电化学耦合膜工艺去除饮用水中卡马西平

研究了外加电压、初始浓度对电化学耦合膜工艺去除饮用水中卡马西平（CBZ）效果的影响.结果表明,CBZ初始浓度为100μg/L的条件下,随着电压的升高,电化学耦合膜工艺对CBZ的去除率逐渐增加,在外加电压为2V,电化学耦合膜工艺对CBZ的去除率达到88.0%;外加电压为2.0V的条件下,CBZ初始浓度为50~500μg/L时,电化学耦合膜对CBZ的去除率均达到85%以上.而与粉末活性炭/微滤膜（PAC/MF）工艺的比较可知,电化学耦合膜工艺的去除效果更为稳定,运行成本也更低.考察了水中的离子强度和腐殖酸对电化学耦合膜工艺去除CBZ效果的影响.结果表明,由于对系统中·OH的竞争作用,离子强度的增大及腐殖酸浓度的提高将抑制CBZ去除.     

纳滤膜去除卡马西平的影响因素研究

主要研究了纳滤膜去除饮用水中卡马西平(CBZ)的影响因素.首先比较了膜NF270和NF90去除CBZ的效果,发现孔径较小的NF90对CBZ的去除效果远优于孔径较大的NF270.其次考察了CBZ初始浓度、pH值、离子强度和水温对去除率的影响.结果表明,pH值的降低,钙离子浓度的提高以及水温的提高会导致CBZ去除率的降低....     

有机质胶体对卡马西平在多孔介质中迁移影响模拟实验

有机质胶体与有机污染物的相互作用会影响污染物在多孔介质中迁移转化等环境行为.为研究有机质胶体对药物和个人护理品(PPCPs)在土壤环境中迁移的影响,本实验以卡马西平(CBZ)为目标污染物,用商用腐殖酸制备有机质胶体,分别选择石英砂、标准土和野外所取土样为研究介质,通过室内土柱模拟实验探究有机质胶体存在时污染物在多孔介质中的迁移行为.结果表明,描述一维溶质运移的两点化学非平衡模型能够较好模拟CBZ在各介质土中的运移过程,说明污染物运移过程中与介质间发生了化学非平衡吸附作用;石英砂柱中加入胶体后,对CBZ的吸附过程无明显影响,但在解吸时阻滞因子及滞留量变小,可见胶体与石英砂间作用微弱,解吸过程中胶体与污染物结合形成复合体后对污染物有增溶作用;胶体存在时,标准土和自然土对CBZ的吸附量和迁移阻滞强度均明显大于石英砂,其中有机质及黏土矿物的作用最为明显,有机质中的低能/高能吸附位点以及黏土矿物极性表面均能够固定污染物;由于有机质含量较高,自然土对CBZ在吸附-解吸过程中的阻滞截留强度大于标准土.针对本实验中CBZ的迁移情况,提出了疏水性有机污染物在含有机质胶体土壤中的迁移过程中各种作用的概念模型.     

两种不同形态MnO2降解卡马西平的效果及途径对比

研究了两种不同形态MnO₂（δ-MnO₂和胶体MnO₂）对难降解有机药物卡马西平（carbamazepine,CBZ）的去除效果,并通过液相色谱质谱联用技术（LC/MS）分析了不同pH值条件下δ-MnO₂和胶体MnO₂氧化转化CBZ的产物,探究其氧化转化途径.结果表明,δ-MnO₂和胶体MnO₂能通过化学氧化作用在2h内去除约1mg/L CBZ,相比之下,胶体MnO₂受pH影响较小且单位质量Mn对CBZ具有更好的去除效果.δ-MnO₂和胶体MnO₂与CBZ反应过程中各检出7种和4种产物.胶体MnO₂具有更强的氧化能力,越过了多种中间产物的产生步骤,使CBZ的降解途径更加简明.     

岸滤系统中磺胺甲恶唑、咖啡因和卡马西平的厌氧转化模拟研究

为了探究药品和个人护理用品(PPCPs)在岸滤系统中的转化过程及其影响因素,采集了不同类型的河床岸滤土壤,模拟岸滤系统中的反硝化和硫还原过程,探究该过程中磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)及两种共存PPCPs(咖啡因、卡马西平)的转化过程及中间产物的生成.批次培养实验结果显示,至培养周期第87 d时SMX的生物降解率达到100%,反硝化过程中SMX自第5 d开始转化为两种衍生物—D-SMX及4-nitro-SMX,反硝化反应结束两种衍生物再次还原为SMX.SMX的转化率因有机质的不同而产生差异,添加乙酸钠有机质时SMX的转化率整体高于添加富里酸有机质的转化率;硫还原条件下SMX则完全降解;咖啡因(Caffeine,CFE)的生物降解率高于50%,不同河床土壤的理化性质差异及微生物的分布差异造成CFE的吸附及降解效果有很大差异,投加潮白河沉积物样品中CFE生物降解率高于投加密云水库沉积物样品;卡马西平(Carbamazepine,CMZ)的降解率范围在20%~35%,CMZ在岸滤系统中不易发生降解.     

