in AOC was correlated to the decrease in UV254 during ozonation. The results of MW distribution showed that, ozonation led to the transformation of larger molecules into smaller ones, but the increase in low MW （〈1 kDa） fraction did not contribute much to AOC production. The change of high MW （〉100 kDa and 10-100 kDa） fractions itself during ozonation was the main reason for the increase of AOC levels. Furthermore, the oxidation of organic matters with high MWs （〉 100 kDa and 10-100 kDa） resulted in more AOC production than those with low MWs （1-10 kDa and 〈1 kDa）. The results indicated that removing large molecules in secondary effluents could limit the increase of AOC during ozonation.