紫外-氯顺序灭活地下水源水中真菌的效能

以地下水源水中真菌为研究对象,研究了单独紫外线灭活、单独氯灭活以及紫外线-氯顺序灭活的灭菌效果,同时对单独消毒剂灭活进行了动力学研究,确定了其动力学参数。结果表明:单独紫外线灭活时,在相同紫外剂量(I·t)下,高紫外强度(I)下真菌的灭活效果优于低紫外强度的灭活效果;紫外线灭活符合一级光化学反应,其速率常数k为0.044~0.077 cm2·(m W·s)~(-1)。单独氯灭活时,氯浓度2.0 mg·L~(-1),作用30 min,真菌灭活率达到95%;氯衰减符合一级衰减模型,即氯灭活真菌符合一级动力学反应,其速率常数k为0.056~0.081 L·(mg·s)~(-1)。紫外线-氯顺序灭活时,高紫外剂量-低加氯量可以达到低紫外剂量-高加氯量的灭活效果;真菌完全灭活时,紫外剂量从5 m J·cm~(-2)增加到30 m J·cm~(-2),加氯量可降低1~2 mg·L~(-1),减少了消毒副产物的生成量,降低了生态环境风险;紫外线与氯顺序灭活具有协同效应。     

紫外线/氯高级氧化降解甲基异噻唑啉酮

采用紫外线/氯高级氧化技术处理水中非氧化性杀菌剂甲基异噻唑啉酮(methylisothiazolinone,MIT),阐明了氯投加量、光强、pH值对MIT降解的影响。研究表明,紫外线/氯高级氧化可以有效去除水中的MIT,且效果优于单独紫外线照射和单独氯氧化的处理效果。MIT的紫外线、氯氧化和紫外线/氯高级氧化降解符合准一级动力学模型,其表观降解速率常数kobs分别为0.037、0.061和0.086 min-1。对于紫外线/氯高级氧化技术,提高氯投加量和紫外线光强能够促进MIT的降解。紫外线/氯高级氧化在酸性条件下对MIT的处理效果较好,不同pH条件下MIT的降解速率顺序为pH 5pH 6pH 7pH 8。研究对MIT处理过程中的消毒副产物产生情况进行了检测,结果表明,紫外线/氯高级氧化处理MIT过程中可生成水合氯醛,单独氯氧化过程中没有检测到水合氯醛的生成。MIT初始浓度30 mg·L~(-1)、氯投加量40 mg·L~(-1)、紫外剂量为2 340 m J·cm-2时水合氯醛的生成量为4.2μg·L~(-1),低于我国水源地标准限值(10μg·L~(-1))。     

反渗透海水淡化水的调质洗涤

反渗透海水淡化水与自来水相比具有硬度和碱度低、pH偏酸性等特点,因而其洗涤特性可能有所不同。目前,海水淡化水的洗涤应用尚未见报道,本研究从淡化水水质特点出发,考察了淡化水应用于洗涤过程中洗净率的影响因素,提出了对淡化水适当调质以提高洗净率的实验方案。结果表明,蓝月亮洗涤剂的洗净率与超能和奥妙相近,表面活性物含量可能是其主要影响因素。当蓝月亮用于淡化水洗涤时,洗涤前后pH分别为6.89和6.63,表面活性物含量分别为0.59%和0.23%,钙镁螯合量为2.47 mg·L~(-1),洗净率为12.99%,仅略低于自来水的洗净率13.58%。通过适当提高反渗透海水淡化水的硬度和碱度可以有效提高其洗净率,而硬度调质对淡化水的洗净率的影响更大。当硬度为4~33 mg·L~(-1),碱度为5~40 mg·L~(-1)时,淡化水的洗净率可以达到25%左右。     