泥龄对A~2O工艺去除多环麝香的影响

研究了A2O工艺不同污泥龄(Sludge retention time,SRT)条件下中佳乐麝香(Galaxolide,HHCB)与吐纳麝香(Tonalide,AHTN)的去除和迁移的变化情况。采用固相萃取与气相质谱联用的方法对各池中水相与泥相中HHCB和AHTN的浓度进行分析。结果发现:A2O工艺对HHCB的去除效果好于AHTN。高SRT条件(15,20 d)下HHCB、AHTN的总去除率明显小于低SRT条件(5,10 d)下的总去除率。     

污水土地处理系统几种生物填料的污染物去除性能研究

污水土地处理系统具有运行处理成本低、设备少、管理简单、处理效果稳定、便于就地回用等特点.填料是污水土地处理系统的重要组成部分,在土地处理系统对污水的净化过程中起着关键作用.试验共选择5种生物填料砖块、混凝土块、煤渣、陶粒、碎石进行了研究.结果表明,表面粗糙、孔隙率高的煤渣对各种污染物的去除效果最好,CODCr平均去除率为56.76%,BOD5平均去除率为86.33%,TN平均去除率为25.70%,TP的平均去除率为56.25%.陶粒、碎石、混凝土、砖块的去除效果依次降低.     

造纸废水曝气池中钙的去除及迁移转化规律研究

针对造纸废水好氧处理中钙离子（Ca²⁺）浓度过高影响生化过程和后续膜处理的问题,在实验室模拟废水曝气,研究Ca²⁺存在对COD去除效果的影响;对厌氧出水进行曝气实验,探究曝气量对钙去除效果的影响;分析表征造纸废水液相中Ca²⁺浓度和固相污泥中钙的形态,探究造纸废水曝气池中钙的迁移转化规律.结果发现：Ca²⁺的存在会影响活性污泥的活性,进而导致曝气过程中COD的去除率从71.76%降至36.94%;厌氧出水曝气初始阶段内曝气量越大,Ca²⁺的去除率越高;Ca²⁺浓度从厌氧出水到二沉池出水过程中逐渐下降,从游离态转变为CaCO₃的结合态而除去.     

给水系统节能设计及效率系数分析

近年来,受到广泛关注的给水系统节能问题吸引了大量研究者,但目前业界对于此项内容还没有做出标准统一的相关评价方法。本文在研究给水系统节水问题的基础上,提出了给水系统效率系数,目的是为了利用其来判断给水系统的耗能情况,从而进一步优化给水系统的节能设计,提高其效率。     

常规净水工艺对猛水蚤的去除机理及效果

为实现对桡足类生物泄露风险的高效控制,以猛水蚤为研究对象,开展了常规净水工艺对桡足类生物的去除作用机理及效果研究,重点研究了猛水蚤去除与絮体颗粒形态特性关系和在石英砂滤床的分布规律.结果表明:优化操作条件下,混凝沉淀和过滤对猛水蚤去除率均可达99%,最佳工况包括快速搅拌300 r/min(1min)、中速搅拌150 r/min(5min)和低速搅拌75 r/min(5min),聚合氯化铝(PAC)投加量10 mg/L,沉淀时间0.5h,滤速9m/h,过滤周期1d.混凝对猛水蚤的去除效率主要决定于猛水蚤与絮体的有效吸附,絮体颗粒粒径越大、分形维数越低,猛水蚤去除率越高;过滤水冲刷携带引起的被动迁移,是导致猛水蚤穿透砂滤池的主要原因,适当降低滤速和缩短过滤周期,控制猛水蚤被动迁移规模,可以达到提高猛水蚤去除率效果.     

