Removal of organic contaminants from water or wastewater with liquefied gases

Ｏｖｅｒｔｈｅｌａｓｔｔｈｒｅｅｄｅｃａｄｅｓ,ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒｅａｔｌｙ ,ｂｕｔ,ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ,ｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｔｉｍｅｓａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓａｖｅｒｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓａｎｄｅｘｐａｎｄｅｄｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ.Ｍｏｒｅｏｖｅｒ,ｏｗｉｎｇｔｏ…     

SCR装置对焦炉煤气燃烧废气中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的协同脱除

研究了某大型焦化厂的选择性催化还原(SCR)装置对焦炉煤气燃烧废气中典型非故意产生持久性有机污染物(UPPOPs)的脱除效果,对SCR装置入口和出口废气和SCR装置降尘中二英(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)和多氯萘(PCNs)的全部异构体进行了分析.结果表明,SCR装置对总PCDD/Fs的脱除效率最高,为94.6%,对总PCBs和总PCNs的脱除率分别为74.7%和78.4%.SCR装置入口和出口废气中UP-POPs同系物的分布模式明显不同,入口处以高氯取代为主,出口处以低氯取代为主.SCR装置对高氯取代UP-POPs有更好的脱除效果.催化还原和催化氧化降解同时发生是SCR装置脱除废气中UP-POPs的重要机制.     

强化浅基质层干植草沟对道路径流的脱氮效果

搭建6个不同结构和介质组成的浅基质层干植草沟模拟柱,在基质层添加较多发酵木屑,利用进水期的脱氮作用,并设置饱水层提高设施落干期脱氮能力,从而强化设施全周期脱氮效果.以半人工道路径流作为进水,考察各模拟柱运行效果,并结合分层取样水质检测结果和模拟柱内体积含水率、ORP的变化过程,分析氮素在不同模拟柱内的去除机制.结果表明:在运行参数相对实际应用环境更为不利的条件下,设置饱水层的模拟柱的TN去除率在67%～78%; TN去除过程主要发生在进水期,且在含较多发酵木屑的基质层即被大量去除;设置饱水层不仅可提高落干期设施脱氮能力,还可保证较浅的基质层在进水期快速达到适宜反硝化的缺氧条件,从而保证进水期设施的脱氮效果;设置持水性过渡层并在其中放置有机质可以有效平衡饱水层碳源补给并控制有机质淋失的问题.     

Controlling various contaminants in wastewater effluent through membranes and engineered wetland

For effective wastewater reclamation and water recovery, the treatment of natural and effluent organic matters (NOM and EfOM), toxic anions, and micropollutants was considered in this work. Two different NOM (humic acid of the Suwannee River, and NOM of US and Youngsan River, Korea), and one EfOM from the Damyang wastewater treatment plant, Korea, were selected for investigating the removal efficiencies of tight nanofiltration (NF) and ultrafiltration (UF) membranes with different properties. Nitrate, bromate, and perchlorate were selected as target toxic anions due to their well known high toxicities. Tri-(2-chloroethyl)-phosphate (TCEP), oxybenzone, and caffeine, due to their different K _ow and pK _a values, were selected as target micropollutants. As expected, the NF membranes provided high removal efficiencies in terms of all the tested contaminants, and the UF membrane provided fairly high removal efficiencies for anions (except for nitrate) and the relatively hydrophobic micropollutant, oxybenzon. Through the wetlands, nitrate was successfully removed. Therefore, a fair process of combining membranes with an engineered wetland could be proposed for sustainable wastewater reclamation and optimum control of contaminats.     

浮萍塘中氮归趋模式模拟分析

通过模拟分析浮萍塘中氮的循环迁移过程,考察了N主要迁移途径对各形态氮的去除贡献,并确定了水环境季节变化对氮循环过程影响.模拟结果显示:浮萍塘中氮的去除主要通过硝化/反硝化作用实现,而有机氮沉降以及氨氮挥发作用对TN去除贡献仅为2.1%.浮萍塘中氨氮和硝态氮的变化主要受硝化和反硝化作用影响;有机氮主要受藻类腐败以及氨化作用影响;底泥中氮的变化主要由有机氮沉降和底泥中氮氨化过程控制.此外,浮萍塘能有效去除水体中藻类,并维持藻类的较低含量;浮萍主要通过促进硝化/反硝化速率来提高系统对TN的去除能力.     

