O_3/H_2O_2工艺深度处理污水处理厂尾水中有色可溶性有机物研究

污水处理厂尾水中残留有色可溶性有机物(CDOM)直接排放会对环境产生一定影响。使用O_3/H_2O_2工艺深度处理尾水,基于三维荧光光谱,考察反应时间、初始pH、O_3流量、H_2O_2投加量等对尾水中CDOM的去除效果。研究表明,从尾水CDOM中提取出3个有效荧光组分,其中荧光组分C1和C2为腐殖质类物质,荧光组分C3为蛋白类物质,各工艺条件对荧光组分的去除影响显著,蛋白类物质比腐殖质类物质更容易去除。O_3/H_2O_2工艺能够有效去除尾水中CDOM的荧光组分,可为尾水深度处理提供技术参考。     

太湖以西常州区域水体中典型PPCPs污染特征

为进一步了解环太湖区域药品及个人护理用品（PPCPs）环境污染现状,于2016年9月对太湖以西常州区域水体中典型PPCPs污染水平进行了调查。利用高效液相色谱-串联质谱（HPLC MS/MS）检测分析了24种PPCPs在常州区域水体中的赋存和空间分布特征。结果表明,常州区域水体中24种目标PPCPs均被检出,PPCPs质量浓度总量范围为51.08～325.79 ng/L,20个监测点位中,红凌桥检出PPCPs总量最高,达325.79 ng/L;水体中优势污染物为双酚A和诺氟沙星,双酚A在黄埝桥检出的质量浓度最高,达158.53 ng/L,其次是新河口和红凌桥,质量浓度分别为65.57和57.86 ng/L;诺氟沙星在红凌桥检出的质量浓度最高,达75.12 ng/L。喹诺酮类抗生素、磺胺类抗生素在常州流域内基本呈均匀分布;激素类、大环内酯抗生素、神经镇痛类和心脏病类药物质量浓度与人口密度大致呈正相关。     

碳基材料对污水厂尾水和太湖水体中CDOM的吸附特征

采用颗粒活性炭、粉末活性炭和碳纳米管3种典型碳基材料来吸附太湖水和污水厂尾水中的有机物,考察碳基材料对水中有色可溶性有机物(CDOM)的吸附特征。基于荧光光谱和平行因子分析(PARAFAC),提取出C1(腐殖酸类)、C2(色氨酸类蛋白)和C3(酪氨酸类蛋白)3个PARAFAC荧光组分。粉末活性炭和碳纳米管具有发达的中孔孔隙结构,对水中大分子有机物具有较高的吸附容量,颗粒活性炭微孔结构发达反而不利于吸附水中腐殖酸等大分子有机物。粉末活性炭对水中有机物具有最高的吸附速率,对太湖水中荧光组分C1、C2和C3的吸附速率分别为0.278、0.358和0.359min-1,颗粒活性炭的吸附速率明显低于粉末活性炭和碳纳米管。研究结果揭示了水中复杂混合有机物的吸附特征,为吸附工艺参数的优化提供技术参考。     

UV/H2O2降解羟苯甲酮反应动力学及影响因素

有机防晒剂随着日常使用不断进入环境中,成为一类新兴污染物.考察了UV/H2O2工艺对典型有机防晒剂羟苯甲酮(BP-3)的水相光化学降解特征,并对BP-3降解反应的影响因素包括初始BP-3浓度、H2O2浓度、UV光强、共存阳离子和阴离子、叔丁醇和腐殖酸投加量等进行了研究.结果表明,BP-3的降解速率常数随初始BP-3浓度升高而降低,随着H2O2浓度增大而增高,随着UV光强增强而增大;阴离子会在一定程度上降低反应速率,阳离子中Fe3+会产生类芬顿反应,促进生成·OH,对降解反应有显著的促进作用,投加叔丁醇和腐殖酸皆会抑制降解反应进行.采用每一对数减小级电能输入(EEo)指标对UV/H2O2工艺的电能利用效率进行了评价,Fe3+的加入显著减小了EEo.研究不同因素对UV/H2O2工艺降解效果的影响,可对实际工程中采用UV/H2O2去除苯甲酮类有机防晒剂提供参考.     

