白云石石灰结晶流化床污水除磷工艺优化

为了获取优化的污水除磷工艺,基于前期对白云石石灰结晶流化床去除厌氧消化上清液中磷的工艺条件和参数的初步探究,考察了不同酸化程度下白云石石灰释放Mg2+、Ca2+的效果,并根据MAP反应特点,选择出酸化液体积为5、6.5和10 m L,分别对应n(Mg)/n(P)为0.6、1.4、2.2进行后续实验。利用响应面法(RSM)对白云石石灰结晶流化床强化除磷工艺的影响因素进行分析和探讨,考察了p H值、n(Mg)/n(P)与停留时间(HRT)(分别记为X1、X2、X3)及各因素之间交互作用对磷去除率的影响,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱对产物进行表征,得出最佳工艺参数为p H=9.5、n(Mg)/n(P)=2.2、HRT=3.0 h。RSM法所建立的回归模型显著,实验精准度、精密度和可信度均在合理范围内,回归方程中X1、X2、X3、X1X2、X1X3、X21、X22、X23对磷去除率影响显著。产物MAP晶形较好,但由于废水的碱度较大(20 mmol/L),产物中含有大量的Ca CO3沉淀。     

赤泥晶种法磷酸铵镁结晶工艺模拟废水磷的回收

以赤泥为晶种,研究不同工艺条件对磷酸铵镁(MAP)结晶法回收模拟废水中磷的影响。结果表明,在投加赤泥(60～80目)8 g/L,搅拌速度为180 r/min,搅拌时间30 min,沉淀时间30 min,N∶Mg∶P=1∶1∶1的条件下磷酸根离子的回收率随初始磷酸盐浓度的增加而增大,在初始磷酸盐浓度小于90 mg/L时增幅较大,初始磷酸盐浓度大于90 mg/L后增幅减小;pH值对磷酸根离子的回收率影响显著,结合铵根离子、镁离子的回收率变化,pH值为9.5时最优;磷酸根离子的回收率随着Mg∶P摩尔比和N∶P摩尔比增大而呈上升趋势,当Mg∶P摩尔比为1.4∶1、N∶P摩尔比为4∶1时,磷酸盐的回收率可达97.9%。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征,表明磷主要以磷酸铵镁形态回收。     

响应面法优化Fenton预处理干法腈纶废水

采用Fenton法预处理难降解干法腈纶废水,选取H2O2用量、Fe2+用量、初始pH和反应温度4个因素为变量,COD去除率为响应值进行中心组合设计。利用响应面法对实验结果进行分析,建立了以COD去除率为响应值的二次多项式模型并进行了显著性检验,分析了各因素单独及交互作用对COD去除率的影响,确定了最佳反应条件,并考察了最佳条件下处理前后废水可生化性和毒性变化。结果表明,所选取的4个因素影响COD去除率的主次顺序依次为:H2O2用量、Fe2+用量、初始pH和反应温度;在H2O2浓度为90.0 mmol/L、Fe2+浓度为23.9 mmol/L、初始pH值为3.4、温度为38.5℃的最佳条件下,COD去除率为53.8%,与模型预测值51.9%吻合度较高,偏差仅为3.66%;最佳条件下处理后废水可生化性显著提高,生物毒性明显降低,适宜于后续的生化处理。     

O3氧化工艺处理黄连素制药废水研究

采用臭氧(O₃)氧化法处理含高浓度黄连素和COD的制药废水,探讨了废水初始pH、O₃投加量及初始黄连素浓度等因素对O₃氧化过程的影响,确定了O₃氧化技术处理黄连素制药废水的最佳操作条件。结果表明,O₃能够有效分解废水中的黄连素,降低其COD浓度;黄连素浓度为700 mg/L、COD为3 500 mg/L、pH为0.88的废水,进气O₃浓度为14.05 mg/（L?min）,处理时间为180 min（即投加量为2 529 mg/L）时,黄连素和COD的降解率分别可达77.46%和41.28%,BOD₅/COD比（B/C比）从0.06提高到0.34,增加了4.7倍;随着废水中初始黄连素浓度的升高,废水COD降解率逐渐降低。O₃氧化法是一种有效的黄连素制药废水预处理技术,可以大大提高废水的可生化性。     

水生植物法再生景观回用水水质稳定技术研究

建立了污水处理和景观回用中试试验系统,景观回用试验水量为11 m3,研究了城市污水经二级生物处理再生后用作景观环境用水的水质稳定性;构建了不同结构的水生植物系统,研究了该系统对再生景观环境用水水质的影响. 结果表明:在晴朗天气,白天水温为(28±2)　℃,夜间水温为(20±2)℃的条件下,二级生物处理的再生水在瓷砖水池中最多可以稳定3 d;结构完善的“挺水-浮叶-沉水-浮水”水生植物系统能够有效抑制再生景观回用水中藻类的滋生,并可降低其有机物和氮、磷的含量,在9 d内使ρ(COD_Cr),ρ(TP)和ρ(NH₃-N)分别降低76.9%,95.8%和95.2%,从而使水质保持稳定并得以改善,使回用水水质完全符合再生景观回用水国家标准. 因此,构建结构完善的水生植物系统可实现污水再生景观回用.      

