基于生态安全的DAT-IAT城市污水处理工艺改进研究

通过正交试验,得到了DAT-IAT工艺和A/DAT-IAT工艺处理城市污水的常规指标去除和生态毒理指标削减的最优运行条件。结果表明,在正交试验的同一工艺中,COD去除最优运行条件的出水COD值优于生态毒性削减最优运行条件的出水COD值,但前者出水的生态毒性较大。由于厌氧池的水解酸化作用,A/DAT-IAT工艺对COD和生态毒性的处理效果均优于DAT-IAT工艺,并且回流总能耗低于DAT-IAT工艺,但是出水COD仍不达标。为了降低进入工艺的COD的总量,以絮凝沉淀做为预处理工艺,并采用Al残留量最小的絮凝剂投药量以降低出水中残留Al带来的生态风险。结果表明,在COD去除最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺对COD的去除效果优于没有絮凝预处理的工艺。絮凝-A/DAT-IAT工艺在COD去除最优运行条件下出水COD为104.46 mg/L,满足排放标准。在毒性削减最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺的出水生态毒性有所上升,但是污染物的总量得到了大幅削减。絮凝-A/DAT-IAT工艺与DAT-IAT工艺相比,在污染物去除效率得到大幅增加的同时,生态毒性得到有效控制,生态安全得到了有效的保障。     

微曝气Fenton氧化法处理模拟双酚A废水的效果及其生物验证

研究了微曝气Fenton氧化法关键工艺参数对模拟双酚A（BPA）废水处理效果的影响,并从活性污泥性质和污染物去除率两方面,采用膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)对微曝气Fenton氧化法的处理效果进行了实验验证,为实现BPA废水的生物处理奠定基础。结果表明,初始pH值、反应时间、H₂O₂/COD(质量浓度比)、H₂O₂/Fe²⁺ (摩尔浓度比)、反应温度及曝气量均对预处理效果有较大影响,在最佳条件下,COD去除率可达70%,BOD/COD值则由原废水的0.02提高到0.50以上。MBR处理上述出水的结果表明,经微曝气Fenton氧化处理BPA的废水,可较好地适应后续的生化处理。     

三氯生在碳纳米管上的吸附

药品和个人护理用品(PPCPs)已成为一个引起广泛关注的新的环境问题。采用碳纳米管（CNTs）对水溶液中的三氯生进行吸附处理,考察了碳纳米管粒径及用量、温度、pH、振荡时间等因素对三氯生去除率的影响。研究结果表明,碳纳米管能快速吸附水中的三氯生,粒径较小的碳纳米管可获得较高的三氯生去除率;低温有利于吸附反应的进行;pH在6.5～7.0时,三氯生的去除率可达97%。三氯生在碳纳米管上的吸附可以很好地用Langmuir和Freundlich吸附等温方程进行描述。     

表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤

为了优化表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤的方法和具体洗脱条件参数,采集山东省东营市胜利油田污染土壤,研究了阴离子-非离子混合表面活性剂对该土壤中石油类污染物的去除效果。应用化学热洗原理,主要考查了表面活性剂配比、投加量、清洗温度及清洗助剂对去除效果的影响。实验得到的清洗处理最佳条件为：使用LAS与TX-100质量比为8∶2的组合表面活性剂,总表面活性剂浓度为3 g/L,助剂硅酸钠浓度为5 g/L,75℃条件下搅拌1 h。清洗后土壤含油量从20%下降到4.6%,去除率达到76.9%。废水回用实验表明,清洗处理的废水对土壤中石油烃类物质仍有一定的去除效果。废水回用比从30%到100%时,对土壤中石油烃的去除率都可达到55%以上。对废水进行二次回用时仍能去除18.8%的污染物。     

强化生物通风修复过程中柴油衰减规律及其影响因素研究

强化生物通风技术对于修复因地下储油罐泄漏引起的土壤污染具有很大的应用前景。通过室内土柱模拟柴油泄漏污染土壤,从土柱中总石油烃（total petroleum hydrocarbon,TPH）剖面分布随时间的变化及降解模式角度,分析了其自然衰减和强化生物通风过程。结果表明：初始柴油浓度直接影响着各柱在自然衰减和强化生物通风过程中柱内的残余TPH平衡分布曲线的形状和浓度峰值位置;在前期自然衰减过程中（约1个月）,当土壤中的柴油浓度为5 000～40 000 mg油/kg土时,整个柱内TPH变化的主要原因是重力扩散迁移的结果;当土壤中的柴油浓度≤5 000 mg油/kg土时,其TPH的变化不仅是重力扩散迁移作用的结果,生物降解作用也存在;通风约2个月后,抽提作用对于保持土柱上部柴油浓度稳定变化的意义较为突出。     

