深床过滤机理及其在水处理中的应用研究与进展

深床过滤既有过滤功能,又具生物处理作用,具有良好的应用前景;本文阐述了深床过滤的最新研究动向,深床过滤过程的数学模型的构建方法,国内外利用深床过滤技术处理微污染水源水、城市生活污水及污水深度处理的实验研究状况.     

微囊藻毒素污染控制技术的研究进展

主要对水环境中微囊藻毒素污染的产生、毒性和去除方法进行了综述,在如何高效去除MCs方面具有重要意义.     

城市污水石灰法深度处理工艺中有毒物质的变化规律

分别采用7-乙氧基异酚恶唑酮．脱乙基酶（EROD）活性测定法，重组人激素受体基因的酵母测试和Q67发光菌试验方法，对北京市某生活污水处理厂的进水、二沉出水以及经过石灰法深度处理后的出水中的类二恶英物质、类雌激素物质和急性毒性物质进行了分析。进水中的三类生物毒性效应物质中的急性毒性物质，可通过活性污泥法基本去除，而对类雌激素物质和类二恶英物质的去除率分别为76％和52％。经过石灰沉淀法的深度处理后，可使上述两类物质的总去除率达到95％和68％。出水中的雌激素当量水平与欧洲国家污水处理厂出水水平相当，而类二恶英物质的总浓度低于美国EPA饮用水中二恶英的最大允许浓度。展示了生物毒性测试方法在排水生态风险和工艺评价方面的应用潜力。     

不同深度处理工艺去除污水处理厂出水中氮磷的比较研究

城市污水厂出水直接进入天然水体、或经过深度处理后回用于灌溉、补充景观水体和回灌地下水,均需要进行安全性评价.针对北京市北小河污水处理厂出水经过深度处理后回用于奥运公园的安全性,比较了不同深度处理工艺对营养盐(氮、磷)总量和不同形态的去除效果.研究表明,二级处理本身对氮磷的去除效果十分有限,回用水需经过深度处理.在所研究的生物活性炭吸附、微滤、超滤、反渗透以及上述技术的组合工艺中,使用超滤和反渗透联用的工艺路线对脱氮除磷的效果较为理想,其他工艺对去除氮磷的效果十分有限.     

不同深度处理工艺去除污水处理厂出水中氮磷的比较研究

城市污水厂出水直接进入天然水体、或经过深度处理后回用于灌溉、补充景观水体和回灌地下水,均需要进行安全性评价.针对北京市北小河污水处理厂出水经过深度处理后回用于奥运公园的安全性,比较了不同深度处理工艺对营养盐（氮、磷）总量和不同形态的去除效果.研究表明,二级处理本身对氮磷的去除效果十分有限,回用水需经过深度处理.在所研究的生物活性炭吸附、微滤、超滤、反渗透以及上述技术的组合工艺中,使用超滤和反渗透联用的工艺路线对脱氮除磷的效果较为理想,其他工艺对去除氮磷的效果十分有限.     

光助非均相Fenton体系用于活性艳红X-3B脱色的研究

在光助非均相Fenton体系中，采用一种稀土铈-铁复合(Ce-Fe)材料作为催化剂，并探讨了该反应体系在不同条件下活性艳红X-3B的脱色效果。结果表明：该光助非均相Fenton反应在前10min符合一级反应动力学。采用掺杂0．08mol／L铈制备的Ce-Fe材料对活性艳红X-3B具有最佳的脱色效果，在pH3．0、H2O234mg／L、UV253．7nm条件下，10min内该反应体系速率常数％达到0．2456min^-1，明显高于相同条件下的UV／H2O2(0．0446min^-1)、UV／Ce-Fe(0．0306min^-1)体系的速率常数。     

滦河水体溶解性有机物的综合分级表征及其混凝去除过程

天然水体溶解性有机物(DOM)是微污染物的潜在载体,是消毒副产物的主要前驱物,自身又可能成为微污染物,因此研究其内在特性和去除机理有着重要的基础性科学意义.本研究综合利用化学、物理分级方法(即树脂和超滤分级法),对中国北方典型饮用水源--滦河水体的DOM进行全面分级表征.此水体DOM基本化学分级特征是憎水酸(HoA)、亲水性物质(HiM)含量较高,且具有季节稳定性;其物理分级特征是分子量＜1 kDa及3 kDa～10 kDa的组分含量较高,也表现出一定的时间稳定性.选用工业聚合铝(PAC)研究此DOM的基本混凝特征和内在混凝机理,结果表明,强憎水部分HoA及3 kDa～10 kDa间的有机物较易被去除,而较大分子量范围10 kDa～30 kDa间的有机物去除率较低,说明混凝过程中此DOM的物理性质不起主要作用,而化学性质更为重要.特别对DOM各组分作进一步(结合)分级研究,发现HoA主要在＞10 kDa范围.＜1 kDa的有机物中主要为HiM,但其中还含有HoA和弱憎水酸(WHoA),这使特定条件下部分＜1 kDa有机物被混凝去除成为可能.另外,HoA中按分子量大小仍可分为易去除和难去除部分,但分布不连续,易去除部分在3 kDa～10 kDa和＞30 kDa区间,而其10 kDa～30 kDa部分较难去除,说明可能存在其他结构性影响因素,值得深入研究.     

