生态护砌模拟河道对氮系污染物的去除特性

分别应用生态混凝土预制球型砌块、板状砌块及4球联体砌块构建3条中试规模的模拟河道,定量研究生态护砌河道对氮系污染物的去除特性,并与"三面光"护砌模拟河道进行对比.结果表明.在自然条件下,水力停留时间2 d时.生态混凝土预制球型砌块护砌河道对黄浦江原水中NH 4.-N、NO2-.-N、NO-3.-N、TN的去除率分别为83.6%、75.2%、37.1%、47.5%,生态混凝土预制板状砌块护砌河道为83.4%、53.0%、30.6%、40.4%.生态混凝土预制4球联体砌块护砌河道为88.1%、72.4%、33.0%、40.9%.在相同的条件下,"三面光"护砌河道对NH 4.-N、TN的去除率分别为61.1%、9.1%,而NO-2-N、NO-3-N由于受到NH 4-N转化的影响,浓度产生了累积,分别增加了7.4%、3.4%.护砌方式对水中氮系污染物的去除影响显著,生态护砌方式可在短期内有效去除水中氮系污染物,故可作为河流等地表水体水质净化与修复的重要措施.护砌结构孔隙率和植被覆盖率的提高有利于生态护砌河道对氮系污染物的去除.     

特定生态系统对水源地水质改善的研究

通过构建水生动物-人工介质新型生态系统来研究太湖水源地水质改善效果.中试试验结果表明,对比3d和7d的水力停留时间(HRT),当HRT:7d,系统对TN、NO2--N、NO3--N、TP、PO4--P的平均去除率可分别达到79.00%、63.46%、14.57%、67.43%、35.81%;对比空白池,TN、NO2--N、NO3--N、TP、PO4--P的平均去除率仅为9.67%、7.09%、1.30%、9.92%、7.04%.通过该系统中水生动物的吸收和人工介质上微生物降解的协同作用,使得氮磷类污染物的去除效果明显.可见,水生动物-人工介质生态系统对改善太湖水源地水质有良好的效果,对构建安全的水源地生态系统具有积极的意义.     

护砌方式对模拟城市河道水质净化及稳定化的影响

通过构建中试规模河道模拟传统"三面光"河道、仿自然的生态型河道及自然河道,考察了3种护砌方式对模拟城市河道水质净化及稳定化的影响.结果表明,在自然条件下,"三面光"河道对COD、NH4 -N、TP的去除率分别为10.4%、4.7%及2.5%,仿自然的生态型河道为18.9%、13.4%及11.6%,自然河道为20.5%、14.5%及7.7%.护砌方式对城市河道水质净化影响明显;自然或仿自然的护砌方式,可明显改善水质.在5个月的试验期内,"三面光河道"出现藻类孳生的情况,而仿自然的生态型河道及自然河道内的藻类始终得到有效控制,表明自然或仿自然的护砌方式可保持水质稳定.基于城市河道景观和水质稳定的需要,堤坡或河床覆盖一定数量的水生植物是必要的,仿自然的生态型河道和自然河道植物覆盖分别达到水面的40%、70%时都取得了令人满意的效果.     

某微污染水源自来水厂的纳滤深度处理效果研究

采用一级四段纳滤组合工艺处理南方某微污染水源自来水厂的传统净水工艺段出水,考察了纳滤膜工艺对出水水质的提升效果.结果表明,纳滤对常规水质指标与微量有机物有较好的去除效果,对混凝沉淀池出水中TOC和UV_(254)的去除率在95%以上(出水TOC≤0.3 mg·L~(-1),UV254≤0.005 cm~(-1));对卤乙酸、三卤甲烷前体物、多环芳烃和有机氯农药的截留率分别在62%、85%、50%和95%左右,使用UMU-SOS测试的出水遗传毒性低于检出限,不同段纳滤膜对相对分子质量较大的消毒副产物前体物与有机氯农药的去除率未呈现明显差异,但对相对分子质量较小的多环芳烃去除效果呈现明显差异,表明纳滤主要依靠物理截留去除水中相对分子质量较大的有机物,对相对分子质量较小的有机物则存在较大的局限性.与之相比,水厂目前使用的双级臭氧-生物活性炭深度处理工艺对传统净水工艺出水中多环芳烃、有机氯农药、遗传毒性的去除截留率分别仅为17%、62%、80%左右,显示纳滤对微量有机物的去除效果更为理想.     

