浸没式平板膜净化屋面雨水研究

通过现场调查监测,掌握了上海市三种主要屋面材料的径流水质数据,针对景观和市政杂用的水质要求,本文分析了雨水径流中主要污染物的处理要求.采用孔径为0.08μm的浸没式平板膜对屋面雨水进行处理,取得了良好的效果,出水浊度＜0.5NTU,色度＜25度,CODcr＜20mg/L,总磷＜0.05mg/L,出水水质均达到相应的水质标准.在平板膜装置间歇运行的7个月里,膜通量由初始的113.6L/m2·h降至50.2L/m2·h,之后基本稳定,膜压差从0.02MPa缓慢增长至0.05MPa,之后运行基本稳定.通过海绵球擦洗,膜通量可以恢复到初始值的85%.     

重力驱动式微滤对屋面雨水处理效率研究

出水水质、能耗是雨水利用过程中的焦点问题。文章设计了一种实验室规模的重力驱动式膜滤系统,用来处理典型屋面雨水,考察了该工艺对浊度,SS,高锰酸盐指数,NH_3-N和UV_(254)的去除效果。结果表明,重力驱动式微滤膜对屋面雨水具备良好的去除效果,浊度和SS的去除率分别达到了81.5%～96.2%, 41.7%～69.8%。受限于微滤膜对小分子物质的低截留率,该工艺对高锰酸盐指数,NH_3~-N与UV_(254)的去除效果不如浊度与SS,去除率分别为16.7%～67.3%, 11.1%～57.9%与4.3%～45.7%,但出水依然能稳定达到城市杂用水水质标准。该工艺连续运行30 d无清洗,膜通量稳定在25～40 L/(m~2·h)。实验结果表明,单独采用这种简便、无能耗的重力驱动微滤工艺可以高效地处理雨水,对于以非饮用为目的的水处理以及分散供水具备经济适宜性。     

电-多相臭氧催化工艺深度处理焦化废水

本文采用新型电-多相臭氧催化（E-catazone）工艺深度处理焦化废水生化二级出水,开展工艺可行性研究.通过与O₃/TiO₂纳米花（TiO_2-NF）与O₃/TiO_2-NF/H₂O₂及单独电化学氧化工艺相比较,对E-catazone工艺技术优势及氧化机理进行探究.结果表明：在相同条件下（O₃浓度84mg/L）,电-多相臭氧催化获得的COD和TOC的去除率（分别为67.9%,50.0%）显著优于O₃/TiO_2-NF获得的去除率（25.8%,20.9%）,即便在O₃/TiO_2-NF体系中投加5g/L的H₂O₂以促进臭氧均相催化效果,但COD和TOC去除率也仅分别提高到63.6%,43.6%.     

电-多相臭氧催化工艺深度处理焦化废水

本文采用新型电-多相臭氧催化（E-catazone）工艺深度处理焦化废水生化二级出水,开展工艺可行性研究.通过与O₃/TiO₂纳米花（TiO_2-NF）与O₃/TiO_2-NF/H₂O₂及单独电化学氧化工艺相比较,对E-catazone工艺技术优势及氧化机理进行探究.结果表明：在相同条件下（O₃浓度84mg/L）,电-多相臭氧催化获得的COD和TOC的去除率（分别为67.9%,50.0%）显著优于O₃/TiO_2-NF获得的去除率（25.8%,20.9%）,即便在O₃/TiO_2-NF体系中投加5g/L的H₂O₂以促进臭氧均相催化效果,但COD和TOC去除率也仅分别提高到63.6%,43.6%.     

