高效生物活性炭吸附工艺去除水体中甲基叔丁基醚的初步研究

通过对来自美国加州拉玛达(La Mirada)市污染点的原始菌源炭进行甲基叔丁基醚(MTBE)降解菌生物强化,试图建立具有更有效MTBE降解效果的生物活性炭(BAC)功能,尝试利用新形成的菌源炭覆盖新鲜椰壳活性炭(GAC)而达到新BAC功能的快速有效启动,并考察不同空床停留时间(EBCT)、GAC吸附饱和状态对BAC功能启动的影响。同时,对具有成熟BAC功能的炭柱中的混合菌落进行基于16SrDNA的聚合酶链反应(PCR)—变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析,以确定混合菌落中的主要功能菌种属。结果表明,针对模拟的低MTBE浓度进水,新鲜GAC和菌源炭A添加体积分数分别为40%和60%的NAS柱出水MTBE质量浓度最终稳定低于0.005mg/L,平均去除率接近99%,出水MTBE完全达到美国环境保护署(EPA)的饮用水建议阈值(<20μg/L),建立了成熟的BAC功能;成熟的菌源炭可在30d左右通过覆盖法迅速实现新BAC功能的启动;EBCT的延长有利于新BAC功能的启动和维持,接种初期应尽量采用较长EBCT以保证取得足够和稳定的生物量;MTBE吸附饱和前后的GAC在启动新BAC功能时存在差异,鉴于吸附饱和GAC在接种初期会因MTBE解吸而造成出水MTBE浓度较高,建议采用新鲜活性炭覆盖需接种炭柱;BAC功能成熟炭柱中包括的5种主要菌种里有4种为未培养微生物,1种为未分类菌种,其理化性质和具体属性尚不明确。     

再生水臭氧氧化处理工艺对水质生物稳定性的影响

为了保障再生水水质生物稳定性,控制再生水在储存、输配和利用过程中微生物生长,对再生水臭氧氧化处理工艺水质生物稳定性进行了研究。研究发现,臭氧氧化对再生水厂二级出水的溶解性有机碳(DOC)去除效果有限,对UV254和荧光强度有较好的去除效果,但可导致水样AOC水平升高,水质生物稳定性降低。分析臭氧氧化后不同有机物组分的变化情况,发现臭氧氧化对分子量为0.5~20 k Da有机物有较好的去除效果,而分子量小于0.5 k Da有机物没有明显变化。     

水化深度处理渗滤液尾水中的有机物

利用水泥的水化过程易受有机物影响的特点,采用硅酸盐水泥深度处理了垃圾渗滤液膜生物反应器(MBR)工艺出水,考察了不同因素,如投加量、初始pH、反应时间及振荡速率等对于渗滤液尾水中有机物的去除效果以及最佳工艺条件,并分析了渗滤液尾水中有机物的去除机理。结果表明,水化过程对渗滤液尾水中的有机物去除性能良好,且对不同有机物具有一定的选择性,尤其对具有近紫外区(200～400 nm)吸收峰特征的有机物去除效果更佳,同时发现,当投加量为50 g/L、pH=8.3(原渗滤液pH)、反应时间为24 h和振荡速度为200 r/min时,去除效果最佳,其COD、TOC和UV254的平均去除率分别达到55.6%、62.1%和68.8%。     

O3/ H2O2法对生化出水中不同种类有机物的去除效果研究

采用XAD-8/XAD-4吸附树脂联用技术将城市污水生化出水中有机物分为疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质4类有机物,研究了O3/H2O2法对这4类有机物的去除效果.结果表明:(1)O3/H2O2法对生化出水中有机物的去除效果明显好于O3法、H2O2法.反应60 min时,O3/H2O2法对溶解有机碳(DOC)和254 nm波长处的单位比色皿光程下的紫外吸光度(UV254)的去除率分别达到49%和82%.(2)生化出水经O3/H2O2处理后,一部分疏水性有机物(疏水酸和非酸疏水物质)在反应过程中转化为亲水性有机物(弱疏水物质和亲水物质).(3)生化出水中71%的三卤甲烷生成势(THMFP)由疏水酸和亲水物质产生,特别是疏水酸,其产生的THMFP占总量的48%.反应60 min时,O3/H2O2法对疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质和亲水物质产生的THMFP的去除率分别为64%、100%、88%和18%.     

