粉砂介质包气带中甲苯蒸气挥发的迁移转化

挥发性有机物通过包气带向上迁移到地表或室内引发的蒸气入侵(vapor intrusion,VI)问题越发受到关注。以甲苯作为研究对象,采用土柱实验,对粉砂介质包气带中甲苯蒸气发生的扩散、生物降解的规律进行研究。结果表明,粉砂介质中,甲苯蒸气扩散穿透70 cm土柱时间为24 h,甲苯蒸气在土柱内扩散10 d时,土柱达到短暂的稳态平衡;12~30 d时,处于动态平衡;30~60 d时,土柱内甲苯蒸气浓度下降速率发生变化,土柱内O_2体积分数下降了8%,CO_2体积分数增加了6%;60 d时,甲苯蒸气基本被降解。说明覆盖一定厚度的粉砂对甲苯蒸气的迁移有比较好的阻滞和生物降解作用。     

活性污泥增强地下渗滤系统去除生活污水中氮污染

将棕黄壤、炉渣和活性污泥按一定比例添加配置生物填料,装填在5个土柱(编号为1#~5#)中,棕黄壤和炉渣按1∶1体积比配置,1#~4#土柱再分别添加0、2.5%(体积分数,下同)、5.0%、10.0%活性污泥,5#土柱只在生物填料层下部40cm处添加5.0%的活性污泥。通过构建的地下渗滤系统研究不同水力负荷下系统的污水处理效果。结果表明:水力负荷适宜为12cm3/(cm2·d),添加活性污泥最佳为5.0%(体积分数),此时土柱的启动周期为22d,氨氮和TN去除率分别稳定为94.4%、77.8%。     

宽叶香蒲表面流人工湿地脱氮除磷效果研究

以运行A/O工艺的生化反应器出水为处理对象,在中试规模上研究了宽叶香蒲表面流人工湿地的脱氮除磷效果及影响因素.结果表明,在工况Ⅰ条件下,COD去除率为43.2%,COD面积负荷去除率为4.79 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.18 m/d,SS、NH4+-N和NO-3-N的去除率分别为41.2%、9.4%、3.4%,TN去除率为11.8%,TN面积负荷去除率为1.36g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.04 m/d,TP去除率为30.1%,TP面积负荷去除率为0.29 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.13 m/d;在工况Ⅱ条件下,COD去除率为18.7%,COD面积负荷去除率为1.19 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.06 m/d,SS、NH4+-N、NO2--N、NO3--N的去除率分别为31.6%、29.8%、65.0%,29.2%.TN去除率为31.4%,TN面积负荷去除率为2.33 g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.12 m/d,TP去除率为29.4%,TP面积负荷去除率为0.22 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.11 m/d.在COD面积负荷去除率,TN面积负荷去除率、TP面积负荷去除率分别为4.90～9.80、2.76～8.83、0.57～1.39 g/(m2·d),水力停留时间(HRT)为0.4～1.1 d条件下,随HRT,水温、(NO2+-N+NO3--N)/TN的增加,表面流人工湿地的TN面积负荷去除率线性增加.     

颗粒污泥反硝化动力学特性及微量NO2的影响

采用批试验方法,研究了颗粒污泥反硝化动力学特性及微量NO2的影响.采用Monod模型描述反硝化反应动力学,得到有机物半饱和常数为4.72 mg/L,亚硝态氮半饱和常数为2.26 mg/L,最大亚硝态氮降解速率为0.0069 mgNO2--N/(mg MLSS·h).微量NO2对反硝化具有抑制作用,采用反竞争性可逆抑制模型描述了微量NO2对反硝化速率的影响,得到微量NO2下的最大反硝化速率为0.006865 mg NO,2--N/(mg MLSS·h),亚硝态氮半饱和常数为0.1 mg/L,NO2抑制系数为1.53 mg/L.在通入51.3、102.7、205.4和308.1 mg NO2/m3时Nox的损失量分别是78.7%～99.4%、81%～99.4%、65.1%～97.9%和38.9%～89.7%,相当部分的Nox损失.     