PESA对高钙废水中污泥酶活性的影响

鉴于聚环氧琥珀酸钠(PESA)对高钙废水中酶活性研究不足的问题,在SBR反应器中研究了不同ρ(Ca~(2+))和ρ(PESA)对过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、蛋白酶、灰分和F值的影响及其变化规律。结果表明:在ρ(Ca~(2+))由0升至1 920 mg·L~(-1)过程中,过氧化氢酶从2.3下降至0.5 mg·(g·min)~(-1),磷酸酶变化为2 325→4 579→2 394μg·(g·h)~(-1),脲酶变化为:105→56.5→70.6→39.51μg·(g·h)~(-1),蛋白酶变化为:6.81→14.28→3.49→14.22→0.73 mg·(g·h)~(-1),F值从0.86降至0.69,灰分从402 mg·L~(-1)上升至1 890 mg·L~(-1);当系统中ρ(Ca~(2+))达到1 920 mg·L~(-1)时,保持系统ρ(Ca~(2+))不变,向其中等梯度加入PESA(ρ为5~25 mg·L~(-1)),过氧化氢酶从0.5降至0.3 mg·(g·min)~(-1),磷酸酶从2 394.8上升至9 336.7μg·(g·h)~(-1),脲酶从39.51升至82.31μg·(g·h)~(-1),蛋白酶基本不变,F值保持在0.7左右,ρ(灰分)从1 890降至1 358 mg·L~(-1)。研究表明高浓度钙离子严重影响生物酶、生物量和灰分;而PESA可与钙形成可溶性的螯合物分散在水中,具有使沉积钙盐减少和酶活性恢复的作用。     

中和-氧化-混凝法联合处理油田酸化废液

针对油田酸化废液成分复杂、处理难度大的问题,在对酸化废液主要污染物进行成分分析的基础上,通过对p H调节工艺、总铁及悬浮物等污染物去除工艺的研究,形成了中和-氧化-混凝-过滤的处理技术。重点研究了药剂种类、投加量、处理时间等因素对酸化废液处理效果的影响,并对工艺参数进行了优化:Na OH与Ca O质量比为3∶1,c(H2O2)=4 000 mg·L~(-1),氧化时间为20 min,c(PAC)=800 mg·L~(-1),c(PAM)=10 mg·L~(-1)。研究结果表明,酸化废液经最佳工艺处理后可达到回注水水质标准:ρ(悬浮物)10 mg·L~(-1)、ρ(油)30 mg·L~(-1)、p H值为6~9、F(腐蚀速率)0.076 mm·a-1。为酸化废液回注处理工艺、装置的设计及现场实施提供了理论依据与指导。     

紫外线消毒对3种大肠杆菌的灭活效果和耐药性影响

为了考察紫外线消毒对水中细菌的灭活效果及耐药性的影响,使用3种具有不同耐药性的大肠杆菌(大肠杆菌ATCC25922、对四环素和磺胺甲恶唑二重耐药的大肠杆菌SER2以及对四环素、磺胺甲恶唑、氨苄西林、庆大霉素、链霉素和头孢噻肟六重耐药的大肠杆菌SER6)进行紫外线消毒实验。通过平板计数法研究了不同剂量的紫外线辐照对大肠杆菌的灭活率,并利用K-B纸片琼脂扩散法和扫描电子显微镜分别考察了紫外线消毒后大肠杆菌耐药性和细胞形态的变化。结果表明,在20 m J/cm2的紫外线辐照剂量下大肠杆菌ATCC25922、SER2和SER6的对数灭活率分别为4.75、5.04和3.83。大肠杆菌ATCC25922和SER2的紫外线消毒灭活效果基本相同,而大肠杆菌SER6的灭活率偏低。经80 m J/cm2的紫外线消毒之后,大肠杆菌SER6对庆大霉素药敏纸片抑菌环直径较消毒前发生了显著变化(p0.05)。高辐照剂量(200m J/cm2)的紫外线消毒能够造成菌株形态上的破坏,这是导致其灭活的原因之一。     

