用微观作用力解析无机离子对腐殖酸的膜污染行为影响

基于Na+、Ca2+离子在天然水体中的普遍存在及对超滤膜有机污染行为的影响,本研究主要考察了不同离子条件下腐殖酸(HA)对PVDF超滤膜污染行为的影响机理。使用原子力显微镜结合自制的膜材料及污染物探针定量测定了不同离子条件下PVDF-HA及HA-HA之间的相互作用力,同时进行了相应的膜污染实验及定量研究腐殖酸的去除效果。结果表明,PVDF-HA及HA-HA之间的相互作用力大小与膜污染速率及污染幅度呈正相关关系。一价Na+离子通过电荷屏蔽可降低HA表面的带电量,对HA膜污染行为及PVDF-HA及HA-HA之间作用力的影响并不明显。二价Ca2+离子通过电荷中和作用大幅度降低了HA表面的有效带电量,使得PVDF-HA及HA-HA之间的粘附力增大,加剧了膜污染速率。而过多的Ca2+离子会加剧HA之间的聚合,降低了HA进入膜孔内的机率,虽然会短暂的增加腐殖酸的去除效率但无法从根本减轻膜污染。     

Numerical estimation of photovoltaic–electrolyzer system performance on the basis of a weather database

We performed a numerical simulation to investigate the performance of a photovoltaic (PV)–electrolyzer on the basis of a simulated weather database during the summer solstice (SS), autumnal equinox (AE), and winter solstice (WS), and all year round. First, we selected a location in southern Taiwan (latitude: 22.65°N) to create a local weather simulation database that included daily solar radiation, wind speed, and ambient temperature. The I–V curves of a PV system and an electrolyzer were obtained numerically by using Simpson integration computation. Subsequently, the optimal configuration of a PV driving system comprising the electrolyzer and the PV panel was determined. The database of weather conditions was input into the numerical estimation model of the PV–electrolyzer system, and the hydrogen generation rates and hydrogen production volumes under both clear skies and changeable weather conditions were obtained.     

浸没式超滤膜替代砂滤处理东江水的中试研究

针对传统饮用水处理工艺的升级改造问题,通过中试实验,系统考察浸没式超滤膜替代砂滤处理东江水的出水水质并研究高通量条件下的膜运行条件。结果表明,浸没式超滤膜出水浊度不受原水水质条件影响,均保持在0.1 NTU以下,与砂滤出水相比具有优势,但有机物去除率与砂滤相差不大。膜系统在高通量条件下运行时,过滤周期应作适当的缩短,采用合理的物理清洗来缓解膜污染,并辅助以有效的在线化学清洗可保证膜过滤的长期稳定运行。     

基于新型絮凝剂和专用絮凝反应器的垃圾渗滤液处理中试研究

针对实验室所得垃圾渗滤液专用铁镁铝复合絮凝剂配方进行了批量扩大化生产,设计开发了中试专用絮凝反应设备,在垃圾填埋现场进行了絮凝中试实验。研究结果表明,最佳搅拌速度为170 r/min,最佳投药量为20%,COD去除率大于50%,BOD去除率大于30%,渗滤液可生化性由0.4提高到0.65,色度去除率约70%～80%,重金属去除率大于80%,优于同类常规市售絮凝剂聚铁、聚铝、聚铝铁;垃圾渗滤液处理专用絮凝反应器能满足设计开发要求,具有处理效果好、结构紧凑、多功能、自动化程度高、方便移动适于现场实验等特点;为适应渗滤液絮凝反应剧烈、产生大量泡沫、影响固液分离效果的特点,专用絮凝反应器固液分离部分的细部尺寸应进一步优化调整。     

小球藻(Chlorella vulgaris)净化沼液和提纯沼气

为了研究同时提纯沼气和净化沼液的可能,利用沼液作为小球藻(Chlorella vulgaris)的培养基,同时把沼气中的CO2作为小球藻培养的碳源。在无菌培养条件下,得出了最适生长条件为沼液浓度50%、初始pH值6.0、接种小球藻干重为0.20 mg/mL、光质为红光。在此条件下沼液中的COD、TN、TP和BOD5的去除率分别达到了88.5%、91.2%、95.3%和87.6%,沼气中甲烷含量由原先的40%提升到60.2%。很好地同时解决了沼气品质低下和高浓度污染物沼液污染环境的问题。     

