城市污水厂污水污泥的热值测定分析方法研究

建立热力学指标是污水生物处理过程热力学分析的基础工作，目前仍缺乏污水污泥化学能测试的标准方法。采用IKA C5000型自动热量计对某城市二级污水处理厂进水、出水、初沉污泥、剩余污泥、混合污泥和脱水污泥进行了热值测定，样品前处理采用103～105℃烘干获得干燥基，用苯甲酸进行加标回收。参照煤的发热量测定方法得到样品的高位热值。试验结果显示：出水干燥基的热值为05 kJ/g，进水干燥基的热值为4 kJ/g以上，各工艺段的污泥干燥基热值较高，基本都在12 kJ/g以上，接近右江褐煤水平。测定结果的标准偏差≤±0.452%，相对标准偏差≤±0.136%。通过同一批样品的元素分析及Dulong公式理论推算，发现2种方法可得到相似的结果。     

Mg/Al水滑石对水中痕量邻苯二甲酸酯的吸附动力学和热力学

研究了Mg／A1水滑石对水中痕量邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二（2一乙基己基）酯（DEHP）和邻苯二甲酸二辛酯（DnOP）的吸附动力学和热力学特性。结果表明，在所研究的浓度范围内，3种邻苯二甲酸酯的吸附动力学曲线均符合准二级速率方程，DMP、DEHP和DnOP分别在600、200和200min基本达到吸附平衡；3种邻苯二甲酸酯的吸附等温线基本符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程；在283～308K范围，pH=6．36，3种邻苯二甲酸酯初始浓度均为50μg／L时，吸附过程△H为负值且绝对值为5～12kJ／mol，表明吸附为放热过程，以表面物理吸附为主，邻苯二甲酸酯在Mg／Al水滑石上的吸附是色散力、诱导力、取向力和氢键力等多种作用力协同作用的结果。     

潜流人工湿地对微污染河水的净化效果

为了探讨潜流人工湿地对微污染河水的净化效果,在野外条件下构建潜流人工湿地,分析了湿地中pH、氧化还原电位(ORP)和DO的进出水变化,考察了湿地中污染物的净化效果,探讨了温度对湿地净化效果的影响。各湿地进、出水DO浓度相差不大;除美人蕉湿地外,其余湿地出水pH较进水变化较小;植物湿地出水ORP较进水均有所增大。植物湿地对污染物的去除效果均优于空白湿地,且随着气温的升高,NH4+-N、TN和CODMn的去除率逐渐增加,去除率分别可达90%、50%和20%。TP去除率却未随温度发生明显变化,始终波动在30%～60%之间。相关性分析结果表明湿地中NH4+-N和TN的去除率与温度相关,较低的有机物浓度造成CODMn的去除率与温度相关性差,由于湿地对磷的去除主要以颗粒态磷(PP)为主,TP的去除与温度不相关。     

粘土矿物材料吸附去除水中痕量邻苯二甲酸酯

研究了天然沸石、2种有机改性沸石及Mg/Al水滑石对水中痕量邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和邻苯二甲酸二辛酯的等温吸附情况和吸附机理,并与活性炭的吸附性能进行了比较。结果表明,Freundlich和Langmuir吸附等温方程均可以很好地描述天然沸石和Mg/Al水滑石对邻苯二甲酸酯的吸附,2种有机改性沸石对邻苯二甲酸酯的吸附更符合Linear吸附等温方程。与活性炭相比,天然沸石对邻苯二甲酸酯的吸附效果较差;2种有机改性沸石和Mg/Al水滑石对分子尺寸较小的邻苯二甲酸酯物质邻苯二甲酸二甲酯的去除率较低,分别低31.8%、31.4%和19.8%,但对分子较大的邻苯二甲酸酯物质邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和邻苯二甲酸二辛酯的去除效果相差不大。     

典型抗生素在中国西南地区某污水处理厂中的行为和归趋

采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱（SPE-HPLC-MS/MS）法调查研究了10种典型抗生素药物在中国西南地区某污水处理厂中的含量水平、去除特点及其行为特征.结果表明,10种目标抗生素均能在污水中检出,其浓度水平在ng·L-1^μg·L-1之间;在脱水污泥样中同样能检测出目标抗生素的残留,含量范围在（0.92±0.18）^{466.76±77.46}ng·g-1之间,浓度最高的是阿奇霉素（以干重计,466.76 ng·g-1）.目标抗生素在进水和出水中的总质量负荷分别为1.94 mg·（d·person）-1和807.17μg·（d·person）-1.质量平衡分析结果表明,生物转化或降解是其主要去除机制,对于喹诺酮类抗生素和阿奇霉素,污泥吸附也是相关的去除途径之一（污泥吸附占进水负荷的9.35%²6.96%）.     

