中水回用与节水

分析了我国水资源面临的严峻问题，提出中水回用和节水是解决问题的最佳选择。论述了中水回用的国内外现状、中水处理流程、中水回用意义及其发展制约因素，同时也论述了在工业、农业、日常生活等方面的节水措施。     

银纳米线复合静电纺丝膜终端饮用水处理装置电化学消毒效能研究

终端饮用水电化学消毒装置是分散式饮用水安全的重要保障,其关键技术是过滤膜.本研究采用静电纺丝法和真空过滤沉积法制备了新型银纳米线-聚丙烯腈/热塑性聚氨酯(AgNWs-PAN/TPU)复合膜,并对复合膜的形貌、机械强度和导电性等进行了表征.同时,构建了电化学消毒装置,通过对模拟水样的过滤和电化学消毒实验,考察了复合膜长期运行的杀菌性能、膜通量、膜形貌及总银离子释放变化,评估了复合膜的消毒效果.结果表明,电纺纳米纤维膜基材具有均匀的直径和增强的机械性能.银纳米线嵌入到PAN/TPU电纺纳米纤维膜的表面构建了一个连接的导电网络,具有很好的机械性能、导电性、电化学性能及银负载稳定性.经过10 d的自来水过滤实验,AgNWs-PAN/TPU复合膜膜通量下降了4.8%,保持了99.99%的灭菌效率;经过10 d的10~5CFU·mL~(-1)大肠杆菌水样运行实验,膜通量下降了35.31%,经5 min反冲洗能够恢复98%的膜通量,可保留99%以上的细菌灭活效率.AgNWs-PAN/TPU复合膜的银负载稳定性好,总银离子释放量在30μg·L~(-1)以下的安全范围;纳米纤维膜表面在长期水力冲刷下变得粗糙,机械强度略有减弱.本研究为高导电性缓释银离子纳米银复合纤维膜杀菌材料的研发及其在终端饮用水消毒的应用提供了科学依据.     

滨河城市洪涝精细化模拟——以蚌埠市为例

滨河城市洪涝模拟涉及地表、管网和河道等不同水流运动特征的区域,需要解决模拟中密集建筑和复杂管网的问题,并实现外洪、内涝及其耦合计算.基于蚌埠市洪水风险来源和地形地貌特征,构建了河道、城市地表和城市管网耦合水动力数学模型.河网一维模型采用实测洪水资料进行率定与验证,沿程主要测站水位和流量模拟值与实测值误差较小;地表二维模型采用设置阻水导水构筑物、分区域布置糙率、干湿边界判断等方式对模型进行优化,能够反映城市复杂地表特征,水流运动合理;管网模型通过专家咨询、现场调研和外业测量等方式对模型进行了校正;采用闸、堰、泵站和集水井等构筑物对不同模型进行耦合,实现不同区域水流的动态互馈,模型可以作为洪涝精细化模拟和预测的计算平台.以蚌埠市为例,模拟了蚌埠市城区不同洪涝频率遭遇情况下外河溃堤洪水和城市暴雨内涝淹没情况,分析了淹没水深等洪涝要素,指出了外洪的高风险区域及洪水防守要点、城区易涝区及积水水深等,可为蚌埠城市防洪决策、应急预案和防汛抢险措施制定,以及城区防洪排涝规划和设计等提供支持和依据.     

pH值对滇池水样生化需氧量测定的影响研究

为了掌握水样pH值对BOD测定的影响及程度,总结其生物化学反应的变化规律,对滇池水样进行中和与不中和处理后分别采用稀释接种法测定BOD5值和使用差压法测定27 d的BOD值.结果表明未经中和处理水样中微生物的生物化学反应在启动阶段都受到不同程度的抑制,其BOD5的抑制率在3.9％～7.5％之间.不论水样pH值中和调节与否,碳化阶段的生物化学反应都是水样的BOD值随培养时间的延长而呈线性升高.     

