造粒混凝及其对水和废水处理的强化作用再考

就水处理造粒混凝这一命题,从溶液化学、絮凝动力学、系统稳定性3个角度,阐述了造粒混凝的理论要点.结合实际工程应用的需求,介绍了造粒混凝的典型技术途径,即化学沉淀过程强化的结晶造粒、分散颗粒固液分离强化的悬浊液造粒、无机离子与有机质共存体系强化处理的核晶凝聚诱导造粒及污水生物处理的混凝强化生物造粒.这些针对不同污染物高效去除或资源回收的技术方法,构成了造粒混凝的技术体系,具有化学、物化、生化单元操作融合的特点,在一定程度上代表了水和废水处理技术集成的方向.     

膜生物反应器设计中工艺参数的探讨

膜生物反应器工艺中 ,系统构型、膜组件和生物反应器是中试设计中的关键因素。对工艺中的设计依据、构型、膜组件和有机负荷、污泥浓度、固体停留时间、水力停留时间等生物反应器的技术参数进行了探讨 ,为膜生物反应器中试设计提供了帮助     

二级出水中亚硝胺类消毒副产物分布及臭氧化特性

在污水深度处理过程中,臭氧氧化通常用来去除二级出水中的难降解有机物,提高后续深度处理工艺的处理效率。针对臭氧氧化对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的作用,以城市污水厂二级出水为研究对象,采用固相萃取及超高效液相串联三重四级杆质谱联用仪作为分析测试手段,对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的分布及臭氧化特性进行研究。结果表明,二级出水中7种亚硝胺类物质浓度由大到小依次为NPYR、NDIP、NDBA、NDMA、NMEA、NDPA和NDEA,均值分别为250、45.96、31.17、28、4.92、4.71和2.15 ng·L~(-1)。随着臭氧投加量的提升,臭氧氧化会使二级出水中的亚硝胺类物质含量增加,特别是NPYR、NDIP、NDBA和NDMA4种物质;但亚硝胺类物质的生成势却随之降低,且在臭氧氧化作用下亚硝胺的生成势降低量明显高于其自身的增加量,臭氧投加量越大,二者之间的差异越明显。臭氧氧化导致亚硝胺生成势的降低作用可以减少后续深度处理工艺及消毒过程中该类物质的生成,有利于保障再生水的回用安全。     

不同尺度潜流人工湿地对污染河水的净化机制

为了揭示潜流人工湿地对污染河水的净化机制,通过构建实验室规模和中试规模2种尺度的人工湿地,系统分析了人工湿地净化污染河水过程中的基质特性、微生物特性和植物作用。结果表明,2种尺度人工湿地对悬浮固体(SS 95.86%,94.74%)和有机物(COD 85.29%,80.41%;BOD5 90.60%,89.99%)的去除效果相近,而实验室规模湿地对营养物的去除效果(TN 30.13%,TP 76.89%)优于中试规模湿地(TN 20.27%,TP 52.45%)。实验室规模人工湿地的微生物群落多样性和微生物数量更高,并且具有能够脱氮和降解有机物的特属优势菌种黄杆菌和金黄杆菌。中试规模人工湿地能够更好地为植物生长提供适宜的环境条件,中试规模湿地中的植物生物量(1.47 kg·m~(-2))高于实验室规模湿地(1.12 kg·m~(-2)),而且植物在湿地氮磷去除中的贡献率(TN 23.55%,TP 8.80%)也高于实验室规模湿地(TN 11.03%,TP 4.46%)。     

基于CFD模拟技术的开孔氧化沟特性分析

针对传统氧化沟工艺溶解氧调控困难、曝气区高流速造成能量浪费等问题,通过在氧化沟缺氧区廊道弯道处开设孔洞、设置挡水墙与导流板等措施,提出了一种新型开孔变速氧化沟流态调节理论与技术方案。首先通过计算流体力学模拟开孔氧化沟方案的流态调节效果,模拟结果表明,开孔廊道平均流速为0.20~0.26 m/s,明显高于其他廊道,表明开孔方案可以显著提高缺氧区廊道流速,实现氧化沟变速流态调节效果。其次,建立开孔氧化沟中试系统,通过对比等速氧化沟与开孔氧化沟工艺对有机物的去除效果和微生物群落分布验证开孔方案的可实施性。结果表明,两种工艺对有机物的去除率基本相当,其中COD、SS、TP和NH_4~+-N的去除率在95%以上,而开孔氧化沟工艺对TN的去除率略高于等速氧化沟。两组氧化沟系统中反硝化细菌种类一致,相对丰度分别为1.51%和1.49%,表明氧化沟开孔流态调节方案不会影响系统的运行效果和微生物种类,只是改变了开孔廊道的流态分布。同时采用现场流态测定方法对氧化沟流态和沉泥情况进行了分析,结果表明,开孔方案能够提高氧化沟缺氧区廊道流速,减缓低流速区沉泥现象。因此,在不影响运行效果的基础上,开孔方案减小了氧化沟系统缺氧区廊道推进器功率8.4 k W,达到节能21.2%的目的。     