处理微污染河水的人工湿地中磷的去除特征及吸附形态分布

通过在野外条件下构建两座潜流人工湿地,考察了湿地对微污染水体中磷的净化效果,以及湿地填料对4种主要形态磷的吸附特征.结果表明,湿地对总磷(TP)的平均去除率在30％左右,颗粒性总磷(STP)去除比例略高于溶解性总磷(DTP).两个湿地中TP的出水负荷随其进水负荷的升高线性增大,而磷的单位面积去除负荷与进水负荷呈对数关系,迸水负荷超过1000 g·m-2·d-1后,去除负荷没有发生明显变化.4种主要形态磷的吸附量关系表现为钙镁磷(Ca/Mg-P,12582和11052 mg)＞铁铝磷(Fe/Al-P,5312和5750 mg)＞弱吸附磷(Plabile-P,2054和1207 mg)＞腐殖质磷(Humic-P,-362和-136 mg).湿地3层填料对Humic-P和Plabile-P的吸附能力有限,且伴有解吸现象,而Ca/Mg-P和Fe/Al-P的吸附主要发生在卵石和碎砖层,碎石层对湿地中磷的去除贡献较低.栽种植物对湿地中填料对磷的吸附影响较小.     

A+OSA污泥减量工艺的微生态特性

采用16S rDNA序列与PCR-DGGE(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis)分析技术相结合的方法,研究了A+OSA(the anoxic+oxic-settling-anaerobic)污泥减量工艺在不同工况下的减量效果及其微生态特性。结果显示,在自然条件下,A+OSA工艺可有效减少剩余污泥27%左右。分子生物研究表明,解耦联池的插入可以明显改变系统微生物的群落结构,且随着解耦联池水力停留时间的延长,系统中部分微生物被"淘洗",微生物丰富度和多样性指数均有所降低。相似性分析表明,参照系统和A+OSA工艺分属于2个不同的集群,但在A+OSA工艺内部各反应池样品间具有较高的相似性,且各反应池在HRT为5.16 h和7.14 h时,表现为显著相似。通过上述研究可为该工艺优化及调控提供理论指导。     

硫酸铜类芬顿法去除双酚A

在水处理应用中,为解决Fenton法通常需较低pH的局限性,提出了以硫酸铜为催化剂的类芬顿反应体系,以双酚A(BPA)为目标污染物,分别考察了催化剂用量、H_2O_2用量、反应温度、BPA初始浓度和pH对BPA去除效果的影响,分析了反应过程中pH和羟基自由基浓度的变化。结果表明:在催化剂用量为0.8 g·L~(-1)、H_2O_2为78 mmol·L~(-1)、BPA为152 mg·L~(-1)、反应温度为75℃、反应时间为65 min的条件下,BPA和TOC的去除率分别为95.4%和85.9%;所建立的硫酸铜类芬顿反应体系,相比Fenton反应体系具有更宽的pH适应范围,可以在pH=3.0～10.1下进行反应,无需调节反应液的pH,且出水水质颜色好,成本低。以上研究结果可为有机废水的高效处理提供理论与技术支持,具有广阔的应用前景。     

菖蒲和空心菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用

为了探讨修复微污染河水的潜流湿地中植物对污染物去除效果的影响及其生长变化,在野外条件下构建2座分别栽种菖蒲和空心菜的水平潜流人工湿地,并以未栽种植物的湿地作空白。分析了湿地中污染物的去除效果,考察了湿地中植物的生物量、根系活力和氮磷含量的变化。植物湿地中污染物净化效果优于空白湿地,菖蒲和空心菜湿地对氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)的平均去除率分别为61.1%和57.5%,31.5%和39.7%,24.7%和25.5%,20.4%和20.7%。实验结果表明,湿地中菖蒲的根系鲜重是空心菜的4.2倍,但其根系活力低于空心菜。2种植物均可在湿地中正常生长,但受湿地中营养盐浓度的限制性影响,移栽后的植物组织氮磷含量与移栽前相比下降了11.8%~20.3%。植物在净化微污染河水的潜流人工湿地中对N、P的去除起重要作用。     

重庆主城区水域典型PhACs污染水平及生态风险评估

采用固相萃取(SPE),高效液相色谱/串联质谱法(HPLC-MS/MS)检测分析了包括磺胺类、喹诺酮类、大环类酯类抗生素、心血管类、止痛剂类等8类PhACs (医药活性物质)在重庆主要地表水体长江、嘉陵江及花溪河的污染特征. 结果表明,21种目标PhACs中,有14种在3条河流中均有检出,长江与嘉陵江的中ρ(PhACs)为1.1~35.5ng/L,花溪河ρ(PhACs)为10.3~445.6ng/L. 莫西沙星、苯扎贝特、吉非罗奇、双氯芬酸、阿托伐他汀等5种目标PhACs仅在花溪河中检出,质量浓度为0.6~31.4ng/L. 氨氯地平未检出. 花溪河流量小且周边污水直排严重,除磺胺甲嘧啶、立痛定与辛伐他汀外,其他目标PhACs的质量浓度显著高于其他2条河流. 参照MEC/PNEC(MEC为环境实测浓度,PNEC为生态风险阈值)风险综合评估体系评估了水环境中PhACs的生态风险,在检测出的目标PhACs中,磺胺甲恶唑、氧氟沙星、红霉素、降固醇酸的生态风险熵(RQ=MEC/PNEC)均大于0.1,可能会对环境产生中等程度危害的生态风险,这与这4种PhACs的大量频繁使用密切相关.