无氧条件下复合锰氧化膜去除地下水中高浓度锰

为考察进水无氧条件下复合锰氧化膜对地下水中高浓度Mn~(2+)的去除效果,在中试规模条件下,对进水高溶解氧条件、低溶解氧条件以及无氧条件进行了对比研究,同时对滤柱沿层Mn~(2+)浓度、pH和溶解氧等相关指标进行测定分析。结果表明,在无氧条件下(DO0.1 mg·L-1),氧化膜可持续高效的去除水中高浓度的Mn~(2+),且该进水溶解氧条件下氧化膜对Mn~(2+)的去除效果优于DO 1～2 mg·L-1条件下的去除效果,反应速率常数为DO 1～2 mg·L-1条件下反应速率常数的3.06倍,但与DO 6～7 mg·L-1条件下的速率常数相比较略低。对比有氧和无氧条件下氧化膜的SEM和XRD实验结果,无氧条件下长时间持续除Mn~(2+)后滤料表面形态及结构未发生明显变化,表明氧化膜结构和性能均稳定。复合锰氧化膜实现无氧除Mn~(2+),可以省去地下水Mn~(2+)去除过程中的曝气充氧环节,对地下水中Mn~(2+)去除技术的推广具有重要意义。     

基于常规饮用水工艺羟基自由基处理高藻水

我国水体的富营养化日益严重,水源地出现季节性藻类爆发现象,严重威胁饮用水安全。以厦门市莲坂水厂各工艺段出水为研究对象,采用大气压强电离放电产生羟基自由基(·OH),分别对水源水、混凝沉淀出水、砂滤出水进行处理,处理时间为4.5 s。当注入总氧化剂浓度为1.8 mg·L~(-1)时,高藻浓度从25.3×104cells·m L~(-1)降到800 cells·m L~(-1);对混凝沉淀出水注入总氧化剂0.6 mg·L~(-1)、砂滤出水注入0.2 mg·L~(-1)时,藻细胞都未检出;·OH处理后CODMn、TOC及UV254均有明显降低,砂滤出水三卤甲烷小于8μg·L~(-1);检测的各项指标均达到国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5479-2006)。因此,·OH可快速有效安全地杀灭高藻,为我国高藻水源地饮用水卫生安全保障提供技术支撑。     

氨氮对生物净化滤柱中铁锰氨氮去除效果的影响

采用培养成熟并稳定运行一段时间的生物除铁除锰除氨氮滤柱,考察进水氨氮浓度变化对铁锰氨氮去除效果的影响。结果表明:进水氨氮从约1.2 mg·L~(-1)逐步提高到约2.0 mg·L~(-1)的过程中,铁、锰和氨氮的去除效果没有受到影响。当进水氨氮超过2 mg·L~(-1)时,进水溶解氧不足,铁的去除效果不受影响;生物除锰受到氨氮升高过程中产生的亚硝氮的抑制,并且与氨氮竞争溶解氧,导致出水锰升高,然而锰氧化菌能够在低溶解氧条件下将锰氧化,出水锰数天后又降到0.05 mg·L~(-1)以下;出水氨氮随进水氨氮的升高而升高。沿程分析发现,进水溶解氧充足时,氨氮和锰的氧化速率没有受到影响;但进水溶解氧不足时,氨氮和锰的氧化速率明显降低;铁的去除速率不受溶解氧的限制。生物净化滤柱可以在较低的溶解氧条件下运行,从而降低能耗。     

黄磷污染饮用水处理方法研究

对被黄磷污染的饮用水进行小试研究,采用消毒剂曝气氧化工艺,在对水体消毒的同时,把黄磷氧化成磷酸盐,消除黄磷的有毒污染,是一种安全有效方法。如水中的黄磷含量波动较大或存在高于0.1 mg/L的可能性,则采用加钙盐形成磷酸钙,再经过混凝过滤去除磷酸钙,以确保处理后的水质达到地表水Ⅱ类水标准和饮用水安全。     

