氟调酸在我国典型城市污水处理厂中的浓度分布及排放

氟调酸（fluorotelomer carboxylic acids,FTCAs）是全氟烷基羧酸（perfluoroalkyl carboxylates,PFCAs）的前体物,同时也是替代加工助剂. 本研究应用固相萃取-液相色谱-三重四极杆质谱仪联用的检测分析方法,探究了中国5个城市9座城市污水处理厂进水、二沉池出水、三级处理出水和污泥中6种FTCAs和12种PFCAs的分布及排放特征. FTCAs在城市污水处理厂进水中的浓度为0.52—2.00×10³ ng·L⁻¹,受纳工业废水的城市污水处理厂进水中FTCAs的浓度高于其他主要受纳生活污水的城市污水处理厂,表明工业废水的排放会影响城市污水处理厂中FTCAs的浓度水平. 生物处理工艺对FTCAs和PFCAs的去除率分别为43%—93%和−40%—69%. ∑FTCAs在三级处理出水及污泥中的总排放量为13.6 g·d⁻¹,6 : 2 FTCA和8 : 2 FTCA为主要的组成物质. 三级处理出水中FTCAs及PFCAs的风险商分析表明三级处理出水中6 : 2 FTCA、PFHxA、PFOA、PFNA和PFDA可能对鱼类存在潜在风险. 本研究为我国城市污水处理厂中新污染物的管控提供了数据基础.     

糖类在城市污水生物处理系统中的去除机理

研究了厌氧、缺氧和好氧状态下淀粉在城市污水生物处理系统中水相和泥相中吸附和降解的动力学参数,建立了淀粉在厌氧、缺氧、好氧状态下的降解动力学模型,并对模型预测的结果进行了验证.结果表明,Fritz-Schlunder模型可以较好地描述糖类在厌氧、缺氧和好氧污泥上的吸附过程,吸附的大分子糖类迅速水解为低一级的高分子物质和小分子物质;厌氧降解速率系数K厌、缺氧的降解速率系数K缺与好氧的降解速率常数的比值分别为0.40和0.64;所建立的动力学模型能较好的预测出水糖类的浓度(相对误差<10%).     

多目标优化方法在城市污水厂汇水区污染源总量控制规划中的应用

在城市污水处理厂汇水区实行污染源总量控制,应该避免与城市污水处理厂重复治理.针对这个问题,提出难降解有机物控制的多目标准则指标,建立了多目标优化模型.     

城市污水处理厂微生物气溶胶污染和粒径分布特征

城市污水处理厂微生物气溶胶的污染与控制逐渐成为人们关注的热点问题。为明确城市污水处理厂微生物气溶胶浓度和粒径分布特征,选择鄂尔多斯市某城市污水处理厂的格栅间、配水池、氧化沟、二沉池、污泥脱水间和厂区门口6个功能区为对象,对各功能区产生的异养细菌、真菌和放线菌气溶胶浓度分布、污染特性和微生物粒子粒径分布特性进行研究。结果表明,该污水处理厂不同功能区内异养细菌、真菌和放线菌的浓度分布存在显著性差异,其中二沉池和污泥脱水间产生的异养细菌和放线菌浓度均较高,真菌浓度较高的区域为厂门口和二沉池;根据相关微生物气溶胶污染评价标准,污泥脱水间逸散的异养细菌浓度均达到污染级,二沉池、氧化沟和厂门口逸散的异养细菌浓度达轻微污染级,格栅间和配水池未受污染,而真菌浓度在各个功能区均未受到污染;各功能区产生的异养细菌、真菌和放线菌粒子粒径分布无明显差异,异养细菌、真菌和放线菌粒子粒径分别集中在第1、4级,第3、4级和第1、2、3级,大体上均呈正态分布;各功能区均逸散出一定比例的可以直接吸入人体呼吸道的微生物粒子,可能对人体健康具有一定的潜在风险。研究结果可为城市污水处理厂运行过程中微生物气溶胶的污染控制提供科学依据。     

城市污水活性污泥处理系统中有机物分子量的分布及其变化

利用凝胶过滤色谱法对某城市污水处理系统(缺氧/好氧,A/O活性污泥法)中有机物的分子量在水相和胞外聚合物(EPS)中的分布及其变化进行研究.结果表明:污水处理过程中分子量的分布沿程变窄,对分布在各段分子量之间的有机物都有大幅度的去除;缺氧池和好氧池的EPS中都有14%的物质分子量大于1000万,而水相中各类物质的分子量均小于200万,说明该类大分子的EPS并非因吸附而成.     