陶瓷膜组合工艺对自来水厂排泥水的处理效果

研究了陶瓷膜组合工艺对南方某自来水厂排泥水的净化处理效果,主要工艺单元包括混凝、臭氧氧化、超滤陶瓷膜与活性炭过滤,实现排泥水资源回收利用。采用规模为10 m3/d中试装置,陶瓷膜通量为100 L/（m2·h）,跨膜压差TMP<30 kPa。考察了组合工艺对浊度、色度、有机物（COD_Mn）、氨氮、土臭素（GSM）、二甲基三硫醚（DMTS）、2-甲基异莰醇（2-MIB）、药物和个人护理产品（PPCPs）和内分泌干扰物（EDCs）等污染物的去除效果。结果表明:经中试工艺处理后,出水指标均达到GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》。中试工艺对浊度、色度、COD_Mn和氨氮的平均去除率分别为99%、100%、75.9%和72.3%,对PPCPs、EDCs、DMTS和2-MIB的平均去除率分别为95.4%、78.3%、90.3%和100%,处理效果显著优于该自来水厂现有排泥水处理工艺。原位臭氧氧化还能够有效缓解膜污染。中试结果表明,臭氧/陶瓷膜和活性炭过滤组合工艺回收处理自来水厂排泥水在技术上稳定可行。     

序批式动态膜生物反应器工艺参数优化

采用序批式动态膜生物反应器处理模拟生活污水,讨论不同反应周期、处理水量及不同的好氧、厌氧时间比对污水的处理效果。结果表明：序批式动态膜生物反应器（SDMBR）在反应周期为6h,处理水量为18L时,COD,NH4^＋-N和TN平均去除率最高,分别达到92．0％,88．4％和70．9％,相同反应周期与处理水量条件下,好氧、厌氧时间比为4：2时,处理效果最佳,COD,NH4^＋-N和TN平均去除率分别达到90．0％和85．0％和69．0％;滤饼层对浊度有很好的去除效果,稳定运行时出水浊度可降至2NTU以下。     

两级动态膜反应器脱氮性能及微生物相互作用

动态膜对跨膜压差要求较低,在保证悬浮物去除效果同时对减少能耗有关键作用。同时,动态膜也可以保护用于低C/N污水脱氮的厌氧氨氧化菌（AMX）。在设置动态膜的A/O工艺中处理低C/N废水,将异养菌和自养菌在A和O池中进行分离,并在O池絮状污泥中富集好氧氨氧化菌（AOB）,生物膜上富集厌氧氨氧化菌（AMX）。反应器在C/N=1情况下,NH₃-N、TN和COD去除率分别为（91.2±7.5）%、（81.0±8.1）%和（86.4±7.5）%。COD主要在A池去除,TN主要在O池去除。重力驱动出水的动态膜运行效果良好,稳定运行下出水ρ（SS）为（12.2±4.5） mg/L。系统利用动态膜和生物膜实现了功能菌之间的空间分离,反硝化菌主要分布在A池（相对丰度约30%）,AOB主要分布在O池中悬浮污泥（相对丰度约5%）,而AMX富集在O池生物膜上（相对丰度>20%）。生态网络分析显示,微生物群落中的正相关关系比例均超过70%,保证了系统的良好性能。可见,PN/A、动态膜及A/O结合工艺可提高不同功能微生物协同作用,在低C/N污水脱氮方面有较好效果,具有良好应用前景。     

MBR-Fenton催化氧化组合工艺深度处理印染废水

针对印染废水含有难降解有机物,处理难度较高,仅通过生化处理难以实现达标排放的特点,对该废水先进行生化处理,经过膜生物反应器（membrane bio-reactor,MBR）系统出水,再采用三相Fenton催化氧化工艺对MBR出水进行处理。结果表明:生化段水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）为22h时,MBR出水COD平均值为100.3 mg/L;出水NH₃-N、TN、TP均达到GB 18918-2002《污水综合排放标准》一级A标准。调节MBR出水pH=3,H₂O₂投加量为200 mg/L,FeSO₄投加量为200 mg/L条件下,反应HRT为2 h,Fenton催化氧化工艺出水COD为28.1 mg/L,色度为10.8倍,此时Fenton工艺吨水成本为1.01元/t。对进出水的三维荧光分析显示,污水含有较难生化降解的类芳香蛋白质物质,但Fenton催化氧化后仍能被有效分解。从处理效果和处理成本上看,生化处理和Fenton催化氧化组合工艺适宜该印染废水的处理,可为工程应用提供一定的借鉴意义。     