管道特征对给水管网中锰释放的影响

针对南方某市历年来与锰相关的多次黄水问题,在当地黄水多发区域挖取10年管龄的旧PE管和20年管龄的镀锌钢管,搭建中试装置,开展了管网中锰释放行为的中试研究,并以新PE管做对比,探讨了微生物对管网内锰的氧化沉积的影响。实验结果表明,在进水锰浓度很低时,镀锌钢管与旧PE管的管壁沉积物中均会出现锰的释放。镀锌钢管中释放的锰主要为溶解性锰,释放量大;而旧PE管中释放的锰主要为不溶态的锰,且释放量小。同时,镀锌钢管管道浸泡结果表明,随着余氯浓度的提高,镀锌钢管中溶解锰的释放会显著降低,但即使余氯浓度高达15 mg·L~(-1)仍会有25.3μg·L-1的溶解锰的释放。新旧PE管的对比实验表明,当提高进水Mn(Ⅱ)浓度时,旧PE管中Mn(Ⅱ)在6.67 h内的氧化量低于新PE管,这可能是旧PE管生物膜中的锰还原菌含量较多导致的。     

高效重金属捕集剂TDTC对络合铜的去除性能

传统化学沉淀法存在对酸性及低浓度的络合态重金属去除率低的问题,为解决此问题,以三乙烯四胺、二硫化碳为原料合成了重金属捕集剂N,N-双(二硫代羧基)三乙烯四胺(TDTC),并采用红外光谱等分析方法对其结构和主要官能团进行了表征.以酒石酸铜、柠檬酸铜和EDTA铜3种络合铜为去除对象,研究了TDTC对络合铜的去除性能及去除机理.结果表明,在pH为3.0～9.0、TDTC投加量为1 mmol·L-1、Cu质量浓度为50mg·L-1、PAM投加量为1mg·L-1条件下,Cu去除率可达到99.6％以上.进一步的沉淀表征分析结果表明,TDTC对络合Cu的去除过程存在螯合配位反应,具有与相应络合剂的竞争优势,能够把Cu从相应的络合剂中脱除并形成难溶的螯合沉淀,从而实现废水中Cu的有效去除.以上研究结果可为利用特异重金属捕集剂去除重金属的工程实践提供参考.     

铁促电解去除高浊度老龄垃圾渗滤液COD的机理

铁促电解是去除水中有机污染物的新型方法,采用箱式电化学反应器研究了该法去除填埋场高浊度老龄垃圾渗滤液COD的机理.实验结果表明：用浊度衡量老龄垃圾渗滤液非溶解态有机物的含量是合理的;垃圾渗滤液中非溶解态有机物对铁促电解去除COD的效率有显著影响.铁促电解对高浊度垃圾渗滤液COD的去除存在三种机理,即电化学氧化、电解气浮和絮凝沉淀.随着水质与实验参数的变化,三种机理对COD总去除率的贡献亦发生变化;对比了Fe^2＋与Fe^3＋促进COD去除的效果,提出了一种铁离子循环电解处理老龄垃圾渗滤液的新工艺.     

伴矿景天汁液中重金属形态及絮凝沉淀效果优化

超积累植物伴矿景天在镉污染土壤修复方面展现出广泛的应用前景,而收获后鲜样的快速脱水处置是目前急需解决的问题。采用连续浸提法研究了伴矿景天植株中重金属浓度及形态,正交实验探讨了汁液在絮凝沉淀过程中重金属及化学需氧量(COD)的去除效果及其影响因素,Cd离子选择电极测定了汁液处理前后镉形态变化。结果表明,伴矿景天植株中Cd、Pb主要以活性较低的盐提取态和酸提取态存在,Zn主要以活性较高的乙醇提取态和去离子水提取态存在;汁液中离子态Cd约占总浓度的20%,其余主要为非离子态;絮凝沉淀可有效去除汁液COD和重金属,优选条件pH为10,聚合氯化铝(PAC)投加量2%,搅拌速度为400 r·min~(-1),该条件下汁液Cd、Pb、Zn和COD去除率分别为81.9%、77.0%、76.4%和55.0%。汁液经絮凝沉淀后,Cd总浓度降低到0.23 mg·L~(-1),且主要为非离子态。伴矿景天汁液中重金属的形态对汁液的絮凝沉淀效果有较大影响,有机螯合态重金属难以通过絮凝沉淀彻底去除,而离子态重金属在絮凝沉淀中更容易被去除。     

