微曝气Fenton氧化法处理模拟双酚A废水的效果及其生物验证

研究了微曝气Fenton氧化法关键工艺参数对模拟双酚A（BPA）废水处理效果的影响,并从活性污泥性质和污染物去除率两方面,采用膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)对微曝气Fenton氧化法的处理效果进行了实验验证,为实现BPA废水的生物处理奠定基础。结果表明,初始pH值、反应时间、H₂O₂/COD(质量浓度比)、H₂O₂/Fe²⁺ (摩尔浓度比)、反应温度及曝气量均对预处理效果有较大影响,在最佳条件下,COD去除率可达70%,BOD/COD值则由原废水的0.02提高到0.50以上。MBR处理上述出水的结果表明,经微曝气Fenton氧化处理BPA的废水,可较好地适应后续的生化处理。     

Combined use of molecular biology taxonomy, Raman spectrometry, and ESEM imaging to study natural biofilms grown on filter materials at waterworks

DNA-based population analysis was applied in combination with Raman spectrometry and Environmental Scanning Electron Microscopy for the characterisation of natural biofilms from sand and activated carbon filters operated for a long term at a municipal waterworks. Whereas the molecular biology polymerase chain reaction combined with denaturing gradient gel electrophoresis approach provides a deeper insight into the bacterial biofilm diversities, Raman spectrometry analyses the chemical composition of the extracellular polymer substances (EPS), microorganisms embedded in EPS as well as other substances inside biofilm (inorganic compounds and humic substances). Microscopy images the spatial distribution of biofilms on the two different filter materials. In addition, bacterial bulk water populations were compared with biofilm consortia using the molecular fingerprint technique mentioned.Population analysis demonstrated the presence of more diverse bacterial species embedded in a matrix of EPS (polysaccharides, peptides, and nucleic acids) on the sand filter materials. In contrast to this, activated carbon granules were colonised by reduced numbers of bacterial species in biofilms. Besides α-, β-, and γ-Proteobacteria, a noticeable specific colonisation with Actinobacteria was found on activated carbon particles. Here, the reduced biofilm formation came along with a decreased EPS synthesis. The taxonomy profiles of the different biofilms revealed up to 60% similarity on the same filter materials and 32% similarity of different materials. Similarity of adherent communities from filter materials and bulk water populations from the filter effluent varied between 36% and 58% in sand filters and 6–40% in granular activated carbon filters.The biofilm investigation protocols are most crucial to subsequent acquisition of knowledge on biofilm dynamics and bacterial contributions to transformation or adsorption processes in waterworks facilities.     

活性炭在膜生物反应器中的应用研究进展

活性炭是一种非常优良的吸附剂,具有物理吸附和化学吸附的双重特性。本文介绍了近年来向膜生物反应器中投加活性炭的应用研究进展,表明投加活性炭可以提高膜生物反应器的处理效果,同时对改善膜污染有很好的效果。     

膜生物反应器中溶解性微生物产物特性的研究进展

溶解性微生物产物是制约生物处理出水达标和回用的主要污染物,处理工艺和操作条件的不同可能造成其特性差异。阐述了溶解性微生物产物的定义和产生机制,对膜生物反应器中溶解性微生物产物的组成、分子质量分布、亲水／疏水性、螯合性和毒性进行了概述,分析了影响其产生、特性和去除的因素。由于膜的截留作用使溶解性微生物产物在膜生物反应器中积累,容易引起膜污染。可以通过优化操作条件,减少溶解性微生物产物的产生,提高出水水质,有效地抑制膜污染。     

陶瓷膜污染过程分析与膜清洗方法优化

采用膜孔径为50 nm的陶瓷膜错流过滤方式,对碱性高浓度有机洗涤废水进行9个周期的膜通量衰减及反向脉冲清洗再生实验研究.通过设计膜污染阻力构成实验,测算膜污染总阻力及其构成比例.实验结果表明,膜固有阻力比例较低,浓差极化污染较弱,Rt和Rc+Rirt污染阻力稳定性较高,膜堵塞形式兼有孔内堵塞和滤饼过滤;选择质量分数0.1％的稀盐酸和0.2％的草酸溶液膜清洗效果均较好,清洗时间为3 min,脉冲时间和频率为3 s/5 s.     

