基于厌氧氨氧化的含氨废气原位处理

采用部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器研究了含氨废气原位脱氮处理的可行性.结果表明,在控制低溶解氧(0.2~1 mg·L~(-1)),pH为7.9~8.2,中温(30~35℃)条件下,经过60 d的运行,成功地实现部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器的启动,总氮去除率达到88%,氮去除速率由0.05 kg·(m~3·d)~(-1)上升并稳定在0.7 kg·(m~3·d)~(-1).在含氨废气处理研究中,当含氨废气浓度低于2.59%,废气中原有的氧过量,导致硝态氮大量累积;当含氨废气体积分数为2.59%~4.2%时,废气中氧满足反应器脱氮的需求;当含氨废气体积分数高于4.2%,需要额外通入空气,补充反应器内的氧需求.经过60 d的运行,氨气的去除率达100%,总氮去除率达90.06%,总氮去除负荷为0.51 kg·(m~3·d)~(-1).说明基于厌氧氨氧化反应的一体化反应器可实现含氨废气稳定去除.     

改性纳米零价铁对稻田土壤As污染的修复效能

为实现对稻田土壤As污染的高效修复,通过制备C-NZVI(壳聚糖基稳定化纳米零价铁),分析其对还原态亚砷酸〔As(Ⅲ)〕的吸附动力学和等温吸附特征,阐明典型竞争性阴离子/分子对C-NZVI吸附As(Ⅲ)效率的影响;在此基础上,重点研究淹水和拮抗性肥料对稻土As的强化溶出效应,揭示C-NZVI对稻土液相As的异位吸附去除与原位补充钝化作用.结果表明:准一级动力学和Langmuir等温吸附模型能很好地描述C-NZVI对As(Ⅲ)的吸附过程特征,该材料对As(Ⅲ)的最大吸附量为145.09 mg/g;当竞争性K₂HPO₄、H₃BO₃、Na₂SiO₃和CH₃COOH的摩尔浓度为0.05~0.50 mmol/L时,C-NZVI对As(Ⅲ)的去除率依然高达99%.在对稻田土壤进行淹水和依次施用NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂C₂O₄、Na₂SiO₃三种拮抗性肥料条件下,稻土中累积溶出w(水溶态As)(18.1 mg/kg)达到土壤w(As)的30.0%;对强化溶出反应后的淹水稻土进行排水并利用C-NZVI对各步分离获得的含As液相进行异位吸附,As去除率为91.3%~99.8%,该过程使稻土中w(As)减少43.4%~52.6%;进一步利用1%和5%的C-NZVI对强化溶出后的稻土进行补充钝化,可使稻土中w(非专性吸附态As)降低94.7%~100%.研究显示,淹水强化条件下,利用C-NZVI对稻田土壤As污染进行异位去除与原位钝化的联合修复可为有效减控稻田土壤As生物有效性提供有益途径.      

生物法与化学法协同处理污水技术优化研究

为实现污水厂的高效运行,提出了一种UCT工艺与混凝沉淀工艺的协同运行方式.通过分析处理过程中的不足和影响因素,采取了提高过程污泥浓度的方式.对排泥泵池污泥浓缩方法进行了研究,采取排出排泥泵池上部的上清液,提高了排泥泵池的污泥浓度,减小了排泥体积;对污泥缓冲池的运行过程进行优化研究,采取调整污泥缓冲池的排泥方式和排泥时间,提出了间隔排泥的方法,提高了污泥缓冲池的污泥浓度.这些措施实现了UCT工艺与混凝沉淀工艺的协同高效运行,措施效益明显,可推广应用于类似污水厂的设计与运行.     

臭氧-混凝交互作用对水体有机物的影响

研究臭氧在纯水和混凝剂[Al_2(SO_4)_3]溶液中残余浓度的变化;采用差异吸收分析(differential absorbance,DA)、三维荧光(three dimensional fluorescence excitation-emission matrix spectroscopy,3D-EEM)和气相色谱(gas chromatograph,GC)、总有机碳分析(total organic carbon analyser,TOC)等研究水体有机物(富里酸)光谱特征、有机物和消毒副产物(DBPs)生成量在预臭氧、预臭氧-混凝(POC)以及臭氧-混凝联用(OC)后的差异;研究臭氧和混凝联合作用对有机物氧化程度及其对DBPs生成的影响.结果表明POC与OC作用存在明显差别,臭氧与混凝剂Al_2(SO_4)_3存在交互作用.交互作用主要体现在:(1)臭氧-混凝联用时臭氧降解速率加快;且臭氧降解中自由基产量相对增加.当臭氧投量2 mg·L~(-1),Al3+含量为1 mg·L~(-1)、3 mg·L~(-1)时,自由基捕获量比单独臭氧分别高15.2%和23.9%.(2)联用和预臭氧-混凝对有机物反应的差异,体现在OC有机物去除率低于POC,二者对有机物的反应途径不同;进而导致有机物与消毒剂反应的差异以及DBPs生成的差异.联用对DOC的去除能力明显强于单独臭氧和单独混凝,但弱于预氧化-混凝.当O3浓度为1 mg·L~(-1)、Al3+1 mg·L~(-1)时POC处理后二氯乙酸生成势(DCAAFP)和三氯乙酸生成势(TCAAFP)分别为47μg·L~(-1)和20.5μg·L~(-1),三氯甲烷生成势(CFFP)为97.8μg·L~(-1),较原水分别降低51%、64.6%和41.5%;而相应臭氧-混凝处理后DCAAFP和TCAAFP分别为48.4μg·L~(-1)和21.4μg·L~(-1),CFFP为117.3μg·L~(-1);较原水分别降低49.6%、63%和29.5%.同等臭氧投量下,增加混凝剂的剂量,POC和OC处理效果的差异进一步扩大.为保证用水安全和处理效率,臭氧和混凝联用时对臭氧的浓度、投加位置、混凝剂的种类等都需要进一步的研究论证,慎重选择.     