运河(杭州段)水介质环境对铁锰含量的控制作用

本文研究了运河(杭州段)的水介质环境及其与水体中铁锰含量的关系,研究结果表明,运河(杭州段)中的铁锰含量明显地受水介质环境的控制。水体中的离子总量直接影响铁锰的溶解度;较高的耗氧量使水介质具还原性,从而使铁锰离子呈低价态稳定地存在于水中;另外,悬浮物和水温也与运河(杭州段)中铁锰含量超过饮用水标准有一定的联系。     

臭氧强化BAF工艺处理微污染窖水

采用臭氧-BAF组合工艺处理西北地区微污染窖水,使用比紫外吸收值(SUVA)、有机物分子量分布和三维荧光光谱等指标分析了臭氧预氧化对微污染窖水有机物特性的影响,研究了组合工艺对不同污染物的去除效果。结果表明:原水经臭氧预氧化后类腐殖质、类色氨酸物质含量分别下降65%、18%;水中小分子有机物含量增加,进水可生化性提高;经臭氧预氧化后BAF反应器出水类色氨酸物质含量低于未经臭氧预氧化的BAF反应器出水,臭氧预氧化起到了强化后续生物处理的作用。反应器出水CODMn、NH_3-N浓度分别为2.97 mg·L~(-1)、0.12 mg·L~(-1),满足生活饮用水卫生标准的要求;TOC、UV254和TN去除率分别为55%、53%和45%,水中污染物质得到有效去除。     

铵态氮在非正规垃圾填埋场土壤中的赋存特征

应用连续分级提取法,对重庆市某非正规垃圾填埋场污染土壤中铵态氮的赋存形态进行分级测定,研究了各形态铵的赋存特征及影响因素。结果表明:土壤总铵量在116.32~241.66 mg·kg~(-1)之间,平均值为(164.13±24.98)mg·kg~(-1),水溶态铵、可交换态铵和固定态铵的平均含量分别为(10.93±3.64)、(7.08±3.46)、(146.12±24.11)mg·kg~(-1);3种形态铵占总铵的比重大小为固定态铵水溶态铵可交换态铵。受雨水冲刷及淋滤影响,铵态氮有在下游点位积累的趋势。水溶态铵含量与有机碳含量、氧化还原电位呈极显著相关,与pH、粉粒含量及粘粒含量显著相关。可交换态铵与土壤氧化还原电位在垂直剖面上变化趋势一致,并与土壤粘粒含量呈极显著的负相关。固定态铵含量与土壤中粘粒含量呈极显著的正相关,与砂粒含量呈显著的负相关。     

一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理中低浓度模拟氨氮废水

采用序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)研究了一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理中低浓度氨氮废水的运行稳定性.结果表明,在温度为35℃、进水氨氮浓度为200 mg·L-1、溶解氧为0.2～0.4 mg·L-1条件下,一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器去除负荷(以TN计)可达到0.2...     