Treatment of tunnel wash waters - experiments with organic sorbent materials. Part I: Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons and nonpolar oil

Tunnel wash waters characterize all waters that run off after washing procedures of tunnels are performed. These waters represent a wide spectrum of organic and inorganic pollutants, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and toxic metals. Removal of such contaminants from water runoff was investigated using laboratory tests after washing procedure was performed on two road tunnels in eastern Norway (Hanekleiv and Bragernes). Due to diverse character of both, treatment media and treated wash waters, the whole investigation was divided into two separate laboratory experiments. The treatment efficiencies were established based on the levels of concentrations and reductions of the measured contaminants in the effluents released from the tested media. In the first part of the article, the contents of nonpolar oil (NPO), 16 individual PAHs, and total PAHs (∑PAH16) are described. This part revealed that the combination of two organic sorbent materials provided the highest treatment efficiency for wash waters released from the road tunnel and from electrostatic filters. The greatest reduction levels reached 97.6% for NPO, 97.2% for benzo[a]pyrene, and 96.5% for the total PAHs. In the second part of the article, the concentrations and the removal rates of toxic metals are reported     

石油类污染地下水的生物活性炭净化技术

研究了生物活性炭去除地下水中石油类污染物的机理、活性炭表面生物膜的微观形态及生物学特性。活性炭床进出水的色质联机分析结果表明 ,苯系物的去除率最高 ,依次为稠环芳烃类、酯、醛、酮类 ,烷烃类。在生物膜中生长着丰富的微生物 ,为石油污染物的去除提供了良好的生物环境。     

藻-菌颗粒污泥工艺在自然光昼夜交替条件下处理含复杂有机物生活污水的效能及机理研究

藻-菌颗粒污泥（MBGS）工艺是一种节能环保的新型污水处理工艺,当前关于该工艺的研究主要集中于连续光照、间歇式反应器及含简单有机物的模拟污水,对其在昼夜交替条件处理含复杂有机物污水的研究鲜有报道,从而极大地限制了MBGS工艺的进一步工程应用.该文采用连续流的管式光生物反应器（直径2.3 cm、管长50 cm、容积200 mL）,探究了在自然光昼夜交替条件下MBGS工艺处理含复杂有机物（蛋白胨、酵母提取物、淀粉和尿素）的模拟市政污水的效能及机制.结果表明:①在白天平均进水ρ（COD）、ρ（NH₄+-N）、ρ（TN）和ρ（PO₄3--P）分别为219.4、20.0、41.4和3.0 mg/L,晚上平均进水ρ（COD）、ρ（NH₄+-N）、ρ（TN）和ρ（PO₄3--P）分别为237.0、21.2、43.7和3.0 mg/L的条件下,白天COD和PO₄3--P的平均去除率分别为77.1%和87.2%,其相应的夜晚平均去除率分别为88.0%和42.7%;TN在昼夜间的平均去除率均低于30%.②进一步分析表明,MBGS可在昼夜交替条件下调节系统DO浓度,从而实现MBGS系统的自我维持和COD的高效去除,COD在白天和晚上的平均去除速率分别约为0.34和0.42 kg/（m3·d）.③Miseq测序结果表明,拟杆菌纲（Bacteroidia）、热带单胞菌属（Tropicimonas）和四膜虫属（Tetrahymena）丰度增高,可促进复杂有机物的降解.研究显示,MBGS工艺可以在自然光昼夜交替条件下实现有机物的高效去除,适用于碳氮比约为5的生活污水的处理.      

