光催化膜反应器的设计及其在水处理中的应用

作为一种新型的水处理装置,光催化膜反应器具有反应迅速、降解效率高、降解彻底、无二次污染等特点,在节水减排、微污染水处理、中水回用等方面具有重要的应用价值。总结目前国内外各种不同类型的光催化膜反应器的设计、特点及在水处理中的应用情况,并对其今后的发展提出建议。     

MBR去除水中新型微污染物PPCPs的效果及影响因素

结合MBR和新型微污染物药品和个人护理用品(PPCPs)的特性,论述了MBR对水中PPCPs的去除效果,并分析其处理过程中的主要影响因素,以期为进一步的研究应用提供理论基础及参考。     

混凝气浮-好氧颗粒污泥膜生物反应器处理造纸厂废水

以普通絮状活性污泥作为接种污泥,在膜生物反应器中采用序批式方法培养好氧颗粒污泥,得到含好氧颗粒污泥的膜生物反应器。采用该反应器处理南昌市某造纸厂亚胺制浆法造纸废水,COD、氨氮、TN、TP去除率分别达90%、94%、93%、92.5%,出水达GB 3544—2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》和GB 8978—2002《污水综合排放标准》一级B排放标准。     

氧化石墨/聚乙烯醇复合电纺纤维膜的光热脱盐性能试验

采用静电纺丝技术将碳纳米材料氧化石墨原位固定于聚乙烯醇（PVA）纤维,制备了氧化石墨/聚乙烯醇复合电纺纤维膜,并将其作为太阳能光热转换材料用于模拟海水的脱盐处理。结果表明:该复合纤维膜是一种性能优良的光热转换材料,其亲水性极强,在湿态下具有宽光谱吸收范围和较高光吸收率。在纺丝电压为15 kV、极板间距为15 cm、氧化石墨质量分数为3%（相对于聚乙烯醇）条件下制得的复合纤维膜具有最优的光热性能。在1个太阳光（1 kW/m2）照射下,膜表面可快速升温至50℃左右,水蒸发速率可达到1.09 kg/（m2·h）,光热转换效率为71.9%,对不同浓度模拟海水的脱盐效率均能达到99.9%以上。此外,该复合纤维膜具有良好的稳定性和重复利用性,可较好地应用于普通海水淡化领域。     

工程菌增效/双膜工艺改造农药化工污凝水处理工程实例及运行分析

农药化工废水水质复杂、可生化性差,采用传统生物工艺的处理难度大且效果不理想。针对国内某农药化工废水蒸发后产生的污凝水,采用常规生物处理后,出水化学需氧量（COD）、总氮（TN）及氨氮（NH₃-N）不能达到当地污水处理厂收纳标准的问题,该项目采用外部投加工程菌以提高原生化单元的污水理效能,并增设超滤和反渗透双膜工艺以保障出水水质。改造后的工艺系统调试表明,工程菌增效提升了生化处理单元对污水COD及TN的去除率（分别达到85%与67%）,双膜工艺保障处理后,水质[ρ（COD）<500 mg/L,ρ（TN）<70 mg/L,ρ（NH₃-N）<45 mg/L]达到下游污水处理厂的收纳标准。经成本核算,该厂污凝水处理项目运行成本为52.77元/t。工程菌增效/双膜工艺改造方案实现了对该厂污水的达标处理排放。     

基于TLSER和QSPR关系预测PAHs和PCBs的LDPE膜-空气分配系数

有机污染物在被动采样材料与环境介质之间的平衡分配系数(K_P),是测定环境中有机污染物浓度的重要参数,但K_P值大部分都需要经过繁琐的实验测定获取,无法逐个测定数量繁多的污染物,因此需开发一种预测K_P值的方法。为此,搜集整理了一些多环芳香烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的低密度聚乙烯(LDPE)-空气分配系数(K_PA)的实测值,基于理论线性溶解能(TLSER)和定量结构性质关系(QSPR),利用逐步多元线性回归(MLR)分别构建了预测K_PA值的模型。模型的决定系数R2adj分别为0.927和0.956,交叉验证系数Q2LOO分别为0.915和0.946,外部系数Q2ext分别为0.913和0.960。结果表明,2种模型具有良好的拟合优度、稳健性和预测能力,并解释了模型的机理。所构建的2种模型均可用来预测应用域内有机污染物的LDPE膜-空气分配系数。     