次氯酸钙/氧化钙对高砷污泥的氧化稳定化处理

针对某硫酸厂废水处理后产生的高浓度含砷(As)污泥,开展氧化稳定化处理技术研究。以浸出毒性作为评价指标,探讨次氯酸钙和氧化钙联合使用对污泥中As的稳定化处理效果,结合XPS和XRD表征探讨了稳定化机制。结果表明:原始污泥中As主要以As(Ⅲ)形式存在,次氯酸钙能将As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ);加入氧化钙能同时提高Ca/As摩尔比和pH,Ca与As(Ⅴ)结合形成稳定的砷酸钙盐。依次加入质量比为5%的次氯酸钙和10%的氧化钙,使Ca/As摩尔比达到2.4以上,As的稳定化率达到99%以上,浸出浓度从181 mg·L~(-1)降低至1.5 mg·L~(-1),且浸出液pH小于12,达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)要求。     

微气泡臭氧强化污泥碳源的释放过程

臭氧处理污泥后释放的碳物质可作为低碳市政污水生物处理的重要碳源补充。为突破传统臭氧处理效率低等问题,研究采用微气泡臭氧技术以强化污泥碳源释放效果。结果表明,在臭氧投加量为200 mg O_3·(g SS)~(-1)时,污泥SCOD增长了1 964 mg·L~(-1),为传统臭氧处理的2.1倍,DDCOD由18.1%上升至41.5%,污泥碳源释放效果显著提高。同时确定了微气泡臭氧处理在臭氧浓度为100.0 mg·L~(-1),污泥浓度为5 g·L~(-1),污泥初始p H为9的条件下,污泥碳源矿化损失较小且污泥碳源释放效果较好,在臭氧投加量为160 mg O_3·(gSS)~(-1)时污泥SCOD增长了1 923 mg·L~(-1),DDCOD达到41.2%。与传统臭氧处理相比,微气泡臭氧处理能提高臭氧传质效率与间接反应强度,更有利于污泥碳源的释放。     

蒸发浓缩预处理黄姜皂素水解废液

针对黄姜皂素水解废液有机物浓度高、酸度高、可生化性差等特点,采用常压蒸发浓缩法预处理黄姜皂素水解废液,研究了初始pH值和浓缩倍数对废液主要污染物蒸发浓缩效果的影响。结果表明:初始pH值对蒸出液COD、氨氮、VFA浓度变化影响较大。pH7时,COD和乙酸浓度分别由4 045 mg·L~(-1)、1 742 mg·L~(-1)快速降低到980 mg·L~(-1)、82.9 mg·L~(-1);氨氮浓度在25 mg·L~(-1)处波动;pH7时,COD浓度在1 000 mg·L~(-1)处波动,乙酸由82.9 mg·L~(-1)缓慢降低到6.4 mg·L~(-1),氨氮浓度由26.2 mg·L~(-1)快速升高到207 mg·L~(-1)。浓缩倍数对蒸出液污染物浓度影响也很大。浓缩2~10倍,COD、氨氮、乙酸浓度分别由980、26.2、82.9 mg·L~(-1)升高到3 372、141、2 250 mg·L~(-1),对应占其污染物总量的百分比由0.66%、1.91%、1.46%升高到4.08%、18.5%、71.5%。考虑工艺设备耐腐蚀性、蒸发能耗、耗时和处理效果等因素,选择初始pH=7、浓缩5~7倍比较适宜。蒸出液经过适当处理可做工艺回用水,达到废水处理资源化、减量化的目的。     

