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.     

紫外/氯耦合技术降解环丙沙星的研究

污水处理厂出水残留的氟喹诺酮类抗生素对水环境造成生态安全风险,本文采用紫外/氯耦合技术氧化降解水中环丙沙星(CIP)。研究表明,紫外/氯耦合技术在6min时就能完全去除CIP,CIP初始浓度、氯投加浓度、pH值、水中阴离子和天然有机物对紫外/氯有很明显的影响。紫外/氯能有效控制三氯甲烷的生成量,提高水质安全。     

基于PARAFAC分析的二级出水DOM臭氧化特性研究

基于三维荧光平行因子分析(PARAFAC analysis),对污水处理厂二级出水溶解性有机物(DOM)在不同臭氧投加量下的反应特性进行了研究,PARAFAC分析确定了污水厂二级出水中共有3个荧光组分,其中组分1为蛋白质类物质,组分2和3为腐殖质类物质.当臭氧为0.98mgO3/mgTOC时,3个组分中的荧光基团均可以和臭氧发生比较彻底的反应.线性回归分析表明,臭氧与组分1和组分2中荧光基团的反应可以很好地解释臭氧化对色度、UV254、UV280的去除.HPLC-SEC的结果进一步验证了PARAFAC的分析结果.同时,对于蛋白类物质组分1而言,臭氧主要和其中小分子物质的荧光基团发生反应,与其大分子物质几乎不发生反应.     

污水处理厂中溶解性有机硫的浓度分布和分子转化特征

溶解性有机硫（DOS）是市政污水中溶解性有机物的重要组成成分,污水处理厂出水 DOS对受纳水体中重金属的迁移转化与生物有效性以及污水回用与深度处理具有重要影响,然而目前缺乏对污水处理过程中 DOS浓度和转化特征的认识 .采用高分辨率等离子体质谱（HR-ICP-MS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）考察了 DOS在某实际污水处理厂（厌氧/缺氧/好氧+混凝沉淀+反硝化滤池+次氯酸钠消毒）中的沿程浓度分布和分子转化特征 .结果表明,污水处理过程中的 DOS平均浓度为 42.2～167.9 μg·L^-1,是受纳水体中 DOS的重要来源;混凝沉淀 池 对 DOS 的 平 均 去 除 贡 献 率 最 高（101.4%）,其 次 为 厌 氧 池（65.0%）,而 好 氧 池 和 反 硝 化 滤 池 对 DOS 的 平 均 去 除 贡 献 率 分 别为-53.1% 和-56.7%;厌氧池主要去除 CHOS 类物质,并将不饱和脂肪类 CHOS 类物质转化成高度不饱和 CHOS 类物质,同时产生高分子量的CHONS（P）类物质;多肽类 CHONS（P）类物质在好氧池...     

臭氧氧化二级出水有机物可生化性研究

通过臭氧氧化北京3个典型城市污水处理厂二级出水,考察臭氧对二级出水有机物可生化性的提高作用.采用批量试验方法,通过调整臭氧投加时间控制臭氧投加浓度为2、4、6、8、10 mg/L.结果表明,UV254与比紫外消光度SUVA(UV254/DOC)随臭氧投加量而降低,臭氧投加量为6 mg/L时,UV254与SUVA分别降低54.4%与56.6%以上;BOD5/COD、BDOC与BDOC/DOC分别提高30%、360%与360%以上,表明适当的臭氧投加量可提高二级出水难降解有机物的可生化性;三维荧光指纹光谱分析臭氧氧化前后二级出水中有机物的变化规律,表明该污水处理厂二级出水的荧光有机物主要为芳香族蛋白类物质和腐殖质类物质,臭氧可显著去除该类有机物.     

污水厂二级出水溶解性有机物臭氧化特性研究

采用液相色谱荧光检测器将三维荧光图谱与凝胶色谱分子量分布相结合,对污水处理厂二级出水溶解性有机物(EfOM)的臭氧化反应特性进行了研究.结果表明臭氧会使得二级出水溶解性有机物三维荧光强度明显降低.HPLC-SEC的结果表明臭氧不会改变腐殖质类物质的分子量分布,但臭氧会与小分子蛋白类物质发生反应.根据制备液相的分析结果,小分子蛋白类物质中含有大量苯环及其他共轭结果物质,因此臭氧会优先与小分子蛋白类物质发生反应.同时,XPS分析结果表明臭氧在低投加量下就会与苯环结构反应,提高脂肪类饱和有机物含量,随着投加量进一步升高,含氧官能团(羰基,羧基)数量有所升高.     

