强化混凝对二级处理出水中溶解性有机物特性的影响

以沈阳市B污水处理厂二级处理出水为研究对象,采用FeCl3.6H2O作为混凝剂,研究了强化混凝对二级处理出水中溶解性有机物(DOM)的卤代活性和荧光特性的影响.按照DOM在XAD树脂上的吸附特性将其分为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(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,强化混凝(混凝剂投加量为80mg.L-1,pH=5.00)对DOC的去除率为55.3%.强化混凝对HPO-A的去除率最高,而对HPI的去除率最低.强化混凝后,HPO-N的三卤甲烷生成活性(STHMFP)上升,而其他4种DOM组分的STHMFP下降.强化混凝能够有效去除类富里酸荧光物质和具有高环数和高聚合度的稠环类芳香性荧光物质.强化混凝对DOM组分的去除率和DOM组分的荧光强度下降率的相关性不显著.     

发酵制药废水二级出水中溶解性有机物特性分析

溶解性有机物（DOM）是发酵制药废水二级生化尾水深度处理工艺的主要去除对象,深入解析废水中DOM的特性是将其有效去除的前提和关键.本研究采集氨基酸类、头孢类、抗生素类、维生素类、阿维菌素类5种发酵制药废水二级出水,通过XAD-8树脂亲疏水性分离、凝胶色谱分子量分级、傅里叶变换红外光谱和三维荧光表征对二级出水中的DOM进行特性分析.结果表明,5种发酵制药废水二级出水的盐度和色度高,废水中有机物浓度高、波动大（48.60~245.40 mg·L^-1）.DOM大多数以疏水性组分为主,分子量分布广泛（210~10000 Da）.二级出水DOM均含有大量的不饱和双键、苯环结构,同时含有—OH、—NH₂和C=O等发色团和助色基团,造成废水色度较高.通过对发酵制药废水二级出水进行EEM-PARAFAC分析确定了4种荧光组分特征峰,包括3种腐殖质类（C1、C3、C4）和1种类蛋白类组分（C2）.发酵制药废水二级出水中DOM主要是以类腐殖质有机物为主（C1、C3）.全方面识别和解析发酵制药废水DOM的组成,可为废水深度处理工艺的优化提供指导.     

制药废水混凝条件优化和荧光性DOM的去除

利用化学混凝法对高COD和高浊度的制药废水进行预处理。首先,比较了硫酸铝(AS)、氯化铝(AC)、氯化铁(FC)、聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铁(PFC)对制药废水中污染物的去除效果,确定了最佳混凝剂(PAC)及其最优混凝条件;其次,研究了PAM对PAC混凝效果的影响。结果表明:当初始pH为9.0、慢搅拌速度和时间分别为60r/min和15min时,150mg/L PAC和6.0mg/L PAM配合使用对制药废水的混凝效果最佳,此时COD、TN、TP和浊度的去除率分别达到13.6%、76.7%、85.1%和96.0%;制药废水原水中主要含有芳香族类蛋白质、类富里酸和溶解性微生物分泌物3类荧光性物质,混凝剂种类对其去除效果影响较大,其中PAC效果最佳,且PAM可强化PAC混凝对荧光物质的去除。     

混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响

选用2种无机高分子混凝剂聚合氯化铁(PFC)和聚合氯化铝(PAC)处理黄河水,考察了混凝剂的投加量对浊度、UV254、DOC和高锰酸盐指数的去除效果,并结合混凝出水的Zeta电位分析其混凝机制.选择粉末活性炭与混凝联用,研究了混凝剂和吸附剂投加量以及二者的投加顺序对有机物去除效果的影响,并对混凝吸附后出水进行加氯消毒,考察水中残余氯随时间的变化.结果表明,2种混凝剂均有较高的浊度去除率(﹥90%).PAC对UV254、高锰酸盐指数和DOC的去除率分别为29.2%、26.1%和27.9%;PFC对三者的去除率分别为32.3%、23.3%和32.9%.PAC在混凝过程中,电中和作用占主导地位;PFC在混凝过程中,吸附架桥和电中和同时发挥作用.混凝-吸附联用处理黄河水样时,有机物的去除率随混凝剂和吸附剂投加量的增加而升高.先混凝后吸附工艺对UV254和DOC的去除效果优于先吸附后混凝工艺.先使用PAC混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为95.2%和99.9%;对于PFC,先混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为90.1%和99.9%.但是先投加粉末活性炭能提高矾花的沉降性能,且处理出水在保持持续消毒效果方面优于前者.     