再生水中优先控制有毒污染物的筛查方法

建立了一种适用于再生水中优先控制有毒有机污染物筛查的方法.针对样品前处理方法中的固相萃取柱的选择和洗脱剂条件等进行了优化设计,利用保留时间锁定和谱图解卷积技术分辨复杂系统中的目标污染物,并利用有毒化合物数据库进行有毒污染物甄别.结果表明,采用C18柱串联HLB柱的方法进行富集,用1:1(V/V)的正己烷/二氯甲烷混合溶剂和4:1(V/V)的二氯甲烷/甲醇混合溶剂进行分级洗脱的前处理方法,对分配系数(logKow)在1.48~6.41之间的30种化合物平均回收率在52.1%~138%之间,相对标准偏差值均<13.6%.将该方法应用于天津空港地区再生水中有毒有机污染物的筛查,2007~2008年度2次采集样品分别筛查出30种有毒有机污染物,其中有7种属于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中已列入监管范围的污染物,11种未列入排放标准监测范围.比较污水处理厂进、出水以及地表水中检出污染物,发现现有污水处理工艺对筛查出的优先有机污染物处理效果不佳.     

有机改性凹凸棒石对养猪废水中有机物的吸附研究

研究表征了十二烷基二甲基甜菜碱和十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒石的结构,探讨了改性凹凸棒石对猪粪废水中的有机污染物的吸附性能及机理,并考察了改性剂修饰比例、废水p H、吸附剂的投加量对吸附过程的影响.结果表明,两种改性剂成功结合到了凹凸棒石表面,有机改性凹凸棒石的晶体结构未发生改变,但对有机污染物的吸附能力显著高于原土.两性和阳离子改性凹凸棒石吸附有机污染物的最佳参数为:修饰比例为100%,吸附剂浓度为16 g·L~(-1),p H=4(阳离子改性为6),对猪粪废水中COD的去除率分别达到88%和92%,吸附量分别达到79 mg·g~(-1)和82 mg·g~(-1).吸附过程均符合二级动力学模型(R20.998),两性和阳离子改性凹凸棒石对有机物的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温式.有机改性凹凸棒石的疏水性增强,提高了对有机污染物的吸附能力,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际养猪废水的处理成为可能.     

回流比水力负荷对前置反硝化生物滤池工艺处理污水的影响研究

前置反硝化生物滤池工艺具有良好的脱氮性能,其中回流比是影响其处理效果的一个重要因素.试验考察了回流比分别为50%、100%、200%、300%的条件下该工艺对COD、NH4+-N、TN的去除效果.研究表明,在回流比从50%提高至300%的过程中,该工艺对污染物的去除效果以200%为界呈先上升后下降的趋势,但对去除TN的影响较为显著,回流比为200%时,对应COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为92.67%、90.50%和80.50%.在保持回流比100%的条件下,随水力负荷从1.52m.h-1增加到2.82m.h-1的过程中,前置反硝化生物滤池工艺对污染物的去除效果以2.08m.h-1为界呈先上升后下降的趋势,水力负荷为2.08m.h-1时,对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为91.72%、90.29%和74.45%.COD、NH4+-N和TN主要在BAF(DN)缺氧环境内得到去除,平均去除率分别为78.48%、68.02%和58.21%.     

焦化厂土壤中多环芳烃分布特征及淋洗粒级分割点确定

土壤粒径分布和污染物在不同粒级土壤中的分布特征是污染土壤淋洗可处理性的重要依据,淋洗粒级分割点则是淋洗工艺的重要参数.根据土壤异位淋洗的技术要求,在焦化厂污染场地进行了采样,测定了土样的粒径分布曲线及不同粒级土壤中美国EPA优控的16种多环芳烃(PAHs)的初始浓度,并采用Tween 80和Triton X-100溶液对不同粒级污染土样进行了振荡清洗实验.结果表明,16种PAHs在6个粒级中的总浓度在6.27～40.18 mg/kg范围,呈双峰分布模式,单个PAH污染物的最高浓度大多出现在250～500 μm的颗粒中, 50～75 μm的颗粒中污染物浓度最低;PAHs去除率与其初始浓度及土壤特性有关,初始浓度越低,去除率越高,粗颗粒中由于有机碳含量较高,PAHs去除效率反而低于细颗粒.根据清洗效果并从废物减量化角度出发,确定以50 μm作为土壤淋洗的粒级分割点,这样减容率可以达到82.95％.     

