序构分离-吸附膜对多组分污染物的去除

传统的膜分离难以实现低压下多组分污染物的同步去除。通过错流灌装的方式将沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8灌装到非对称超滤膜分离层下的指状孔内,制备了序构分离-吸附双功能膜（DFUM）,并开展了其对水中复合污染物同步去除性能的研究。在不改变原始膜结构与截留性能的基础上,DFUM内ZIF-8纳米粒子的负载量可达到2.87 mg/cm2。以腐植酸与Cu2+为模型污染物,考察其在多种污染物共存体系的去污性能,结果显示:在0.16 MPa压力和45 L/（m2·h）通量工况下,先分离后吸附的序构设计可同步去除HA和Cu2+,去除率分别为95.4%和97%,Cu2+的去除性能不受共存的腐植酸影响;与表面沉积的方式相比,DFUM对废水中Cu2+的有效去除体积可提高3倍。研究可为水中多组分污染物的低压同步去除提供新的策略。     

好氧颗粒污泥MBR工艺处理变电站生活污水性能分析

实验对比研究了好氧颗粒污泥膜生物反应器（AGMBR）和传统絮状污泥膜生物反应器（MBR）处理变电站生活污水过程中的膜污染行为及净水性能。以变电站生活污水作为进水,经60 d可以成功培养出好氧颗粒污泥。与传统絮状污泥相比,好氧颗粒污泥能够有效减缓膜污染,尤其是不可逆膜污染。AGMBR水力反洗频率仅为传统MBR的33.3%,30 d连续运行的膜孔阻力仅为传统MBR的69.3%。进一步分析发现,AGMBR反应器中EPS含量显著低于传统MBR,而且EPS中多糖组分含量也远低于传统MBR（仅为MBR的46%）。净水性能对比结果表明,AGMBR对TN和TP有着优异的去除性能,30 d运行平均去除率比传统MBR分别高出37.8%和40.5%。     

老龄垃圾渗滤液中溶解性有机物在SAARB和MBR处理过程的转化特征

生物法是常用的垃圾渗滤液处理工艺,然而垃圾渗滤液中有机物组成极为复杂,在生物处理过程有机物被完全去除、新产生、减少、保留和增加的5种情形不明.本文采用了超高分辨质谱电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱从分子层面研究老龄垃圾渗滤液中溶解性有机物（DOM）分别在矿化垃圾床（SAARB）和膜生物反应器（MBR）处理过程的转化特征.结果表明,老龄垃圾渗滤液含有5000多个DOM分子式,主要由CHO、CHON、CHOS和CHONS类物质组成,分子组成十分复杂.经过SAARB和MBR处理后,出水中DOM数量分别小幅降低至4909和4864种,SAARB和MBR作为生物法对老龄垃圾渗滤液中有机物分子去除特性相似,被完全去除和减少的物质组成主要为生物可利用性较高的脂肪族类物质（H/C ≥ 1.5）、高度不饱和物质和酚类物质（0.50 ≥ AI,H/C<1.5）,这部分DOM表现出还原饱和的化学特性.新产生、保留和增加的部分物质主要是传统意义上指代的难降解有机物,其主要是高度不饱和物质和酚类物质（0.50 ≥ AI,H/C<1.5）以及芳香指数更高的多酚类物质（0.66 ≥ AI>0.50）,表现为氧化不饱和和还原不饱和的化学特性.本文揭示了老龄垃圾渗滤液在生物处理过程中DOM分子层面的转化特征,为老龄垃圾渗滤液在生物法高效处理提供理论参考.     

厌氧环境下美人蕉根表铁膜对重金属积累转运的影响

根表铁膜作为污染物进入植物体内的门户,对植物修复重金属污染底泥起着重要作用.有机物降解消耗DO导致的底泥厌氧环境会显著影响根表铁膜的形成,并改变重金属的生物地球化学特征,从而影响重金属污染底泥的植物修复效果.为了探讨底泥厌氧环境中植物根表铁膜对重金属积累和转运的影响,采用向底泥中投加蔗糖模拟底泥厌氧条件的方法,测定不同底泥厌氧水平下挺水植物美人蕉（Canna indica）的生物量、根表铁膜和植物组织内重金属的含量.结果表明:①底泥厌氧环境不利于美人蕉对Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的吸收,随着厌氧程度的增加,美人蕉对重金属的吸收量逐渐减少.②底泥厌氧环境能促进根表铁膜的形成及其对Cr和Ni的富集,重度厌氧环境中根表铁膜的含量为（10.40±0.30）g/kg（以根干质量计）,但厌氧环境抑制了铁膜对Cd、Pb和Zn的富集.③底泥厌氧环境不利于Ni从根表铁膜转运至植物组织,但轻度厌氧环境能促进Cr和Zn从根表铁膜转运至根系,且底泥厌氧环境对Cd、Pb和Cu的迁移转运无显著影响.研究显示,底泥厌氧环境促进了植物根表铁膜的形成,根表铁膜对重金属积累和转运的影响因底泥厌氧水平和重金属元素种类不同而不同.      