A/O-MBR中硝化活性污泥的富集及其对氧氟沙星的降解作用

采用A/O-MBR系统,逐步提高进水氨氮浓度富集了硝化活性污泥(NAS),在此基础上,考察了COD、烯丙基硫脲(ATU)、氨氮初始浓度及氨氧化速率对NAS降解氧氟沙星(OFL)的影响。结果表明:富集的NAS的氨氧化速率达到了20 mg/(g SS·h)以上,对OFL具有明显降解作用;ATU存在条件下,COD对OFL的去除作用没有影响;提高初始氨氮浓度和NAS氨氧化速率均可以提高OFL降解量;初始氨氮浓度由50 mg/提升至150 mg/L时,OFL降解量由67.26μg/g提高到82.11μg/g;氨氧化速率由小于2.5 mg/(g SS·h)提升至大于20 mg/(g SS·h)时,OFL降解量由30.71μg/g提高到75.16μg/g。     

不同碱剂对污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物产甲烷的影响

为了使污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物产甲烷后的沼渣得到有效利用,研究了以Ca(OH)_2代替NaOH作为碱剂调节产氢余物与污泥混合物初始pH进行厌氧发酵产甲烷情况。结果表明,以NaOH和Ca(OH)_2作为碱剂的消化系统厌氧发酵产甲烷的最佳接种量均为50%,且产甲烷率和比产甲烷速率相差不大,分别为60.48mL/(g·DS)、2.16mL/(g·DS·d)和58.68mL/(g·DS)、2.35mL/(g·DS·d),两种消化系统的COD、总糖和总蛋白质的降解率分别为63.0%、25.7%、47.1%和56.7%、23.6%、45.7%。以Ca(OH)_2代替NaOH作为碱剂调节反应物初始pH进行厌氧发酵产甲烷是可行的。     

电晕-介质阻挡协同放电低温等离子体降解大流量甲苯废气的研究

利用自制电晕-介质阻挡协同放电低温等离子体降解大流量甲苯废气,运用均匀设计法优化获得甲苯降解的适宜条件,探究了各因素及因素间交互作用对甲苯降解的影响,并开展甲苯降解动力学分析。结果表明:降解甲苯的最佳条件为工作电压13kV、放电频率6.5kHz、废气流量为1.0L/min,甲苯初始质量浓度924mg/m~3,在此条件下甲苯气体降解率为94.93%,能量效率为0.63g/(kW·h);甲苯降解符合一级反应动力学,甲苯降解反应速率常数与输入功率具有良好线性关系。     

海藻酸钙凝胶固定化活性污泥反应器处理丙酮废气稳态模型的研究

建立了海藻酸钙凝胶固定化活性污泥反应器处理丙酮废气的数学模型,引入颗粒调整系数的概念以解决模型假设与真实情况的差异.在流量为1 100 mL/min、反应器进口丙酮质量浓度为3 051 mg/m3时,测定4个采样口和出气口的丙酮浓度,对反应器模型参数进行了校正,得到微生物最大比生长速率为4.17×10-5 mg/(mg·s),丙酮半饱和常数为76 900 mg/m3,氧气半饱和常数为273 mg/m3,颗粒调整系数为195,丙酮分配系数为0.002 4.随后引入蒂勒模数、有效系数等表征传质阻力和反应动力学的物理量,对反应器和固定化活性污泥颗粒的传质阻力和动力学进行了计算和讨论.     

Biostyr曝气生物滤池处理城市污水的沿程生化特性

青岛市麦岛污水处理厂采用曝气生物滤池(BAF)处理城市污水,以稳定运行的Biostyr为研究载体,考察滤池COD、NH3-N、SS和细菌数量等生化特性的沿程变化.结果表明,在气水比为4∶1～5∶1、进水COD负荷为2.5 ～3.7 kg/(m3·d)、进水NH3-N负荷为0.18～0.57 kg/(m3·d)时,滤池对COD的降解主要在150 cm填料以下处,COD的去除率可达58.9％;NH3-N去除率沿滤柱高度的变化与COD有所不同,在100 cm以下填料处,NH3-N的去除率仅为3.6％,在100 ～350 cm填料之间,NH3-N的去除率增加迅速,可达56.1％;对SS的去除主要发生在100 cm填料以下,去除率达51.7％.     