雨水收集系统结合自循环系统下的景观湖体氮磷特征

为评估采用雨水作为城市景观湖体补充水源的富营养化发生风险,以天津文化中心景观湖为研究案例,分析了其典型的2套运营系统:雨水收集系统(雨水经沉淀井、蓄水模块和垂直潜流湿地进入景观湖)和中心湖水体的循环及净化系统(湖水抽排至垂直潜流湿地再进入景观湖)中景观湖的氮磷浓度变化规律。采用2015年3—10月的长期监测,研究湖中氮磷营养盐的时间变化趋势以及形态变化规律,提取影响湖中氮磷浓度的因素。结果表明:2015年3—10月景观湖中总氮和总磷平均浓度分别为(1.551±0.491)mg·L~(-1)和(0.058±0.029)mg·L~(-1),溶解态氮和磷分别占71.7%和50%,系统运行稳定时总氮和总磷浓度主要分布在1.0~1.3 mg·L~(-1)和0.029~0.05 mg·L~(-1)之间;总体上,溶解态氮为湖水中氮存在的主要形式,而磷则主要以颗粒态形式存在,在降雨条件下,部分污染物随着降雨冲刷进入湖体,因此景观湖中溶解态磷的浓度增高;湿地是否稳定运行是影响景观湖中总氮、溶解态氮以及总磷浓度的因素,而降雨条件是影响景观湖体的总磷浓度以及溶解态磷浓度的因素;景观湖的富营养化风险较低,降雨期间进入湖体的溶解态磷是最大的风险因子。     

臭氧催化氧化处理化学镀镍废水

采用臭氧催化氧化工艺处理化学镀镍废水,以Fe2O3-TiO2-MnO2/A12O3作为臭氧催化剂,考察了不同反应条件下臭氧催化氧化对化学镀镍废水的影响。结果表明,在初始pH为9,臭氧投加量为300 mg·L-1,反应时间为60 min的最佳反应条件下,水中COD可从532 mg·L-1下降至285 mg·L-1,去除率达到46.4%。臭氧催化氧化对化学镍具有较好的破络效果,在初始pH为9,臭氧投加量为200 mg·L-1,反应为60 min后进行混凝过滤,水中镍的去除率可达到86.7%。紫外全波段扫描分析发现,经臭氧催化氧化后,各波段的吸收峰均有大幅度下降,位于254 nm和320 nm处的吸收峰基本消失,说明水中的苯环类物质和共轭结构被破坏。经臭氧催化氧化后,废水的生物毒性大幅降低,废水的可生化性提高,出水B/C由原来的0.12提高到0.36,为后续进一步生化处理提供了条件。     

用于气态零价汞转化的催化剂研究

零价汞的高效去除是燃煤烟气汞污染控制过程中的关键环节。为了促进烟气中的零价汞转化为易于去除的氧化态汞,分别考察了在有HCl存在时,几种过渡金属氧化物(Cu、Fe、Mn、Co和Zr)对零价汞氧化的催化作用,以筛选出性能较好的催化组分;为提高催化剂的抗SO2性能,分别尝试了利用几种金属元素(Sr、Ce、W和Mo)对催化剂进行掺杂改性的方法。结果表明,锰氧化物的催化作用最好,其最佳使用温度在573 K左右;SO2对零价汞的催化氧化有明显抑制作用,在无SO2及1 400 mg/m3SO2时锰催化剂对零价汞催化氧化效率分别为93%和78%。而Mo改性的锰氧化物催化剂的抗硫性能大幅提高,在1 400 mg/m3SO2存在的情况下其对零价汞的催化氧化效率可达到90%以上,较其他改性元素高。     

西北干旱地区农宅雨水转化为可饮水技术

雨水集流工程对于解决干旱地区人民生活用水问题起着重要作用,甘肃省兰州市榆中县北山地区处于严重缺水的地区,人畜的饮用水为雨水、雪水直接沉淀后的水窖水。经过对北山饮用水进行水质检测,发现水中浊度、锰含量、微生物数量均超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的规定值。通过对传统滤池进行改造并结合阳光消毒研制出了一种新型水处理器——阳光消毒-生物砂滤池(SBF)家庭水处理设备,通过生物砂滤池中微生物对雨水中污染物的氧化分解及河砂的过滤使水浊度及锰得到有效地去除,日光高温灭活和光氧化降解综合作用杀灭水中致病微生物。用SBF家庭水处理设备对雨水进行处理,水中浊度、锰含量、微生物数量均达到标准的规定值。     