应用自动识别和定量系统评价两种污水再生工艺对微量有机污染物的去除效果

采用气质联用分析,并结合自动识别与定量系统(AIQS-DB)考察2种再生水厂采用的深度处理工艺对微量有机污染物的去除效果。结果表明,以污水为原水的膜生物反应器(MBR)+臭氧氧化+生物活性炭滤池(BAC)工艺用于再生水生产,MBR工艺对有机污染物的去除起主要作用;城市污水厂二级出水为原水的混凝沉降+浸没式超滤(SMF)/连续微滤(CMF)+部分反渗透(RO)+臭氧氧化工艺用于再生水生产,其SMF和CMF工艺段的膜截留作用均可有效消减有机污染物含量,SMF的效果优于CMF;2种工艺中采用的臭氧技术都能进一步加强部分物质的去除效果。气质联用结合AIQS-DB可用于再生水中污染物的筛查和不同污水再生工艺对微污染物消减效果的评价。     

MCR—O_3—BAC组合工艺在工业园区污水处理厂提标改造中的运用研究

以膜混凝反应器(MCR)—O3—生物活性炭(BAC)组合工艺作为出水提标改造工艺,在浙江某工业园区污水处理厂进行了现场试验,考察了组合工艺对有机物和色度的去除情况,并验证了膜过滤(MCR工艺段)在组合工艺中的作用。结果表明,MCR工艺段对COD和色度均有不同程度的去除,去除效果均与进水SS浓度有关;MCR—O3—BAC组合工艺运行中,COD去除率最高的是在BAC工艺段,稳定运行阶段(70~90d左右,下同)最终出水COD基本不超过50mg/L,色度去除率最高的主要是在O3工艺段,去除率达到37.5%~68.8%,稳定运行阶段最终出水色度小于30倍,均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准;通过定期的清洗维护,MCR系统中膜可以在35L/(m2·h)的通量下稳定运行,维护性清洗周期为20~30d;MCR工艺段的引入可以显著减少O3的消耗量。     

改性TiO_2/浮石光催化去除二级出水中有机物

为了实现城市污水厂二级出水的回用,将La3＋、Fe3＋共掺杂TiO2/浮石光催化用于二级出水中有机物的去除。在优化工艺条件下,该方法对TOC的去除率为49.0%,对UV254的去除率为76.5%;出水BDOC/DOC值大幅度提高,由最初的0.21提高到0.56,增加了出水的可生化性;二级出水中存在着影响光催化去除有机物的因素,其中阴离子对有机物的去除有一定的抑制作用;光催化反应在通过O3强化后对有机物的去除率得到提高,TOC的去除率达到75.0%,光催化和O3氧化对有机物的去除具有协同效应;随着光催化反应次数的增加,催化剂活性有下降趋势,使用10次后TOC去除率下降到第一次使用时的16.7%,再生能够使催化活性恢复到使用前的95%,催化剂在使用15次以内稳定性较好。     

改性TiO2/浮石光催化去除二级出水中有机物

为了实现城市污水厂二级出水的回用,将La3+、Fe3+共掺杂TiO2/浮石光催化用于二级出水中有机物的去除。在优化工艺条件下,该方法对TOC的去除率为49.0%,对UV254的去除率为76.5%;出水BDOC/DOC值大幅度提高,由最初的0.21提高到0.56,增加了出水的可生化性;二级出水中存在着影响光催化去除有机物的因素,其中阴离子对有机物的去除有一定的抑制作用;光催化反应在通过O3强化后对有机物的去除率得到提高,TOC的去除率达到75.0%,光催化和O3氧化对有机物的去除具有协同效应;随着光催化反应次数的增加,催化剂活性有下降趋势,使用10次后TOC去除率下降到第一次使用时的16.7%,再生能够使催化活性恢复到使用前的95%,催化剂在使用15次以内稳定性较好。     

不同超滤组合工艺用于印染废水反渗透前的预处理研究

分别采用混凝—超滤(组合工艺Ⅰ)、生物活性炭(BAC)滤池—超滤(组合工艺Ⅱ)、混凝—BAC滤池—超滤(组合工艺Ⅲ)作为反渗透前的预处理工艺,对印染废水二级生化出水进行处理,考察污染物去除效果,并分析超滤膜性能。结果表明,3种超滤组合工艺的出水浊度0.4NTU,淤泥密度指数(SDI)5,均能达到反渗透进水的要求。组合工艺Ⅲ对COD、真色、UV254、浊度的平均去除率分别为52.94%、49.23%、49.95%、99.53%,均高于组合工艺Ⅰ、Ⅱ。组合工艺Ⅲ的出水SDI和比膜通量均优于组合工艺Ⅰ、Ⅱ。通过超滤膜微观结构和阻力分布分析,发现组合工艺Ⅲ中不可逆的膜污染最轻。组合工艺Ⅲ为印染废水反渗透前的最佳预处理工艺。     

土壤渗滤对有机微污染物去除性能研究

采用土壤柱试验研究了土壤渗滤对再生水中有机微污染物的去除性能。结果表明,土壤柱对再生水中的DOC、UV₂₅₄、总氮和总磷有较好的去除效果,并具有较高的抗冲击负荷的能力;土壤表层10 cm厚度对DOC的去除起主要作用;UV₂₅₄和AOX在土壤表层10 cm厚度降解效果不明显,随着深度增加去除率逐渐升高;液相色谱有机碳探测(LC-OCD)检测结果表明,土壤柱对溶解性有机物质的去除主要体现在对多糖物质的降解上,其次是有机酸类,对腐殖质也有一定的去除作用。