多孔混凝土与水生植物综合水质净化效应的试验研究

通过自行设计室内水质净化装置模拟自然水环境,研究水生植物香蒲、荷花和水生动物螺蛳组成的生态系统对水质的净化能力,以及多孔混凝土与该生态系统相结合时整体的水质净化能力和多孔混凝土的生态适应性。试验结果表明,水生生物形成的生态系统对水体中TP、TN、COD的最大去除率分别为85.71%、85.88%、86.66%,与多孔混凝土联合应用后,对TP、TN、COD的去除率分别达到87.50%、88.89%、86.70%,多孔混凝土的应用为水生生物的生长繁殖提供了空间,一定程度上提高了水生植物的水质净化效率。对多孔混凝土综合水质净化效应机理分析表明,多孔混凝土的孔隙结构可为水体生物提供附着生长的空间,通过物理吸附作用、植物吸收作用、微生物生化降解和水生动物滤食作用去除水体中的污染物。提出多孔混凝土可作为生态护坡材料,与水生植物、水生动物结合应用于生态护坡。     

全国23个城市水源水中邻苯二甲酸酯代谢物浓度调查

采用UPLC-MS/MS方法对中国23个城市的90个自来水厂141个水源水样中5种常用PAEs的8种代谢产物进行检测.结果发现,所有自来水水源水中均检出了MPAEs,邻苯二甲酸单正丁酯（MnBP）检出浓度最高,为74.7ng/L.水源水中邻苯二甲酸单乙酯（MEP）,邻苯二甲酸单异丁酯（MiBP）和MnBP浓度与邻苯二甲酸二乙酯（DEP）,邻苯二甲酸二异丁酯（DiBP）和邻苯二甲酸二正丁酯（DnBP）浓度分别呈显著相关,表明两者可能是同源.邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）二级代谢产物所占DEHP一级、二级代谢产物浓度和（∑DEHP）为4.0%±5.6%,和天然水体中DEHP的微生物降解结果类似,水源水中的MPAEs可能来自PAEs在自然水体中的微生物降解.     

臭氧氧化深度处理二级处理出水的研究

以某城市污水处理厂二级处理出水为原水,研究了臭氧氧化深度处理对水中残留有机物以及病原微生物的降解和去除效果.结果表明,臭氧投加量达到6mg/L时,DOC、UV254、色度的去除率分别为15.49%、36.36%、73.61%,环境激素类痕量有机物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的去除率分别为37.29%和14.6%,三维荧光光谱荧光峰的各区域有机物质平均去除率在80%以上,DBP出水浓度为2.64mg/L,DEHP出水浓度为1.4mg/L,满足《城市污水再生利用地下水回灌水质》(GB/T 19772-2005)的标准.臭氧投加量达到10mg/L时,出水中指示性微生物粪大肠菌群仍接近103CFU/L,5mg/L有效氯消毒后出水粪大肠菌群仍接近10CFU/L,6mg/L臭氧与5mg/L有效氯组合消毒出水的粪大肠菌群下降至3CFU/L,满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)的标准.三卤甲烷(THMs)的生成量随着有效氯投加量的增加而增加,臭氧与氯组合消毒过程与氯单独消毒过程相比,THMs生成量减少了78.08%.     

