水固液微界面氧化还原反应过程与污染物控制研究

本文介绍了3个反应体系,包括铁锰复合氧化物氧化吸附除砷体系、铁氧化物包覆零价铁光芬顿催化和负载型多价态锰氧化物臭氧催化体系,通过固液微界面不同的氧化还原反应,实现了对水中砷和难降解有机污染物的高效去除.重点介绍了不同氧化还原反应对污染物转移转化的作用机制,说明了水体中固液微界面氧化还原反应,对污染物的转移转化起着重要作用.     

2007年春节期间北京大气细粒子中正构烷烃的污染特征

利用大流量颗粒物采样器分昼夜采集了2007年春节前后大气气溶胶中PM_2.5样品,并采用气相色谱-质谱技术对PM_2.5样品中的正构烷烃进行了检测和分析.结果表明,春节期间大气细粒子平均浓度全部超过WHO阈值,且夜间平均浓度要高于白天.细粒子中检测出C₁₀～C₃₃的正构烷烃,总浓度为201.7～2 715.6　ng·m^-3,夜间正构烷烃的平均总浓度（943.5 ng·m^-3）要高于白天(581.1 ng·m^-3）,除夕前的平均总浓度（1025.5 ng·m^-3）要高于除夕后（536.6 ng·m^-3）.主峰碳为23、 24和25,CPI值为0.9～1.4,平均为1.15,表明春节期间北京大气细粒子中的正构烷烃主要由化石燃料的不完全燃烧产生,%WaxC_n的结果表明生物源对气溶胶中正构烷烃的贡献率为8.5%～47%.     

贵阳城市污水及南明河中氯霉素和四环素类抗生素的特征

采用固相萃取-高效液相色谱（UV检测）分析了贵阳城市污水、南明河水和沉积物中氯霉素和四环素类抗生素的特征.结果显示,南北两岸污水中氯霉素、土霉素、四环素和金霉素的平均含量分别为27.0、 2.3、 11.0、 1.1 μg·L^-1和21.2、 2.1、 9.5、 0.5 μg·L^-1,其中以氯霉素的污染为主;污水中抗生素的含量呈现明显的季节变化,这与用水量和疾病特点有关.南明河已广泛受到包括农业、养鱼塘、城市污水等来源的抗生素污染,其中城市污水是最重要的来源,受其影响,污水口下游的抗生素污染尤为严重.河水中氯霉素、土霉素和四环素在冬季的含量范围分别在2.1～19.0、ND～3.0、 0.8～6.8 μg·L^-1之间,夏季分别在0.2～1.3、ND～0.03、 0.2～0.3 μg·L^-1之间,金霉素只在冬季检出,含量范围在0.09～0.14 μg·L^-1之间;沉积物中4种抗生素在冬季的平均含量分别为147.6、 76.6、 99.2和1.6 μg·kg^-1;在夏季分别为195.8、 89.1、 34.4和9.0 μg·kg^-1.数据表明,河水中抗生素的含量受河水流量及来源特点的影响很大,冬季河水中抗生素的含量明显高于夏季;沉积物中抗生素的季节变化不明显.     

用生物膜缺氧修复受污染的城市河道水

采用一种类似氧化沟的反应器,其中利用蜂窝陶瓷为载体形成生物膜替代活性污泥,对城市受污染的河道水体进行缺氧生物修复.修复过程中控制溶解氧含量在0.5 mg/L以下,使生物反应在缺氧状态下运行.在此过程中,水中的氨氮去除率为40%～60%,总氮的去除率达到40%～45%,即氨氮和总氮得到同步去除,且没有亚硝酸盐积累.提取生物膜置于摇瓶内进行厌氧培养发现,氨氮和亚硝酸盐氮也得到同步去除,这表明在低碳氮比的微污染地表水的生物修复过程中同时有硝化-反硝化和厌氧氨氧化现象.通过分子生物学分析,证实在生物膜群落里存在具有厌氧氨氧化能力的微生物.这一结果有可能为富营养化水体的修复提供一种经济、实用的技术途径.     

上海中心城区苏州河沿岸排水系统降雨径流水文水质特性研究

为了解城市合流制管道系统降雨径流的水文水质变化过程与特征,于2007年7～9月对上海中心城区合流制排水系统(CSS)4类强度降雨(小雨、中雨、大雨和暴雨)的降雨量、径流量和污染浓度进行了同步连续监测与分析.结果表明,径流过程线滞后于降雨过程线约15～25 min,形态与降雨过程线相似,波动幅度低于降雨过程线.4类强度降雨的径流系数分别为：0.33、 0.62、 0.67和0.73.CSS基本存在30/30标准的降雨径流初始冲刷现象,污染物浓度过程线滞后于降雨过程线约30～40 min. 4类强度降雨径流的pH值和重金属Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni的事件平均浓度(EMC)均符合地表水环境质量标准Ⅴ类水要求,COD、BOD₅、NH⁺₄-N和TP的EMC的变化范围分别为225.0～544.1、 31.5～98.9、 8.9～44.2和1.98～3.52 mg·L^-1,平均分别超过Ⅴ类水标准9.3、 5.6、 11.7和6.1倍,接近国外城市CSS的平均污染水平.SS与COD、BOD₅、NH⁺₄-N和TP在P<0.01水平上均具有一定的正相关性(R为0.359～0.736),颗粒态有机类和营养类污染物的比例平均为70.21%.     

