长三角部分水源水氯化消毒后卤乙酸形成的多元回归模型研究

以长三角比较有代表性的3处水源(太湖、钱塘江、金兰水库)为实验对象,研究不同消毒条件下9种卤乙酸(haloacetic acids,HAAs)的形成及其影响因素,并通过建立多元回归模型来评估水源水氯化后HAAs的形成.结果表明:HAAs的形成水平依次为太湖钱塘江金兰水库,且均以二卤乙酸(dihaloacetic acid,DHAA)、三卤乙酸(trihaloacetic acid,THAA)为主.二氯乙酸(dichloroacetic acid,DCAA)、总二卤乙酸(ΣDHAA)、HAA5(USEPA规定的5种HAAs)、HAA9(9种HAA的简称)的回归模型具有良好的预测潜力,准确率达83.3%~94.4%,而三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCAA)、一溴二氯乙酸(bromodichloroacetic acid,BDCAA)、ΣTHAA(总三卤乙酸)模型的预测准确率较低,只有47.2%~61.1%.根据偏相关系数分析,影响DCAA、ΣDHAA、HAA5的关键的因子是溶解性有机碳;影响TCAA、ΣTHAA、HAA9的关键的因子是投氯量;影响BDCAA形成的最关键因子是溴离子.     

活性无烟煤滤池对消毒副产物前体物的去除特性

以东江下游季节性污染原水为对象,研究了活性无烟煤生物过滤工艺及其与混凝沉淀组合工艺对消毒副产物前体物的去除特性。建立了液相色谱—串联质谱技术分析水中9种卤乙酸同时定量检测方法,9种卤乙酸检测限为0.016².3μg/L,空白加标回收率为90.52.3μg/L,空白加标回收率为90.5¹09.8%,相对标准偏差为3.12109.8%,相对标准偏差为3.12⁹.04%。实验结果表明,活性无烟煤滤池生物过滤对消毒副产物前体物的去除效果显著,对三卤甲烷、卤乙酸和水合三氯乙醛前体物的去除率分别为40.2%、39.2%和34%,其中三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸前体物的去除率分别是48.2%、41.1%和38.0%,而传统石英砂滤池对应的去除率则为-10.0%9.04%。实验结果表明,活性无烟煤滤池生物过滤对消毒副产物前体物的去除效果显著,对三卤甲烷、卤乙酸和水合三氯乙醛前体物的去除率分别为40.2%、39.2%和34%,其中三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸前体物的去除率分别是48.2%、41.1%和38.0%,而传统石英砂滤池对应的去除率则为-10.0%³.6%。活性无烟煤生物滤池对二氯乙酸和三氯乙酸前体物降解效果相当,而混凝沉淀的则对前者去除效果较三氯乙酸前体物更为显著。     

用活化剂提高732阳树脂对氨三乙酸镀锌废水中Zn~(2 )的工作交换容量

氨三乙酸镀锌废水的治理方法,国外报道很少。国内有的工厂是将漂洗水酸化,用111弱酸性阳树脂交换锌。但其交换容量较低,采用三柱串联方式仅能使1毫升树脂工作交换容量达10毫克。用离子交换法处理氨三乙酸镀锌废水,在筛选树脂时发现,无论是阴树脂还是阳树脂,洗脱液中部存在大量的氨三乙酸。这说明氨三乙酸根被树脂交换吸附。吸附在树脂上的氨三乙酸根难以用酸洗脱下来,使树脂对锌的工作交换容量不断下降。筛选结果发现,732-H型阳树脂处理氨三乙酸镀锌废水效果稍好,且其价格低廉,稳定性也好,但单位时交换容量也只达1毫升树脂10毫克(表1),远不能达到实用要求。     

芳香类有机物生成氯化消毒副产物特性及其与化学结构的关系

选择与腐殖酸有相似芳香结构的有机物进行氯化试验,测定其卤乙酸及三卤甲烷生成量,研究前体物化学结构与氯化消毒副产物生成特性的关系.结果表明:①主要卤乙酸生成活性排序为:对羟基苯甲酸>4-氨基苯乙酮>邻苯二酚>间苯二酚;主要三卤甲烷生成活性排序为:间苯二酚>4-氨基苯乙酮>2-羟基-4-氨基甲苯>对羟基苯甲酸.②卤乙酸的前期氯化反应速度排序为:间苯二酚>4-氨基苯乙酮>对羟基苯甲酸>邻苯二酚;三卤甲烷的前期氯化反应速度排序为:对羟基苯甲酸>2-羟基-4-氨基甲苯>间苯二酚>4-氨基苯乙酮.③对位或邻位取代基结构物质以生成卤乙酸为主;间位取代基结构物质以生成三卤甲烷为主.④苯环上羟基官能团生成消毒副产物的活性最高,酮基官能团次之;氨基官能团主要起到与其它活性官能团形成对位、邻位或间位结构的辅助作用;醛基和羧基官能团为惰性官能团;甲基官能团的作用有待深入考察.     