二次混凝+沉淀工艺处理高岩粉矿井水试验研究

针对河北某矿矿井水岩粉含量较高(原水浊度为340 NTU)、预沉后水质发白等问题,采用二次混凝+沉淀工艺进行处理,研究了混凝剂、助凝剂、投加方式与投加量对处理效果的影响。结果表明:最佳混凝剂为PAC,最佳助凝剂为阴离子型PAM;最佳投加方式为一次混凝投加100mg/L PAC、二次混凝投加20 mg/L PAC与0.6 mg/L PAM,这一加药条件下的沉淀出水浊度为4.6 NTU,浊度去除率达到98.7%,PAC投加量较一次混凝沉淀减少29.4%;采用二次混凝+沉淀工艺能减少药剂投加量并提高悬浮物去除效率。     

基于EEM-PARAFAC解析厌氧生物滤池对城市污染河流中DOM的转化特性

为探究厌氧生物滤池(AF)处理城市污染河流的最佳工况和运行效能,以新河河水为研究对象,运用三维荧光光谱结合平行因子法(EEM-PARAFAC),研究AF中试试验系统在不同水力停留时间(HRT)及温度条件下对溶解性有机物(DOM)的转化特性. 结果表明:①河水中DOM主要包含3种荧光组分,其中,C1为类腐殖质物质,C2为类蛋白物质,C3为类腐殖质物质,类蛋白和类腐殖质物质平均占比分别为53.45%和46.55%. ②AF运行稳定后COD平均去除率为30.75%,出水UV₂₅₄降低19.80%;荧光组分分析表明,DOM的降低主要归因于C2和C3的有效转化,且提高温度和HRT有助于DOM的进一步降低. ③UV₂₅₄和<10 kDa的DOM沿程逐步减小,3~10 kDa和<3 kDa的DOM去除率分别为64.29%和22.81%;沿程出水三维荧光光谱显示,AF前端微生物活性较高,C1和C3变化较小,C2先升高后逐步下降,最终出水DOM总荧光强度出现明显的降低,表明AF第1级滤层是DOM去除和转化的主要区域. 研究显示,常温且HRT=24 h工况下,AF能够在一定程度上将难降解有机物转化为易降解有机物,有效去除城市污染河流中的DOM,可作为处理城市污染河流的潜在预处理手段.      

污水厂深度处理过程中有机物三维荧光光谱的平行因子分析研究

基于三维荧光光谱考察了污水厂深度处理过程中溶解性有机物(DOM)的荧光组分特征,结合平行因子分析(PARAFAC)解析出3个荧光组分,包括2个腐殖质类物质(C1、C3)和1个色氨酸类蛋白物质(C2).臭氧工艺对组分C1、C2、C3去除率分别为69.1%、71.5%和66.5%,表明臭氧对DOM有较好去除效果.三维荧光光谱结合PARAFAC分析能够较好反映水中DOM的去除情况,有利于污水处理效果的定性分析、定量评价,易于实时在线监测.     

革基布废水的混凝沉淀实验研究

根据某革基布企业废水的水质情况,研究了用投加混凝剂处理该废水的方法,探讨了不同混凝剂、混凝剂的投放量和混凝pH值对COD去除率的影响.实验表明,一级混凝沉淀时,FeSO4的最佳投加量为1.4g/L,最佳pH在11.5,而 PFS (聚合硫酸铁)的最佳投加量则为2.0g/L,适合的混凝pH＞5;二级混凝沉淀时,Al2(SO4)3的最佳投加量为1.332g/L,而PAC(聚合氯化铝)的最佳投加量则为0.3g/L.     