泥水预分离MBR膜污染缓减效能研究

通过长期运行实验,进行了泥水预分离膜生物反应器（sludge/water pre-separation membrane bioreactor, S/W-MBR）与传统淹没式膜生物反应器（submerged membrane bioreactor, SMBR）对比研究,考察了污泥浓度、胞外聚合物含量（extracellular polymeric substances, EPS）及过膜阻力（trans-membrane pressure, TMP）随运行时间的变化规律及其对膜污染的缓减作用.结果表明,S/W-MBR与SMBR生物区的污泥浓度基本一致,而S/W-MBR膜区的污泥浓度较SMBR有显著降低.两者生物区的EPS含量均随运行时间的延长而增加,而S/W-MBR膜区的单位质量污泥的EPS含量始终保持在15 mg/g左右的较低水平.S/W-MBR比SMBR具有更好的缓减膜污染能力,在近90d的连续运行过程中,前者的膜组件仅需清洗2次,后者的膜组件清洗了5次.     

水源水中典型化学品突发污染的应急处理

针对被典型化学品双酚A(BPA)与邻苯二甲酸二乙酯(DEP)污染原水的应急处理工艺进行了研究.结果表明,活性炭吸附可有效去除双酚A和DEP.拟二级动力学模型和Elovich模型较好地描述粉末活性炭对原水中BPA和DEP的吸附过程.中试条件下,50 mg/L的粉末活性炭可分别将原水中浓度约为500 μg/L的双酚A和3.3 mg/L的DEP处理达标.炭砂滤柱对2种化学品的动态吸附表明,BPA和DEP的去除率受它们初始浓度的影响较小,在滤速为5.1～15.3 m/h的范围内BPA和DEP的去除率基本不受滤速的影响.当同时采用粉末活性炭和炭砂滤柱工艺时, PAC的吸附过程是去除污染的主要阶段,炭砂滤柱可以作为粉末活性炭的有效补充保证一定的安全系数.KMnO₄和Cl₂均不能氧化DEP,3 mg/L的KMnO₄和1.5 mg/L的Cl₂可几乎完全氧化水中浓度为850　μg/L的BPA,BPA的氯化产物和KMnO₄的氧化产物及其毒性有待于进一步研究.　1.5 mg/L高锰酸钾和PAC联用对去除DEP无协同作用,对去除BPA有促进作用.     

特定岸坡生态系统去除水源中微量有机物实验研究

水源地长期污染严重,微量有机物检出率增加,水质安全性下降,以及岸坡传统硬质化护砌导致生态恶化,为此提出以新型环保材料生态混凝土构建特定岸坡生态系统改善水源水质的研究方法.中试实验结果表明,停留时间为6 d时,水中阿特拉津、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯的去除率分别为70.5%、57.7%、72.4%、62.4%和45.1%,水样有机物图谱峰数与黄浦江原水相比减少23个,峰总面积降低36.8%;相同条件下对照水库(岸坡硬质护砌),5种微量有机物的去除率仅为40.2%、42.9%、54.8%、52.0%和16.2%.以生态混凝土为载体构建的水源地特定岸坡生态系统在微生物和绿色植物等多因素协同作用下,使水中微量有机物去除效果明显,对改善水源水质和生态修复具有积极意义.     

雨水管道沉积物对径流初期冲刷的影响

为了避免汇水面源头以及分流制雨水管道系统中沉积的大量污染物在降雨时随雨水径流被冲刷进入水体,从而控制径流对水环境构成的冲击性污染,从理论和试验2方面分析了管道径流污染物(汇水面和管道沉积物2个来源)的流失规律.结果表明,汇水面源头污染物流失较符合源头冲刷的指数衰减模型,管道内沉积物流失可用流量曲线模型计算;管道内沉积物占管道径流污染物的比例越大,管道径流的初期冲刷现象越不明显.为了提高径流污染控制设施的效率,宜在源头进行分散控制,并加强雨水管网系统清洁维护,避免污染物的积累.     

滇池大清河河口二维水环境模型研究与应用

以滇池大清河河口为对象,根据其水动力特征,建立了二维水环境模型.其中水动力模块采用交替方向迭代法进行数值求解,水质模块中参数的取值通过2006年和2007年现场原位实验和实验室模拟实验获得,并利用2007年的实际监测数据对模型进行率定和验证.运用率定的模型,模拟了生态修复工程实施后大清河人湖控制断面的水质变化情况,以期为治理方案的优化和效果评价提供参考.