3种人工湿地基质对邻苯二甲酸二丁酯的吸附特性

通过湿地基质对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附动力学和等温吸附实验,对比天然土壤、沸石、陶粒对DBP的吸附特性,作为人工湿地处理含DBP废水的理论依据。结果表明,DBP浓度在30~1000μg·~(-1)时,Freundlich比Langmuir模型更好地模拟出各湿地基质对DBP的吸附特征。3种基质对DBP的饱和吸附量大小:土壤(0.0655 mg·g~(-1))沸石(0.016 4 mg·g~(-1)陶粒(0.013 7 mg·g~(-1)。3种基质对DBP的缓冲能力大小依次为土壤陶粒沸石,即当人工湿地进水的DBP浓度变化较大时土壤可以很好地维持出水水质,土壤很适合作为处理含DBP废水的人工湿地基质。DBP浓度为600μg·L~(-1)时,双常数模型能很好地拟合3种基质对DBP的吸附动力学特征。     

3种负荷对模拟垂直流人工湿地去除氮、磷效果的影响

为探讨水力负荷、有机负荷和悬浮物固体负荷对垂直流人工湿地基质去除氮、磷效果的影响,采用了人工土柱模拟实验的方法,对不同数值的水力负荷、有机负荷(COD)和悬浮固体负荷单因素影响条件下垂直流人工湿地出水中TN、TP的浓度进行了监测。实验结果表明,在3种负荷单一因素影响条件下,垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度均随着负荷的增加而增加,即降低水力负荷、有机负荷、悬浮固体负荷均有利于降低垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度。当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地TP的去除率较高,达到71.52%;当有机负荷为50 g/(m2·d),TN的平均去除率较高,达到41.84%;当悬浮固体负荷为75 g/(m2·d),TP的平均去除率较高,达到92.13%。因此,在水力负荷实验中,当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较佳;在悬浮固体实验中,当悬浮固体负荷为75 g/m2·d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好;在有机负荷实验中,当有机负荷(COD)为50 g/(m2·d),垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好。     

3种基质对污水中总磷的吸附性能

以粒径为2～5 mm的无烟煤、活性炭和草炭3种基质为实验材料进行吸附等温线和吸附动力学实验,探讨和对比3种基质对污水中总磷的吸附性能,选用吸附效果最好的无烟煤作为玻璃柱的填料模拟土壤渗滤系统.结果表明,3种填料基质对总磷的吸附均符合Freundlich和Langmuir吸附等温线方程,通过拟合方程得出无烟煤、活性炭和草炭的最大静态吸附量分别为1.249、0.254和0.716 mg/g;用一级动力学方程拟合3种填料基质对总磷的吸附反应过程较好,相关系数都在0.900以上,无烟煤、活性炭和草炭吸附速率分别为0.025、0.023和0.014 mg/(g·h),其中经无烟煤处理过的污水,出水最清澈;在模拟土壤渗滤系统实验中,当进水浓度为3.43～8.43 mg/L,水力负荷为0.08 m3/(m2·d)时,出水中总磷平均浓度为0.08 mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准,对总磷的去除率高达96.48％ ～ 99.19％.     

推流式反应器厌氧消化浮萍和猪粪混合物

使用带隔板的推流式反应器(体积约为4 m3),对浮萍与猪粪(干重比1:1,湿重比7:1)的混合物、猪粪进行为期50 d的中温厌氧消化产气性能比较研究,结果表明,在有机负荷为3.5 g(VS)/(L·d)时,浮萍与猪粪(干重比1:1,湿重比7:1)混合物的VS产气率为0.31 L/g,COD转化率为63.2％,反应器容积产气率为1.00 m3/(m3·d);猪粪的VS产气率为0.28 L/g,COD转化率为57.1％,反应器容积产气率为0.71m3/(m3·d).进料COD和SS的平均浓度分别为19.19 g/L和14.28 g/L,推流式反应器对其平均去除率分别为59.7％和68.7％.由此说明,带隔板的推流式厌氧反应器对浮萍和猪粪的混合物有较好的厌氧消化能力,浮萍与猪粪混合物的厌氧消化性能优于猪粪.     