饮用水中卤乙酸致癌性的研究进展

目前饮用水中主要氯化消毒副产物卤乙酸由于难挥发和难降解,其危害研究特别是致癌性越来越引起人们的重视,为此笔者对饮用水中卤乙酸(主要包括二氯乙酸、三氯乙酸、二溴乙酸)的暴露水平、代谢、致癌性、致癌机制、流行病学研究等方面的研究工作进行了综述,并指出了今后研究的方向.     

饮用水卤代消毒副产物的去除途径探讨

论述了饮用水中卤代消毒副产物（三卤甲烷和卤代乙酸）对人体健康的危害，提出了将其去除的有效途径     

南方某水源水中天然有机物的特点及氯胺对氯化消毒副产物的控制

在对天然有机物分类的基础上进行了水体中有机物的特性研究，并采用氯胺对不同特性有机物的氯化消毒副产物进行了控制研究。结果表明，疏水酸占有机物总量的24％，疏水中性物质占41％，疏水性有机物占67％；对于三卤甲烷类消毒副产物生成势，疏水酸所产生的最多，疏水碱次之，亲水酸最少；对于卤乙酸类消毒副产物生成势，疏水碱产生的三卤乙酸最多，其次为疏水酸，亲水酸最少。氯胺对不同类有机物氯化消毒副产物控制程度不同，氯胺对疏水中性物质控制三卤甲烷类消毒副产物最好，其次是疏水碱和亲水碱；对疏水酸的三卤甲烷生成量控制较弱，对亲水酸的控制效果最差；氯胺对亲水碱氯化产生卤乙酸的控制效果最好，其次是疏水碱，控制效果最差的为疏水中性物质。     

硫酸盐还原过程中乙酸型代谢方式的形成及其稳定性

通过产酸脱硫反应器处理高浓度硫酸盐废水的连续流试验,考察了不同试验阶段硫酸盐去除率和产气量稳定期,液相末端产物中挥发酸组成的变化、乙酸的分布特征、微生物种群组成和种群间关系.试验结果表明,各试验阶段液相末端产物中乙酸的分布比例高达50%～82%,微生物群体呈现特定的乙酸型代谢方式.乙酸型代谢方式本质上是产酸相反应器处理硫酸盐废水过程中,硫酸盐还原菌(SRB)与产酸菌(AB)建立起生物链式协同代谢关系,并通过非完全氧化型方式分解有机物,从而在末端产物中积累大量乙酸.乙酸型代谢方式的形成取决于利用乙酸的硫酸盐还原菌(ASRB)的竞争能力和它对乙酸的利用能力.乙酸型代谢方式可以为后续产甲烷相反应器提供适宜的底物,对提高硫酸盐废水处理系统的效率和运行稳定性具有重要意义.     

亚硝酰亚铁螯合物--Ⅰ.NO与FeⅡ螯合物在水溶液中配位的热力学研究

本文报道了一氧化氮在水溶液中与Fe~Ⅱ(NTMP),Fe~Ⅱ(EDTMP),Fe~Ⅱ(TTHA)_(1/2),Fe~Ⅱ(DTPA).Fe~Ⅱ(CyDTA)和Fe~Ⅱ(EGTA)配位的研究.此处NTMP=氨基三甲叉膦酸,EDTMP=乙二胺四甲叉膦酸,TTHA=三乙四胺六乙酸,DTPA=二乙三胺五乙酸,CyDTA=反式-1,2-二胺六环四乙酸,EGTA=乙二醇二乙醚二胺四乙酸.测定了前四个体系的平衡常数、焓变和熵变,这些亚硝酰配合物稳定性的顺序如下:Fe~Ⅱ(NTMP)(NO)>Fe~Ⅱ(EDTMP)(NO)>Fe~Ⅱ(TTHA)_(1/2)(NO)>Fe~Ⅱ(DTPA)(NO):后两个体系所生成的亚硝酰配合物的稳定性更低.稳定性随温度升高而降低.pH值和螯合剂浓度对配位反应有影响.螯合物Fe~Ⅱ(L)_m的稳定性与亚硝酰螯合物Fe~Ⅱ(L)_m(NO)的稳定性之间没有简单的相关性.     