木棉基活性炭纤维吸附性能的研究

采用浸渍(NH₄)₂HPO₄化学活化法650℃时制备得到3种新型木棉基活性炭纤维,即只浸渍不预氧化方法处理的AK1(activated kapok),先浸渍后预氧化的AK-2和先预氧化后浸渍的AK-3。利用制备得到的活性炭纤维处理苯酚和亚甲基蓝的模拟废水,AK-2具有苯酚最大吸附量(137.00 mg/g),AK-1具有亚甲基蓝最大吸附量(274.11 mg/g)。吸附苯酚时,在静态平衡实验中,更符合Freundlich吸附等温线;在动力学实验中,更符合准一级反应。吸附亚甲基蓝时,在静态平衡实验中,AK-1更符合Langmuir模型,AK-2 、AK-3更符合Freundlich吸附等温线;在动力学实验中,更符合准二级反应。     

反渗透处理稀土氨氮废水试验研究

根据稀土冶炼厂排放的碳铵沉淀洗涤废水的水质情况,采用NH4Cl和 NaCl模拟废水进行了反渗透可行性对比实验。模拟实验发现,在相同条件下反渗透对NaCl 较NH₄Cl 有着更高的去除率,而NH₄Cl 相对NaCl则有着更高的产水速率。实际废水试验结果表明,在恒定操作压力范围内回收率为65%的条件下,NH₄Cl浓度为2.85 g/L的碳铵沉淀洗涤废水经反渗透处理其NH₄Cl去除率为77.3%,可作为氨氮废水的预处理。对该废水处理成本进行了分析,得出其约为2.7元/m³,比相近浓度氨氮废水的氨吹脱处理成本节省约26%。     

赭石对模拟重金属废水的吸附效果研究

采用模拟重金属废水的正交试验设计,进行赭石对模拟重金属废水的吸附效果研究,探讨pH、赭石加入量和振荡时间等影响因素对吸附效果的影响。结果表明,在一定pH、赭石加入量和振荡时间条件下,赭石对6种重金属（Pb、Cd、Mn、Zn、Cr和Ni）均有较好吸附效果,对Pb、Cd、Mn、Zn和Cr的最大吸附率可达100%,对Ni的吸附率达8963%。处理后废水中重金属达到污水排放标准。各影响因素对Mn、Zn和Cr吸附效率的影响大小表现为：pH＞赭石加入量＞振荡时间,Ni和Cd表现为：赭石加入量＞pH＞振荡时间,Pb表现为：pH＞振荡时间＞赭石加入量。赭石对废水中重金属吸附的最佳条件为赭石加入量40 g/L,pH 10～10.5,振荡时间2 h。     

高锰酸钾降解地下水中PCE的研究

以氯代有机污染物中常见的PCE为目标污染物,以自制高锰酸钾溶液为氧化剂,采用批实验方法,探讨了高锰酸钾降解PCE的反应动力学、影响因素以及反应机理。反应结果表明,高锰酸钾降解PCE的反应符合一级动力学方程,反应活化能E为57.119 kJ/mol,在30℃条件下,反应速率常数为0.0076 min^-1,半衰期为91.20 min。在pH在3～10,离子强度在0～0.1030 mol/L之间变化时,反应速率不受明显影响。     

DGGE、T-RFLP 、LH-PCR对两种活性污泥的微生物种群多样性分析的比较

采用基于PCR扩增的分子生态技术DGGE、T-RFLP和LH-PCR,对2种典型污水处理系统中的活性污泥（生活污泥、焦化污泥）进行微生物种群多样性分析;并以此比较3种技术的优劣,提出不同应用条件下研究方法的选择依据。根据实验结果：DGGE得到的条带较多,但误差来源也最多;T-RFLP技术较为灵敏,但需要选择适当的内切酶,严格控制酶切条件,并且文库比对误差较大;而LH-PCR操作简单,结果稳定性较高。虽然目前尚无法判断3种方法的准确性,但LH-PCR在活性污泥的微生物种群多样性分析中已显示出潜在优势。