城市污水处理厂初沉系统沉淀分离特性模拟

利用COMSOL软件模拟和分析了城市污水处理厂辐流式初沉系统三维流态及悬浮颗粒浓度分布状况,并探究颗粒物不同粒径(0.5×10-4m、1×10-4m、2 × 10-4m、3 × 10-4 m)、挡板不同位置(2.5 m、3.0 m、3.5 m、4.0 m)和挡板不同长度(1 m、2 m、3 m),对初沉系统沉淀效果的影响.研究结果表明:1)悬浮颗粒粒径大小对初沉系统内流场和浓度场影响较大,平均粒径愈大,相应的沉淀效果愈好;2)挡板与进水口中心的距离L和挡板长度H对系统的沉淀效果影响明显,当L=2.5 m,H=2 m时,模拟沉淀效果为最优.通过研究掌握初沉系统沉淀和分离特性,并指出可通过优化挡板的位置及长度,构建更为合理的初沉系统运行工况,对进一步指导和优化初沉系统设计革新和建造运行具有一定的实际意义.     

附着性胞外多聚物对HMBR膜污染控制性能的影响

采用复合式膜生物反应器（HMBR）处理城市生活污水，对附着性胞外多聚物影响HMBR膜污染控制性能的作用机理进行了研究。实验结果表明，HMBR中附着性胞外多聚物、松散附着性胞外多聚物和紧密附着性胞外多聚物的浓度比常规膜生物反应器分别降低了10．0％、43．6％和2．1％。附着性胞外多聚物与膜表面滤饼层污泥比阻的关系较为密切，随着其浓度逐渐降低，滤饼层污泥比阻相应减小。与紧密附着性胞外多聚物相比，松散附着性胞外多聚物对滤饼层污泥比阻的影响程度更深。因此，随着反应器中附着性胞外多聚物特别是松散附着性胞外多聚物浓度的降低，HMBR的膜污染控制性能增强，反应器中膜表面的滤饼层阻力比常规膜生物反应器降低了56．9％。     

厨余发酵液与乙酸钠、葡萄糖脱氮性能的比较

通过与乙酸钠、葡萄糖对比,利用批式实验方法对厨余发酵液作为反硝化碳源的脱氮性能进行了研究.在不同COD/N条件下,对3种碳源的反硝化NOx--N去除率进行了比较,研究发现,当COD/N =6.5时,厨余发酵液可以满足反硝化对电子供体的要求,其反硝化潜能PD=0.146 g NOx--N /g COD.然后,在COD/N =5.0条件下,利用动力学方程对反硝化过程进行分段模拟,发现厨余发酵液组在Ss降解阶段的比反硝化速率为7.44 mg NOx--N/(g VSS·h),其整个反硝化阶段的比反硝化速率是乙酸钠组的0.77倍,是葡萄糖组的2.1倍,结果表明,厨余发酵液可以作为快速降解碳源用于反硝化脱氮.     

酵母提取物对大型蚤急性毒性实验的影响

为了缩短大型蚤急性毒性实验的周期,并且验证毒性实验的灵敏度和稳定性,对投加酵母提取物饲养的大型蚤的生长周期、2次产卵时间间隔、产卵数量、以及幼蚤灵敏度和稳定性进行研究,并将其应用于已知毒性物质和环境样品的毒性检测.结果表明,酵母提取物的适宜投加量为18.00～22.00 mg/L.在该浓度下饲养的大型蚤可保持较好的怀卵量,生长至成熟期和2次怀卵的时间间隔较短,幼蚤的灵敏度较好,毒性测试结果稳定.采用此方法测定的4种重金属和4种有机物的大型蚤急性毒性的24 h-EC50和48 h-LC50与已发表的实验结果比较相近,证明该方法准确、可靠.将该方法应用于城市生活污水急性毒性的测定发现,投加酵母提取物饲养的大型蚤所产幼蚤可以明显区分生活污水原水和处理后最终出水.因此,采用投加适量酵母提取物饲养大型蚤的方法可以缩短实验周期,为测定环境样品生物毒性提供方便.     

西安市雨水径流中重金属季节性污染特征及分析

为了探讨一年四季不同时段内城区各区域内雨水径流中重金属污染现状、变化特点、重金属之间的相关关系及污染源分析,采集了西安市几条典型城市交通干道在2013年全年的雨水径流样品,利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定其中重金属Fe、Mn、Pb、Zn、Al、Cd的含量,对雨水径流中重金属季节性变化进行了分析.结果表明,西安城区路面径流重金属污染严重,Fe超国家标准3倍,在全年中都保持较高的含量,且浓度值随人为活动密集度增大而增加;Mn、Zn在一年中呈现出:冬季>秋季>夏季>春季的趋势;Pb的浓度随着车流量的增加而增大,表现出:冬季>春季>夏季>秋季的趋势.因子分析表明,Fe、Al被同一污染源——自然污染源所影响;Zn、Cd受到人为污染源的影响较大;Mn、Pb受到交通污染源的影响较大.