臭氧-BAF组合工艺处理电镀RO浓水

电镀废水反渗透(RO)浓水具有盐度高、难降解有机物浓度高、含重金属等特点,是电镀废水处理工艺提标改造的难点。采用臭氧-曝气生物滤池(BAF)组合工艺,对电镀废水反渗透(RO)浓水中有机物进行处理,使出水COD浓度达到《电镀污染物排放标准》中标准。考察了废水初始p H、臭氧浓度和反应时间等因素对臭氧氧化效果的影响,以及水力停留时间(HRT)和气水比对BAF单元COD去除效果的影响。经优化后的系统运行工况为:臭氧氧化单元中废水初始p H值为10.0,臭氧浓度为31.96 mg·L~(-1),反应时间为40 min;BAF的HRT为3 h,气水比为5∶1。在最佳工况下,当进水COD为180~240 mg·L~(-1)时,经组合工艺处理后COD去除率达78.6%,平均出水COD浓度为47 mg·L~(-1),达到了标准的要求。     

间歇曝气SBR处理垃圾渗滤液的脱氮性能

采用两级串联间歇曝气序批式反应器(intermittent aeration sequencing batch reactor,IASBR)处理高氨氮低碳氮比的垃圾渗滤液,研究在控温(25±2)℃,进水碳氮比(COD/TN)为3.0条件下的脱氮性能。进水氨氮(NH_4~+-N)和总氮(TN)浓度分别为(1 100±70)mg·L~(-1)和(1 520±65)mg·L~(-1),1级和2级IASBR的水力停留时间(HRT)分别为5 d和4 d。运行结果表明,经1级IASBR处理后,出水TN浓度降低至约250 mg·L~(-1),其中以有机氮(TON)为主,NH_4~+-N浓度约25 mg·L~(-1);经2级IASBR处理后,出水TN和NH_4~+-N浓度分别稳定在40 mg·L~(-1)和20 mg·L~(-1)以下,TON去除率高达90%以上。两级串联IASBR组合工艺表现出良好的深度脱氮性能,出水TN浓度稳定达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中TN≤40 mg·L~(-1)的排放标准;同时,1级IASBR出水COD浓度高达1 150 mg·L~(-1),经过2级IASBR处理后出水COD降至约770 mg·L~(-1)。     

脱水淋滤-UBF工艺处理餐厨垃圾中试研究

以常州市餐厨垃圾为研究对象,采用脱水淋滤-UBF工艺,通过现场实验研究该工艺处理餐厨垃圾过程中厌氧工艺参数(SCOD、p H值和VFA)的变化及产气效能。结果表明:脱水淋滤厌氧反应阶段餐厨垃圾减量率在84%以上,SCOD和VFA浓度先升高后降低,最高达到120 000 mg·L~(-1)和900 mmol·L~(-1)以上;UBF反应阶段p H逐渐上升,运行稳定后维持在7.0~7.5;SCOD逐渐降低,出水在8 000 mg·L~(-1)以下,去除率90%以上;VFA逐步降低,出水降低至100 mmol·L~(-1)。UBF运行稳定后,每吨餐厨垃圾产气量达到83 m3以上,产气效率较为理想。可见脱水淋滤-UBF工艺处理餐厨垃圾是可行的,具有较好经济效益和社会效益。     

瘤胃液用于玉米秸秆产酸的影响因素

以瘤胃液为接种物对秸秆进行批式实验,研究了发酵时间、发酵温度与接种比对秸秆发酵产酸的影响。发酵3 d后,发酵液的pH、VFA浓度、SCOD浓度与产气量基本达到稳定值,分别为6.66±0.02、(6 321±45)mg·L~(-1)、(10 523±273)mg·L~(-1)与(1 351±41)m L,反应基本结束;相比其他温度,在39℃时,VS转化率与VFA产率达到最大值,分别为(46.7±2.3)%与(291±4)mg·g-1(以VS计),发酵液的最终pH也达到最小值7.19±0.03;随着接种比从0.47减小到0.09,VFA产量从(5 704±46)mg·L~(-1)升高到(9 633±143)mg·L~(-1),但是VS转化率、最终pH与VFA产率分别从(58.5±0.8)%、6.54±0.00与(603±5)mg·L~(-1)下降到(26.6±3.4)%、5.44±0.04与(204±3)mg·L~(-1),其中0.16为极限接种比,当接种比低于该值时,总产气量不再增加。     

