钽铌冶炼铁泥制备聚硅酸硫酸铁絮凝剂及其应用

本文以Fenton试剂法处理钽铌冶炼废水产生铁泥作为聚硅酸硫酸铁制备铁源,在不同的ω(SiO_2)、pH值、n(Fe)/n(Si)条件下优化制备了聚硅酸硫酸铁絮凝剂,并进行钨铋多金属矿选矿废水及高浊度模拟废水处理.研究结果表明:在ω(SiO_2)=1.00%、pH=3.00、n(Fe)∶n(Si)=1∶1的适宜条件下制得的聚硅酸硫酸铁絮凝剂效果最佳.在0.10%(体积分数)投加量下搅拌2 min,钨铋选矿废水浊度去除率达99.9%,COD去除率达76.8%,废水中Pb和As去除率分别达98.8%和97.2%,Be去除率几乎达100%,处理后废水浊度由319 NTU降至0.32 NTU、COD含量由322 mg·L~(-1)降至74.7 mg·L~(-1),废水中Pb和As质量浓度分别由7.89、1.03 mg·L-1降至0.09、0.03 mg·L~(-1),未检出Be;高浊度模拟废水浊度去除率达98.5%,浊度由716 NTU降至10.7 NTU.处理后废水达到《污水综合排放标准》(GB 8979—1996)一级标准.     

河口前置库系统在滆湖富营养化控制中的应用研究

通过对建立在滆湖西北部夏溪河与扁担河汇合进入滆湖湖口处的前置库系统进行研究,结果表明前置库系统对入湖河流中氮、磷和藻类的去除作用明显。在稳定运行期内,可将劣Ⅴ类进水水质提高至Ⅲ～Ⅳ类,ρ(TN)和ρ(TP)也分别由1.21～3.09和0.05～0.24 mg.L-1降至0.62～1.26和0.03～0.09 mg.L-1,平均去除率均约为60%;对藻类,ρ(Chl-a)则由15.10～126.07降至4.32～42.95 mg.m-3,平均去除率为(67.55±3.06)%,最高可达82.82%。此外,在前置库系统的不同分区,调蓄缓冲区对TN、TP和Chl-a的去除作用均比较明显,与其他分区之间差异显著(P0.05);在同一分区,对于不同水质指标,仅有生态稳定区对Chl-a的去除作用明显,且与对TN、TP的去除作用之间存在显著差异(P0.05)。     

植物净化床对双龙湖水体有机污染物的去除效果分析

通过对双龙湖A、B两座植物净化床2004年6月至2005年5月间的进出水监测数据进行分析,确定植物净化床对水体有机污染物去除效果的年际变化。结果表明,A、B两座植物净化床对CODMn、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)均有很好的去除效果,对CODMn的平均去除率为71.41%和72.58%,出水水质平均为2.47和2.36mg·L-1;TP的平均去除率为83.01%和84.70%,出水水质平均为0.033和0.037mg·L-1;NH3-N的平均去除率为89.28%和90.30%,出水水质平均为0.125和0.141mg·L-1;TN的平均去除率为60.90%和65.48%,出水水质平均为1.204和1.268mg·L-1。对硝态氮(NO3-N)的去除效果较差,平均去除率为6.91%和32.47%,出水水质平均为0.407和0.637mg·L-1。分析CODMn、TP、NH3-N、TN和NO3-N去除效果的季节变化发现,各指标的去除效果和季节变化有一定关系。最后,作者对植物净化床的运行控制提出了相关建议。     