悬浮填料投加对AnMBR性能及膜污染的影响

研究了悬浮填料投加对分置式厌氧膜生物反应器（AnMBR）的COD去除效果、污泥混合液特性及膜污染的影响。试验结果表明:在反应器有机负荷为2.09 kg/（m3·d）,污泥负荷为0.54 kg/（kg·d）,水力停留时间（HRT）为48 h,温度为（35±2）℃的条件下,与未投加悬浮填料阶段比较,投加填料后AnMBR的COD总去除率由96.6%提高至97.9%,甲烷产率提高16.0%。同时投加悬浮填料后AnMBR混合液污泥平均粒径增大,滤饼层阻力、总阻力、滤饼层阻力在总阻力中的占比较未投加悬浮填料时分别降低7.8、6.5和1.3百分点,溶解性胞外聚合物（SEPS）和结合性胞外聚合物（BEPS）浓度分别降低了20.5%和29.4%,跨膜压差（TMP）线性增长速率降低,膜污染速率明显减缓。因此,投加悬浮填料可在不增加能耗的情况下改善污泥混合液特性,起到强化AnMBR处理效果和控制膜污染的作用。     

生化＋2级过滤＋CIO2处理医院污水的工程实例

某医院采用生物法（接触氧化或膜生物反应器）、2级过滤、CIO2消毒处理污水。运行时采用生物接触氧化＋CIO2联合工艺,出水的主要污染指标满足《医疗机构水污染物排放标准》（CB18466—2005）的要求。系统同时提供了2套中水处理工艺：①生物接触氧化＋膜生物反应器＋CIO2消毒工艺;②生物接触氧化＋砂滤＋活性炭过滤＋CIO2消毒工艺。经过2工艺处理后,出水均可满足《城市杂用水水质标准））（GB／T18920—2002）的要求。工程的长期运行效果表明,该系统的污染物去除效率较高,出水水质稳定,且操作方式灵活,运行费用较低。     

电辅助膜生物反应器体系中Co纳米催化膜处理焦化废水研究

为探究电辅助膜生物反应器（electrical membrane bioreactor,EMBR）处理难降解有机废水的效果、产电性能及抗膜污染性能,以金属有机骨架化合物（metal-organic frameworks,MOFs）为前驱体,通过碳化制备具有高催化氧还原（oxygen reduction reaction,ORR）活性的负载Co纳米颗粒的氮掺杂碳催化剂（Co-NPs）,以碳纤维布作为基体组装Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,并构建催化膜耦合EMBR体系处理实际焦化废水.考察碳化温度、Co/N协同作用、N掺杂含量及形态对ORR活性的影响,探究了催化膜在EMBR体系中处理实际焦化废水的污染物去除效率、抗污染特性和产能效果.结果表明:①Co-NPs的ORR反应为4电子转移还原途径,还原产物为水.②Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜在微电场下保持稳定的高膜通量.催化膜污染在运行初期符合膜孔堵塞模型,后期表现为滤饼层污染模型控制,膜污染以滤饼层污染为主.微电场可以降低滤饼层比阻,能有效解决膜污染问题.③EMBR体系处理实际焦化废水,COD、TN、NH₄+-N和挥发酚的去除率分别为97.2%、43.8%、82.9%和99.8%.④系统最大产电功率密度为823.8 mW/m3,库仑效率为8.3%.研究显示,以MOFs为前驱体制备的Co-NPs纳米催化剂,以碳纤维布作为基体制备Co-NPs/PVDF碳纤维基催化膜,耦合EMBR体系在焦化废水处理过程中表现出了高效的污染物降解效率、能源转化效率,并且微电场环境可达到抗膜污染效果.      