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。     

混凝法处理二次纤维废水的研究

研究了混凝法处理二次废水的效果。利用正交实验确定混凝剂种类、混凝剂投加量、助凝剂投加量、 pH四因素的影响;结果表明,混凝剂种类、投药量、助凝剂均为影响脱墨废水混凝效果的关键因素, PAC去除效果最好,混凝剂PAC投加量200mg/L,助凝剂PAM投加量3mg/L。     

Insight into removal of dissolved organic matter in post pharmaceutical wastewater by coagulation-UV/H2O2

The removal of four dissolved organic matter (DOM) fractions, non-acid hydrophobics, hydrophobic acids, hydrophilics and transphilics, was achieved by coagulation-UV/H₂O₂ oxidation in post-pharmaceutical wastewater (PhWW). Coagulation with Polyferric chloride (PFC), Polymeric ferric sulfate (PFS) and Polymeric aluminum ferric chloride (PAFC) was studied separately to evaluate the effects of the initial pH and coagulant dosage. The coagulation-UV/H₂O₂ oxidation method resulted in much higher reduction rates for dissolved organic carbon (DOC) (by 75%) and UV₂₅₄ (by 92%) than coagulation or UV/H₂O₂ oxidation alone. The proportion of non-acid hydrophobics, hydrophobic acids, transphilics and hydrophilics removed by coagulation was 54%, 49%, 27% and 12 %, while the combined treatment removed 92%, 87%, 70% and 39%, respectively. Parallel factor analysis (PARAFAC) of fluorescence measurements revealed that the humic-like fluorescent component C4 showed the highest removal (by 44%) during the coagulation stage. After coagulation-UV/H₂O₂ treatment, the humic-like fluorescent component C3 had the highest removal (by 72%), whereas xenobiotic organic fluorescent components C1 and C4 remained recalcitrant to decomposition. Significant correlations (R² > 0.8) between C1 and the hydrophobic acids and non-acid hydrophobics suggested the possibility of using fluorescence spectroscopy as an effective tool to assess variations in DOM fraction treatment efficacy in coagulation-UV/H₂O₂ systems. After the combined treatment, toxic inhibition of cellular activity by post PhWW decreased from 88% to 47% and biodegradability increased from 0.1 to 0.52.     

牛仔布生产浆染废水混凝预处理试验

选用FeSO4和PAC（聚合氯化铝）两种絮凝剂,对浆染废水进行烧杯混凝试验,在此基础上考察了实际工程处理效果。结果表明,FeS04和PAC对浆染废水COD去除率和脱色率分别可达74．2％、68．1％和92．4％、87．8％。实际运行结果也显示,FeSO4和PAC均可作为浆染废水混凝预处理絮凝剂,其中FeSO4的混凝效果优于PAC,处理后出水pH和COD值满足厌氧酸化池微生物生长需要和负荷要求。     

牛粪发酵沼液DOM与Fe (III)离子络合机制研究

采用荧光光谱、红外光谱、平行因子（PARAFAC）分析及二维相关光谱（2D-COS）分析来解释Fe （III）与牛粪发酵DOM的络合异质性及机制.结果表明,PAFAFAC能够识别6个荧光组分,包括类蛋白（C2）、类富里酸（C1）、类腐殖酸（C4、C5）、类蛋白与类富里酸和类腐殖酸结合的荧光组分（C3、C6）.2D-SYS-COS分析仅能识别类蛋白和类富里酸荧光物质,DOM中类蛋白荧光为主要的荧光组分.2D-COS分析表明,在334nm处的类富里酸荧光组分优先与Fe （III）离子发生络合作用,络合次序为334nm→306nm.DOM中能够优先与Fe （III）发生络合作用的为仲铵盐-NH₂基团,各官能团组分与Fe （III）发生络合作用次序为2265→2771→1528→1310→1805→1479cm^-1.双对数模型计算结果表明牛粪发酵沼液DOM能够与Fe （III）形成高化学稳定性的络合物,其络合常数在4.34~7.03之间,研究结果能够为沼液施用土壤金属离子的形态分布和迁移转化提供理论指导.     