给水系统中卡马西平含量测定方法的研究

文章用固相萃取与高效液相色谱结合的方法测定给水系统中痕量卡马西平的含量。考察了C18小柱的最佳洗脱条件,并且根据出峰时间选择了最佳的色谱条件:流动相为水(用磷酸调节pH至4)和甲醇(40∶60,V/V),温度为25℃,流速为1.0mL/min,检测波长为285nm。卡马西平浓度在0.2～2mg/L范围内线性关系良好,回归方程y=81.53258x-7.19487,加标回收率平均值为94.3%,RSD为2.7%(n=7)。用该方法测定实际水源水和自来水厂中间工段出水,简单易操作,结果准确。     

酰胺咪嗪光降解效能与机制及其影响因素研究

以氙灯为模拟光源,研究了酰胺咪嗪（carbamazepine,CBZ）在纯水中的光降解效能与机制,并考察了硝酸根离子（NO3-）、碳酸氢根离子（HCO3-）和腐殖酸（HA）对其光降解速率的影响.结果表明,纯水中CBZ的光降解符合假一级反应动力学;在光强为1 200 mW.cm-2、CBZ初始浓度为200μg·L-1时,CBZ的光降解速率常数为0.028 7 min-1,半衰期为24.15min;纯水中CBZ的去除是以自敏化光降解反应为主,其中单线态氧（1O2）参与的自敏化光氧化反应贡献率较大,为75.3%,而羟基自由基（.OH）的贡献率较小,为5.6%;在本试验条件下,NO3-、HCO3-以及HA浓度的增加都会对CBZ的光降解过程产生抑制,其中NO3-的抑制作用最为明显,当加入的NO3-浓度为0.5 mmol·L-1时,CBZ的半衰期延长为433.22 min,约为不加NO3-时的18倍.     

强化混凝与优化混凝在常规水处理中的运用

通过对强化混凝及优化混凝的机理、影响因素和研究实践情况的讨论综述,提出在常规水处理中强化及优化混凝环节是既能提高出水水质,又较为经济合理适合国情的方案。同时提出在水厂实际生产中实现强化／优化混凝需考虑进行的几方面的工作。     

DOM不同相对分子质量组分在无机矿物上的吸附及其对卡马西平吸附的影响实验

为探究溶解性有机质(DOM)不同相对分子质量组分在矿物质上的吸附特征及其与药物和个人护理品(PPCPs)类污染物的结合作用对两者吸附过程的影响,以卡马西平作为目标污染物,用商用腐殖酸制备DOM,以石英砂代表无机矿物,开展吸附实验,并采用透析实验和红外光谱表征等手段,探讨了不同相对分子质量腐殖酸(HA)的结构特征及其与卡马西平(CBZ)的结合作用对HA或CBZ在固相介质上吸附作用的差异及产生机制.结果表明,大分子量HA有更多的羟基、芳香烃和脂肪烃,以疏水物质为主;而小分子量HA有更多的醇和羧基,以亲水物质为主.HA与CBZ的结合主要通过CBZ的氨基与小分子量HA中极性官能团的结合,以及CBZ疏水基团与大分子量HA中脂肪族与芳香族的疏水作用.CBZ与HA之间的相互作用对腐殖酸或卡马西平的吸附产生明显差异.当CBZ不存在时,石英砂主要通过疏水作用结合HA中疏水性大分子或与HA的羟基、羧基等发生交换配位反应,且石英砂更倾向于吸附HA中的脂肪性及疏水性大分子组分.当CBZ存在时,石英砂转而吸附HA中的小分子量部分,且HA在石英砂上的最大吸附量减小.当HA不存在时,CBZ可通过疏水作用,范德华力和极性相互作用使其在石英砂上有一定量的吸附.加入HA后,石英砂吸附增加的CBZ归因于部分HA分子与CBZ结合后共吸附或累积吸附于石英砂上.     

污水处理厂出水有机磷污染特征及强化去除

针对污水处理厂(wastewater treatment plant,WWTP)有机磷(organic phosphorus,OP)污染现状,采用多种方法表征出水OP污染特性,并开展强化去除研究.结果表明,TP、PO_4~(3-)-P、聚磷酸盐(Poly-P)和OP的出水平均浓度分别为:0. 62、0. 22、0. 03和0. 37 mg·L~(-1),OP占比达59. 7%.工艺全流程分析结果表明,PO_4~(3-)-P、Poly-P和OP在进、出水中的占比依次是54. 4%、6. 3%、39. 3%和16. 9%、14. 5%、68. 6%. OP和溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)存在正相关性,相关系数为0. 65;亲水性和疏水性OP的平均浓度分别是0. 12 mg·L~(-1)和0. 31 mg·L~(-1),疏水性OP的C/P比亲水性低,说明疏水性OP生物利用度(bioavailability,BA)更高,结果表明OP的BA约为20. 0%,OP以难生物利用组分为主.强化去除研究表明活性焦最佳投加量为20 g·L~(-1),去除率为32. 6%; O_3最佳投加量为30 mg·L~(-1),去除率高达79. 1%,高级氧化技术较物理吸附更适合作为深度处理方式.     

