浑河中游水污染控制与水环境修复技术研发与创新

浑河中游制药、石化工业水污染是最大的工业污染,废水具有有毒有害、难降解等特点;浑河中游支流河水污染严重。为了控制水污染,改善水环境,国家水体污染控制与治理科技重大专项课题开展了区域水污染控制与水环境修复技术研发和创新。针对黄连素废水和磷霉素钠废水,研发了臭氧氧化、脉冲电絮凝、铁碳微电解等物化处理工艺以及物化-生化耦合处理工艺,实现了制药废水的有效处理;针对石化腈纶废水,研发了多格室脱氮反应器、膜生物反应器-臭氧氧化-曝气生物滤池全流程处理工艺,实现了腈纶废水氨氮脱除和达标处理;针对浑河中游支流河污染问题,研发了塘和湿地组合生态净化技术、污染底泥的安全处理处置与资源化利用技术。     

移动型环境风险源识别与分级方法研究

为了有效管理移动型环境风险源,降低其在转移运输过程中的风险水平,建立了用于识别移动型环境风险源并为其环境风险分级的方法.本方法基于我国现有环境污染事故统计分析结果,选取能够表现移动源诱发事故的起因及特征的风险评价指标因子,采用指标因子分析方法量化环境风险源风险水平.分级过程中分析了移动型环境风险源环境风险影响因子、环境风险源源强特征和风险表征方式,以风险物质数量水平-环境风险水平为基础建立风险分级矩阵,最终形成包含"环境风险源筛选"和"风险分级"两步的分级方法,旨在直观体现移动型环境风险源风险水平的同时,提高方法的可操作性和实用性.     

我国地表水体COD指标适用性问题研究

化学需氧量(COD)是衡量水体有机物污染程度的重要指标,也是我国现行水污染物排放总量控制与水环境质量管理决策的重要依据。近年来在水生态环境持续改善的形势下,水体背景值、污染物结构特征、非污染物响应特征等因素对COD指标的影响逐渐凸显。本文系统梳理我国地表水体COD指标适用性问题,解析原因并对COD指标问题进行归纳分析,提出建立健全有机污染指标评价体系;加大“COD去除剂”监管处置力度,提升监测溯源能力的建议。     

铵饱和天然钙型沸石的化学再生效果

为实现沸石人工湿地的长期高效运行,以铵饱和天然钙型沸石为对象,通过沸石化学再生试验,从6种常用化学再生剂(NaCl+NaOH,NaCl+CaCl₂和NaCl+NaHCO₃组合型,以及NaCl,CaCl₂和NaHCO₃)中筛选出最佳再生剂,并优化了再生剂适用条件. 结果表明,NaCl+CaCl₂组合型再生剂能提升沸石再生率10%～20%,且不影响沸石结构,是一种较优的再生剂. 采用NaCl+CaCl₂组合型再生剂,Na+在沸石再生初期起主导作用,而当c(Na＋)较低时,Ca2+的离子交换作用逐渐起主导作用,因而采用该组合型再生剂能显著提升再生剂效果的持久性. 再生条件优化试验表明,当c(NaCl)∶c(CaCl₂)为7∶3,即当Ca2+和Na+所带正电荷数接近时,组合型再生剂再生率相对较高;当再生温度低于45℃时,升高温度能显著提升沸石再生率;而再生剂投加量为0.6 mol/L(以再生剂中的阳离子浓度计)时,组合型再生剂投加量最经济.      

雪硅钙石诱导结晶法同步去除与回收污水中磷的研究

通过水热法合成雪硅钙石晶体,利用扫描电镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱对晶体进行表征;以模拟厌氧消化液为处理对象,分析合成雪硅钙石作为晶种诱导磷酸钙结晶法去除污水中磷的效率,并对该晶种减轻反应过程中CO32?影响的作用进行研究.结果表明,合成的雪硅钙石纯度较高,且具有较强的pH和钙离子析出能力,在超纯水和自来水中分...     

基于多目标优化的低影响开发设施布局方法

以海绵城市试点区-南昌市某分流制区域为例,针对低影响开发（LID）设施的最优成本效益问题,耦合了雨水管理模型（SWMM）和非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,对LID设施建设成本、径流SS负荷削减率、径流量削减率3个目标函数进行多目标优化.得到了一系列完整的成本效益曲线（帕累托解集）,实现了区域LID设施建设方案的自动寻优.比较不同降雨重现期（P=2、5、15 a）条件下的优化结果,发现LID设施在径流SS负荷控制方面不易受降雨重现期的影响;而在径流量控制方面,受降雨重现期影响较大,高成本LID设施建设方案也难以有效削减高重现期降雨径流.以帕累托解集中3种不同建设成本的方案为例,根据2016年实际降雨对不同方案下的水量水质的控制效果进行了模拟,决策者可以根据资金投入、控制目标、受纳水体环境容量从帕累托解集上选择适合的LID设施建设方案.     