白龟湖水源保护区生态修复技术研究

白龟湖水源保护区是南水北调中线工程的调蓄湖泊,是平顶山市区重要饮用水源地.针对水源保护区生态特征及存在的主要生态问题,提出构建入库河流生态修复、上游流域水土保持、河口人工浮岛、库区水体生物链、人工湿地及生态驳岸复合水生态系统等生态修复技术,为白龟湖水源保护区生态环境保护和改善以及饮水安全保障提供重要技术支撑.通过生态修复工程的实施,可使白龟湖水源保护区水质得到有效的保护,实现城市饮用水水质稳定达标.     

4种生态混凝土护坡护砌方式的生态特性研究

以黄浦江生态护坡采用生态混凝土预制单球组合、16球联体砌块、圆孔型砌块以及矩形砌块4种护砌方式的生态特性为研究对象,通过对各类护砌方式的覆土保持、植被植生、植物生长状况以及护坡稳定性的研究,探讨不同护砌方式的生态特性及适用范围.结果表明,球体构型砌块、圆孔型砌块配以草本植被狗牙根以及美人蕉、香蒲、水葱等水生植物最适宜构建黄浦江的生态护坡.     

生态修复技术在保护水库水源地中的应用

为改善和保证库区水体水质 ,有必要对生态系统受到破坏的水库水源地进行生态修复。结合水库水源地的自然、社会特点 ,提出对保护区内涧河、入库口门、库区等处及水土保持生态修复的设想 ,使水体水质得到净化 ,进而保证水库供水的可持续发展。     

邻苯二甲酸二甲酯对植物-活性污泥复合系统的影响及其去除研究

为探索植物-活性污泥复合系统(vegetation-activated sludge process,V-ASP)对邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)的去除效果,设置了50 mg/L、5 mg/L、500 μg/L、50 μg/L、0 μg/L 5个进水浓度梯度的DMP,考察V-ASP中常规污染物出水浓度、植物和微生物菌群的变化,以及其对DMP的去除作用。结果表明:DMP对V-ASP去除常规污染物的影响不大,仅在DMP浓度≥500 μg/L时可提升V-ASP对TN的去除效果。进水浓度DMP为50 mg/L、5 mg/L、500 μg/L和50 μg/L时在V-ASP中的去除率分别为99.97%、99.51%、94.19%和83.68%。DMP在V-ASP中的主要去除途径为微生物分解代谢,植物吸收占比不超过1.12%。当进水DMP浓度达到5 mg/L时,V-ASP中植物生长受到明显抑制。高通量测序结果显示,DMP会对V-ASP中活性污泥和根际污泥的微生物多样性产生一定影响。微生物群落中Proteobacteria(变形菌门)的相对丰度最高,Rhodococcus(红球菌属)的相对丰度随DMP浓度的升高而增加。     

11种邻苯二甲酸酯在好氧污水处理系统中的归趋

邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰效应,已对环境生物带来了较大的风险.研究了11种邻苯二甲酸酯的好氧生物降解性,及在活性污泥中的去除特性.快速生物降解性测试结果表明邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二甲氧乙酯(dimethoxyethyl phthalate,BMEP)、邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate,DIBP)、邻苯二甲酸二戊酯(dinamyl phthalate,DNPP)、邻苯二甲酸二己酯(di-n-hexyl phthalate,DNHP)以及邻苯二甲酸-二(2-乙基)己酯[bis(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP]具有快速生物降解性,邻苯二甲酸二壬酯(dinonyl phthalate,DNP)及邻苯二甲酸二环己酯(dicyclohexyl phthalate,DHP)28d生物降解但未通过10 d观察期,邻苯二甲酸二苯酯(diphenyl phthalate,DPP)28 d生物降解率只有43.5%.好氧污泥降解动力学实验中,11种邻苯二甲酸酯(phthalic acid esters,PAEs)降解随时间变化呈典型的一级动力学规律,相关系数r20.96,降解速率常数为0.021~1.11h-1,降解半衰期在0.625~32.7 h之间.在室内好氧污泥模拟实验中,当水力停留时间为12 h时候,DNPP生物去除率为55%~70%,其余10种PAEs去除率大于80%,当水力停留时间为24 h时,所有PAEs去除率都达到90%以上.使用GC/MS分析了PAEs在好氧生化污水处理厂中的暴露水平,结果表明,DMP、DEP、DIBP、DBP以及DEHP在二级出水浓度分别为ND~44.0、ND~12.0、60.4~594、88.0~823和130~728 ng·L~(-1),PAEs在不同STP中的去除率结果差异较大,可能与STP运行工艺和运营水平有关.STP模型预测结果表明,PAEs在STP中的去除过程主要为生物降解,DPP、DNP和DEHP由于较高的lg Koc,可一定程度地被污泥吸附去除.     