去除煤矿生活污水二级生化处理出水中NH3-N的试验研究

采用间歇式静态杯罐试验方法,对残余NH3-N浓度5～15mg/L的某煤矿生活污水二级生化处理出水进行了次氯酸钠氧化法去除研究,考察了不同的次氯酸钠溶液投加量和不同反应时间等因素对NH3-N去除效果的影响,研究了反应期间pH的变化情况。试验结果表明,次氯酸钠氧化法可以有效地去除残余NH3-N,对于本试验中的某煤矿生活污水二级生化处理出水,在最佳次氯酸钠投药量为0.1%（Vcl/VH2O）,最佳反应时间在30～50min,其对NH3-N去除率为65.3%,经过氧化处理后,其水质可以达到工业循环冷却水处理设计规范（GB50050-2007）中对NH3-N≤5mg/L的要求。     

污水氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物变化的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱（3DEEM）技术对污水在氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物（DOM）的变化进行了初步解析.结果表明,与饮用水、地表水等不同,生物处理出水含有较多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物,且其中的腐殖质主要为生物源,芳香性较弱.在氯和二氧化氯消毒后,污水DOM中的芳香族蛋白质和微生物代谢产物类物质的荧光峰发生蓝移,即峰值的激发或发射波长减少了几个nm,这可能由芳香环结构的破坏引起;而腐殖质类物质的荧光峰发生红移,即峰值的激发或发射波长增加了几个到二十几个nm,此现象与地表水相反,可能与腐殖质的来源不同有关.与遗传毒性的变化类似,氨氮对水样氯消毒后的荧光变化有明显影响,但对二氧化氯消毒后的荧光变化无明显影响.     

氯消毒中有机防晒剂BP9的去除转化与风险评价

对典型有机防晒剂二苯甲酮-9（BP9）在氯消毒过程中的氧化反应进行研究,考察BP9初始浓度、余氯初始浓度、溶液pH值和氨氮浓度对反应的影响,探究BP9氯氧化降解机理,评估其生态风险.结果表明,在BP9初始浓度5mg/L、余氯初始浓度5mg/L的条件下,90s内BP9去除率达到91.3%,符合准一级反应动力学.降解速率常数随着BP9初始浓度及氨氮浓度增加而减小,随余氯初始浓度增大而增大,中性条件下有利于BP9氯氧化反应.基于HPLC-MS/MS和GC-MS解析出7种中间产物,提出可能降解路径.发光细菌毒性分析和ECOSAR预测均表明,BP9氯氧化反应生成了比母物质毒性更高的中间产物,对饮用水水质安全造成潜在风险.     

真空紫外/氯处理饮用水典型致嗅物质

为有效去除常规水处理工艺难以去除的典型致嗅物质二甲基异莰醇（2-MIB）和土臭素（GSM）,采用真空紫外/氯高级氧化技术,探讨该技术降解致嗅物质的效能,研究在不同紫外光强、氯浓度、pH、重碳酸盐浓度、腐殖酸浓度条件下致嗅物质的降解效果,分析羟基自由基在致嗅物质降解中起到的作用,目标物浓度采用吹扫捕集-气质联用法（GC/MS）测定.结果表明,真空紫外/氯高级氧化技术可以有效去除饮用水典型致嗅物质,相比紫外/氯高级氧化技术而言,在30 min内2-MIB和GSM的去除率分别提高15%和8%;随着氯浓度和紫外光强度的增加,致嗅物质的降解速率加快;在弱酸性条件下,致嗅物质的去除效果明显,在pH为5时,2-MIB和GSM的去除率在反应10 min后分别可以达到95%和96%;水体中重碳酸盐和腐殖酸的存在,竞争消耗反应体系中的自由基,对致嗅物质的降解起到抑制作用;在反应体系中投加1 mmol·L^-1羟基自由基抑制剂叔丁醇后,2-MIB和GSM的去除率下降明显,分别下降40%和31%,表明羟基自由基在致嗅物质的去除中起到主要作用.     