UASB-MBR组合工艺处理黄连素废水的中试

为实现黄连素废水的规模化处理,针对黄连素废水可生化性差、有机污染物浓度高等特点,采用UASB-MBR(升流式厌氧污泥床-膜生物反应器)组合工艺,利用微生物的生化反应去除废水中的高浓度有机物和黄连素,考察在不同HRT(水力停留时间)下COD_Cr和黄连素的去除效果,并采用GC-MS(气相色谱-质谱联用仪)对系统进、出水中的特征污染物进行分析. 结果表明:①在UASB与MBR的HRT分别为96、66 h,84、58 h,72、50 h,60、41 h,以及进水ρ(COD_Cr)和ρ(黄连素)分别为2 030.0~3 660.0和19.0~400.0 mg/L的条件下,COD_Cr和黄连素的平均去除率均可达到90.0%以上,出水ρ(COD_Cr)平均值低于150.0 mg/L,ρ(黄连素)平均值低于4.0 mg/L. ②UASB与MBR的HRT分别为72、50 h为最佳运行条件. ③UASB可以明显降低废水中特征污染物的种类和浓度,UASB出水经MBR处理后,废水中的11种主要特征污染物均得到有效降解.      

微量金属元素投加量优化组合对污泥发酵产乙酸的影响

污泥厌氧发酵生产乙酸是实现污泥减量化和资源化的有效途径. 为了提高污泥中的ρ(乙酸),分别考察了Fe2+、Co2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+5种微量金属元素的投加影响. 结果表明,5种微量元素都可以促进污泥中乙酸的产生,作用大小依次为Co2+>Mn2+>Fe2+> Zn2+>Cu2+. 但当Fe2+、Co2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+投加量(以w计)分别超过0.100 0%、0.006 0%、0.002 0%、0.004 0%和0.100 0%时,ρ(乙酸)却明显下降. 分别选取Fe2+(0.040 0%~0.150 0%)、Co2+(0.002 0%~0.008 0%)、Cu2+(0.000 5%~0.006 0%)、Zn2+(0.000 5%~0.010 0%)和Mn2+(0.040 0%~0.150 0%)进行响应面条件优化试验. 在Fe2+、Mn2+投加量均为0.090 0%,Co2+、Zn2+投加量均为0.005 0%,Cu2+投加量为0.003 5%的组合优化条件下,ρ(乙酸)高达3 452 mg/L,比优化前提高了61.80%. 最优的微量元素投量组合条件下获得的试验结果与二次响应面回归模型预测值(3 475 mg/L)拟合率高达99.34%,表明所建立的回归模型可行.      

电辅助对厌氧折流板反应器处理高浓度有机废水的影响

为探究电辅助对ABR(厌氧折流板反应器)处理高浓度有机废水效能的影响,在温度为(35±1)℃、HRT(水力停留时间)为24 h、进水ρ(COD_Cr)维持在5 000 mg/L的情况下,研究电辅助位置对COD_Cr去除率、各格室VFA(挥发性脂肪酸)质量浓度和组成以及微生物群落的影响. 结果表明:①电辅助作用于反应器第1格室时,COD_Cr去除率达最大值(83.19%),较对照组提高约15.23%;1#-1格室ρ(乙酸)提高约23.26%,而ρ(丙酸)下降78.09%,说明电辅助能有效提高产氢产乙酸菌丙酸转化乙酸能力,有利于反应器性能提高. ②当电辅助添加在第2格室时,2#-2格室ρ(乙酸)略有下降,而ρ(丙酸)提高近4.2倍,电辅助对水解发酵菌促进效果明显,作用格室表现为乙酸-丙酸发酵类型. ③电辅助ABR各格室微生物群落结构的相似度均在70.0%以下,表明电辅助在强化不同优势菌群的同时改变了微生物种群结构.      

氧化镁与白云石石灰对不同来源废水中磷的回收效果

选择有代表性的3种来源废水(养猪场废水厌氧消化液、鸡粪废水厌氧消化液和污泥厌氧消化液),利用MgO与白云石石灰作为药剂进行磷回收试验,研究不同药剂、药剂投加量和反应时间下3种来源废水中磷的回收效果,通过动力学方程模拟2种药剂的除磷速率,并采用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电镜)对沉淀产物进行表征. 结果表明:投加2种药剂均可实现磷的有效去除与回收,反应沉淀物中含有MAP(磷酸铵镁)和CaCO₃,MgO的最佳投加量为200 mg/L,当反应时间为4 h时,PO₄3--P去除率达85.0%以上;白云石石灰的最佳投加量为500 mg/L,当反应时间为24 h时,PO₄3--P去除率达80.0%以上. 投加白云石石灰的反应速率较慢,并且反应沉淀物中含有更多的CaCO₃. 以处理1 m3原水为例,MgO药剂成本为0.80元,白云石石灰药剂成本为0.25元,显示白云石石灰经济成本更低,是较为理想的磷回收药剂.