纳米复合聚硅酸铝的颗粒粒度效应:Al_(13)与氧化硅的相互作用及其混凝特征

为了研究纳米复合聚硅酸铝(PASC)混凝剂的颗粒粒度效应,以实验室提纯的Al13溶液和活化水玻璃为原料,制备一系列不同粒度分布的PASC.以Al-Ferron法测定的铝水解形态表明,在该混凝剂中,Al13作为混凝优势形态具有较好的稳定性.氧化硅聚集度的测定和粒度分析结果表明,活化硅酸的加入能显著提高混凝剂的平均粒度,同时,Si/Al比(物质的量比)是影响平均粒度的主要因素.在活化硅酸不过量的前提下,Si/Al比和混凝剂的平均粒度呈正相关.混凝实验结果表明,在保证电中和能力的前提下,混凝剂的颗粒粒度越大,混凝剂的除浊能力越强.     

氯酚类化合物对青鱼和细鳞斜颌鯝幼鱼的毒性

以我国特有青鱼和细鳞斜颌鯝为受试物种,利用其生命早期阶段的急性毒性LC50值和28d慢性生长抑制试验所获得的最大可接受浓度(MATC)评价了3种氯酚类化合物的毒性效应.实验结果显示,2,4-二氯酚(2,4-DCP),2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)对青鱼和细鳞斜颌鯝的的96hLC50值分别为4.01(3.61～4.68)、1.22(1.12～1.31)、0.10(0.08～0.11)mg·mL-1和2.48(1.94～2.89)、1.10(0.38～1.36)、0.09(0.08～0.10)mg·mL-1,且3种氯酚类化合物对青鱼的毒性和细鳞斜颌鲴的毒性存在良好的线性相关性.根据化学物质对鱼类毒性分级标准,PCP对青鱼和细鳞斜颌鲴均为剧毒,2,4-DCP和2,4,6-TCP对青鱼和细鳞斜颌鲴均为高毒.青鱼对2,4-DCP,2,4,6-TCP和PCP的MATC分别为0.05mg·mL-1、0.10mg·mL-1和0.015mg·mL-1,对应的急慢性毒性比(ACR)分别为80.2、12.2和6.67;细鳞斜颌鲴对2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP的MATC分别为0.30mg·mL-1、0.15mg·mL-1和0.01mg·mL-1,对应ACR分别为8.27、7.33和9.00.     

河流湿地氮循环修复过程中的新型功能微生物

自然生态系统中厌氧氨氧化菌和氨氧化古菌的发现,改变了人们对传统氮循环过程的认识.通过氨氧化古菌和厌氧氨氧化菌在缺氧/厌氧的条件下完成硝化反应和封闭的氮循环,对于河流氮循环生态修复意义显著.通过PCR聚合酶链反应结合水体沉积物理化指标,研究典型河流湿地中厌氧氨氧化菌和氨氧化古菌及其在循环中的作用.结果表明,在海河支流北运河湿地中存在厌氧氨氧化菌和氨氧化古菌,它们对于水体和底泥沉积物的氮转化有较重要作用.通过构建16S rRNA克隆文库生物多样性分析比较,发现湿地中厌氧氨氧化菌的生物多样性相对较低,96个克隆序列只分为3个OTUs;其与基因库(GenBank)中已探明的厌氧氨氧化菌Candidatus"Kuenenia stuttgartiensis"和Candidatus"Brocadia fulgida"的相似度分别为98%和95%.通过建立氨氧化古菌克隆文库发现,96个克隆子共得到5个OTUs,其与GenBank中关系最近序列(土壤/沉积物中)的相似度均大于95%;对本实验样本和水相、土壤/沉积物相中不同氨氧化古菌进行进化谱系分析,发现北运河河流湿地的古菌amoA基因属于土壤/沉积物进化分支.