丙酸/乙酸比例对生物除磷系统的影响研究

在5个SBR反应器(1#～5#)中,用乙酸、丙酸/乙酸(以C计)比例为0.5、2、10和丙酸的合成废水,通过厌氧/好氧工艺驯化活性污泥使之富集聚磷菌,研究了丙酸/乙酸比例对强化生物除磷系统(EBPR)中COD降解、溶解性正磷酸盐(SOP)的释放、吸收及其去除率的影响。结果表明,PAO对COD的降解符合一级动力学过程,PAO对丙酸的利用速率较乙酸快,因此,增加丙酸/乙酸比例有助于EBPR系统的稳定性。随丙酸/乙酸比例增加,SOP的释放与吸收量减少,SOP的代谢速率降低,但SOP的去除率依次为88.2%,89.8%,92.2%,94.2%和95.2%,去除率增加了7%,因此增加丙酸/乙酸比例有助于提高EBPR系统除磷效率。     

饮用水中卤代消毒副产物的产生和影响因素的研究

论述了卤代消毒副产物（三卤甲烷和卤代乙酸）对人体健康的危害，研究了投氯量、氯化时间、ｐＨ值和温度对它们的影响，提出了去除卤代消毒副产物的途径。     

玉米秸秆干式厌氧发酵乙酸产生规律及其对发酵的影响

为解决玉米秸秆干式厌氧发酵系统因乙酸积累而致发酵失败、工程运行不稳定等问题,利用气相色谱仪对玉米秸秆干式厌氧发酵过程中w(乙酸)和w(CH₄)进行检测,结合相关性分析和回归分析等方法,研究了乙酸动态产生趋势、w(TS)(TS为总固体)与w(乙酸)的相关性,以及w(乙酸)对CH₄产生的作用机制. 结果表明:发酵过程中w(乙酸)先增后降,w(TS)由20%增至30%,w(乙酸)增加的持续时间由5 d延至15 d. Pearson相关性分析结果表明,w(TS)与w(乙酸) 呈极显著负相关(R<-0.979,P<0.01). 一元线性回归分析得到拟合方程y=-1 214.8w(TS)+668.2,由斜率(-1 214.8)可知,w(TS)对产乙酸过程具有较明显的抑制作用. 玉米秸秆干式厌氧发酵系统内w(乙酸)为160~451 mg/g,随着w(乙酸)的增加,底物CH₄产率经历上升、稳定、下降后再稳定和下降4个阶段,其中w(乙酸)为212~312 mg/g时,底物CH₄产率(大于120 m3/t,以秸秆干质量计)最大,其次为w(乙酸)在>312~410 mg/g时的80~120 m3/t.      

饮用水中卤乙酸生成的影响因素及检测方法

卤乙酸作为已检出的氯化消毒副产物中最具致癌性的一类物质,在饮用水的研究中得到了越来越多的重视。本文从卤乙酸的生成机理及其影响因素、检测方法入手,对卤乙酸的研究进行了概述,并着重分析了影响卤乙酸生成的各种影响因素以及其检测方法的优化。     

综合治理糠醛废水的研究

糠醛塔底废水含1—2.5％的乙酸,将该废水通过90—120对膜组装的400×1600mm电渗析分离,可回收浓度为18—20％的乙酸,再经萃取、精馏得工业一级乙酸。治理后的外排水含酸量小于0.02％,可安全排放或回用。治理糠醛废水回收乙酸的电渗析-萃取-精馏工艺已实现了工业化。     

厦门海域有机磷农药污染现状与来源分析

对北方某城市自来水厂水体中的4种卤乙酸浓度水平进行了检测.以黄河水作为原水,经常规工艺处理后的饮用水中卤乙酸的最大浓度水平为79.31μg·L-1,超出美国EPA提出的饮用水中卤乙酸浓度水平的限定值;进而对常规工艺的氯化作用做了进一步调查研究,结果表明,预氯化对卤乙酸的产生起主导作用,增大了饮用水中卤乙酸的含量.探讨了由高锰酸钾预氧化、气浮、过滤、臭氧氧化、活性炭吸附、氯氨消毒组成的深度处理工艺对卤乙酸的削减效果.结果表明,经深度处理后的出厂水中卤乙酸含量从常规工艺的79.31μg·L-1降为3.92μg·L-1,有效地控制了卤乙酸的形成.     

不同丙酸/乙酸对聚糖菌长/短期代谢的影响

在3个SBR反应器(即SBR-A,SBR-C和SBR-E)中,以3种不同比例的丙酸/乙酸中长期驯化活性污泥使之富集聚糖菌,对丙酸/乙酸对聚糖菌的长期和短期代谢的影响进行了研究.结果表明,长期高丙酸/乙酸驯化导致聚糖菌厌氧消耗的糖原量和合成的聚β羟基烷酸酯(poly-β-hydroxyalkanoates, PHA)的量都较少,在好氧段积累的糖原量和降解的PHA的量也较小,并且对聚糖菌的脱氢酶活性、生长速率及对有机酸的利用能力等都有抑制作用.当进水中的丙酸与乙酸的碳摩尔数相同时,单位生物量利用乙酸的速率较丙酸快.不同丙酸/乙酸对聚糖菌代谢的短期影响的研究表明,当进水中乙酸浓度突然提高时,长期以高丙酸/乙酸驯化的聚糖菌可以直接利用乙酸参与代谢,但长期以低丙酸/乙酸驯化的聚糖菌则无法快速利用丙酸.提高进水中丙酸/乙酸有可能成为有效抑制聚糖菌生长并提高增强生物除磷系统稳定性的一种策略.     