典型抗生素在城市污水处理厂各单元出水中的分布及受纳水体生态风险

为了探究城市污水排放抗生素造成的生态风险,选择西安市的2座污水处理厂为研究对象,利用固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(SPE-UPLC-MS/MS)对9种主要抗生素(包括3种磺胺类、3种四环素类和3种喹诺酮类)进行定量检测,分析不同处理阶段对抗生素去除的贡献率,研究水质指标和抗生素浓度之间的关系,并运用风险商值法评估受纳水体抗生素的生态风险。结果表明,共有5种抗生素(诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星、磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶)在这些污水厂中被检出,浓度范围为25.0～349.7 ng·L^-1,其中诺氟沙星、环丙沙星和磺胺甲恶唑是城市污水厂进水中最主要的抗生素,其浓度都在100 ng·L^-1以上;二级生物处理单元对诺氟沙星和环丙沙星有良好的去除效果,且AAO工艺对诺氟沙星和环丙沙星的去除率要优于氧化沟工艺,而氯消毒则对磺胺甲恶唑有较高的去除率。厌氧处理段会使水中磺胺类抗生素浓度升高。污水中的氨氮和COD与检出的抗生素浓度之间存在显著相关性。受纳水体中诺氟沙星、恩诺沙星、磺胺甲恶唑造成的生态风险均在中风险水平(0.1≤RQ<1),环丙沙星则为高风险(RQ=3.10＞1)。     

我国城市污水厂延伸污泥处理与处置责任

探讨延伸城市污水处理厂的职能,使污泥的"生产者"承担起污泥处理和处置的环境责任,激励其全面关注进水有机物的最终无害化,将污泥处理以及最终处置(如土地填埋、焚烧或资源化等)的工程造价、运行费用以及相应的环境影响均纳入城市污水处理厂进行考虑,这样将对城市污水厂的环境管理观念带来革命性的变化。     

城市污水厂剩余污泥中腐殖酸化学组成与结构特征

采用元素分析、傅里叶红外光谱、固体13C核磁共振以及三维荧光光谱技术,对不同污水处理厂剩余污泥中腐殖酸的化学组成和结构特征进行对比分析.结果表明,不同腐殖酸的化学组成极其相似,但在结构特征上存在明显差异.元素分析计算结果发现,不同腐殖酸的H/C、O/C和C/N的比值存在差异,说明其结构存在差异.荧光光谱显示各个腐殖酸均存在两个明显的特征峰.荧光指数表明各个腐殖酸均为生物源腐殖酸,与元素分析测得的H/C结论一致.傅里叶红外分析显示A厂腐殖酸的各个官能团吸收峰最大、即各个官能团含量最多,C厂含有最少的含氧官能团.13C-NMR结果表明,A厂腐殖酸含有最多的脂肪碳和芳香碳结构,而D厂腐殖酸与之相反.     

4种短链全氟化合物替代物在城市污水处理厂的污染特征研究

全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctyl sulfonate, PFOS)等长链全氟化合物(perfluorinated compounds, PFCs)具有持久性、生物累积性和毒性,近年来发现一些短链PFCs具有相对较短的半衰期,可以成为PFOA和PFOS的替代品,这些物质包括C4和C6结构的PFCs,如全氟丁烷羧酸(perfluorobutanoic acid, PFBA)、全氟己烷羧酸(perfluorohexanoic acid, PFHxA)、全氟丁烷磺酸(perfluorobutyl sulfonate, PFBS)和全氟己烷磺酸(perfluorohexyl sulfonate, PFHxS)。为解析我国城市污水厂短链PFCs污染水平和地域分布特征,本研究调查了我国不同地区17座城市污水处理厂的进水、二沉出水和污泥中4种短链PFCs的分布和浓度水平。结果表明4种短链PFCs、PFOA和PFOS在17座污水厂进水中检出率均为100%(6种目标物单体浓度范围:0.19~274.72 ng·L^-1);污泥中PFOS和PFOA检出率为100%(PFOS:2.08~72.31 ng·g^-1,PFOA:1.03~24.81 ng·g^-1),PFBA、PFHxA检出率为100%(0.60~3.33 ng·g^-1),PFBS和PFHxS的检出率分别为42.11%和63.16%。在污水厂进水中,将PFOA和PFOS与其同类的短链PFCs浓度进行比较,发现短链PFCs分别相对于PFOA和PFOS的比例最高可达93.47%和94.57%。4种短链PFCs、PFOA和PFOS的地域分布差异明显,总浓度呈现出华东、华南地区高于西北、东北、华北地区的趋势,其中华东地区调查的污水处理厂浓度最高。污水厂4种短链替代物主要通过污水排放,不同污水厂的日排放总量(污泥和出水)为0.25~273.07 g·d^-1,万吨水排放量范围为0.04~1.37 g。研究将为我国全氟化合物替代物污染和控制提供数据基础和科学依据。     