规模化控养水葫芦改善滇池外海水质效果研究

2011─2013年,在滇池外海水域实施了规模化控养水葫芦(Eichhornia crassipes)修复富营养化湖泊水体的试验性工程,以及外海湖体与控养区内、外水质的变化分析,探讨规模化控养水葫芦对外海水质的改善效果。结果表明:水葫芦在滇池外海控养水域生长迅速,安全可控,并未出现逃逸泛滥现象。2012和2013年水葫芦最大覆盖面积分别为556.39和257.87hm2,通过对其采收共计从外海水体带走氮691.89 t,磷57.40 t;工程实施期间,外海全湖水质得到一定的改善,水体TP平均浓度始终维持在较低水平,水体TN平均浓度显著下降,尤其2012年,外海湖体TN平均质量浓度由2011年的2.80 mg·L-1降至1.96 mg·L-1,同比下降了30.00%;水葫芦控养区内水体TN和TP平均浓度较控养区外分别下降了28.52%和13.04%。综上分析,规模化控养水葫芦可削减水体大量的氮、磷,尽管水葫芦覆盖面积不足外海水域面积的2.00%,但仍对外海全湖水质改善具有一定效果。该研究为规模化控养水葫芦应用于大型富营养化湖泊的治理提供了工程实践与理论依据。     

络合硫酸铜除藻剂应急治理水华对水质及鱼类的影响

在水华爆发严重时期,投加络合硫酸铜除藻剂对富营养化池塘进行应急治理,考察了投药后水体的水质动态变化及非洲鲫鱼对铜的富集作用。结果表明,水华在投药后得到了有效控制,ρ(叶绿素a)从298.98降至40.71μg.L-1,浊度从14.45降至5.70 NTU,投药期间水体ρ(Cu2+)低于0.3 mg.L-1;停止投药后10 d藻类生物量开始上升,叶绿素a浓度从40.71上升至125.29μg.L-1,浊度从5.70上升至12.15 NTU,22 d后水体ρ(Cu2+)低于检出限。非洲鲫鱼各组织对铜的富集能力从大到小依次为肝脏(512.50 mg.kg-1)、鳃(17.00 mg.kg-1)、肌肉,鱼肉中未发现明显的铜富集,停止投药后鱼鳃中铜富集量明显降低。     

膜生物反应器（MBR）处理垃圾渗滤液的脱氮研究

采用一体式MBR处理垃圾渗滤液,系统考察MBR对COD、NH4＋-N和TN的去除效果。结果表明：可将垃圾渗滤液的COD降至650-1 500 mg·L-1范围;在HRT为1.5 d、DO为0.75-1.20 mg·L-1、不排泥条件下运行时,对TN质量浓度低于2 300 mg·L-1、容积负荷低于0.25 kg.m-3.d-1（以N计）的渗滤液进行处理,MBR对NH4＋-N与TN的去除率可分别达到87%和72%以上。在MBR处理垃圾渗滤液的运行中发现,膜的污染速度较快,并且呈现＂两段性＂的规律,采用碱＋氧化剂的清洗方式可有效去除膜污染,降低过膜压力。     

枯水期鄱阳湖及其滨湖水体氮磷等污染物分布与藻华风险研究

在以往研究重点关注鄱阳湖主湖区水生态环境基础上,在枯水期对鄱阳湖及其滨湖水体等鄱阳湖邻近污染汇湖网络进行了氮磷等主要营养物质及浮游植物调查,并从全局角度对结果进行了主成分分析评价和藻华成因Pearson相关分析,为系统全面评估鄱阳湖整体水环境污染状况及藻华风险预警提供科学依据。得出主要结论如下:枯水期鄱阳湖及周边水体的营养盐浓度普遍偏高,如藻华关键指标因子总磷主湖区平均达到0.22 mg·L-1,"五河"平均为0.12 mg·L-1,鄱阳湖主湖区营养盐浓度如总氮和总磷总体呈现南高北低分布,如总磷南部平均0.29 mg·L-1,北部0.14 mg·L-1,可能主要受南部受污染较重的入湖支流赣江和饶河污染输入影响。主成分分析结果表明,枯水期湖泊型水体水质主要受总磷、总氮、温度及p H影响,上述指标值越高,主成分分析的水质评价结果越差;河流型水体则主要受总氮、氨氮、温度、p H和透明度影响。滨湖湖泊中柘林湖水质良好,对修河和鄱阳湖水质起较好的促进作用,入湖河流的中小河流如博阳河水质较"五河"水质好,"五河"中赣江和饶河污染尤为严重。枯水期鄱阳湖和艾溪湖均发生了蓝藻水华,微囊藻是鄱阳湖蓝藻水华的绝对优势种。对鄱阳湖蓝藻水华区水体毒素分析表明,其水体溶解性微囊藻毒素浓度达到了1.60μg·L-1,其中MC-RR占蓝藻毒素总量的92.6%,MC-LR占5.2%,MC-YR占0.8%,其它类型毒素异构体约占1.4%,总体毒害风险尚不高。对数据进行相关分析表明,秋季高温气候、湖区高浓度的氮和有机物污染可能是该区域湖泊藻类增殖和水华暴发的主要成因。     

