基于生态安全的DAT-IAT城市污水处理工艺改进研究

通过正交试验，得到了DAT-IAT工艺和A/DAT-IAT工艺处理城市污水的常规指标去除和生态毒理指标削减的最优运行条件。结果表明，在正交试验的同一工艺中，COD去除最优运行条件的出水COD值优于生态毒性削减最优运行条件的出水COD值，但前者出水的生态毒性较大。由于厌氧池的水解酸化作用，A/DAT-IAT工艺对COD和生态毒性的处理效果均优于DAT-IAT工艺，并且回流总能耗低于DAT-IAT工艺，但是出水COD仍不达标。为了降低进入工艺的COD的总量，以絮凝沉淀做为预处理工艺，并采用Al残留量最小的絮凝剂投药量以降低出水中残留Al带来的生态风险。结果表明，在COD去除最优运行条件下，具有絮凝预处理的工艺对COD的去除效果优于没有絮凝预处理的工艺。絮凝-A/DAT-IAT工艺在COD去除最优运行条件下出水COD为104.46 mg/L，满足排放标准。在毒性削减最优运行条件下，具有絮凝预处理的工艺的出水生态毒性有所上升，但是污染物的总量得到了大幅削减。絮凝-A/DAT-IAT工艺与DAT-IAT工艺相比，在污染物去除效率得到大幅增加的同时，生态毒性得到有效控制，生态安全得到了有效的保障。     

改性秸秆-铝盐复合絮凝剂的制作与应用

以铝盐、作物秸秆为主要原料，用氢氧化钠、氯乙酸通过碱化和醚化对秸秆进行改性，在一定条件下与铝盐合成了一种新型的无机天然有机复合絮凝剂（定名为SPA），研究了其对高岭土模拟废水的吸光度和浊度去除性能，并对几个主要影响因素作了考察。结果表明：SPA对该模拟废水有较好的处理效果，5 mL SPA/1 L高岭土悬液的投量就可以获得吸光度和浊度88%以上的去除率，室温即可达到最佳处理效果，且pH值适应范围广，大约为3～9。还进行了SPA和铝盐对市政污水的处理效果的对比分析，试验结果表明：对其出水的吸光度去除率、浊度去除率和SS去除率来说，SPA都比铝盐的处理效果好；SPA对COD的去除效果比铝盐略差，但是在低投量时其COD去除率为65%，可以满足污水初级处理的要求。     

DAT-IAT工艺处理城市污水的生态风险评估

采用常规水质指标检测和种子发芽及根伸长抑制的陆生生态毒理方法,评价了DAT-IAT工艺处理过程中各工艺阶段污水的生态风险.常规水质指标检测结果显示,COD和SS可以达标排放,而氮的形态由进水时的NH⁺₄-N转变为DAT、出水中的NO^-₃-N,只是形态发生了变化,并没有从污水中去除,虽然达到了设计的NH⁺₄-N去除要求,可以达标排放,但是并未降低受纳水体发生富营养化的生态风险.生态毒理指标检测结果显示,进水、DAT、出水各阶段污水中COD对小麦种子发芽的半数抑制浓度逐渐降低,分别为249.3、 165.3和161.2 mg·L^-1;对小麦根伸长的半数抑制浓度也逐渐降低,分别为257.6、 154.0和142.1 mg·L^-1,表明DAT-IAT工艺处理过程中污水的生态毒性变化趋势为逐渐增大,处理后的出水存在一定的生态风险,有进一步进行生态风险调控的必要性.在相同水质条件下,小麦根伸长抑制率比小麦种子发芽抑制率更显著,可以把小麦根伸长作为评价污水处理生态风险的敏感指标之一.     

光催化降解水体中磺胺类抗生素的研究进展

磺胺类抗生素（SAs）的滥用和施用废水的任意排放导致水体中抗生素污染问题日益严重,而光催化是目前最有前途的处理方法之一。本文综述了光催化降解水体中SAs的机理和研究进展,其中着重介绍了TiO₂改性材料和石墨相氮化碳（g-C₃N₄）基材料作为光催化剂降解SAs;分析了当前的研究趋势,并指出了现存的主要问题,为光催化降解水体中SAs技术的进一步发展和光催化材料的改性提供借鉴。     

