印染及染料行业废水生物处理系统中的AOX污染研究

在印染和染料行业发达的长三角地区选取了6家大型印染企业和4家大型染料生产企业,研究了废水和生物处理污泥中AOX的污染水平,并使用气相色谱质谱分析了AOX的物质结构特征.结果表明,6家印染企业的废水原水AOX质量浓度较低,为0.15~1.62 mg·L-1,处理出水AOX质量浓度为0.06~1.30 mg·L-1,满足《纺织染整工业水污染物排放标准》的特别排放限值8 mg·L-1;活性污泥中AOX含量一般都低于621 mg·kg-1,但个别企业含量很高,达到3 280 mg·kg-1.染料生产企业废水原水的AOX质量浓度差异较大,为1.70~78.72 mg·L-1,出水AOX质量浓度为1.88~33.11 mg·L-1,远高于印染企业出水;污泥中AOX含量也普遍较高,为960~2 297 mg·kg-1.染料废水中的有机卤代物主要包括氯苯类、氯硝基苯类、氯苯胺类、氯硝基苯胺类及卤代苯酚类物质.卤代苯酚类和氯硝基苯胺类较易被生物去除;单氯苯胺、单氯硝基苯类比多氯苯胺、氯硝基苯类易被生物去除;而多氯苯类物质较易被生物去除从而产生较难生物去除的氯苯.     

2种填料BAF深度处理印染废水沿程污染物变化规律研究

针对某印染工业园区污水处理厂二级生化处理出水,采用处理规模为15 t·d-1的中试试验,研究了活性炭填料和悬浮填料曝气生物滤池沿程的污染物浓度变化,探讨了用低价、轻质悬浮填料替代活性炭的可行性.结果表明,在进水COD和色度分别为50.2 mg·L-1和58倍时,活性炭和悬浮填料曝气生物滤池最终出水COD和色度分别为35.0 mg·L-1、18倍和44.3mg·L-1和26倍,均可达到城镇污水厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中的一级A排放标准要求,但是悬浮填料曝气生物滤池达标所需沿程的高度为2 400 mm,高于活性炭曝气生物滤池的1 800 mm.悬浮填料曝气生物滤池对色度、总氮、氨氮的去除效果及沿程变化趋势与活性炭曝气生物滤池相仿,但COD去除效果不佳,主要是与其生物量少有关.因此,用悬浮填料替代活性炭在该污水厂是可行的,但仍需要对填料大小和材质进行优选,增大生物量,必要时可考虑使用活性炭和悬浮填料的组合工艺减少造价成本.     

电子鼻预处理装置的开发及适用性研究

针对气敏传感器的信号响应受气体湿度影响较大的问题,开发了一套用于快速检测和实时监测土壤中挥发性氯代烃污染的电子鼻的预处理装置.优选了干燥剂的材质,评价了最适干燥剂的除湿性能和对氯代烃化合物的吸附情况;把预处理装置与电子鼻联用,通过与气相色谱（GC）检测结果的比较,评价了其用于土壤通风净化过程监测的适用情况.结果表明：①以无水氯化钙和卤代烃分离管搭配组合的干燥装置效果最佳,湿度去除率达99%以上,电子鼻各传感器的基线值与对照组接近;②上述干燥剂连续通入湿度为75%的空气,90 min内湿度几乎可完全去除,120 min内湿度去除率保持在95%以上,对传感器的基线影响较小.③预处理装置未造成检测气体的吸附损耗,通入干燥预处理装置前后的挥发性氯代烃气体浓度差异只有3%～5%;④在土壤通风脱附过程的检测中,通气湿度98%以上的情况下,预处理装置在120 min内对湿度去除率达99%以上;电子鼻与GC对四氯乙烯污染物的检测结果线性拟合判定系数R2〉0.99（n=18）,表明配以干燥预处理装置的电子鼻能够较好地适用于土壤修复过程监测.     