A novel use of TiO2 fiber for photocatalytic ozonation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in aqueous solution

More efficient oxidation methods are needed to degrade especially newly emerging recalcitrant organic contaminants at low concentrations in the water environment. Reduced photonic efficiency of immobilized TiO2 is a major challenge in TiO2-assisted advanced oxidation processes (AOP). Mineralization of 2,4-dichllorophenoxyacetic acid (2,4-D) in low aqueous solution by O3/UV/TiO2 using the world's first high-strength TiO2 fiber was investigated and compared with O3, UV/TiO2, and O3/TiO2 in laboratory batch ex...     

紫外光和活性炭对有机物臭氧化的协同催化作用

以城市二级出水中微量有机污染物为处理的目标物质,通过静态试验分别考察了不同催化条件下臭氧对水中有机污染物的降解效果.结果表明:协同催化反应器对水体在254 nm处紫外吸光度(E₂₅₄)的去除率达87.40%,对COD_Cr的去除率可达59.79%,对臭氧的利用率可达到91.4%,因此,254 nm紫外光和活性炭对水中微量有机污染物的臭氧化过程具有协同催化作用,并大大提高了系统对臭氧的利用率;受OH－影响,碱性条件下O₃/UV/C工艺对COD_Cr和E₂₅₄的去除效果好于中性和酸性条件;不同自由基捕捉剂对臭氧化过程的影响证明,在紫外光和活性炭的协同催化作用下,臭氧分解出以羟基自由基为主的多种氧化性自由基,因此水中有机污染物的氧化降解是多种自由基反应的结果.      

处理温度和时间对六氯苯污染土壤热解吸修复的影响

以山东潮土作为供试土壤,模拟HCB(六氯苯)污染土壤的热解吸试验研究. 考察处理温度和时间2个主要影响因素对热解吸后土壤中HCB的去除率及其热解产物变化的影响. 结果表明:随处理温度的升高和处理时间的延长,HCB的去除率逐渐增大,在处理温度400 ℃、处理时间10 min时,HCB的去除率达到94.2%;在处理温度450 ℃、处理时间60 min时,HCB 的去除率达到99.4 %,去除效果明显,w(HCB)达到HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准》的A级标准限值(≤0.66 mg/kg);继续升高处理温度和延长处理时间对HCB的去除率改变不大. HCB的热解吸过程不仅是HCB的物理分离过程,也存在HCB的还原脱氯过程,HCB的热解产物主要为1,3,5-TCB(1,3,5-三氯苯)和1,2,4-TCB(1,2,4-三氯苯);处理温度450 ℃、处理时间60 min为该污染土壤较为合适的热解吸运行参数.      

生化/催化铁内循环工艺处理精细化工区污水

在中试规模上研究了采用"催化铁+A/O生化"及"A/O生化/催化铁内循环"工艺处理高有机浓度精细化工区污水的效果及特点。实验证明,催化铁作为生化预处理工艺处理此污水铁填料表面出现结垢及有机物黏附的现象。生化/催化铁内循环工艺对污水CODCr、NH3-N去除率分别为73%、19%,生化/催化铁出水投加少量混凝剂、助凝剂后,C0DCr、BOD5、色度去除率分别为81%、95%、91%;生化/催化铁内循环工艺将催化铁置于生化后可有效提高催化铁反应效率,避免铁填料表面出现结垢及黏附层等现象,内循环可保证催化铁对生化的促进及对水中部分难降解有机物的去除,但此工艺仍存在氨氮去除效果不佳等问题待解决。     

Performance of biotrickling filters packed with structured or cubic polyurethane sponges for VOC removal