两阶段生物系统处理酵母废水有机物的变化特征

目前酵母废水主要采用两阶段(厌氧-好氧)生物处理工艺。利用紫外扫描(UV)、渗透凝胶色谱(GPC)、气相色谱-质谱(GC-MS)等方法对一典型酵母企业生产废水生物处理系统各阶段废水中溶解性有机物的紫外吸收、分子量分布及化学组成等特性进行了分析。分析发现酵母废水中大部分有机物能在厌、好氧两阶段被降解去除,有些厌氧阶段不能去除的有机物可以在好氧阶段去除,同时,在生物处理过程中还产生了微生物代谢产物-新的化合物。生物系统中难以去除的有机物主要是酵母废水中难以降解的有机物以及生物系统中产生的微生物代谢产物等。难以降解的有机物主要有4类:烃类、邻苯二甲酸酯类、多环芳烃类、杂环类。微生物代谢产物或生物系统降解中间产物主要有:卤代产物、杂环醇类、硅代产物等。     

氯消毒对再生水可同化有机碳的影响

考察了再生水氯消毒过程中的氯消耗特性及水质特性的变化,发现加氯后5 min,氯消耗速率最大,同时254 nm的紫外吸光度和三维荧光强度的变化最为显著.发现再生水消毒后生物可同化有机碳(AOC)浓度显著增加,说明消毒后水质生物稳定性变差.AOC变化趋势呈现为先增长后降低的趋势,对于不同处理工艺再生水,二级出水的AOC水平普遍高于深度处理出水,但深度出水消毒5 min后AOC的增长率却高于二级出水消毒后的增长率.进一步研究发现,再生水水样消毒后的AOC变化量与三维荧光积分值变化量之间有一定的正相关关系.     

活性炭深度处理工艺用于地下回灌的水质研究

以北京高碑店污水处理厂二级生化出水为对象,研究了用于地下回灌的活性炭三级处理工艺.活性炭可有效降低DOC,UV-254和COD,部分去除可吸附有机卤化物(AOX).再经过土壤含水层处理,约90%的可吸附有机溴化物(AOBr)可被去除.Ames试验结果显示活性炭工艺可有效降低二级生化出水中的致突物.GC/MS分析表明,活性炭吸附可降低有机物含量,再经土壤含水层处理,大部分有机物及优先控制的污染物可被去除.      

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.     

NPnEO在中国北方四城市污水处理厂的污染研究

测定了中国北方4个城市污水处理厂进、出水中壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO,n为聚合度)及其代谢产物的浓度及分布,同时测定了其中2个污水处理厂污泥中上述物质的浓度和分布,初步探讨了NPnEO在城市污水处理过程中的迁移转化行为.结果表明:在4个城市污水处理厂的进、出水及其中2个厂的污泥中均检测到了浓度不等的NPnEO及其代谢产物;NPnEO在各城市污水处理厂都得到了一定程度的降解去除,去除率为23.38%～77.11%,平均为52.86%;NPnEO大分子组分降解成了小分子组分,但并未完全矿化;出水中以壬基酚(NP)、壬基酚一乙氧基醚(NP1EO)和壬基酚二乙氧基醚(NP2EO)小分子组分的浓度高.这些小分子产物都具有比母体化合物更高的毒性,并具有环境内分泌干扰性质,因此污水处理过程不但没有降低反而增加了生态风险,是环境中小分子NPnEO的主要来源;污泥对NPnEO,特别是小分子代谢产物有良好的吸附性能,其在污泥中的浓度水平较高,合理处置污泥避免二次污染值得进一步研究探讨.      

Removal effect on Mesocyclops leukarti and mutagenicity with chlorine dioxide

Introduction The eutrophication of surface water is a worldwide problem, which is increasing in significance (Ma and Liu, 2002). Mesocyclops leukarti, a kind of Cyclops, is a waterborne animal that excessively propagates in eutrophic reservoirs and fresh …     

丁苯橡胶生产废水的生物降解特性

为研究丁苯橡胶生产废水的好氧生物降解特性,对某石化企业丁苯橡胶生产装置的生产废水进行好氧处理,并采用液液萃取-气相色谱/质谱、三维荧光光谱、紫外吸收光谱等手段对水质指标进行表征. 结果表明:经好氧生物降解后,丁苯橡胶废水中ρ(COD_Cr)和ρ(DOC)分别降至155和76 mg/L,COD_Cr和DOC去除率分别为76.07%和70.08%;废水中二苄胺、苯乙烯和十二烷基二甲基叔胺等9种主要特征有机物19 d内可被完全降解. 丁苯橡胶生产废水在λ_Ex/λ_Em(激发波长/发射波长)为225 nm/340 nm、215 nm/290 nm,275 nm/340 nm处有3个荧光峰,分别由二苄胺、十二烷基二甲基叔胺、苯乙烯、甲苯和苯甲醛等胺类、苯乙烯和芳香族化合物等有机物产生,好氧生物降解能去除废水中的绝大部分荧光物质,荧光峰强度的总去除率达到93.87%;废水中二苄胺、十二烷基二甲基叔胺、4-甲基环己酮、苯甲醛,苯乙烯、甲苯等有机物使丁苯橡胶生产废水分别在波长190~230、230~250、250~400 nm处有紫外吸收,好氧生物降解对UV₂₅₄的去除率达到52%. 研究显示,丁苯橡胶废水经单独好氧生物处理不能达到GB 31572—2015《合成树脂工业污染物排放标准》的要求,需结合其他方式进行联合处理.      