曝气生物滤池工艺脱氮性能及反硝化细菌群落结构特征研究

比较了两组不同填料组合的前置反硝化曝气生物滤池(biological aeration filter,BAF)脱氮工艺:陶粒-沸石BAF工艺(C-Z BAF)和沸石-陶粒BAF工艺(Z-C BAF),在不同C/N条件下的脱氮效果及滤料表面的反硝化细菌群落结构特征.结果表明,Z-C BAF对TN的平均去除效率高于C-Z BAF,且在低C/N条件下Z-C BAF的优势更加明显,当C/N为3.3时Z-C BAF的TN平均去除率比C-Z BAF高出20%.测定2种组合在不同C/N条件下的反硝化细菌群落结构发现,随着C/N的降低,2种组合反硝化细菌的物种丰度和多样性显著下降.低C/N条件下,Z-C BAF整个好氧滤池的nosZ基因优势T-RFs相对丰度>20%,而C-Z BAF好氧滤池顶端样品不能有效扩增到nosZ基因,可推断Z-C BAF的同步硝化反硝化功能优于C-Z BAF.在低C/N条件下Z-C BAF的脱氮效率明显高于C-Z BAF,因此Z-C BAF在低C/N且低浓度的有机废水处理方面更有潜力.     

铁刨花-Fenton-絮凝工艺对染料生产废水中AOX、色度和TOC的去除效果研究

采用铁刨花-Fenton-絮凝工艺处理染料生产废水,考察了不同Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比(1∶3~1∶15)、铁刨花反应时间(2~5h)、Fenton氧化反应时间(20~80 min)下可吸附性有机卤代物(AOX)、色度和总有机碳(TOC)的去除效果.结果表明,AOX、色度和TOC去除率随Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比的降低先升高后减少,随铁刨花和Fenton反应时间的增加而持续升高.最优化条件为Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比1∶8、铁刨花反应时间4 h和Fenton反应时间60 min,该条件下AOX、色度和TOC的去除率分别为94.2%、93.7%和27.2%.比较实验结果表明,铁刨花-Fenton-絮凝组合工艺对废水AOX、色度和TOC的去除效果远优于铁刨花处理、Fenton氧化、絮凝沉淀的单个技术或两两技术组合效果.GC-MS分析表明,废水中的有机卤代物和苯胺类污染物得到高效去除,此外硝基苯类、苯酚类、苯甲醛类、醚类、腈类和杂环化合物等有毒有害物质也均得到高效去除.叔丁醇捕获·OH实验表明·OH在Fenton反应中的主导作用.     

某微污染水源自来水厂的纳滤深度处理效果研究

采用一级四段纳滤组合工艺处理南方某微污染水源自来水厂的传统净水工艺段出水,考察了纳滤膜工艺对出水水质的提升效果.结果表明,纳滤对常规水质指标与微量有机物有较好的去除效果,对混凝沉淀池出水中TOC和UV_(254)的去除率在95%以上(出水TOC≤0.3 mg·L~(-1),UV254≤0.005 cm~(-1));对卤乙酸、三卤甲烷前体物、多环芳烃和有机氯农药的截留率分别在62%、85%、50%和95%左右,使用UMU-SOS测试的出水遗传毒性低于检出限,不同段纳滤膜对相对分子质量较大的消毒副产物前体物与有机氯农药的去除率未呈现明显差异,但对相对分子质量较小的多环芳烃去除效果呈现明显差异,表明纳滤主要依靠物理截留去除水中相对分子质量较大的有机物,对相对分子质量较小的有机物则存在较大的局限性.与之相比,水厂目前使用的双级臭氧-生物活性炭深度处理工艺对传统净水工艺出水中多环芳烃、有机氯农药、遗传毒性的去除截留率分别仅为17%、62%、80%左右,显示纳滤对微量有机物的去除效果更为理想.     