基于GC-QTOF/MS的大气中有机污染物的非靶标筛查及半定量分析

本文借助气相色谱-四极杆飞行时间质谱仪(GC-QTOF/MS)开展了大气中有机污染物的非靶标筛查,并对识别出的特征污染物进行半定量分析.基于高分辨质谱数据库和NIST质谱数据库的匹配,样品中共识别出139种污染物,主要以多环芳烃(PAHs)及其衍生物、邻苯二甲酸酯(PAEs)为主;除此之外,还识别出多种尚未受到监管的杂环类化合物,例如苯并噻唑、四甲基哌啶酮、1-甲基-2吡咯烷酮、氧杂蒽等.识别出的有机污染物半定量浓度为288 ng·m-3,其中大气常规监测的16种PAHs的浓度是18.1 ng·m-3,仅占总浓度的6.28％.PAEs的浓度为44.6 ng·m-3,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的浓度最高(14.8 ng·m-3).以含氮、氧、硫为主的杂环化合物浓度是47.9 ng·m-3,其中苯并噻唑浓度最高,为9.51 ng·m-3;其次是1-甲基-2吡咯烷酮、四甲基哌啶酮、尼古丁和二苯并呋喃,浓度分别为9.22、8.78、5.11、4.15 ng·m-3.本研究展示了高分辨质谱技术在未知物识别中的优势,并对识别出的特征污染物进行了半定量分析,其结果能够为后期污染物的风险评估提供借鉴意义.     

高氨氮废水半短程硝化控制及曝气经济性运行优化

本研究进水模拟了污泥消化液、晚期垃圾渗滤液等高氨氮低碱度低碳氮比的废水,在碱度缺乏（不足以实现完全短程硝化）条件下获得了稳定的半短程硝化,并通过曝气量和污泥浓度（MLSS）双因素调控,实现了半短程硝化的高效经济运行.研究表明,进水碱度缺乏条件下短程硝化体系出水亚硝氮/氨氮浓度比值y与进水HCO₃^-∶NH₄⁺物质的量的比x之间存在化学计量关系 y=x/（2-x）,当进水HCO₃^-∶NH₄⁺物质的量的比为1,即进水碱度/氨氮浓度（mg·L^-1）比值为3.6时可实现半短程硝化,并通过游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）联合抑制能够实现稳态运行,亚硝酸盐积累率平均可达95%以上.实验探究了MLSS和曝气量对短程硝化反应器曝气经济性和氨氧化率的影响,通过平衡两因素作用,在保证处理效果的同时最大程度提升了反应系统的曝气经济性：当曝气量为36 L·h^-1和MLSS为2243 mg·L^-1时,反应器的曝气经济性较好,可节省约40%曝气量,且能维持较高的容积氨氮负荷（0.93 kg·m^-3·d^-1）.     

吸收液对中空纤维膜接触器回收尿液中氨氮的影响

采用中空纤维膜接触器（Hollow Fiber Membrane Contactor, HFMC）回收尿液中的氨氮,系统研究了吸收液类型（H₃PO₄、H₂SO₄和HNO₃）对氨回收效能、水蒸气的跨膜通量和所获液体肥料的影响.结果表明,使用H₂SO₄作为吸收液时氨氮回收效能最优,其次是H₃PO₄和HNO₃.当采用H₂SO₄为吸收液时,氨氮回收率、氨跨膜通量和传质系数分别为84.49%±0.01%、22.92 g·m^-2·h^-1和2.37×10^-6 m·s^-1.HNO₃的挥发性使其从吸收液侧反向跨膜至料液侧,导致氨跨膜传质驱动力变小;此外,NH₃和HNO₃会在膜孔中反应并生成NH₄NO₃气溶胶,增加氨在膜孔中的传质阻力,导致氨氮的回收效能降低.对采用不同吸收液时膜两侧的水的活度差和理论水通量进行了计算,结果表明,随着氨氮的不断跨膜吸收,膜两侧的活度差和水通量逐渐增大,实验结束时水通量分别为7.44×10^-2 kg·m^-2·h^-1（H₃PO₄）、9.06×10^-2 kg·m^-2·h^-1（H₂SO₄）和2.00×10^-2 kg·m^-2·h^-1（HNO₃）.肥料组分分析表明,以H₂SO₄和HNO₃为吸收液可以获得仅含N素的单一液体肥料,以H₃PO₄作吸收液可获得N-P复合肥,（NH₄）₂HPO₄和NH₄H₂PO₄所占的比例分别为88.33%和11.67%.