河道水旁路处理中试工艺中PPCPs的去除效果及机制

城市河道水中含有微量药物及个人护理品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）,具有一定生态风险.本文系统考察了两种河道水旁路处理工艺（混凝沉淀-曝气生物滤池-超滤-臭氧和混凝沉淀-膜生物反应器-臭氧）对30种高检出PPCPs的去除效果,并通过沿程去除率调查和风险商模型分别评价了目标PPCPs的降解机制及整体生态风险的降低情况.结果表明,两种旁路处理工艺对各目标PPCPs均有较好去除效果;其中四环素类抗生素及咖啡因在生物段去除率超过90%,而磺胺类及氟喹诺酮类抗生素及其他药物仅在进水化学需氧量较高和较高水温条件下具有较好去除效果,但臭氧深度处理可对其进行有效削减;经全流程处理后各PPCPs累积去除率均可达92.5%以上.旁路处理可有效降低目标PPCPs生态风险,经处理后风险商值由原水的12.6降至总出水的0.2（风险阈值RQ_tot=1）,去除率达98.4%.     

紫外光活化亚硫酸盐降解水中卡马西平

研究了紫外光活化亚硫酸盐高级氧化工艺降解水中典型新污染物——卡马西平（CBZ）的效能和降解机制.探究了不同溶解氧浓度[ρ（DO）]对紫外光活化亚硫酸盐降解CBZ的影响,并在模拟自然水体环境控制初始ρ（DO）为（8.0±0.2） mg·L^-1条件下,考察了不同工艺参数（亚硫酸盐投加量、反应pH）与水环境要素（碳酸氢根离子、氯离子、腐殖酸）对CBZ降解效能的影响.结果表明,紫外光活化亚硫酸盐工艺可在30 min内降解85.3%的CBZ,降解过程遵循拟一级动力学,动力学常数为0.055 7 min^-1.并采用电子顺磁共振波谱技术、活性物质淬灭实验和竞争反应动力学实验发现,CBZ的降解主要来自紫外光活化亚硫酸盐工艺中硫酸根自由基（SO₄^-·）与羟基自由基（·OH）等活性物质,且降解贡献率分别为43.9%和56.1%.而且CBZ降解率随HCO₃^-浓度升高而降低,但Cl^-浓度变化对CBZ降解率影响不大,水中存在的腐殖酸可显著抑制CBZ的降解.反应过程中硫酸盐的积累量显著低于《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）限值,且亚硫酸盐消耗速率（0.004 4 min^-1）显著低于CBZ的降解速率,说明亚硫酸盐可被紫外光高效活化用于降解水中存在的CBZ.     

给水厂污泥改良生物滞留填料除磷效果的研究

通过静态吸附实验研究了土壤、给水厂污泥对磷的吸附特性,采用生物滞留模拟柱,考察生物滞留技术对城市径流中磷的去除效果,评价以给水厂污泥改良填料的可行性.结果表明,给水厂污泥对磷的吸附能力远大于土壤.在进水磷浓度为1.0 mg·L-1条件下,传统填料模拟柱出水总磷随着进水量的增加浓度逐渐增大,而改良填料模拟柱表现出稳定的长期去除效果,经7个月的连续运行,改良填料模拟柱出水总磷的浓度仍小于0.050 mg·L-1,满足地表水Ⅲ类水质标准.根据静态吸附实验估算结果,相同的控制条件下,添加4%给水厂污泥的改良填料对磷的吸附能力约为传统填料的4倍.无定型铁铝的沉淀、吸附作用是改良填料截留进水中磷的主要机制,工程应用中可在填料中添加4%~5%比例的给水厂污泥以提高生物滞留设施控制受纳水体富营养化的效果.     

聚合氯化铝去除污泥水中磷的工艺优化

在对比聚合氯化铝(PAC)对浓缩脱水污泥水及其上清液除磷效果的基础上,通过响应曲面法(RSM)分析了污泥水上清液PAC除磷过程中Al/P摩尔比、pH和搅拌转速(MS)对除磷效果的单独效应和联合效应,并探讨了PAC除磷动力学.结果表明,PAC直接对污泥水混凝除磷会恶化其沉降性能,且除磷效率不高.RSM优化得到的上清液除磷最优工艺条件为:Al/P摩尔比为2.49,pH为8.3,MS为398 r·min-1,除磷效率为97.8%,实验验证结果表明该优化操作模式行之有效.动力学分析结果表明,PAC对污泥水的除磷过程分为化学沉淀与絮凝体快速吸附除磷和二级动力学沉淀除磷两阶段.