我国淡水环境中卤乙酸类消毒副产物的预测无效应浓度研究

新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情期间,消毒剂超量使用,导致大量DBPs（disinfection by-products,消毒副产物）进入自然水体,可能对水生态环境产生不良影响.以5种HAAs（卤乙酸类）消毒副产物（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸）为研究目标,基于筛选的本土水生生物的毒性数据,采用欧盟《风险评价技术指导文件》中的评估系数法和平衡分配法分别推导了5种HAAs在水体和沉积物两种介质中的PNEC（预测无效应浓度）值.结果表明:5种HAAs对水生生物的急、慢性毒性大小顺序均为一溴乙酸>一氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸>二溴乙酸;5种HAAs（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸）的PNEC_w（水体的预测无效应浓度）分别为0.025、0.030、0.060、0.016和1.956 mg/L,PNEC_s（沉积物的预测无效应浓度）分别为0.021、0.026、0.057、0.013和1.679 mg/kg（以湿质量计）.研究显示,污水处理厂出水中排放的DBPs对水生态环境可能造成潜在的风险和危害,应加强对污水处理厂出水中5种HAAs的监测和去除,从而减少排入到自然水体中的HAAs含量.      

甘油基混合培养物合成PHA及其与OUR的关系

聚β羟基烷酸盐(PHA)以其较好的生物相容性、可生物降解性和再生性成为最有前途的生物高分子材料.本文基于甘油作为基质在饱食-饥饿模式下富集合成PHA的混培物,以乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和葡萄糖作为基质考察混培物合成PHA的基质广谱性,结果表明乳酸和乙酸作为基质时PHA的产率系数较高;使用不同比例乙酸/丙酸混合基质时,PHA产量随着乙酸含量的增加而增大,乙酸/丙酸为3∶1时PHA产量最高.通过活性污泥同时贮存与生长模型模拟与线性回归两种方法证实,在单一基质或乙酸/丙酸混合基质情况下,PHA合成速率与OUR存在线性关系,因此,基于在线OUR测量数据可以实时估计PHA合成量.     

产甲烷抑制剂氯仿对污泥厌氧消化中同型产乙酸作用的影响

厌氧消化是城市污泥常用的资源化处理方式,添加产甲烷抑制剂得到的发酵产物乙酸相比于甲烷被认为更具附加值.同型产乙酸途径是污泥厌氧发酵产乙酸途径之一,然而产甲烷抑制剂的存在对其影响尚不明确,这对污泥厌氧发酵产酸工艺的优化和应用至关重要.本文研究了不同氯仿浓度抑制产甲烷条件下挥发性脂肪酸、气体浓度及同型产乙酸菌和总细菌数量的变化,基于乙酸的稳定性碳同位素分馏效应分析了不同温度条件下氯仿对同型产乙酸作用的影响.结果显示,0.1%和0.5%(V/V)氯仿浓度条件下最高乙酸浓度分别为24.5和22.4 mmol·L~(-1),远低于对照组的52.6 mmol·L~(-1).氯仿抑制产甲烷条件下乙酸的稳定碳同位素丰度δ~(13)C值均高于污泥有机质的δ~(13)C值,50℃时乙酸的δ~(13)C值最高,且同型产乙酸菌相对丰度也低于15和30℃条件下.可见,产甲烷抑制剂氯仿同时能够抑制同型产乙酸作用,0.5%浓度下的抑制效果高于0.1%浓度下,且50℃条件下其抑制作用强于15和30℃条件下.     

废水产氢产酸／同型产乙酸耦合产酸条件优化

为了更好地发挥产氢产酸／同型产乙酸耦合系统在废水厌氧发酵生产乙酸方面的优势,有必要寻找一种简单有效的方法以获得该系统产酸的优化条件。利用经过加热处理并活化的厌氧污泥作种泥,以模拟废水中的葡萄糖为底物,针对发酵时间、底物浓度、种泥浓度、初始pH进行4因素10水平均匀设计实验,得到了乙酸生产指标与产酸条件之间关系的回归方程;也得到了以高乙酸产量为主要目标导向同时兼顾高乙酸产率和高乙酸生产强度目标的优化条件;优化条件实验乙酸浓度比均匀设计中最高乙酸浓度提高20％左右。研究表明,将均匀设计应用于废水产氢产酸／同型产乙酸耦合产酸条件优化,可以避免盲目性,迅速获得满意结果。