微藻对海水养殖循环水高效碳氮磷一体化去除的研究

海水养殖循环水高盐分和波动的低碳氮比造成水处理困难和亚硝酸盐累积,影响循环水处理利用,其排放造成受纳海域生态环境破坏.本研究采用混合营养型钝顶螺旋藻结合膜光合反应器（MPBR）考察碳氮比对海水养殖循环水碳、氮、磷一体化去除效率及藻生物质产量的影响.结果表明,在原水碳氮比为5时,钝顶螺旋藻可实现碳、氮、磷高效一体化去除,出水COD低于20 mg·L^-1,满足《海水养殖水排放要求》（SC/T 9103—2007）一级标准,总氮和总磷浓度均满足二级标准.提高碳氮比有利于钝顶螺旋藻的生长、油脂累积和氮磷的去除,碳氮比为1~10时藻体内油脂含量由14.9%增到19.3%.钝顶螺旋藻膜光合反应器（MPBR）运行数据表明,聚偏二氟乙烯（PVDF）膜和无纺布生物膜均可高效稳定地截留微藻,稳定运行期出水COD、总氮和总磷浓度均满足《海水养殖水排放要求》（SC/T 9103—2007）二级标准,且均无亚硝酸盐累积.无纺布生物膜光合反应器COD去除效率（93.2%）和藻体的多糖含量（98.1 mg·g^-1）显著高于PVDF膜反应器（85.2%和70.4 mg·g^-1）,膜通量也较低,膜污染较轻.本研究中钝顶螺旋藻结合无纺布动态生物MPBR不仅实现了海水养殖循环水高效的碳、氮、磷同步去除,无亚硝酸盐累积,并可稳定收获生物质资源,为海水养殖循环水高效、安全处理和资源化利用提供依据.     

膜生物反应器研究新进展与应用

膜生物反应器(MBR)技术能够将膜分离和生物处理相结合,具有处理效率高、适用性强和应用前景好等显著优势。简要介绍了MBR的基本原理和工艺类型,分析了有机负荷、污泥浓度、预处理、曝气强度以及温度等主要因素对MBR性能的影响。凭借易组装和高度模块化的特点,MBR工艺被广泛应用于市政废水、农村分散废水、工业废水、海水淡化以及内容物回收等领域。通过典型实际工程案例分析,发现现阶段MBR工艺主要用于大型污水厂的提标改造、污水深度处理以及小型污水厂对分散污水的回收。介绍了MBR技术在膜材料开发、工艺优化、新式MBR、微生物、耦合工艺以及对新型污染物处理等方面的最新研究进展,最后展望了MBR工艺的研究前景和未来发展趋势,指出解决膜污染和降低能耗是MBR工艺优化的重点研究方向。     

影响断层活化的破碎带特征参数敏感性分析

为研究破碎带对断层活化的影响,选取破碎带宽度、岩石内摩擦角、粘结系数及抗拉强度作为破碎带的特征参数,采用FLAC3D模拟工作面推进对断层的影响,借助正交表确定模拟方案,通过对正交试验结果进行方差分析,以此研究影响断层活化的破碎带特征参数敏感性。结果表明:破碎带特征参数对断层活化的敏感性主次顺序为破碎带宽度﹥岩石内摩擦角﹥岩石粘结系数﹥岩石抗拉强度,且断层破碎带宽度越大,岩石内摩擦角越小,断层活化可能性也就越高,而岩石粘结系数与抗拉强度对断层活化影响较小。     

自生动态膜分离厌氧产酸污泥效果与特征研究

采用自生生物动态膜(SFDM)分离高浓度发酵产酸污泥(非牛顿流体),研究了自生动态膜对发酵污泥中发酵底物的截留及挥发性脂肪酸(VFAs)的选择透过性效果,考察了自生生物动态膜阻力构成和膜污染层成分.结果表明:自生动态膜在运行3d后,出水悬浮性固体(SS)基本保持在1.5g/L以下,多糖截留率为40%,蛋白质截留率为75%;运行5d时,溶解性化学需氧量(SCOD)截留率稳定在45%左右,可以稳定截留分子量较大的物质;VFAs的截留率仅维持在3%左右,可以选择性透过动态膜.自生动态膜运行阻力主要来自动态膜层,粘附在膜面的胞外蛋白质是主要膜污染贡献物质.