撒施阻控材料快速去除上覆水Cd对的室内模拟研究

湘中矿区塘、水库等灌溉水体及其底泥重金属超标问题日益凸显,研究选取石灰、水稻秸秆生物炭和人造沸石等3种环境友好型土壤重金属阻控材料,通过室内玻璃柱模拟静止水体实验探讨水面缓慢撒施阻控材料对上覆水重金属Cd去除与底泥Cd有效性影响。为期60 d的实验结果显示,1%(0~20 cm表层底泥质量分数)的单一石灰、生物炭、沸石与石灰+生物炭+人造沸石配方(质量比1∶1∶1)4种处理均可明显快速去除上覆水中水溶态Cd质量浓度,其中石灰效果最佳,沸石效果最差,石灰与3种阻控剂组配处理均可使上覆水中水溶态Cd质量浓度由20μg·L~(-1)以上降至10μg·L~(-1),符合我国灌溉水Cd的限定标准。阻控材料自然沉积在底泥表面后对5 cm处底泥水溶液Cd质量浓度具有一定的消减效应,沸石效果优于石灰、生物炭处理,其中"石灰+生物炭+沸石"的不同粒径阻控材料组配方式效果最佳。石灰、生物炭、沸石及3种阻控剂组配处理60 d后底泥pH值依然略高于对照,差异不显著,但可交换态Cd含量明显低于对照。结果可为塘库型水体上覆水及底泥Cd等重金属污染的生态风险降低及控制措施研究提供科学参考与方法指导。     

C/N比对ANAMMOX与反硝化协同脱氮性能影响及其动力学

采用ASBR厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,考察了不同C/N(NH+4-N)比时厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮性能表现,并与无机环境下反应器的脱氮性能相比较。研究结果表明,C/N比决定了ANAMMOX/反硝化耦合反应的发展方向。当C/N0.33时,ANAMMOX为主导反应;当C/N=0.67时,耦合反应的效果最佳,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别为92%、95%、COD去除率大于96%,实现了氨氮及COD的同时去除;当C/N=1.33时,反硝化反应逐渐占据优势;当C/N2.96时,反硝化作用成为主导反应,厌氧氨氧化反应受到明显抑制,氨氮去除率下降。采取批次实验方法研究了厌氧氨氧化与反硝化协同反应的动力学特性。用基质抑制动力学Haldane模型拟合不同基质浓度下的厌氧氨氧化活性,得到氨氮最大比增长速率为0.09 kg/(kg·d)(以VSS计),半饱和常数为8.4 mg/L、半抑制常数为1 198.2 mg/L;亚硝态氮最大比增长速率为0.27 kg/(kg·d)(以VSS计),半饱和常数为10.2 mg/L、半抑制常数为300.1 mg/L。采用Monod模型和Haldane模型分别拟合不同COD浓度和亚硝酸盐浓度下的反硝化性能,得到反硝化亚硝态氮最大比增长速率为0.2 kg/(kg VSS·d),半饱和常数为17.4 mg/L、半抑制常数为128.4 mg/L,COD半饱和常数为83.3 mg/L。     

A/O工艺曝气充氧性能的评估和优化潜力分析

以上海市某污水处理厂A/O工艺好氧池为研究对象,在线监测好氧池沿程的耗氧速率和氧利用率(OTE),结合好氧池的曝气量、DO、进出水污染物指标,对曝气充氧性能进行综合评估。通过核算该污水处理厂实际需氧量和实际供氧量,计算曝气系统的节能潜力。结果表明:(1)该污水处理厂好氧池OTE为22.54%～28.82%,曝气量为4.24～9.63m~3/h。曝气量与OTE的变化呈明显的负相关,说明好氧池中的曝气器可能受到一定程度的污染。(2)距好氧池进水口5～45m,活性污泥比耗氧速率(SOUR)在12～16mg/(g·h)内波动,在实际经验值8～20mg/(g·h)内。60、100、140m处SOUR低于8mg/(g·h),处理负荷偏低,存在曝气过量和池容浪费的情况。(3)好氧池供气量、需气量分别为89 968.99、76 885.15m~3/d,节能潜力较大。     

聚丙烯酰胺废水的好氧颗粒污泥降解研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)内通过逐步提高进水中聚丙烯酰胺(PAM)的浓度实现了好氧颗粒污泥的驯化.经过43 d稳定运行,成功培养出性状良好且对PAM具有较高降解活性的PAM好氧颗粒污泥,其PAM平均降解速率达2.230 mg/(L·h).系统内PAM好氧颗粒污泥的混合液悬浮固体(MLSS)为9.85 g/L,污泥体积指数(SVI)为39.21 mL/g,湿污泥密度为1.034 g/cm3,平均粒径为1.85 mm,单个颗粒污泥的沉降速率为8.2～12.8 mm/s.     