浅谈饮用水微量有机污染物处理技术

由于工业的高速发展和城市建设的加速,饮用水遭到有机物的污染现象日趋严重.传统水处理工艺已经难以满足人们对饮用水质量的要求.通过对饮用水中有机污染物的来源及对水质的影响,提出了微量有机污染物的处理技术,为研究和开发新的净水技术提供依据.     

酸化蛭石的表面有机修饰及其对疏水性微污染物的吸附

插层法制备有机黏土存在比表面积低、负载不均等问题,限制了此类材料吸附性能的进一步提高.基于此,通过选择性酸浸的方法预处理天然蛭石,以三甲基氯硅烷(CTMS)和三乙基氯硅烷(CTES)对其进行表面有机修饰,利用FTIR、BET、SEM和热重等方法对材料进行表征.结果表明,改性酸化蛭石的比表面积可达361.0 m2.g-1,而有机插层蛭石的比表面积仅为6.0m2.g-1,有机基团更稳定地以共价键形式负载于酸化蛭石表面.以疏水性有机微污染物邻苯二甲酸二乙酯(DEP)为测试目标,考察材料的吸附性能.在本实验条件下,测得CTES改性酸化蛭石、CTMS改性酸化蛭石和有机插层蛭石对DEP的吸附量分别为63.7、51.2和15.7 mg.g-1,证明有机修饰后的酸化蛭石具有更强的疏水性吸附能力,有机负载的均匀性是决定吸附能力的关键因子.动力学研究表明吸附行为遵循拟二级动力学方程;吸附等温线表现出线性特征,可由Henry和Freundlich模型进行描述,表明分配作用是吸附过程的主要机制.     

硫酸盐还原菌活性污泥胞外聚合物对环丙沙星的吸附机制

胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)是微生物污泥的重要组成部分,在废水生物处理过程中起着至关重要的作用.通过上流式硫酸盐还原反应器(sulfate-reducing up-flow sludge bed,SRUSB)的连续运行和批次实验评价了硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)活性污泥对环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)的去除以及EPS在CIP去除过程中所起的重要作用.结果表明,SRB污泥可通过吸附和生物降解有效去除CIP,其中吸附是主要去除途径,EPS在吸附过程中起到重要作用.采用三维荧光光谱结合平行因子分析探究了SRB活性污泥的EPS与CIP结合的机制;采用傅里叶红外光谱分析鉴定了EPS中参与CIP结合的主要官能团.EPS主要通过静态猝灭与CIP结合形成EPS-CIP复合物,其中色氨酸和酪氨酸类蛋白质是EPS中主要参与CIP结合的物质,结合常数分别为1.43×104L·mol~(-1)和1.02×104L·mol~(-1);红外分析表明,羟基、氨基和羧基是EPS中主要参与CIP结合的基团.实验结果揭示了SRB污泥的EPS与CIP结合的机制,有助于更好地理解EPS在SRB污泥系统去除CIP,以及其他有机微污染物的过程中所起的重要作用.     

