日本污水脱氮除磷深度处理工艺分析

为提高进入琵琶湖水体水质和有效恢复并保持琵琶湖流域水生态环境,日本滋贺县10家下水道污水处理厂全部采用脱氮除磷深度处理工艺。湖南中部净化中心目前规模为26.85万t/d,采用缺氧-好氧循环硝化/反硝化(AO)、厌氧-缺氧-好氧(AAO)和多段进水多级缺氧-好氧硝化/反硝化(SMAO)3种深度处理工艺。AAO工艺是国内城镇污水处理厂广泛采用的二级生化工艺,AO、SMAO工艺在国内还没有应用实例。AO、AAO工艺采用内循环硝化/反硝化反应脱氮,SMAO工艺采用无内循环的多段进水多级硝化/反硝化反应脱氮。AO、SMAO工艺采用化学方式除磷,PAC添加浓度约50 mg/L。AAO工艺采用化学和生物组合方式除磷,PAC添加浓度降低到约30 mg/L。AO、AAO工艺出水BOD、CODMn、SS、TN和TP均值分别约为0.9 mg/L、5.2 mg/L、99.5%、78.0%和98.1%。SMAO工艺出水TN约为2.5 mg/L,TN去除率提高到91.6%,其他指标和AO、AAO工艺基本相同。     

中型污水处理厂中药物和个人护理品的分布与去除

为了解15种药物及个人护理用品(PPCPs)在中小型污水处理厂中的分布及其去除效果,采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术对3座A2/O工艺的污水处理厂水样进行分析研究。结果显示,除普萘洛尔、吉非罗平和吲哚美辛在3座中小型污水处理厂各个工艺单元中均未被检出外,其余12种目标化合物的检出频率在90%~100%之间。进水水样中PPCPs的平均检出浓度为2 285.4 ng/L,其中咖啡因(CF)的平均检出浓度最高为973.3 ng/L,酮洛芬(KP)的平均检出浓度次之为844.7 ng/L,两者之和占进水水样中PPCPs平均含量的79.5%,表明污水处理厂的主要污染物为CF和KP。3座污水处理厂对CF的去除效果最为显著,平均去除率为95.3%,对15种PPCPs总去除效率在39.3%~82.8%之间。     

高效液相色谱-串联质谱法同时检测地表水中13种药物及个人护理品

采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)检测,建立了地表水中13种药物及个人护理品的测定方法。水样用盐酸与氢氧化钠溶液调pH值至7.0左右,过固相萃取小柱进行富集,用14 mL甲醇洗脱。以C18柱为分离柱,0.01%甲酸的甲醇-0.01%甲酸水溶液为流动相,目标物在10 min内分离,在0.50~250 μg/L范围内,13种化合物峰面积与内标物质峰面积之比与质量浓度的线性关系良好(>0.99),检出限在0.05~0.5 ng/L范围内。基质加标实验结果表明,13种化合物在水中的回收率分别在56.2%~123.2%之间(加标水平5 ng/mL)和58.0%~107.8%(加标水平50 ng/mL),相对标准偏差在1.60%~19.9%(n=6)之间。应用该方法测定了从2条纳污河流采集的10份水样,结果表明,除美托诺尔和普洛萘尔未被检出外,其余11药物的检出频率在30%~100%之间。在13种目标物质中,咖啡因的检测浓度最高达287.5 ng/L,舒必利次之,为277.5 ng/L。本方法快速、准确,适用于地表水中PPCPs类的快速测定。     

磁性Fe3O4/石墨烯纳米复合材料催化降解水中17β-雌二醇

利用化学沉淀法制备磁性四氧化三铁 /石墨烯(Fe3O4 /GE)纳米复合材料,并将其与H2O2构成非均相Fenton体系用于催化降解水中微量的17β-雌二醇(E2),研究了初始pH值,初始H2O2浓度,催化剂用量对E2降解的影响。结果表明,Fe3O4/GE纳米复合材料在无需外加光源的条件下能够有效催化降解E2。在pH 7.0,E2初始浓度为1 mg/L,初始H2O2浓度为15 mmol/L,Fe3O4 /GE投加量为15 mg/L的条件下,反应8 h后可去除92.9%的E2。Fe3O4/GE具有便捷的磁分离特性和稳定的催化活性,经过7次循环使用后对E2的降解效率仍保持在91.5%左右。     

磷酸铵镁碱促(Mg(OH)2)热解产物氨氮去除性能

磷酸铵镁热解循环技术可以有效降低磷酸铵镁结晶技术的药剂费用。同时,在磷酸铵镁热解过程中添加Mg(OH)2碱促媒介,能阻止磷酸氢镁向焦磷酸镁的转化,并降低热解产物氨氮去除过程中上清液磷酸盐的残留。在Mg(OH)2:NH4+摩尔比为1:1,热解温度为110℃条件下,热解产物沉氨效率接近84%,上清液磷酸盐残留量为0.02 mg/L。     

Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的降解

以浸渍法制备的新型纳米Fe3O4/ZrO2为催化剂,3,4-二氯三氟甲苯(3,4-DCBTE)为目标污染物,用Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系对目标污染物进行降解,考察催化剂的催化效果和温度、pH、H2O2投加量和掺杂比等因素对催化剂催化效果的影响。结果表明,以纳米Fe3O4/ZrO2作为催化剂的非均相类Fenton体系对3,4-二氯三氟甲苯的处理效果极佳;随着温度的升高,纳米Fe3O4/ZrO2的催化效果不断提高;当pH降低时,催化剂的催化效果有明显提升,原始pH(pH=5.7)时反应去除效果最佳,去除率可达88.6%;催化剂用量的增加同样可以提高3,4-二氯三氟甲苯的降解效率;催化剂中Fe3O4:ZrO2的物质的量比为1:2时效果较其他掺杂比的催化剂效果更好,去除率最终可以达到96.82%;当H2O2投加量增加时,3,4-二氯三氟甲苯的降解效率先提高后降低,投加量为0.3 mL时去除效果最好,几乎可以完全去除目标有机物。以Fe3O4/ZrO2-H2O2非均相类Fenton体系处理3,4-二氯三氟甲苯时,目标污染物的降解符合一级反应动力学。     

烧结烟气脱硫颗粒物的变化特性

利用静电低压撞击器(ELPI)对石灰石-石膏法脱硫前后烟气中的细颗粒(PM2.5)进行采样分析,获得细颗粒浓度与粒径分布特性。对脱硫前后细颗粒形貌和主要元素进行扫描电镜(SEM)、离子色谱(IC)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行分析。结果表明,石灰石-石膏法对于烟气中的细颗粒数浓度的脱除效率为负值,脱硫后出口烟气细颗粒数浓度增加4.95倍;细颗粒的形貌发生很大变化,脱硫前细颗粒以单个球形或团形态分布,脱硫后颗粒相互堆积形成致密不规则层状结构;化学组成分析表明,细颗粒中主量元素Al、Fe和Si的含量稳定,但水溶性离子Ca2+和SO42-含量增加明显,分别由3.5%、6.45%增加到8.76%、32.73%。     

预处理-水解酸化-厌氧-好氧工艺对玉米淀粉废水有机污染物的降解

采用气相色谱/质谱(GC/MS)、三维荧光光谱(EEM)等检测手段分析预处理/水解酸化/厌氧/好氧组合工艺对玉米淀粉废水有机污染物的降解情况。结果表明,竖流沉淀预处理阶段对TOC平均去除率36.7%,废水中主要为芳烃、烷烯烃以及杂环类物质,EEM产生的5个荧光峰均为芳香蛋白类有机物;水解酸化阶段大部分杂环以及芳烃类有机物水解成有机酸和醇类物质,TOC平均去除率22.7%;厌氧阶段TOC平均去除率最高,达到97.8%,废水中以芳烃和烷烯烃为主,荧光峰减少至2个且强度减弱;好氧阶段TOC平均去除率为61.3%,有机物主要为难降解的长链烷烃物质,芳香蛋白类有机物荧光峰全部消失,新生成了与微生物代谢相关的腐殖酸类物质。     

硫自养填充床生物反应器去除水中的高氯酸盐

建立了硫自养填充床生物反应器用于水中ClO4-的去除,考察水力停留时间(HRT)、水温的影响及副产物产生规律。结果表明,当进水ClO4-浓度为22.40~21.07 mg/L时,逐步缩短HRT为12、8、4、2、1.5和1 h,经4~6 d的适应期,反应器对其去除率可达99%以上;低浓度的NO3--N(2.17 mg/L)的存在对ClO4-的降解不产生抑制,两者可同步去除;3℃以内的水温波动对其去除影响较小,较大的温度波动(-8℃)会造成去除率下降;Cl-作为惟一还原产物,其浓度增多符合化学计量比。同时,研究证实了硫歧化反应的发生,出水SO42-浓度的增加量大于理论值,S2-离子浓度较低(4-完全去除时,出水pH值比进水降低约1.1个单位。     

TiO2-rGO制备及其对亚甲基蓝溶液的降解

本实验用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过溶胶-凝胶法制备得到TiO2-石墨烯复合材料(TiO2-rGO),研究了不同制备条件对复合材料光催化性能的影响。采用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),比表面积(BET),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光光谱(PL)等测试手段对复合材料进行表征。结果表明,TiO2-rGO复合材料中的TiO2为锐钛相,且能均匀附着在石墨烯片层上,呈现层状堆积结构;与纯TiO2相比,复合材料具有较大的比表面积和更高的可见光响应。研究了该复合催化剂在紫外光下对亚甲基蓝以降解效果。当焙烧温度为450℃、TiO2/GO质量比为125:1时,制备得到的TiO2-rGO具有最优的光催化效果。