东江流域主要支流溶解性有机质污染特征初探

溶解性有机质（DOM）是天然水体的重要组成部分,其组分构成及含量能够反映河流污染特征。研究利用三维荧光光谱技术对2014年3—4月东江流域8条一级支流下游DOM的荧光组分进行分析。通过寻峰法和平行因子分析（PARAFAC）识别出两种类腐殖质组分（Peak A和Peak B）和两种类蛋白质组分（Peak C和Peak D）;并结合常规水质指标,探索各支流的主要污染源,为东江流域水质管理提供科学依据。结果表明：1)东江流域淡水河和石马河两种类蛋白质显著高于其他支流,两种类腐殖质出现缺失现象。2）8条支流样点的DOM中,Peak C、Peak D与各常规水质参数相关性显著,说明东江流域DOM能够较好地反映水质情况。3）东江流域中上游支流自然生境良好,受到人为活动影响强度低。中游支流受农业及工业的双重污染,类腐殖质及类蛋白质的含量较上游河流有显著增加。下游支流受人为活动影响剧烈,河岸带自然生境破坏严重,河岸固化,使得类腐殖质缺失;工业废水及生活污水大量排放,类蛋白质含量显著上升。4）与国内外其他河流相比,东江流域各支流、珠江干流广州河段及河口、辽河流域太子河均呈现以类蛋白质为主要组分,与长江流域以及国外河流存在显著差异,说明东江流域人类产生的有机污染严重,亟须治理。     

Degradation of dissolved organic matter in effluent of municipal wastewater plant by a combined tidal and subsurface flow constructed wetland

Dissolved organic matter (DOM) is an important constituent of wastewater treatment plant (WWTP) effluent. A novel combined tidal and subsurface flow constructed wetland (TF-SSF-CW) of 90 L was constructed for a ten-month trial of advanced treatment of the WWTP effluent. Excitation emission matrix (EEM) fluorescence spectroscopy, parallel factor (PARAFAC) analysis and a two end-member mixing model were employed to characterize the composition and removal process of the effluent DOM (EfOM) from the WWTP. The results showed that the TF-SSF-CW performed an efficient EfOM removal with dissolved organic carbon (DOC) removal rate of 88% and dissolved organic nitrogen (DON) removal rate of 91%. Further analysis demonstrated that the EfOM consisted mainly of two protein moieties and two humic-like groups; protein moieties (76%) constituted the main content of EfOM in raw water and humic-like groups (57%) became the dominating contributor after treatment. The EfOM from the WWTP was mainly of aquatic bacterial origin and evolved to a higher proportion of terrigenous origin with higher humification in the TF-SSF-CW effluent. A common controlling treatment-related factor for determining the concentrations of the same kind of substances (protein groups or humic-like groups) was revealed to exist, and the ratio of removal rates between the same substances in treatment was calculated. Our study demonstrates that the TF-SSF-CW can be a novel and effective treatment method for the EfOM from WWTPs, and is helpful for understanding of the character of EfOM in wetland treatment.     