4株优势菌联合挂膜对松醇油废水的治理

从铅锌矿的污泥中筛选出4株能高效降解松醇油的优势菌,经鉴定均为铜绿假单胞菌。研究了4株菌的生理生化特征、挂膜能力及对松醇油(俗称2#油)的降解能力。结果表明,上述4株菌单独挂膜能力最佳的菌株为JS19;混合菌挂膜能力优于单株菌,菌膜致密,菌体含量大。进水COD约250 mg·L~(-1),混合菌处理组的废水在4 d后出水COD降低到42 mg·L~(-1);对COD高达480 mg·L~(-1)的含松醇油废水,菌膜处理废水在7 d后逐步稳定,出水COD低于40 mg·L~(-1),这表明混合菌膜挂膜稳定,抗负荷冲击能力强,更适用于工业废水的处理。     

两级自养反硝化实现垃圾渗滤液的深度脱氮

针对目前生物工艺难以解决垃圾渗滤液深度脱氮的问题,探究了短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化(两级自养)工艺处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液的脱氮效果。结果表明,当进水垃圾渗滤液中氨氮平均浓度为2 560 mg·L~(-1),COD值为4 000～5 000 mg·L~(-1)时,经过短程硝化反硝化-厌氧氨氧化处理后,总氮去除负荷可达1.19 kg·(m~3·d)~(-1)、总氮去除率可达93.1%(出水TN=176.3 mg·L~(-1))、COD去除率可达52.2%。但是,厌氧氨氧化反应器出水中NO_x~--N浓度为154.5 mg·L~(-1),仍未达到我国生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理排放标准(TN≤40 mg·L~(-1))。在厌氧氨氧化反应器之后串联硫自养反硝化,整体工艺最终出水NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N平均浓度分别为1.9、0.6、9.7 mg·L~(-1),TN≤15 mg·L~(-1),进水总氮去除率为99.5%。在短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化两级自养深度脱氮反应系统中实现了垃圾渗滤液深度脱氮。     

生物法去除厌氧发酵所产沼气中的H_2S

对厌氧发酵所产沼气中的硫化氢(H2S)生物法去除进行了实验研究。结果表明,喷淋液流量、进气H2S浓度、反应温度、进气流量和溶解氧5个因素的较优值分别为40 mL·min~(-1)、3 000 mg·L~(-1)、31℃、120 mL·min~(-1)和0.5 mg·L~(-1)。当反应温度为31℃、溶解氧浓度为0.5 mg·L~(-1)时,通过正交实验确定的因素主次顺序分别是进气流量、喷淋液流量、进气H2S浓度,相应的最佳水平值分别为60 mL·min~(-1)、60 mL·min~(-1)和1 500 mg·L~(-1)。在最优工艺条件下,该生物系统的H2S去除率稳定,可达100%。     

膜分离-光电催化深度处理高盐含聚污水

海上油田含聚采油污水黏度大、乳化程度高、有机物种类繁多且盐含量高,处理难度极大。尝试采用膜分离-光电催化组合工艺深度处理高盐含聚采油污水,效果较好。考察了停留时间、电流密度、废水p H对光电催化体系运行效果的影响。结果表明:光电催化氧化技术可有效处理该类废水;p H对体系处理效率影响不大;停留时间越长,处理效果越好;随电流密度的增大,油类去除率逐渐提高,COD去除率先提高后趋于稳定。在p H 6~8.5、光电催化单元停留时间50 min、电流密度10 m A·cm-2条件下,出水COD浓度≤50 mg·L~(-1)、石油类浓度≤3 mg·L~(-1),完全满足《辽宁省污水综合排放标准》(DB 21/1627-2008)要求。     