壳聚糖/磁性生物碳对重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能

以丝瓜络为原料制备壳聚糖/磁性生物炭(CMLB),并研究了改性前后的生物炭对重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,改性后的生物炭包含γ-Fe2O3纳米颗粒,颗粒尺寸均匀,大小一致。CMLB对Cu(Ⅱ)的吸附量为54.68 mg·g-1,高于原始生物炭(LB)、磁性生物炭(MLB)的吸附量,且能够达到壳聚糖吸附量的86%。整个吸附过程在18 h达到平衡,在pH=5.8±0.1有较好的吸附效果。吸附反应动力学可采用准二级动力学方程拟合,吸附等温线符合Freundlich模型。CMLB吸附Cu(Ⅱ)的机制下包括离子交换、物理吸附和共沉淀。CMLB材料在处理废水后,利用磁铁可将材料从水中分离。CMLB可作为一种吸附剂有效去除水中的重金属,应用前景广阔。     

城市污水中PCBs的分析及其QA/QC研究

报道了一种城市污水中痕量PCBs的分析方法,并进行了QA/QC研究,采用二氯甲烷萃取剂对城市污水进行液-液萃取,联合运用浓硫酸和硅胶层析柱将PCBs与杂质分离,以毛细管GC-ECD和内标法对PCBs定量.空白加标回收试验得出,PCBs的回收率为58%～125%,标准偏差为0.00173～0.00778μg/L,相对标准偏差为1.58%～12.43%.以实际城市污水作为加标基质,得出加入污水中的19种PCBs的分析方法回收率为57.6%～129.2%,方法的检测限为0.010～0.056μg/L,满足了US EPA对PCBs回收率要求.经过3次平行测定,测得实际城市污水中PCBs含有9种PCBs,PCBs总量的平均值为0.0235μg/L,相对标准偏差为9.63%,该分析方法所需的仪器简便、容易操作.     

超声波处理回流剩余污泥对SBR工艺的污泥减量效能

在SBR中试系统中,采用较高声能密度较短时间的超声波处理剩余污泥后回流至系统连续运行20 d的方式进行污泥减量,通过分析测定系统MLSS、累计排泥量以及系统出水水质指标,考察了系统污泥减量效果及污泥回流对系统污水处理效果的影响。结果表明,对SBR系统2/3的剩余污泥用声能密度为1 W/mL的超声波预处理6 min后回流至SBR系统。SBR系统最终需处置的污泥量减少了45.64%,获得了理想的污泥减量效果。污泥回流后SBR系统对SS、COD、TN以及NH4+-N的去除效果均无明显变化,仅出水TP含量略高于对照的SBR,出水水质仍能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。     

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.     

活性艳蓝KN-R的生物吸附脱色研究

从广州某印染厂生化处理池的污泥中筛选到一株对蒽醌染料具有高效吸附脱色作用的菌株HX.考察了碳源浓度、氮源浓度、盐度、染料浓度对蒽醌染料KN-R吸附脱色的影响.结果表明,对于接入的生长菌体,碳源浓度高于7.5g/L时,染料才能完全脱色;染料对菌株HX的生长有一定抑制性,但菌株HX仍表现出了优异的吸附性能,对于250mg/L的KN-R可在48h内完全脱色,400mg/L组在72h内脱色率达94%,600mg/L组72h脱色率可达78.4%;有机氮对染料的脱色起到一定的促进作用,对吸附菌的生长和染料的脱色不是决定性因素;盐度可促进染料的吸附脱色,其同离子效应和盐度效应决定了盐度组的完全脱色时间要比不加入盐度组长;吸附菌HX的生长和染料脱色同步进行,菌体干重达最大时染料的脱色率亦达最大.     

VUV/US耦合深度处理印染废水尾水的研究

采用真空紫外(VUV)/高频超声(US)耦合深度处理印染废水尾水,以TOC和UV254为污染物指标,比较了不同功率下VUV、US和VUV/US降解印染废水尾水的效果,以确定VUV/US的最佳功率组合;通过批式实验,探讨了反应时间、反应温度、初始pH值对VUV/US降解印染废水尾水效能的影响规律,解释了VUV/US对TOC和UV254的降解动力学.通过分析降解产物,揭示了VUV/US对印染废水尾水中残余难降解有机物的去除机理.结果表明,VUV/US的最佳功率组合为VUV16W、US100W,VUV/US处理印染废水尾水的效果明显优于单独UV和US的情况,存在着协同增效作用,反应120 min后VUV/US对TOC及UV254的去除率分别达到27.68%和93.03%.反应温度、初值pH值对VUV/US处理效果的影响较小.VUV/US降解TOC和UV254的反应动力学分别符合表观二级动力学模型和表观一级动力学模型.VUV/US过程是VUV直接光解、超声空化气泡内的热裂解和羟基自由基的氧化等协同作用,印染废水尾水中以苯系物为代表的难降解物主要通过羟基自由基的氧化作用去除.