Two identical bench-scale biotrickling filters (BTFs), BTF 1 and BTF 2, were evaluated for toluene removal at various gas empty bed contact times (EBCTs) and organic loadings. BTF 1 and BTF 2 were packed with structured and cubic synthetic polyurethane sponges, respectively. At a constant toluene loading of 16 g/(m3 hr), toluene removal efficiencies decreased from 98.8% to 64.3% for BTF 1 and from 98.4% to 74.1% for BTF 2 as gas EBCT decreased from 30 to 5 sec. When the toluene loading increased from 35 to 140 g/(m3 hr) at a gas EBCT of 30 sec, the removal efficiencies decreased from 99.1% to 77.4% for BTF 1 and from 99.0% to 81.5% for BTF 2. The pressure drop for both BTFs increased with increased air flow rate, and did not significantly vary while the toluene loading was increased under similar operation conditions. BTF 1 and BTF 2 could start up successfully within 19 and 27 days, respectively, when packed with fresh sponge media, and the performances could be restored in 3–7 days after biomass was removed and wasted from the media. BTF 2 displayed higher removal efficiency even under shorter EBCT or higher loading rate than BTF1 when other operation conditions were similar, while it showed lower pressure drop than BTF 1 during the whole period of operation. These results demonstrated that both BTFs could treat waste gas containing toluene effectively.     

有机基质对反硝化除磷效果的影响

文章研究了有机基质对反硝化除磷工艺脱氮除磷效果的影响,实验结果表明:有机基质是影响反硝化除磷效果的重要因素,磷的去除主要在缺氧阶段由反硝化除磷实现。实验保持N、P进水40 mg/L、8 mg/L不变,当COD/P≥31.25时,出水磷浓度小于1 mg/L,去除率大于85%,出水中氨氮和硝酸氮约为0,氮的去除率接近100%,COD的去除率在95%以上;当进水25≤COD/P≤31.25时,出水磷浓度为1~2.4 mg/L,去除率大于70%,氮的去除率接近100%,COD的去除率大于90%;研究结果推断,随着进水有机基质的降低,厌氧池聚磷菌放磷量逐渐减少,缺氧池反硝化除磷量也逐渐降低,二沉池出水磷酸盐含量逐渐升高,反硝化除磷的效率随着有机基质浓度的降低而逐渐降低。     

硝酸盐和甲烷对覆土中苯系物厌氧氧化的影响

苯系物是填埋场填埋气中恶臭有机气体的重要成分之一,填埋气中的CH4则是重要的温室气体.填埋覆土层中的微生物可以氧化CH4和苯系物,因此,强化微生物的氧化效能有助于削减和控制填埋气的污染.电子受体还原可耦合甲烷和某些有机物的厌氧氧化,从而去除甲烷和有机物.鉴此,本研究通过静态培养试验,分析了电子受体SO2-4共存条件下,NO-3和CH4共存对覆土中苯系物厌氧降解的影响.结果表明不外加NO-3时,苯系物抑制CH4的降解,加入NO-3后,苯系物共存反而有利于CH4的去除;单独添加NO-3或CH4都能促进填埋覆土中苯系物的去除;而同时添加NO-3和CH4能更好地促进苯系物的去除,甲苯、二甲苯和异丙苯的去除率最高可达65%、88%和82%,远高于不添加NO-3和CH4对照处理的53%、76%和31%;NO-3还原与CH4厌氧氧化耦合过程能同步促进苯系物的厌氧氧化.     

自然水环境中抗生素的污染现状、来源及危害研究进展

随着现代分析技术的发展和人们环境安全意识的增强,抗生素等新兴有机污染物在自然水环境中的出现已引起广泛关注。简述了不同自然水体中抗生素的污染现状,分析了自然水环境中抗生素的主要来源和环境危害。分析表明:抗生素在近海海域和河流中的检出频率和浓度均高于湖泊和地下水中的值,这可能是由于人类活动以及污水排放在海洋与河流中较其他水体更频繁所致;污水处理厂出水是自然水环境中抗生素出现的重要来源之一,而抗生素在污水处理厂的去除率与其自身物理化学性质和污水处理工艺有关。