城市污水管网中有机与无机氮源对水质转化的影响作用

全文通过建立两套长度为1200 m的城市污水管道收集系统,系统对比研究了城市污水管网中有机氮、无机氮对城市污水水质的转化规律与影响机制.结果表明,两种条件下污水中COD含量均随沿程逐渐降低,总磷含量基本保持不变,但以有机氮作为氮源,管道系统中蛋白质含量随沿程减少,NH3-N由最初的零逐渐增加,NO2-N含量低于0.05 mg·L-1,NO3-N基本没有;以无机氮作为氮源,管道系统中NH3-N含量随沿程逐渐减少,蛋白质由最初的零逐渐增加,NO2-N含量低于0.05 mg·L-1,NO3-N未检测出.通过测定两系统中分子量分布和三维荧光光谱随沿程的变化以及出水氨基酸的种类,研究了造成水质变化的原因.结果表明,两系统中主要有机物均为蛋白类和腐殖质类物质,相对分子质量主要集中在小分子区间,大分子区间响应值较小,但以有机氮作为氮源,系统内荧光强度减弱,主要以组氨酸、精氨酸、苏氨酸为主,共12种氨基酸;以无机氮作为氮源,系统内荧光强度增加,主要以丝氨酸、精氨酸、异亮氨酸为主,共8种氨基酸.为了更深程度的了解系统内氮类物质的转化原因,对两系统内生物膜进行FISH分析,发现系统内存在发酵菌、水解酸化菌等说明在微生物的作用下使得氮类营养物质发生改变,进而引起系统内水质发生改变.     

地下水药物的赋存、源解析及运移机理

近年来,大量使用的医用和兽用药物可通过人体或动物的排泄、不合理的弃置等直接或间接途径迁移到地下水体中.残留在地下水中的药物经过长时间的富集,可能对水环境系统及人类的健康产生许多负面效应.为全面了解地下水中药物的污染现状并及时防治其对地下水的进一步污染,本文综述了地下水药物的赋存现状及其主要来源途径,总结了药物在地下的运移机理及其主要的影响因素.     

上海某城市污水处理厂污水中药物类个人护理用品(PPCPs)的调查研究

通过两次采集上海某大型污水处理厂的水样,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术对水样中的94种典型药物和个人护理用品(PPCPs)进行分析,并初步分析了污水处理工艺对典型药物的处理效果。结果显示,该厂污水中有咖啡因、布洛芬、酮洛芬、双氯酚酸、氧氟沙星、睾酮、诺龙、磺胺吡啶、磺胺甲恶唑、甲砜霉素、氟甲砜霉素、氯贝酸、磺胺二甲基嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、氯霉素和诺龙等15种药物被检出和定量。初沉出水中药物总浓度为8 643~10 481 ng· L¹,主要为咖啡因,出厂水中药物总浓度为1 005~1 076 ng· L¹。其中,磺胺二甲基嘧啶、甲砜霉素和氟甲砜霉素在相关报道中较少进行检测或没有检出。磺胺二甲基嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、氯霉素和诺龙4种药物经生化反应池(A/A/O)和二沉池处理之后未检出。以A/A/O为核心技术的污水处理工艺对咖啡因、氯霉素、甲砜霉素和诺龙等药物处理效率较好(85%~99%),但对大部分药物处理效果并不显著。     

上海某城市污水处理厂污水中药物和个人护理用品(PPCPs)的调查研究

通过两次采集上海某大型污水处理厂的水样,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-M S/MS)技术对水样中的94种典型药物和个人护理用品(PPCPs)进行分析,并初步分析了污水处理工艺对典型药物的处理效果.结果显示,该厂污水中有咖啡因、布洛芬、酮洛芬、双氯酚酸、氧氟沙星、睾酮、诺龙、磺胺吡啶、磺胺甲恶唑、甲砜霉素、氟甲砜霉素、氯贝酸、磺胺二甲基嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、氯霉素和诺龙等15种药物被检出和定量.初沉出水中药物总浓度为8 643～10 481 ng·L1,主要为咖啡因,出厂水中药物总浓度为1 005 ～1 076 ng·L1.其中,磺胺二甲基嘧啶、甲砜霉素和氟甲砜霉素在相关报道中较少进行检测或没有检出.磺胺二甲基嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、氯霉素和诺龙4种药物经生化反应池(A/A/O)和二沉池处理之后未检出.以A/A/O为核心技术的污水处理工艺对咖啡因、氯霉素、甲砜霉素和诺龙等药物处理效率较好(85％～99％),但对大部分药物处理效果并不显著.     