某大型半地下式污水处理厂工艺设计特点分析

福田污水处理厂设计规模为40万m3/d,为国内首座设计的双层覆盖半地下式结构形式的污水厂,加盖二层顶部规划建设为市政公园,出水水质执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,泥饼含水率≤ 50%。对污水厂处理工艺的选择与设计、设计特点及新技术的应用等进行了介绍;针对进水SS高、脱氮任务重、污泥处理要求高的设计难点,污水预处理系统设置了初沉池,污水处理采用多点进水多段强化脱氮改良A2/O工艺,污泥处理采用"机械浓缩+板框深度脱水"工艺。项目建成后运行稳定,效果良好,出水水质优于设计标准。     

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.     

预涂膜工艺应用于超滤膜系统

为提高超滤膜系统对污水处理厂二级出水中有机物和TN的去除效果,并降低超滤膜污染速率,改善超滤膜性能,分析了沸石粉、硅藻土2种预涂膜工艺在超滤膜系统中的应用效果. 结果表明:沸石粉/超滤工艺对超滤膜系统的膜通量恢复良好,反冲洗后能恢复到原来的膜通量;而硅藻土/超滤工艺中膜通量较初期下降0.01 L/(m2·h),对照组下降0.04 L/(m2·h). 沸石粉/超滤工艺对污水处理厂二级出水中COD_Cr、UV₂₅₄和TN的去除率分别为17.5%、13.5%和11.7%,相比对照组均有较大程度提高. 通过电镜扫描分析发现,沸石粉能够在超滤膜表面有效形成一层保护膜,降低有机物在膜表面的沉积,保障膜系统的高效率及长期稳定运行. 通过比较各实际运行工况效果并进行筛选,确定沸石粉为预涂膜工艺的最佳材料.      

高有机负荷冲击对填料型MBR运行性能的影响

针对分散式农村生活污水有机负荷变化明显的特点,研究了填料型厌氧-缺氧-好氧膜生物反应器（A²O-MBR）抗高有机负荷的能力,考察了高有机负荷冲击对污染物去除效果、悬浮和附着污泥性质以及膜污染的影响.结果表明,高负荷冲击期间污染物去除稳定,氨氮去除率在冲击第3d从99.1%下降到78.5%,出水氨氮浓度高于5mg/L,随后去除率恢复至97.6%;悬浮和附着微生物的三磷酸腺苷（ATP）含量增加;附着生物量显著增加;细胞外聚合物（EPS）增加;高有机负荷冲击期间膜污染更严重,膜面污染层EPS含量显著增加;太阳能微动力A²O-MBR系统能减少10%的碳排放.     

粗放型绿色屋顶基质层对降雨出流水质影响

为研究粗放型绿色屋顶基质层对雨水出流N、P、COD和SS淋失的影响,根据华中地区降雨强度和水质实际情况,构建了3种不同基材配方的绿色屋顶基质层,在9场模拟暴雨下进行绿色屋顶的基质出流水质监测。结果表明:本试验各绿色屋顶设施对TN、NH₄+-N、NO₃--N和SS都有较好的削减作用,但对TP和PO₄3--P淋失现象明显,绿色屋顶的出流中以颗粒态P和溶解态N为主;去除出流中SS,对净化COD效果显著;生物炭的添加对出流污染物有明显的控制作用,能有效缓解降雨初期污染物浓度高的问题,同时能显著增加植物地上部生物量;厚度为5 cm的绿色屋顶出流水中N和COD较10 cm厚度低,但其SS出流平均浓度偏高,且植物后期不能维持良好的长势。粗放型绿色屋顶设施运行稳定后截污效应良好,具有较高的可行性和广阔的应用前景。     

Particle properties in granular activated carbon filter during drinking water treatment