不同淹水环境下湖泊沉积物DOM的特征与来源

为揭示水位的空间差异对于湖泊沉积物溶解性有机质（DOM）特性的影响与作用途径,采用紫外可见光谱（UV-Vis）和三维荧光光谱结合平行因子分析（EEM-PARAFAC）,探究东洞庭湖不同淹水环境对沉积物DOM的组成与来源的影响.结果表明,DOM中类蛋白组分［类色氨酸C2与类酪氨酸C3,（72.95±8.94）%］高于类腐殖酸组分［C1,（27.05±8.94）%］.季节淹水下DOM具有更高的类蛋白组分和更低的类腐殖酸组分,而常年淹水下的DOM芳香性（SUVA₂₅₄）与疏水组分（SUVA₂₆₀）更高,在空间上表现为：湖中段>入湖段>出湖段,更有利于污染物迁移.通过对荧光参数FI （1.93）、BIX （0.91）和HIX （1.57）的计算发现,沉积物DOM具有内源为主和陆源较弱的混合特征.这可能受到人为输入与沉积物特性影响,季节淹水区沉积物裸露增强污水排放的直接作用,且黏粒和总氮（TN）含量与FI呈显著正相关,说明沉积物高营养成分和黏粒含量影响DOM的内源成分（FI>1.9）;而常年淹水区具有外来径流输入,pH和C/N与HIX和C1呈显著正相关,说明沉积物DOM由于常年淹水的碱性环境（pH>7.5）和径流输入比季节淹水区具有更高的陆源成分（HIX=1.38±0.57）.上述结果有助于揭示湖泊水文与人类活动过程中沉积物DOM对水质与污染响应的相关理论,为沉积物污染防治提供科学依据.     

Occurrence, polarity and bioavailability of dissolved organic matter in the Huangpu River, China

Dissolved organic matter （DOM） plays an important role in biogeochemical cycles in aquatic ecosystem. To investigate the characteristics of DOM in Huangpu River {the last tributary of the Yangtze River）, surface water samples were collected along the river from December 2011 to June, 2013. The concentrations of dissolved organic carbon （DOC）, the absorbance and fluorescence spectrum of DOM in water samples were measured. Fluorescent DOM in the Huangpu River was decomposed into four components by the parallel factor analysis （PARAFAC）, including one humic-like substance and three protein-like substances. It showed that high spatial variability of DOC concentration was observed in the upstream water compared to the downstream water, and so did the absorbance coefficients of chromophoric dissolved organic matter and the total fluorescence intensities of different PARAFAC components of DOM. Furthermore, there was a large difference between the polarity and bioavailability of DOM in the Huangpu River. Polar compounds dominated tyrosine-like component of fluorescent DOM in all seasons. Tryptophan-like and humic-like substances had more polar fraction in summer and autumn than those in winter, while aromatic protein-like materials had the highest polar fraction in winter. Almost all of fluorescent DOM components were refractory in spring, while less than 20% of fluorescent DOM in average were biodegradable within 4 weeks in other seasons. We concluded that the spatial variation in the abundance of DOM in the Huangpu River is mainly affected by the water discharges from the Hangjiahu Plain and the seasonal difference in polarity and bioavailability of DOM is largely determined by its origins.     

膜-生物反应器中溶解性有机物的三维荧光分析

采用三维荧光技术研究了膜-生物反应器(MBR)处理生活污水过程及膜污染物中溶解性有机物(DOM)的变化,并与传统的厌氧/缺氧/好氧(AAO)活性污泥工艺进行了对比.结果表明,生活污水DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经MBR处理后,荧光峰的强度降低了16%~35%,同时类蛋白质的结构也发生了变化.与好氧段滤液相比,溶解性膜污染物中类腐殖质含量较低,主要的荧光物质为分子量较小、共轭性较弱的类蛋白质.AAO工艺中厌氧段加强了对荧光峰A和C的去除,处理过程中类蛋白质结构的变化与MBR工艺有显著不同.     

地下水中溶解性有机物的季节变化特征及成因

为阐明地下水中溶解性有机物(DOM)的分布特征与环境效应,联合三维荧光光谱、平行因子分析及主成分分析,研究了地下水中DOM的来源及随季节和空间变化特征,探究了地下水DOM组成对无机盐分布的影响.结果显示,地下水DOM主要来自微生物源,可鉴别出4种荧光组分,4种组分中,组分1和3为类蛋白组分,组分2和4属于类腐殖质组分.类蛋白组分来源差异较大,组成不稳定,其含量随季节变化明显,春冬季含量低而夏秋季含量高;类腐殖质组分来源相似,组成稳定,随季节变化小.两类荧光组分,尤其是类蛋白组分,是地下水氨氮的主要来源,可以影响地下水pH值.结果表明,三维荧光光谱结合平行因子和主成分分析,可以解析地下水中有机物的组成特征和季节变化规律.