Evaluating the effects of granular and membrane filtrations on chlorine demand in drinking water

In this study, chlorine decay experiments were conducted for the raw water from Nakdong river that is treated by Chilseo Water Treatment Plant (CWTP) situated in Haman, Korea as well as the effluents from sand and granular activated carbon (GAC) filters of CWTP and fitted using a chlorine decay model. The model estimated the fast and slow reacting nitrogenous as well as organic/inorganic compounds that were present in the water. It was found that the chlorine demand due to fast and slow reacting (FRA and SRA) organic/inorganic substances was not reduced significantly by sand as well as GAC filters. However, the treated effluents from those filters contained FRA and SRA that are less reactive and had small reaction rate constants. For the effluents from microfiltration, ultrafiltration, and nanofiltration the chlorine demand due to FRA and SRA were further reduced but the reaction rate constants were larger compared to those of sand and GAC filter effluents. This has implications in the formation of disinfection by products (DBPs). If DBPs are assumed to form due to the interactions between chlorine and SRA, then it is possible that the DBP formation potential in the effluents from membrane filtrations could be higher than that in the effluents from granular media filters.     

Effect of activated sludge treatment on the formation of Nnitrosamines under different chloramination conditions

Municipal wastewater discharge is considered as one of the main sources of N-nitrosamine precursors which can impact the qualities of downstream source waters and reclaimed wastewaters for potable reuse. NNitrosamine precursors can be removed to various degrees during biological wastewater treatment (e.g., the activated sludge (AS) process). So far, little is known about the impact of the AS process on N-nitrosamine formation under practical disinfection condition (e.g., uniform formation condition (UFC)). In this study, N-nitrosamine UFC from selected model compounds, sewage components (i.e., blackwaters and greywaters) and sewage samples were comprehensively investigated during batch AS treatment tests. NNitrosodimethylamine (NDMA) formation from the tested precursor compounds (i.e., trimethylamine (TMA) and sumatriptan (SMTR)) under UFC chloramination decreased mostly after 6 or 24 hr treatment with different types of AS (i.e., domestic rural AS, domestic urban AS, and textile AS), and the reductions in NDMA UFC were comparable to their NDMA formation potential (FP) reductions. In urine and feces blackwaters, NDMA UFC increased after 6 or 24 hr treatment with the domestic (i.e., rural and urban) AS, while NDMA FP decreased substantially. The increases in NDMA UFC after AS treatment was presumably attributed to the removal of bulk organic matters (e.g., dissolved organic carbon (DOC)) which favored NDMA formation under UFC. On the other hand, in laundry greywaters having relatively abundant DOC, N-nitrosamine UFC was less affected by DOC removal before or after AS treatment, but decreased to similar degrees with N-nitrosamine FP. In sewage samples collected from wastewater treatment plants, N-nitrosamines UFC tended to increase or remain constant during AS treatment, despite the decreases in their FPs. These results suggest that biological wastewater treatment (e.g., the AS process) may not effectively reduce N-nitrosamine formation (e.g., measured under UFC) partially because the concurrent removal of bulk organic matters (e.g., DOC) favored N-nitrosamine formation in s econdary effluents.     

紫外光降解高浓度氯苯气体的研究

为评价紫外光降解作为高浓度挥发性有机物生物预处理的可行性,系统考察了其对高浓度氯苯气体的去除性能及其影响因素.所考察的影响因素包括紫外光波长、进口ρ(氯苯)、空塔停留时间和气体相对湿度等.结果表明:复合254和185 nm波长紫外光照射对氯苯的去除效果优于单一254 nm波长;紫外光降解反应器的进口ρ(氯苯)在2 300～2600 mg/m3,空塔停留时间为27 s时,对氯苯气体的去除率可达40%,继续延长空塔停留时间对氯苯去除率的提高作用有限;进口ρ(氯苯)在150～3 000 mg/m3时,氯苯去除速率随进口浓度单调增加,当高于3 000 mg/m3时,氯苯去除速率基本保持不变;增加气体相对湿度可以提高紫外光降解反应器对氯苯的去除效果.