城市雨水管网沉积物不同分子量溶解性有机质空间分布及光谱特征

采用超滤法、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱分析法研究了北京市西城区4个典型功能区(居民区、文教区、交通区、商业区)雨水管网表层沉积物中不同分子量溶解性有机质(DOM)的分布特征和光谱特性。结果表明:雨水管网沉积物DOM以小分子量组分为主,约占整体水平的60%~70%。通过分析还发现,沉积物中小分子量(小于3k Da)DOM主要是类蛋白物质,而腐殖类物质主要集中在DOM的大分子量(大于10k Da)区域,微生物活动对小分子量DOM贡献作用显著,由此可见,DOM的分子组成和结构特性在一定程度上可以作为雨水管网沉积物DOM主成分和来源的衡量指标。4个功能区DOM腐殖化水平较低,表现出随分子量增大DOM腐殖化程度升高的规律。     

预处理＋超滤技术处理饮用水

在查阅了大量的国内外文献资料基础上,主要介绍了超滤技术及预处理应用于饮用水净化的研究。尽管超滤是一种去除病原微生物（病原菌、病毒和病原原生动物）有效的消毒工艺,但因它的截留分子量比较高,去除天然有机物相对无效。试验证明,适当的预处理可使超滤膜不仅能去除天然水中大量颗粒状物质,同时也可去除溶解性有机物及THMFP。     

热处理和pH调节协同作用下污泥调质过程研究

采用单因素实验和正交实验相结合的方式,考察了不同实验条件参数（温度、pH和反应时间）下,热处理和pH调节对污泥细胞溶出过程的影响。结果表明,污泥溶解性化学需氧量（SCOD）与反应温度、溶液pH、反应时间成正相关,其中pH对SCOD的影响最为显著,反应时间对其影响最小。污泥溶胞的最优条件：反应温度120℃,pH=11,反应时间为15 min,经过处理,SCOD可达14 810 mg/L,与总化学需氧量（TCOD）之比为49.29%,总有机碳（TOC）达4 560 mg/L,总氮（TN）则增加27%,总悬浮固体（TSS）和挥发性悬浮固体（VSS）去除率分别达22.85%和40.93%。热碱处理后污泥上清液分子量分布（MWD）状况结果显示：〉1 000 KDa MW物质含量随pH和温度的增加而增加,当pH=11时,该部分物质可从原污泥的20.94%增加到31.70%;当温度为120℃时,该部分物质可达49.83%。     

A/O-膜生物反应器和A~2O系统中有机物分子量分布的对比研究

采用凝胶过滤色谱(GPC)对A/O-膜生物反应器(A/O-MBR)和A2O系统中有机物分子量分布进行了对比研究.结果表明,A/O-MBR系统中由进水到好氧滤液的有机物分子量分布依次变宽,其趋势恰好与A2O系统相反;A/O-MBR好氧滤液的有机物分子量分布远宽于A2O好氧滤液.A/O-MBR好氧滤液中重均分子量(Mw)＞107 u的有机物占总有机物质量的3.4%,表明正是由于膜的截留作用导致这类大分子有机物在MBR中的累积,而无法像A2O系统一样随出水流走;A/O-MBR系统各段污泥混合液的胞外聚合物(EPS)的分子量分布较分散,说明A/O-MBR系统中微生物新陈代谢产物多,并在膜的截留作用下最终造成了这些产物在膜表面大量的沉积.     

EGSB反应器处理城市生活垃圾沥滤液

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对城市生活垃圾焚烧厂产生的垃圾沥滤液进行处理。实验结果表明:中温条件下,当COD浓度为55 000 mg/L左右,有机容积负荷(OLR)为22.8 kg COD/(m3.d)时,EGSB对垃圾沥滤液具有较好的的处理效果,COD去除率可达94.2%。当进水COD为72 000 mg/L左右时,为保证反应器的稳定运行,OLR应降低至18.2 kg COD/(m3.d),此时COD去除率可以达到88%左右,出水COD平均为9 103 mg/L。垃圾沥滤液和EGSB处理出水均以小分子量有机物为主,其中<4 kDa的有机物分别占76.5%和74.4%。EGSB对整个分子量区间的溶解性有机物都有较好的处理效果,其中对大分子有机物的处理效率相对更高。     