焦化废水A~2/O处理过程中的组成和毒性变化规律

焦化废水中含有大量毒性物质,具有较强的生物毒性。本文以实验室构建的A2/O焦化废水处理系统为研究对象,考察废水处理过程化学成分和急性毒性的变化。采用紫外扫描和三维荧光光谱分析考察了处理系统各阶段出水的物质组分,并采用固相萃取和超滤膜分离等手段对水样各组分的发光细菌急性毒性进行研究。结果表明,伴随着芳香族物质等毒物的去除,焦化废水的急性生物毒性在该处理系统中被逐步削减,最终出水的毒性当量仅为原水的28%;不同组分的生物毒性测试结果显示,废水水样的强极性和中等极性有机组分贡献了绝大部分的毒性当量,而这些物质主要在缺氧段及好氧段被削减;结合三维荧光光谱的分析结果,可推断焦化废水中一类很难在A2/O处理系统中被完全去除的芳香族蛋白质类似物(Ⅱ区)很可能具有较强的生物毒性,是构成出水毒性的主要物质。     

嘉兴市规模化养猪场沼液水质调查研究

以嘉兴市10家大型规模化养猪场为对象,开展了沼液水质调查,测试了COD、氮、磷和外源化学品(抗生素、重金属)的污染水平.结果表明,不同猪场之间水质差异很大,且同一猪场的沼液水质随时间波动很大.其中春季检测组的猪场沼液浓度普遍较高,COD、氨氮、TN和TP的浓度分别高于2000、1000、1000和60 mg·L-1的猪场有7家,秋季和冬季检测组的沼液浓度稍低,夏季检测组最低.沼液碳氮比失衡严重,其中秋季检测组最低,仅为0.8~4.3.4类(四环素类、磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类)共10种抗生素和6种重金属(铜、锌、铅、铬、镍和镉)在10家猪场沼液中均有检出.重金属以铜、锌为主,平均值分别为1.88 mg·L-1和7.63 mg·L-1.抗生素以四环素类(四环素、土霉素、金霉素)为主.10种抗生素总浓度的最低值为10.1μg·L-1,最高值为1090μg·L-1,远高于欧盟的水环境抗生素阈值(10 ng·L-1).猪场沼液不仅氮磷脱除难,而且重金属和抗生素污染严重,亟待开发低成本高效无害化处理与资源化利用技术.     

臭氧-曝气生物滤池深度处理印染制革园区废水

针对浙江省某印染制革园区污水处理厂二级生化出水,开展了处理规模36~120 t/d的臭氧-曝气生物滤池中试研究,对臭氧预处理进行优化,考察了臭氧预处理优化后与不同填料BAF组合对污染物的去除情况。结果表明,当臭氧预处理条件为投加量25 mg/L,三点投加且投加比为6：3：1,臭氧接触时间为42 min时,处理效果较好且最经济;在此臭氧预处理条件下,臭氧-活性炭BAF的出水COD能稳定在50 mg/L,色度稳定在5度,满足《城镇污水厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级B排放要求;臭氧-混合填料BAF的出水COD和色度也能基本达到一级B排放要求;而臭氧-陶粒BAF出水COD和色度都未能达到一级B排放要求。     

间歇曝气式膜生物反应器对养猪沼液中兽用抗生素的去除特性

研究了间歇式膜生物反应器在不同进水碳氮比和有机负荷下对养猪沼液中11种兽用抗生素的去除特性,以及污泥中抗生素的含量变化.结果表明,水力停留时间(HRT)≥5 d、化学需氧量(COD)/总氮(TN)=2.1时,该膜生物反应器对抗生素和COD的去除率均较高,分别达到(79.1±0.7)%和(88.4±1.4)%;当HRT缩短至3 d时,虽然COD去除率不受影响,但抗生素的去除率明显下降;COD/TN从2.1降至0.7后,抗生素去除效率不受影响,但COD去除率明显降低.长污泥龄(SRT)下污泥中出现四环素类和喹诺酮类抗生素的持续积累,积累量随污泥龄的缩短而降低.污泥中的抗生素含量与组成受进水影响较大.