环境风险源及其分类方法研究

环境风险源的分类是进行环境风险源识别和监管的基础.已有的以人的安全为主要关注对象的重大危险源管理,对事故的潜在环境危害考虑欠缺,无法体现事故可能产生的环境风险影响.阐明环境风险源的基本概念,比较环境风险源与危险源的区别,针对环境风险源的特点,从环境受体、危害物质状态和风险传播方式3个方面提出了环境风险源的分类方法.实际应用中,环境风险源的分类需综合考虑当地环境管理需求、环境受体状况、主要危害物质类别等,选择合适的分类方法.     

流域农业面源污染防治科学问题与技术研发需求

农业面源污染是当前我国面临的重要环境问题之一,也是影响我国水体环境质量持续改善的瓶颈.近年来,我国面源污染治理日益受到重视,相关治理管理体系逐步建立,但我国农业面源污染治理起步相对较晚、研究基础较薄弱.本文针对农业面源污染的现状及研究进展,总结提出了流域农业面源污染的三大科学问题及技术难题：流域面源污染发生规律及水体水质响应机制、农业面源污染削减和资源化原理、监管机制,并从农业面源污染通量监测、负荷核算、适用性技术研发、考核评估机制建立等方面提出了技术研发的需求,以期为我国流域农业面源污染防治及管理提供科学参考.     

Fenton法处理黄连素废水试验

采用Fenton氧化法处理黄连素成品母液废水,考察初始pH、反应温度、反应时间、c(H₂O₂)以及c(FeSO₄)对处理效果的影响. 通过正交试验分析了该法的作用机理,确定了反应过程中的关键控制因素.结果表明,Fenton法处理黄连素成品母液废水时,影响其COD_Cr去除率的因素依次为反应温度、c(H₂O₂)、初始pH、c(FeSO₄)以及反应时间. 通过单因素试验确定其主要影响因素的最佳水平:初始pH为2,反应温度为40 ℃,反应时间为30 min,c(H₂O₂)为0.24 mol/L,c(FeSO₄)为10 mmol/L. 该条件下COD_Cr和黄连素的去除率可分别达到44.1%和96.2%,ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)由小于0.05提高到0.3,废水可生化性显著提高.      

低温下潮汐流人工湿地系统对污水净化效果

潮汐流人工湿地是将湿地按时间序列周期性地充水和排干,使得湿地内部形成好氧-厌氧交替过程,从而实现并强化污染物去除的新型人工湿地形式.该研究主要考察了低温条件下(9～13 ℃)潮汐流人工湿地与传统连续流人工湿地对污染物处理的效能差异,以及运行工况对处理效果的影响;同时对各人工湿地系统中微生物活性进行研究.结果表明:在水力负荷为0.2 m3/(m2·d)条件下,采用3个周期/d的潮汐流人工湿地,出水ρ(DO)为0.61 mg/L,高于连续流人工湿地的0.22 mg/L;NH₄+-N,COD_Cr及PO₄3--P的去除率达到48.57%,68.96%及29.02%,分别比连续流人工湿地提高了约30%,20%和20%.同时,通过对各反应器内微生物呼吸作用和脱氢酶活性等的对比研究发现,3个周期/d的潮汐流人工湿地中微生物具有更高的活性.      

不同植物人工湿地净化效果及基质微生物状况差异分析

为研究不同植物对人工湿地污染物净化效果和基质微生物状况的影响,采用序批式运行的沙培模拟人工湿地,探讨了菖蒲、香蒲、千屈菜、芦苇和白鹤芋5种湿地植物在不同HRT(水力停留时间,分别为1,3和5 d)下对模拟废水中TP,NH₄+-N和COD_Cr去除效果的影响,比较了不同植物类型模拟人工湿地中基质微生物的数量差异. 结果表明,不同植物系统对污染物的去除随HRT延长逐渐提高,HRT为5 d时各植物系统对污染物的去除效果最佳.TP,NH₄+-N和COD_Cr的最高去除率分别达90.4%,61.7%和96.4%.相对于其他试验系统,菖蒲系统对各污染指标均具有最优的去除效果. 植物种类对基质微生物数量的影响无显著差异.研究还发现,各系统中亚硝酸细菌数量与NH₄+-N去除率之间呈显著相关.