纳米磁粉复配混凝剂深度处理木薯酒精废水研究

将纳米Fe_3O_4颗粒与无机混凝剂FeCl_3复配,用于木薯酒精废水的强化混凝处理;探索了磁复配前后混凝剂的除浊、除有机物和脱色效果,并对絮体和出水分别进行了红外和三维荧光光谱分析。结果表明:相较于普通FeCl_3,磁复配混凝剂的浊度去除率达98.5%,除浊效果有明显提高;而溶解性有机物和致色物质的去除主要依赖于FeCl_3的作用,由于木薯酒精好氧处理出水存在木质素分解产物和类黑精,大量羟基和酰胺键易与Fe~(3+)形成金属配位键。     

Efficient visible light photo-Fenton-like degradation of organic pollutants using in situ surface-modified BiFeO3 as a catalyst

The visible light photo-Fenton-like catalytic performance of BiFeO₃ nanoparticles was investigated using Methyl Violet (MV), Rhodamine B (RhB) and phenol as probes. Under optimum conditions, the pseudo first-order rate constant (k) was determined to be 2.21×10^-2, 5.56×10^-2 and 2.01×10^-2 min^-1 for the degradation of MV (30 μmol/L), RhB (10 μmol/L) and phenol (3 mmol/L), respectively, in the BiFeO₃-H₂O₂-visible light (Vis) system. The introduction of visible light irradiation increased the k values of MV, RhB and phenol degradation 3.47, 1.95 and 2.07 times in comparison with those in dark. Generally, the k values in the BiFeO₃-H₂O₂-Vis system were accelerated by increasing BiFeO₃ load and H₂O₂ concentration, but decreased with increasing initial pollutant concentration. To further enhance the degradation of pollutants at high concentrations, BiFeO₃ was modified with the addition of surface modifiers. The addition of ethylenediamineteraacetic acid (EDTA, 0.4 mmol/L) increased the k value of MV degradation (60 μmol/L) from 1.01×10^-2 min^-1 in the BiFeO₃-H₂O₂-Vis system to 1.30 min^-1 in the EDTA-BiFeO₃-H₂O₂-Vis system by a factor of 128. This suggests that in situ surface modification can enable BiFeO₃ nano-particles to be a promising visible light photo-Fenton-like catalyst for the degradation of organic pollutants.     

天然有机物对混凝效果影响机制及絮体特性分析

混凝是降低水体中天然有机物浓度的有效手段.本研究旨在了解天然有机物的存在对混凝效果及絮体特性产生的影响.实验以PACl25作为混凝剂来模拟含有一定量天然有机物的典型代表物质腐殖酸或柠檬酸配水的水处理混凝过程.分析了混凝过程中这两种有机物的存在对絮体颗粒大小、分形维数、Zeta电位和水中剩余铝浓度的影响.结果表明,在一定浓度范围内,随着溶液中腐殖酸、柠檬酸浓度的增加,絮体颗粒的大小及其成长速率、Zeta电位以及分形维数均呈现出下降的趋势(腐殖酸质量浓度从0 mg·L-1增加到10 mg·L-1、柠檬酸浓度从0μmol·L-1增加到7μmol·L-1,破碎前絮体大小分别降低34.2%、53.1%;絮体Zeta电位从10 mV左右分别下降到-10 mV及-2.5 mV左右;絮体成长速率分别下降了42.6%、77.5%;分形维数分别降低了0.08和0.094),表明有机物占据了微絮体表面从而导致絮体活性及致密性的降低;而在此有机物浓度范围内溶液中剩余铝的浓度却不因絮凝能力的下降而变化.     

混凝—淹没式曝气生物滤池组合工艺处理洗衣废水

利用混凝与淹没式曝气生物滤池相结合的处理工艺对洗衣废水进行了90d的研究。工程运行结果表明,洗衣废水经混凝后,COD平均下降52.9%,TP平均下降92.1%。混凝出水再经过曝气生物滤池进一步处理,最终出水水质为COD≤50mg/L,NH3≤2.57mg/L,TP≤0.27mg/L。     

光助氧化处理活性染料废水的研究

活性染料污水，水质复杂、色度深、污染物难于降解。采用单一的混凝法或生化法难以达到排放标准。本研究在活性染料污水混凝法处理的基础上进行光助催化。废水中的有机物在紫外光的作用下有机物发生降解。然后进行生化处理，使活性染料废水排放达到国家标准。