饮用水处理中不同来源生物活性炭微生物群落多样性和结构研究

通过限制性片段长度多态性技术考察了饮用水深度处理中5种不同来源生物活性炭的微生物群落多样性和结构.单宁酸与腐殖酸吸附值相对较高的A炭、B炭和C炭的多样性指数较为接近,其微生物多样性更为丰富,而单宁酸与腐殖酸吸附值相对较低的D炭、E炭多样性指数较低.生物活性炭样品的系统发育树中包含β-Proteobacteria、α-Proteobacteria、Planctomycetes、γ-Proteobacteria、Bacteroidetes等5类种群.其中β-Proteobacteria和α-Proteobacteria是微生物群落的优势种群,对水中有机物的去除起到重要的作用.Planctomycetes、γ-Proteobacteria和Bacteroidetes是微生物群落的非优势种群.Bacteroidetes出现在A炭、B炭、C炭和D炭中,而没有出现在E炭中.研究结果进一步加深了对生物活性炭中微生物群落的认识,为确保饮用水质安全提供理论基础.     

响应面方法优化Fenton试剂处理甲萘酚废水

利用响应面方法(RSM)对Fenton试剂处理甲萘酚废水工艺过程进行优化,考察了Fe2+浓度、H2O2浓度和初始p H 3种工艺条件对甲萘酚废水处理效果的影响,并提出Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型及优化后的工艺参数。Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型可以较好地模拟真实的曲面,方程的F值为24.90,相关系数(R2)为0.9573,调整相关系数(R2adj)为0.9188。通过优化得到最佳的工艺参数Fe2+浓度为0.89 g/L,H2O2浓度为0.79 g/L,p H为4.00。在此条件下,COD去除率的预测值为91.15%,与实测值90.78%接近。说明建立的模型能真实地反映各主要因素的影响,模型与实际情况吻合。     

11种典型PPCPs在污水处理厂尾水及其周围水体中的分布特征与生态风险评估

药物与个人护理品(PPCPs)对水体环境的潜在风险日益引起人们的关注。采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-LC/MSMS)检测方法,考察了11种典型PPCPs在城镇污水处理厂尾水及其周围地表水和地下水中的赋存与分布特征,并采用RQ模型对其潜在的生态风险进行了浓度评估。结果表明:11种典型PPCPs中有9种被检出,尾水、地表水和地下水中均检出布洛芬、双氯芬酸、吉非罗齐、卡马西平和罗红霉素等目标物质,其中布洛芬的检出浓度高达166.00ng/L;PPCPs浓度在地表水和地下水中呈现出时间变化特征,主要受尾水排放、降雨产生的径流和稀释作用的影响;参照RQ模型评估水体中PPCPs的生态风险,结果显示在所有检出的目标物质中,布洛芬、双氯芬酸和双酚A的风险商值都大于0.1,表明其对水体的生态环境存在中等风险,这与该3种目标物质的频繁使用密切相关。     

两级曝气生物滤池启动过程研究

曝气生物滤池是在普通生物滤池的基础上开发的污水处理新工艺.研究了两级曝气生物滤池处理生活污水时各级的启动状况,考察了出水中主要污染物和生物滤池内生物量随时间的变化情况.结果表明,氧化有机物的碳化曝气生物滤池的启动速度要远快于氧化氨氮的硝化曝气生物滤池.鉴于这两部分在启动期间表现出来的不同特性,在处理生活污水的时候,为了获得更快的同步启动速度,这两级曝气生物滤池应分别启动,并重点针对硝化滤池增加强化措施.     

紫外活化过硫酸盐降解水中三氯蔗糖动力学和机制

以新兴污染物人工甜味剂三氯蔗糖（SUC）为对象,研究紫外活化过硫酸盐（UV/PS）对其的降解效果.考察UV光强、PS投加量、溶液初始pH值和阴离子浓度等因素的影响,解析UV/PS降解SUC过程中的降解产物并评估其生态毒性.结果表明,对比单一UV和单一PS,UV/PS降解SUC效果更为明显,SUC降解反应速率常数随光强、PS投加量增加而增大,中性条件更有利于SUC降解,背景离子NO₃^-和HCO₃^-对UV/PS降解SUC有一定的抑制作用,而Cl^-和SO₄^2-促进降解过程.基于高分辨质谱HRMS和GC-MS解析出16种中间产物,降解过程主要涉及羟基化、氧化和醚裂解等反应.发光细菌毒性实验和ECOSAR预测结果表明,UV/PS降解SUC过程中会产生毒性高于母物质的中间产物,对生态环境存在潜在威胁.