3,4,5-三甲氧基苯甲醛生产废水的厌氧可生化性及UASB处理

为了能经济有效地处理山东某一化工厂的3,4,5-三甲氧基苯甲醛生产废水,首先采用间歇式实验对车间生产废水进行厌氧可生化性评价。然后以此为基础,采用单级中温UASB,用二沉池的污泥为接种污泥,保持水力停留时间(HRT)不变,通过逐步提高进水COD的方式,考察在COD容积负荷(OLR)从1.0 g·(L·d)~(-1)逐步升高至10.0 g·(L·d)~(-1)的情况下,反应器处理效果的变化。在140 d的连续实验过程中发现,最优的OLR在6.0 g·(L·d)~(-1)(进水COD6 000 mg·L~(-1)左右),COD去除率能稳定在60.3%,出水pH值稳定在7.4到8.0之间,VFA在500 mg·L~(-1)左右。实验结果表明,UASB处理该制药厂废水是可行的。     

短期有机冲击下船用景观一体化反硝化除磷装置的处理效能

为高效、稳定处理船舶生活污水,研究了船用景观一体化反硝化除磷装置面对短期水质波动的效能变化,采用富集反硝化聚磷菌(DPAOs)的ABR-CSTR连续流组合工艺耦合生态单元处理船舶生活污水,对比了ABR进水容积负荷(VLR)为1.2 kg·(m~3·d)~(-1)、COD为350 mg·L~(-1)的基准条件,通过短期内提高进水中有机底物的浓度,来模拟1.5倍和2.0倍进水有机负荷的有机冲击,此外通过控制硝化液回流比及溶解氧获得应对冲击的调控策略。结果表明:在2种短期冲击下,COD去除率分别为94.1%和92.6%,出水BOD和TN可达标,生物单元出水磷平均为0.76 mg·L~(-1)和1.14 mg·L~(-1),缺氧吸磷量为7.13 mg·L~(-1)和5.82 mg·L~(-1),生态单元可深度降解氮磷及缓冲波动;在1.5倍VLR下,调整硝化液回流比由200%至300%,反硝化吸磷量由7.10 mg·L~(-1)升至7.41 mg·L~(-1),在2.0倍冲击下,提高硝化液回流比对系统除磷帮助甚微,将DO从1.5 mg·L~(-1)升至2.0 mg·L~(-1),吸磷量由5.17 mg·L~(-1)升至6.01 mg·L~(-1),系统反硝化除磷效果得以提升;污泥特性方面,ABR内MLVSS/MLSS比值和EPS量随有机底物浓度的提高而上升,厌氧段EPS增幅最大,可由154.5 mg·g~(-1)升至164.2 mg·g~(-1)和183.4 mg·g~(-1)。ABR-CSTR-生态单元一体化装置面对短期有机冲击具有稳定处理效果,研究结果可为船舶生活污水的治理提供参考。     

UASB-PACT工艺处理有机颜料废水中试研究

针对颜料废水有机物浓度含量高、水质波动大、可生化性差等特点,实验采用了UASB-PACT(powdered activated carbon treatment)组合工艺在常温下对颜料废水进行中试研究。实验共进行了119 d,分2个阶段进行,第1阶段为低浓度运行阶段,进水COD逐步提升至3 000 mg·L~(-1)左右,经过36 d的运行,系统出水COD可稳定保持在500 mg·L~(-1)以下,UASB、PACT反应器对COD的平均去除率分别为37.0%和80.5%;第2阶段为负荷提高阶段,共运行了83 d,UASB、PACT反应器对COD的平均去除率分别为53.9%和81.7%。76 d后在平均进水浓度为6 207.75 mg·L~(-1)的条件下,出水COD500 mg·L~(-1)。在工程应用阶段,经过6个月的调试,在进水量1 920 m3·d-1、COD为5 000 mg·L~(-1)的条件下,UASB反应器的出水COD1 500 mg·L~(-1),PACT出水COD在300~500 mg·L~(-1)之间波动,去除率分别为50.9%和75.3%。实验结果表明,针对有机颜料废水,采用UASB-PACT组合工艺能够达到很好的处理效果,出水满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343-2010)中A级排放要求。