混凝对二级出水中有机物分布特性的影响

以城市污水处理厂二级出水为研究对象,通过烧杯实验,确定了以三氯化铁(FeCl3)和聚合氯化铝(PAC)为混凝剂时两种混凝剂的最佳投加量,在此基础上采用XAD树脂分离技术和超滤膜法对水中溶解性有机物(DOM)进行分级表征,研究了混凝前后水中DOM的亲疏水特性、分子量分布规律以及比紫外吸收值(SUVA)和E4/E6(A465nm/A665nm)的变化.结果表明,当FeCl3和PAC投加量分别达到30 mg/L和60 mg/L时,可以使出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准;FeCl3对含碳碳不饱和双键及芳香环的有机物的去除效果优于PAC;FeCl3对小分子有机物的去除效率更高,而PAC对分子量＞100 000的大分子有机物的去除效果优于FeC13;混凝处理对疏水性有机物的去除效果优于对亲水性有机物的去除效果,同时其对酸性物质的去除效率高于对非酸性物质的去除效率.     

Fenton氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的研究

对Fenton氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的方法进行了研究,在综合考虑经济性和去除效果的前提下,提出了反应的最佳条件:H₂O₂投加量为220 mg/L,Fe²⁺投加量为180 mg/L,聚丙烯酰胺投加量为4.5 mg/L,反应时间为0.5h,pH=7.最终COD去除率可达44.5%,色度可以降为35倍,出水符合国家污水排放二级标准.同时,通过分析分子量分布和小分子有机物组成,揭示了Fenton氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的污染物变化规律.结果表明焦化废水经过Fenton氧化/混凝协同处理后,其出水可达到国家二级排放标准,并且处理成本相对较低,具有实际应用的前景.     

南水北调丹江口水库原水有机物分子组成规律及其强化混凝处理的效能对比

以取自南水北调中线工程的丹江口水库原水作为研究对象,考察了丹江口水库原水中有机物的分子量大小和亲疏水性分子组成规律,并确定了其所适用的强化混凝工艺条件.分离试验表明,丹江口原水中有机物主要以小分子量形式存在.其中,1 000组分的溶解性有机碳(DOC)和UV254所占比例最大,分别为39.98%和39.10%,且此区间还具有最高的三卤甲烷生成潜能(THMFP)和含氮消毒副产物生成潜能(N-DBPFP).亲疏水性方面,原水中弱疏水性组分含量最高,疏水性有机物的比例用DOC表征时超过80%.强疏水性组分含量最低但是强疏水性组分的THMFP最大,占总量的57.31%,而各组分的NDBPFP则相差不大.混凝试验表明,当采用聚合硫酸铁(PFS,4 mg·L-1)和聚丙烯酰胺(PAM,0.4 mg·L-1)处理丹江口原水时,强化混凝效果最好,可实现较为有效的去除浊度(76.33%)、DOC(25.57%)、UV254(37.78%)及THMFP(23.16%).本研究成果可为南水北调河南受水区既有水厂升级改造与工艺的优化运行提供有效的理论和技术支持.     

抗交联剂对聚丙烯酰胺分子量和絮凝性能的影响

采用K2S2O8/NaHSO3引发丙烯酰胺溶液聚合,探讨了抗交联剂甲酸钠对聚丙烯酰胺（PAM）的粘均分子量及絮凝性能的影响。研究结果表明：以K2S2O8/NaHSO3为引发剂,反应温度20℃,引发剂用量为0.5‰,丙烯酰胺单体浓度40%,抗交联剂用量为5ppm时,可获得最高粘均分子量达1.9×107的聚丙烯酰胺。絮凝实验结果表明：当抗交联剂用量为15ppm时,所合成的PAM的絮凝效果最好,上层液体的透光度可达95%以上。     

腐植酸中不同分子量组分与As(Ⅲ)的络合性能

采用超滤方法将腐植酸（HA）分成5个不同分子量组分,利用平衡透析法研究HA中不同分子量组分与As（III）的络合特征和作用机理,计算络合过程的条件分配系数、表观稳定常数.结果表明,腐植酸组分的分子量对HA与As（III）的络合过程有显著的影响,当分子量小于10kDa时,HA与As（III）络合能力明显强于其他条件.其中羧基和酚羟基在HA与砷络合中起重要作用,为主要络合位点.采用Scatchard分析和双位点配体模型对络合结果进行拟合,发现HA中不同分子量组分和As（III）的络合过程中均存在强和弱2种络合位点.