二氧化钛颗粒制备及其对水中三价砷的去除

以硫酸氧钛和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过冰水浴法制备了二氧化钛(TiO2)颗粒,并研究了其对砷的吸附性能。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对TiO2颗粒进行了表征,结果表明,吸附剂为锐钛矿结构,比表面积246 m2/g。TiO2颗粒对模拟地下水中砷(Ⅲ)的吸附动力学研究表明,吸附过程符合准二级动力学。采用Langmuir和Freundlich方程对吸附平衡数据进行了拟合,结果表明,吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附量为22.3 mg/g。TiO2颗粒对三价砷的吸附在pH为9.1时吸附量最大,吸附受CO23-影响较大。将110 g TiO2颗粒装备成过滤滤壶,对山西地下水(总砷含量190μg/L)进行了除砷实验,经过3 600柱体积后,滤液中砷浓度低于10μg/L,符合国家饮用水标准。     

Application of high OLR-fed aerobic granules for the treatment of low-strength wastewater：Performance, granule morphology and microbial community

Aerobic granules, pre-cultivated at the organic loading rate (OLR) of 3.0 kg COD/(m3 ·day), were used to treat low-strength wastewater in two sequencing batch reactors at low OLRs of 1.2 and 0.6 kg COD/(m3 ·day), respectively. Reactor performance, evolution of granule morphology, structure and microbial community at low OLRs under long-term operation (130 days) were investigated. Results showed that low OLRs did not cause significant damage to granule structure as a dominant granule morphology with size over 540 μm was maintained throughout the operation. Aerobic granules at sizes of about 750 μm were finally obtained at the low OLRs. The granule reactors operated at low OLRs demonstrated effective COD and ammonia removals (above 90%), smaller granule sizes and less biomass. The contents of extracellular polymeric substances in the granules were decreased while the ratios of exopolysaccharide/exoprotein were increased (above 1.0). The granules cultivated at the low OLRs showed a smoother surface and more compact structure than the seeded granules. A significant shift in microbial community was observed but the microbial diversity remained relatively stable. Confocal Laser Scanning Microscopy observation showed that the live cells were spread throughout the whole granule, while the dead cells were mainly concentrated in the outer layer of the granule, and the proteins, polysaccharides and lipids were mainly located in the central regime of the granule. In conclusion, granules cultivated at high OLRs show potential for treating low-strength organic wastewater steadily under long-term operation.     

烟气微细粒子高效控制技术

随着环保标准的严格化，烟气微细粒子的控制日益受到重视。袋式除尘器和电除尘器是未来控制烟气微细粒子的主要除尘设备；空气动力和静电力结合的多机理复合除尘器也将成为一个发展方向；凝并技术的应用，能有效地控制亚微粒子；磁力除尘技术的开发，将使细微粒子的收集更为节能高效。     

微生物絮凝剂作用下厌氧颗粒污泥的形成及特性

以3个同样的UASB(R1、R2、R3)处理COD浓度为5 500~6 500 mg.L-1的废水,在相同的工艺条件下,采用每7 d投加1次方式,R1中每次投加7.5 g CaCl2和400 mL微生物絮凝剂MBF21,R2中每次投加140 mg阳离子PAM,R3作为对照,进行厌氧颗粒污泥培育试验,以考察微生物絮凝剂MBF21对培育厌氧颗粒污泥的促进作用.结果表明,经过67 d的运行,R1、R2、R3中均培育出厌氧颗粒污泥,对应的平均粒径分别为1.18、1.21、0.76 mm,平均粒径增长速率分别为15.37、15.82、9.10μm.d-1,比产甲烷活性SMA(COD-CH4/VSS.t)值分别为0.740、0.657、0.558 g.(g.d)-1,VSS/SS分别为0.667、0.629、0.607,SVI值分别为14.7、13.1、20.4 mL.g-1,湿污泥密度分别为1.061、1.064、1.054 g.cm-3,强度系数ζ分别为92.1、93.5、84.7.电镜扫描发现R1和R2中的颗粒污泥比对照组R3中的颗粒污泥更密实,在形成成熟颗粒污泥过程中,3个反应器均呈现相似规律,即污泥表面由丝状菌占优逐渐向杆菌、球菌占优方向转化.本研究证明了微生物絮凝剂MBF21在促进厌氧污泥颗粒化过程中,在提高颗粒污泥物理性能方面接近阳离子PAM,在提高颗粒污泥生理、生化性能方面优于阳离子PAM.     

不同净水工艺对乙醛的控制效果研究

在实验室条件下研究了传统水处理工艺和粉末活性炭吸附、吹脱及臭氧氧化等几种常见应急净水技术对乙醛的处理效果,发现其对水中乙醛的控制效果不佳;活性炭对乙醛吸附效果不佳,导致滤池穿透时间极短,新炭也仅为10 h左右,不足以应对乙醛污染.微生物对乙醛降解作用显著,驯化后的生物活性炭滤池(BAC)13 min内可将水中1.5 mg/L的乙醛降低到标准限值0.05 mg/L以下.水厂在用活性炭滤池中的微生物菌群实验条件下驯化时间约为4～30 h,原有菌落成熟且稳定的活性炭需要的驯化、调整时间反而更长.通过抑制颗粒活性炭表面原微生物活性或人工投加驯化菌种可有效地将驯化时间从30 h左右缩短至4 h以下.     