The elemental composition and bacteria attached in particles were investigated during granular activated carbon (GAC) filtration.The experimental results showed that trapped influent particles could form new,larger particles on GAC surface.The sloughing of individuals off GAC surface caused an increase in effluent particles in the size range from 5 to 25 μm.The selectivity for element removal in GAC filters caused an increasing proportion of metallic elements in the effluent particles.The distribution of molar ratio indicated a complicated composition for large particles,involving organic and inorganic substances.The organic proportion accounted for 40% of total carbon attached to the particles.Compared with dissolved carbon,there was potential for the formation of trihalomethanes by organic carbon attached to particles,especially for those with size larger than 10 μm.The pure carbon energy spectrum was found only in the GAC effluent and the size distribution of carbon fines was mainly above 10 μm.The larger carbon fines provided more space for bacterial colonization and stronger protection for attached bacteria against disinfection.The residual attached bacteria after chorine disinfection was increased to 10 2-10 3 CFU/mL within 24 hours at 25°C.     

曝气生物滤池处理生活污水的试验研究

对升流式二级曝气生物滤池去除COD和NHs—N的效果进行了试验研究,并在各个阶段对比中找出最优的运行工况,从而达到节约能源,降低运行成本的目的。通过试验对水力负荷、有机负荷、气水比等参数的变化对去除COD和NH3-N效果的影响。研究结果表明,在进水水力负荷为1～4m3／m^2·h、有机负荷为4-13kgCOD／ms·d及气水比1：1～3：1的工艺条件下,COD和NH3-N的出水水质均能满足杂用水需要。     

Transfer and transport of aluminum in filtration unit

Aluminum salt coagulants were used prevalently in various water works.In this article,the effects of filtration on residual aluminum concentration and species distribution were researched by determining the concentration of diiferent aluminum species before and after single layer filter,double layer filter,and membrane filtration units.In the research,size exclusion chromatography(SEC)was used to separate colloidal and soluble aluminum,ion exchange chromatography(IEC)was used to separate organic and inorganic aluminum, and inductivity coupled plasma-atomic emission spectrometry(ICP-AES)was used to determine the aluminum concentration.The results showed that the rapid filtration process had the ability of removing residual aluminum from coagulant effluent water,and that double layer filtration was more effective in residual aluminum removal than single layer filtration,while nano filtration was more effective than micro filtration.It was found that when the residual aluminum concentration was below 1mg/L in sediment effluent,the residual aluminum concentration in treated water was above 0.2 mg/L.The direct rapid filtration process mainly removed the suspended aluminum.The removal of soluble and colloidal aluminum was always less than 10% and the natural small particles that adsorbed the amount of soluble or small particles aluminum on their surface were difficult to be removed in this process.Micro filtration and nano filtration were good technologies for removing aluminum;the residual aluminum concentration in the effluent was less than 0.05 mg/L.     

Removal of nitrogen and phosphorus in a combined A2/O-BAF system with a short aerobic SRT

A bench-scale anaerobic/anoxic/aerobic process-biological aerated filter （A^2/O-BAF） combined system was carded out to treat wastewater with lower C/N and C/P ratios. The A^2/O process was operated in a short aerobic sludge retention time （SRT） for organic pollutants and phosphorus removal, and denitrification. The subsequent BAF process was mainly used for nitrification. The BAF effluent was partially returned to anoxic zone of the A^2/O process to provide electron acceptors for denitrification and anoxic P uptake. This unique system formed an environment for reproducing the denitdfying phosphate-accumulating organisms （DPAOs）. The ratio of DPAOs to phosphorus accumulating organisms （PAOs） could be maintained at 28% by optimizing the organic loads in the anaerobic zone and the nitrate loads into the anoxic zone in the A^2/O process. The aerobic phosphorus over-uptake and discharge of excess activated sludge was the main mechanism of phosphorus removal in the combined system. The aerobic SRT of the A^2/O process should meet the demands for the development of aerobic PAOs and the restraint on the nitrifiers growth, and the contact time in the aerobic zone of the A^2/O process should be longer than 30 min, which ensured efficient phosphorus removal in the combined system. The adequate BAF effluent return rates should be controlled with 1--4 mg/L nitrate nitrogen in the anoxic zone effluent of A^2/O process to achieve the optimal nitrogen and phosphorus removal efficiencies.