好氧颗粒污泥动态膜生物反应器工艺参数及运行性能

以一体式尼龙筛网动态膜生物反应器(DMBR)为研究体系,与好氧颗粒污泥相结合,形成新的好氧颗粒污泥动态膜生物反应器(AGDMBR),探讨了在新工艺条件下对COD、氨氮的去除,以及出水浊度的变化,与活性污泥动态膜生物反应器(DMBR)做比较,研究了进水流量、曝气量等工艺运行参数与膜污染之间的关系,并对系统中污泥的EPS进行分析。结论表明,AGDMBR系统对COD和NH4+-N的平均去除率分别为91%和95%,出水浊度为6 NTU,处理效果均优于DMBR系统;AGDMBR系统在运行过程中膜污染速度随进水流量的增大而加快;曝气量为125～150 L/h时,膜通量持续时间最长;AGDMBR系统比DMBR系统在膜污染的延缓上具有明显的优势。     

氨氮降解菌最佳培养条件及降解动力学研究＊

从污水处理厂活性污泥中筛选分离得到一株高效氨氮降解菌AD-5,研究了温度、pH值、摇床转速以及接种量对降解菌AD-5的影响。实验结果表明:降解菌AD-5最适生长温度为35℃,最适宜培养基pH为7,最适宜摇床转速为120r/min,100mLLB液体培养基,最适宜的接种量为6.0mL。在最佳培养条件下菌株AD-5具有更高的活性。菌种AD-5对氨氮的降解动力学实验结果表明:氨氮的残留浓度Y与时间X符合方程Y=73.3836e(-0.07722)X。     

Concentrations and speciation of arsenic in groundwater polluted by warfare agents

Groundwater polluted with phenylarsenicals from former warfare agent deposits and their metabolites was investigated with respect to the behavior of relevant arsenic species. Depth profiles at the estimated source and at about 1 km downgradient from the source zone were sampled. The source zone is characterized by high total arsenic concentrations up to 16 mg L⁻¹ and is dominated by organic arsenic compounds. The concentrations in the downgradient region are much lower (up to 400 μg L⁻¹) and show a high proportion of inorganic arsenic species. Iron precipitation seems to be an effective mechanism to prevent dispersion of inorganic arsenic as well as phenylarsonic acid. Reductive conditions were observed in the deeper zone with predominant occurrence of trivalent arsenic species. The inorganic species are in redox equilibrium, whereas the phenylarsenic compounds have variable proportions. Methylphenylarsinic acid was identified in groundwater in traces which indicates microbial degradation activity.     

铜绿微囊藻生长条件优化模拟研究

采用Plackett Burman实验设计与响应曲面法(RSM)相结合,研究了环境因子对铜绿微囊藻生长的影响。首先采用Plackett-Burman设计对影响藻细胞生长的环境因子进行筛选,结果表明:温度、NaNO3、K2HPO4、Ferric.Citrate对铜绿微囊藻的生长有重要影响,各因子影响值大小为E温度EK2HPO4ENaNO3EFerric.Citrate。在此基础上,用Box-Behnken设计对铜绿微囊藻的生长条件进一步优化,通过对藻细胞最大现存量与各考察因子之间的输入响应关系进行分析,结果表明:铜绿微囊藻的最佳生长条件是:温度为29℃,NaNO3为1.059 mmol/L,K2HPO4为0.057 mmol/L,Ferric.Citrate为0.024mmol/L,此时藻细胞的最大现存量为10.8293×105cells/mL。     

城镇污水处理厂用地、运行及建设费用研究

汇总收集了国内已建城镇污水处理厂的大量资料,分析探讨了污水处理厂厂区占地面积、运行及建设费用与处理规模之间的关系,为今后污水处理厂的设计规划、工艺选择、建设费用分析等提供参考依据。研究表明污水处理厂厂区占地面积与处理规模可用函数表示,且具有较高的相关性。城镇污水处理厂所选用的工艺和处理规模对其运行成本有较大的影响,分别对大中小规模的污水处理厂在不同工艺下的运行成本进行分析,得出大规模污水处理厂的工艺选择对其运行成本影响不大;中规模污水处理厂易采用氧化沟工艺;小规模的污水处理厂适合采用SBR工艺。建设费用与污水处理规模有密切关系,由于建设费用受多种因素影响,又以江浙地区为例,对其建设费用与污水处理规模之间关系进行具体分析,对以上结论给予一定的补充。