活性污泥颗粒化过程中理化性状及脱氮性能的研究

在SBR反应器中对活性污泥进行颗粒化培养,研究了活性污泥在颗粒化过程中的理化性状及脱氮性能.结果表明,活性污泥颗粒化过程可以分为颗粒形成、颗粒生长和颗粒成熟3个阶段.第1阶段SVI值迅速降低,在30 d内由接种时的110mL/g降低到23 mL/g;第2阶段颗粒粒径迅速增加,在15 d内由0.25 mm增加到0.82 ...     

数学模拟好氧颗粒污泥的形成及水力剪切强度对颗粒粒径的影响

以生物膜数学模型和活性污泥数学模型为基础,建立好氧颗粒污泥一维数学模型,并模拟营养物质的去除、颗粒粒径变化、反应器周期表现以及好氧颗粒污泥内DO和菌群分布.模拟有机物SS浓度和出水NH4+-N浓度逐渐降低,在大约50 d左右达到稳定,50 d后模拟出水浓度分别<25 mg.L-1和<1.5 mg.L-1.模拟出水NO3--N浓度随着粒径的增加呈现降低趋势.当颗粒粒径由模拟30 d时的1.1 mm增加到100 d时的2.5 mm,颗粒污泥缺氧区面积相应增加,总氮(TN)的去除率由不到10%增加到91%左右,最终模拟出水NO3--N浓度降低到<3 mg.L-1.在好氧颗粒污泥系统内,由于氧气传质阻力,模拟颗粒污泥外层DO浓度高而内层浓度低,颗粒内可以发生同时硝化反硝化,且好氧颗粒污泥内DO特征随时间而发生变化.在好氧初期,好氧颗粒污泥代谢活性高,模拟DO传质深度大约为100～200μm;而在好氧末期,模拟DO传质深度为800μm.模拟自养菌主要分布在DO浓度高的颗粒外层,异养菌分布在整个颗粒.当水力剪切系数kde由0.25(m.d)-1逐渐增加到5(m.d)-1时,模拟颗粒平衡粒径依次由3.5 mm左右减小到大约1.8 mm.在不同水力剪切强度下模拟颗粒污泥生长特征相似,其平衡状态下粒径随曝气强度的增加而减小,可以通过控制曝气强度来控制好氧颗粒污泥的平衡粒径.     

颗粒粒径与数量对硝化与反硝化过程的影响

以实验为基础,建立了一个基于多底物的多种微生物生长、维持和衰减过程的好氧硝化颗粒SBR反应器一维动力学模型,分析了颗粒粒径及数量对硝化、反硝化等过程的影响.研究发现,在相同生物量条件下,氨氮的消耗随颗粒的数量增加而增加,表明氨氮的消耗主要与NH4+-N和颗粒接触表面有关.同时,系统中所产生的NO2--N及NO3--N与颗粒数量和粒径有密切关系,而在NH4+-N不足时才只与数量有关,表明DO对颗粒的渗透决定NO2--N及NO3--N的产生.就反硝化过程而言,当粒径>1 000μm时反硝化会随粒径的增加而加强,而小于该值时,虽然反硝化也会发生但与颗粒粒径关系不大,表明颗粒粒径>1 000μm时粒径对DO的扩散限制才会明显从而加强反硝化过程.     

好氧颗粒化SBR系统处理UASB出水的试验研究

以序批式反应器培养的好氧颗粒污泥作为接种污泥,驯化处理上流式厌氧颗粒污泥床反应器的出水,整个运行过程主要分为颗粒污泥驯化阶段和稳定运行阶段。在稳定运行阶段,有机COD负荷可达到5.2 g/L.d,COD去除率高于95%,好氧颗粒污泥直径集中于3.5～6mm,SVI 50～58mL/g,沉降速率在72～90m/h,好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的COD去除率。同时应用扫描电镜技术对接种颗粒污泥和驯化后的好氧颗粒污泥的微生物结构进行了初步观察和分析。     

高浓度絮状颗粒污泥生物处理技术及其传质模型

从宏观角度提出了高浓度絮状颗粒污泥的传质物理模型,该模型指出：利用高分子有机药剂使形成的絮状颗粒污泥,在适当剪切条件下始终雏持”包裹-破裂-再包裹”不断循环的过程,絮状颗粒污泥内部微生物与氧气、有机物等物质的接触、吸附和捕获的几率大大提高,既增加了絮体的比表面积,又提高了其微生物的活性．从而解决了高浓度生物处理技术传质效率低的问题,并通过实验验证了该模型．图5,参16．