滇池湖泊生态系统水动力学模拟

针对滇池富营养化状况,依据滇池生态环境建设规划,在以前研究工作的基础上,综合考虑湿地植物、底泥、水域条件变化,根据水动力学原理建立了垂向平均的二维生态系统水动力学模型,模拟了滇池现有水体、拆除防浪堤水域扩展后水体和滇池湿地建成后总水体3种情况的流场和浓度场,以及入滇河道达标排放后的水质浓度场,分析了湿地植物和水域扩展对滇池流场的影响,以及水域扩展、湿地植物、入湖河流达标排放对滇池水质的影响。结果表明,水域拓展对滇池流场的影响是局部的,湿地植物对滇池流场的影响主要发生在湿地区域。水域拓展对滇池水质具有一定影响,TN、TP平均质量浓度由2.08和0.19 mg.L-1(现有水体)降至1.69和0.16 mg.L-1;人工湿地建设对滇池水体TN、TP浓度影响较大,湿地建成后平均质量浓度降至0.76和0.05 mg.L-1,基本达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准;人工湿地建设完成并且入滇池河流达标排放后,TN、TP平均质量浓度分别降至0.17和0.01 mg.L-1,水质明显改善。因此,人工湿地建设及入滇池河流的达标排放对滇池生态环境的改善具有重要作用。     

海绵铁填料对城市内河污染物质去除

通过水质监测和微生物高通量测序,开展了海绵铁填料对城市内河污染物质去除效果的现场试验研究.结果表明,试验进水COD、NH_3-N、TN和TP分别为16—75 mg·L~(-1)、1.24—9.73 mg·L~(-1)、0.21—22.12 mg·L~(-1)和0.23—1.17 mg·L~(-1),各项水质指标均属于地表水环境质量劣Ⅴ类标准;在经历不同HRT(3—24 h)后,试验出水的COD、NH_3-N、TN和TP的浓度分别降至1—47 mg·L~(-1)、0.01—4.86 mg·L~(-1)、1.1—20.34 mg·L~(-1)和0.03—0.55 mg·L~(-1).当HRT为24 h和12 h时,出水为Ⅱ—Ⅳ类水质,而当HRT为6 h和3 h时,出水水质介于为Ⅱ—劣Ⅴ类之间.其中,HRT为24 h时,COD、TN和TP的去除率最高,分别达到75.86%、90.76%和87.47%,而NH_3-N的去除率在HRT为6 h时最高,为99.29%.微生物群落结构分析显示,海绵铁填料生物膜上的微生物物种丰富度和群落多样性均高于原水,且群落结构较原水更为稳定.随着反应器内部溶解氧的升高,物种丰富度和群落多样性也逐渐增加.     

超声预处理对剩余污泥微生物燃料电池性能的影响

为了实现剩余污泥资源化,本实验采用了超声波破壁的预处理方式,构建了以剩余污泥破壁处理混合液为阳极液和以KMn O4溶液为阴极液的序批式双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFC).将MFC的输出功率密度和COD去除速率作为电池性能的考察指标,研究了超声预处理和投加污泥量对MFC性能的影响.结果表明,随着对投加污泥预处理比(超声预处理污泥量占投加污泥量的比例)和投加污泥浓度的上升,MFC的输出功率密度和COD去除速率也随之上升,在100%污泥预处理比下输出功率密度峰值为296 m W·m-2(Rext=1000Ω);平均COD去除速率为90 mg·L-1·d-1.在投加污泥浓度为8000 mg·L-1时,输出功率密度峰值为476 m W·m-2(Rext=1000Ω);平均COD去除速率为100 mg·L-1·d-1.由实验结果分析,采用超声波破壁预处理高浓度的剩余污泥作为燃料搭建MFC,可提高微生物燃料电池的产电性能和COD去除速率.