不同微藻对典型行业废水急性毒性响应的敏感性研究

研究考察了不同行业废水对4种微藻24 h和72 h的急性毒性效应。以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、海水小球藻(Chlorella spp.)以及等鞭金藻(Isochrysis galbana)为指示生物,采用COD浓度较高的焦化厂实际生产废水和制药厂实际生产废水、COD浓度较低的印染厂生化处理后出水和城市污水处理厂进出水作为受试水体,以微藻的生长抑制率为测试指标,评价微藻对不同行业废水的急性毒性效应和敏感性。结果表明,不同行业废水对4种微藻的急性毒性效应有所不同:焦化废水对等鞭金藻的生长抑制作用最强,制药废水对斜生栅藻的毒性效应最为明显,印染废水及城市污水处理厂的进出水对海水小球藻的毒性较为显著,说明不同微藻对不同行业废水毒性的敏感性存在差异。上述研究结果为废水毒性评价中受试物种的选择提供了基础数据。     

抗生素抗性基因在典型行业和市政污水中的污染特征及消减研究进展

抗生素在养殖、制药及医疗卫生行业中的广泛使用导致环境中的抗性细菌（Antibiotic resistance bacteria, ARB）及抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）浓度日益增加,甚至已经威胁到人体健康.本文在总结大量文献的基础上,阐述了ARB和ARGs在抗生素典型行业（包括养殖业、制药业和医疗卫生业）和市政污水中的污染特征,重点介绍了污水处理系统（Wastewater treatment plants, WWTPs）不同处理工艺对抗性细菌和抗性基因消长的影响及机制,最后针对污水处理系统中抗性基因的消减提出了新的见解,并对今后研究方向进行了展望.     

A/O-MBR处理某经济区市政污水的效能

采用A/O-MBR法处理某经济区市政污水,对其进、出水的水质进行连续监测,考察系统稳定性和处理效果。结果表明,在水力停留时间12小时,污泥龄30天,回流比75%,好氧段DO浓度1.3～8.5 mg/L的条件下,系统对COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为92.04%、93.66%、78.04%、91.06%。反硝化...     

悬浮填料生物膜工艺的研究进展

悬浮填料生物膜工艺又称为移动床生物膜反应器工艺，是上世纪90年代初迅猛发展起来的一种新型水处理工艺．它既可以作为独立的生物处理系统，也能够与活性污泥法组合以增加后者的处理效能，还可以作为中高浓度工业废水的生物预处理手段．本文总结了悬浮填料生物膜工艺的流体力学、生化动力学规律、悬浮填料的开发现状，探讨了此工艺在市政生活污水、工业废水、低污染物浓度的水处理领域的研究和应用进展．进一步开发高效、廉价的功能型悬浮填料，提高填料的有效比表面积，优化与确定工艺和运行参数，将推动悬浮填料生物膜工艺在我国的全面应用．图3表1参64     

SBR法处理城市污水脱氮除磷试验

采用SBR工艺对广州地区城市污水进行了生物脱氮除磷实验研究。结果表明:在碳、氮、磷比例不合理的情况下,达到了既去除有机物又能脱氮除磷的效果。总停留时间控制在4.5～5.5h,污泥负荷为0.14～0.26kg BOD5/(kgMLSS·d)时,出水BOD5浓度在5.12～13.62mg/L,去除率达85%～93%;出水COD浓度在10.7～32.2mg/L,去除率达82%～88%;出水NH4—N浓度在2.83～9.83mg/L,去除率达53%～87%;出水TP浓度在0.1～0.45mg/L,去除率达85%～'99%。     

市政污水TOC与COD相关性

总有机碳(TOC)相对于化学需氧量(COD)能够更全面地反映水体中有机物的污染程度,而且TOC测定仪操作简单,数据准确,用TOC监测代替COD监测有利于实现监测仪器化,自动化。通过对市政污水中有机污染物的COD与TOC监测数据的相关性研究,建立了二者之间的线性回归方程和理论值范围方程,为污水中有机污染物的TOC监测代替COD监测提供了实践依据。