Ag4HPMo10V2O40催化剂对PAEs类的催化降解实验

邻苯二甲酸酯类（PAEs）作为水中常见的环境激素对人类以及水中生物具有一定的危害,被各国列为"优先控制污染物"。基于此,设计合成出系列多金属氧酸盐（POMs）材料Ag_xH_5-xPMo₁₀V₂O₄₀,x=1~5,并采用湿法过氧化氢氧化法实现对邻苯二甲酸二乙酯（DEP）的高效氧化降解。该体系中,反应20 min DEP降解率可达到91.0%,TOC和COD去除率分别达到70.2%和81.1%,降解产物为低毒的乳酸、CO₂和H₂O等。实验过程中,催化剂具有较高的活性、稳定性及循环使用性,且表现出较高的底物适应性以及微量底物的去除性。     

淮安某县农村饮用水源中优控污染物的筛选研究

在对淮安某县农村饮用水源中的污染物检测分析的基础上,采用潜在危害指数法与综合评分法对水源中检出的包括重金属在内的59种污染物进行优先排序.研究结果显示,潜在危害指数法与综合评分法各有利弊,可根据实际情况选择合适的筛选方法.综合两种方法的筛选结果,淮安某县农村饮用水源中优控污染物为Cd、Hg、Pb、Ni、Cr、As、Cu、苯并(a)芘、五氯联苯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、四氯化碳,研究结果为该地区农村饮用水源的管理提供了指导方向.     

3DBER系统功能强化与协同作用机制研究

针对污水厂二级生物处理出水C/N低且可生化性差、深度脱氮需外加碳源等问题,结合污水资源化对二级处理出水深度去除TN、TP和微污染物的技术需求,通过改变传统三维电极生物膜工艺（3DBER）的填料组成,构建了强化反硝化脱氮、并具备同步除磷、除微污染物（以邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸（2-乙基已基）酯（DEHP）为例,用PAEs表示）功能的3DBER多功能复合反硝化系统,探讨了3DBER工艺强化脱氮同步实现除磷、除微污染物复合功能的技术途径,并从工艺性能、微生物种群分布等角度,深入解析了实现复合功能的技术方法与微观作用机制.结果表明,硫/铁复合功能填料是实现低C/N二级生物处理出水深度脱氮、除磷、除微污染物的关键因素,多功能复合反硝化系统脱氮效率比传统3DBER工艺平均提高20%左右,TP去除率可达80%,PAEs去除率在90%以上.化学计量学和分子生物学技术的分析表明,复合系统脱氮、除磷过程中在微生物生态、电子供体补偿和酸碱度平衡等方面存在协同促进作用.其中,脱氮功能来自异养与多种自养反硝化共同作用,除磷的关键是海绵铁的持续腐蚀,PAEs的去除过程则是吸附、电化学氧化与生物降解协同作用的结果.     

典型电器工业区河涌沉积物中有机污染物特征分析

为评估制造业对纳污水体有机物的污染影响,了解污染河道中有机物的种类、含量及赋存特性,采用极性和非极性逐步分离的方法对广东佛山市顺德区容桂街道内河涌沉积物中的有机物进行了综合的物理图谱解析研究.结果表明,污染沉积物中共检出包括烷烃类、烯烃类、多环芳烃、苯系物、杂环类、邻苯二甲酸酯类、醛酮、极性化合物、含硅物质以及烷酸酯类等10大类有机污染物共171种.按检出污染物种类的数量分析,烷烃类>极性化合物>多环芳烃>醛酮类>杂环>苯系物、邻苯二甲酸酯类>烷酸酯类>含硅物质>烯烃.按照有机物相对丰度分析,烷烃类>极性化合物>烷酸酯类>烯烃类>多环芳烃>邻苯二甲酸酯类>含硅物质>醛酮>杂环类>苯系物.在相对含量最高的烷烃类有机污染物中,十九烷在同类物质中占比高达14.83%.毒害性持久性有机污染物多环芳烃的总有机物占比为2.33%,检测中还发现大量有机醇、酚等和涂料工业,邻苯二甲酸酯类等塑料工业以及和电子工业产业相关的有机硅类等物质.和同类研究相比,该区域检出51种、占总有机物55.5%丰度的烷烃类物质种类更丰富,含量更高.本研究对制造业纳污河涌沉积物的有机污染物分析研究,为同质污染河涌的污染治理提供参考.