Cd-Zn对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的联合毒性及对肝脏超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)为实验材料,研究并比较了重金属镉(Cd)与锌(Zn)对草鱼的单一与联合毒性.在此基础上,根据水生毒理联合效应指数相加法原理,利用生物测定计数型机值分析得到毒性单位浓度LC50值进行判断.结果表明,Cd对草鱼的毒性大于Zn.Cd、Zn对草鱼96h的半致死浓度分别为26.87和33.14mg·L-1;Cd与Zn对草鱼的联合毒性在48h为拮抗作用,在96h表现为协同作用.以草鱼肝脏组织超氧化物歧化酶(SOD)活性影响为指标,Cd与Zn的联合作用与Cd、Zn的暴露剂量和暴露时间都有密切关系:草鱼肝脏SOD活性应激反应对低浓度Zn(0.4TU)暴露较敏感,对高浓度Cd(0.8TU)的暴露较敏感,SOD活性能迅速产生应激性升高;48h时Cd与Zn的联合毒性显示为拮抗作用,96h时Cd与Zn的联合毒性显示为协同作用.     

电活化过硫酸钠降解四溴双酚A生产废水

四溴双酚A(TBBP-A)生产废水含有多种难降解有机物及大量盐类,是极难处理的化工废水。采用外加直流电压活化过硫酸钠的方法预处理TBBP-A生产废水,以总有机碳(TOC)降解率为指标考察有机物的降解情况。结果表明,酸性条件有利于电活化过硫酸钠降解TBBP-A生产废水,pH=2时过硫酸钠浓度对TOC降解情况影响不大,中性或碱性环境下,过硫酸钠浓度是TOC降解率的主要影响因素。适当提升外加电压有利于促进TBBP-A生产废水中TOC的降解,处理时间宜控制在1.0h以内,电极介质对于TOC降解的影响总体不大。当外加电压为3.0V,过硫酸钠质量分数为2%～5%,pH=2,反应时间为1.0h左右时,TOC降解率可以达到40%以上,可见电活化过硫酸钠技术可以作为预处理TBBP-A生产废水的有效手段。     

生物电化学系统3种典型构型及其应用研究进展

生物电化学系统(Bioelectrochemical system,BES)是一种交叉学科的前沿技术,随着全球淡水资源和可利用能源日益剧减,BES构型及应用受到广泛关注.简述微生物燃料电池和微生物电解池结构、原理和国内外研究动态,系统介绍BES及其影响因素,其中微生物活性、阴阳电极材料及电池构造最为重要;概述增加电极室、增加反应室和微型传感器等三方面构型及近年来的应用研究进展,比较单电极室和多电极室的优缺点,以微生物脱盐电池、微生物电解脱盐电池、微生物产酸产碱脱盐池为基础介绍增加反应室构型,重点综述BES在生化需氧量监测方面的研究.由于多室微生物燃料电池构造复杂且产能低,单室将是未来生物电化学系统发展趋势;增加反应室主要以脱盐目的为主,且脱盐池的研究仍需要围绕优化阴阳离子交换膜、维持阳极室内pH平衡以及降低空气阴极溶解氧对反应器性能影响;微生物电极传感器可拓宽应用于更多领域,其敏感性和长期稳定性有待进一步提高.目前对产电微生物群落丰度和活性的研究还相对较少,未来电池构型和增加应用范围依然是BES的研究热点.     

市政污水A/DAT-IAT系统中溶解性有机物表征与生态安全

为了解决市政污水处理出水水质安全与无害化问题,以改良的SBR——A/DAT-IAT工艺为依托,对A/DAT-IAT工艺进水,连续曝气池(DAT)上清液及间歇曝气池(IAT)出水的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)采用超滤膜法进行了相对分子质量分级,并进行了TOC、UV254、3D-EEM及发光菌毒性测试,探索市政污水毒性的主要物质来源.结果表明,实验室规模的A/DAT-IAT工艺对市政污水各分子量区间的有机物均有较好的去除效果.腐殖质是污水处理厂出水中主要物质,且天然水体中难去除的腐殖质及处理过程中形成的腐殖质成分是二级出水中主要的荧光物质.沿污水处理流程,DOM的组成呈现出由低分子量向高分子量转化的趋势,相对分子质量<1×103区间的物质芳香性显著增加,导致IAT出水与氯的反应活性增高,产生消毒副产物的风险增加.与进水毒性主要来源于原水中相对分子质量<1×103的小分子物质相同,IAT出水的毒性也主要来源于相对分子质量<1×103的小分子物质,但与原水中的小分子物质不同,主要是生物处理过程中产生的类腐殖质.结合对TOC、UV254、3D-EEM及毒性的分析,小分子的类腐殖质是二级出水有机物含量达标、氯化消毒副产物控制及毒性控制应该重点考虑去除的对象.在之后的研究中,应该根据这部分物质进行工艺调节及针对性处理单元的添加.