地下水中锰对滤料表面氧化膜去除氨氮的影响

在中试实验条件下,考察锰对石英砂滤料表面复合氧化膜去除氨氮的影响。实验结果表明:进水不含Fe~(2+)、Mn~(2+)的条件下,接触氧化对NH_4~+-N的最大去除能力约为2.0 mg/L;氨氮浓度低于2.0 mg/L时,锰离子对氨氮的去除没有明显影响;增大进水氨氮浓度为2.7 mg/L时,进水锰离子浓度为1.8 mg/L时最有利于活性滤膜对氨氮的去除,氨氮的去除率较进水不含锰离子时提高了14.3%,出水氨氮浓度低于饮用水标准限值0.5 mg/L。     

生物/生态技术协同修复城市景观水体的现场试验研究

针对武汉动物园鹤岛水体的污染状况,结合景观建设,采用生物滤罐和生态型岸边带相结合的生物/生态技术对该水体进行循环净化。实验结果表明,该净化系统对鹤岛水体水质有很大的改善作用,解决了以前水体混浊、夏季水体中藻类浓度高的问题,景观功能明显提高。该系统中生物滤罐起主要作用,夏季净化效果较好,对于总氮（TN）、总磷（TP）、COD、溶解态氮、氨态氮都有很好的净化效果;冬季效果略差,以过滤作用为主,对溶解态污染物去除作用微弱。岸边带在冬季基本没有净化效果,夏季则净化作用较为显著。     

接触氧化过滤去除地表水中的氨氮

接触氧化过滤工艺普遍用于去除地下水中的氨氮,在去除地表水中氨氮的应用较少。为了对此工艺去除地表水中的氨氮进行研究,以附有铁锰氧化物的石英砂为滤料填充滤柱,测试了滤柱对地表水中的铁、锰和氨氮的去除效果,并重点分析了影响氨氮去除的主要因素。结果表明:当滤速为8 m·h-1,进水铁、锰、氨氮浓度分别为0.6、1.1和1.8 mg·L~(-1)时,滤柱对3种污染物的去除率分别为83.3%,95.3%和80.6%,3种污染物的出水浓度均达标。此外,升高进水温度、提高进水碱度可增大氨氮的去除率。当温度由8℃增大到14℃时,氨氮去除率提高了近一倍。进水投加NaOH(浓度为4mg·L~(-1))时,氨氮的平均去除率比不投加NaOH时高23.1%。     

Fenton氧化剩余污泥过程重金属迁移及其形态变化

采用Fenton氧化处理含重金属剩余污泥,通过BCR法测定并分析了污泥处理过程各重金属形态的变化,重点考察了pH、H_2O_2投加量、H_2O_2/Fe~(2+)比、温度(T)和反应时间(t)5个因素对重金属迁移及形态变化的影响。结果表明,利用Fenton氧化处理剩余污泥,污泥重金属形态变化显著,且受到初始pH、H_2O_2投加量、H_2O_2/Fe~(2+)比和温度的影响,但反应时间的影响较小。正交实验结果显示,Fenton氧化处理污泥的最佳条件为:初始pH1、H_2O_2投加量12 g·L~(-1)、H_2O_2/Fe~(2+)比10和温度50℃,此时污泥Cu、Mn和Zn 3种重金属的弱酸溶解态含量达到最高值,分别为72.66%、90.12%和87.51%。在最佳条件时,污泥上清液中Cu、Mn和Zn含量可分别从0.08、0.263和0.01 mg·L~(-1)增加到15.08、17.49、32.74 mg·L~(-1)。研究表明,Fenton氧化污泥过程提高了污泥中弱酸溶解态重金属含量,利于重金属从固相向液相转移,从而有效降低污泥饼中重金属含量,有利于污泥脱水后的进一步处理及其资源化。