污水中不同COD组分下A/O脱氮工艺的反硝化效率

为了研究了不同COD组分进水对A/O工艺中反硝化的影响以及COD组分中溶解性易生物降解COD(SS)、颗粒性慢速可生物降解COD(XS)比例改变后系统反硝化速率和反硝化潜力的变化。以连续流A/O反应器脱氮效率为研究对象,通过改变碳源物质投配量来配置3种SS比例分别为15%、30%和50%的城市污水,系统地考察了进水中SS比例对反硝化的影响。结果表明,进水中SS比例由15%增加到50%后,可以明显提高A/O系统TN的去除率,脱氮率由82%提高到89%。同时通过缺氧反硝化间歇实验,从反硝化动力学角度分析,进一步确定进水中SS比例对反硝化速率和反硝化潜力的影响,发现进水SS比例分别为50%、30%和15%,系统反硝化速率分别为0.027 g NO-3-N/(g VSS·min)、0.022 g NO-3-N/(g VSS·min)和0.020 g NO-3-N/(g VSS·min),反硝化潜力分别为16.49、13.99和13.74 mg/L。可见随着进水中SS比例的升高,系统中反硝化速率和反硝化潜力也相应增加。得出进水中COD组分不同,尤其是SS所占比例大小,是影响反硝化效果的一个关键因素。     

有机负荷对ABR处理疫病动物尸骸废水的产酸及产甲烷特性影响

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理疫病动物尸骸废水,研究了不同进水有机负荷对其产酸及产甲烷特性的影响。结果表明,进水有机负荷由0.9 g/(L·d)升至8.1 g/(L·d)时,COD最终去除率达87%以上;负荷进一步提高至11.9 g/(L·d)时,各格室中最终VFAs积累总量分别达到4 320、3 420和2 510 mg/L,COD去除率降至61%。反应器内主要产酸类型为乙酸型,其次为丙酸和丁酸,随着负荷的提高,逐渐出现少量异戊酸、戊酸、己酸和异己酸。乙酸平均百分含量随负荷的升高而降低,丙酸和丁酸则反之。当进水负荷为4.6 g/(L·d),3个格室甲烷产率分别达到最大值:0.33、0.32和0.33 L/g。当负荷高于8.1 g/(L·d)时,总VFAs、丙酸和丁酸的积累成为厌氧产甲烷过程的抑制因素。     

Fe~0协同生物麦饭石的PRB系统井下原位处理煤矿酸性废水

针对煤矿酸性废水(AMD)具有污染组分多、危害程度严重、地面处理成本高等特点,以固定SRB污泥的生物麦饭石作为PRB活性填料,并添加Fe0构建生物-非生物协同去污的新型PRB井下原位修复系统,对AMD开展了连续动态、变负荷的模拟修复研究。实验结果表明,3个动态柱对p H均具有较强的调节能力,同时仅以麦饭石作为活性填料的PRB-3对Fe2+、Mn2+、NH3-N具有较好的去除效果,最大去除速率分别为45.77、9.23和12.10 mg/(L·d);以Fe0协同生物麦饭石的PRB-2在碳源充足时对SO2-4、Fe2+、Mn2+、NH3-N最高去除速率分别为552.29、57.64、14.51和7.05mg/(L·d),而相同条件下只以生物麦饭石作为活性填料的PRB-1对上述污染物的最高去除速率分别为446.62、57.20、10.87和3.53 mg/(L·d);应用PRB-2系统处理AMD不仅可以实现多种污染物的同步去除,还能实现无外加碳源的井下原位长效修复。