改良型AO法组合工艺中有机物的三维荧光分析

采用三维荧光(EEM)光谱技术,对上海竹园第二污水处理厂改良型AO法组合工艺运行过程中的各种溶解性有机物(DOM)进行分析,并对比研究传统好氧活性污泥法曝气池出水和A/O脱氮工艺硝化池出水DOM的EEM光谱的迁移变化特性.结果表明,各种DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经改良型AO法组合工艺处理后,荧光峰的强度降低了14％～60％,同时类蛋白质和腐殖质的结构也发生了变化;腐殖酸溯源表明DOM中的腐殖酸以微生物代谢产生的带有荧光基团的腐殖酸类为主.     

动态污水处理过程的多模型动态矩阵控制

针对活性污泥法污水处理系统的强耦合和动态变化特性,提出一种用于前置反硝化脱氮工艺的多模型动态矩阵(DMC)解耦控制方法;通过K-均值聚类分析法对外界入水中氨氮浓度进行聚类,获得以聚类中心为入水氨氮浓度的静态模型集合,分别设计线性DMC解耦控制器;再以当前时刻外界进水氨氮浓度和聚类中心为基本元素,构造切换函数,实现多模型切换。将该方法应用于活性污泥1号模型(ASM1)中,获得了较好的动态仿真效果。     

混凝剂品种对混凝-超滤联合工艺膜污染的影响

本实验以工业化学合成聚合硫酸铁混凝剂和自制生物聚合硫酸铁为例,考察了铁系混凝剂品种对地表水浊度、TOC和UV254的去除效果,混凝剂品种对混凝-超滤联合工艺处理地表水过程中超滤膜污染的影响。混凝实验结果表明,在10 mg/L(以Fe3+计)最佳投加量下,两类混凝剂对浊度、TOC和UV254的去除率基本相同。超滤膜污染实验结果表明,生物聚合铁预处理水样通量衰减速度略大于化学聚合铁预处理水样;膜污染阻力分析结果显示,随着循环次数的增加,工业化学合成聚合铁预处理水样造成的不可逆污染阻力逐渐增加,而生物聚合铁预处理水样造成的不可逆污染阻力却略有下降;膜污染机理分析表明,2组过滤过程的膜污染类型基本相似,由最初的膜孔堵塞过渡到最终的滤饼层污染。SEM分析表明,生物聚合铁预处理水样的膜污染较为严重。     

Fenton氧化-序批式膜生物反应器耦合处理干法腈纶废水

采用Fenton氧化-序批式膜生物反应器(SBMBR)组合工艺处理干法腈纶废水。结果表明,在废水初始pH值为3.0,H2O2投加量为90.0 mmol/L,Fe2+投加量为20.0 mmol/L,反应时间为2.0 h的条件下,Fenton氧化预处理对腈纶生产废水的COD去除率达到47.0%以上,COD由1 091 mg/L降至560 mg/L,废水的BOD5/COD由0.32升至0.69,废水的可生化性得到显著提高。Fenton处理出水与丙烯腈废水等比例混合后,采用SBMBR进行生化处理,在水力停留时间为24 h,90 min缺氧/150 min好氧交替运行的条件下,COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为71.7%、97.2%和47.4%,碳源不足是限制TN去除效果的主要影响因素。在无外加碳源的条件下,组合工艺处理后出水COD和NH4+-N浓度分别为117 mg/L和1.7 mg/L,出水水质可以稳定达到国家一级排放标准(GB8978-1996)。     

无机陶瓷膜处理油田采出水

针对陶瓷膜在油田采出水处理过程中操作参数的选择及污染机理进行了研究。通过现场实验,分析了不同的操作参数对膜通量的影响,陶瓷膜对含油量及悬浮物的去除效果,膜阻力组成及膜污染清洗方法。实验结果表明,在确定出水水质达到低渗透油田注水水质A1级标准条件下,陶瓷膜过滤最佳操作条件为:跨膜压差0.16 MPa、温度50℃、膜面流速5.0 m/s。同时发现,NaOH和HNO3联合清洗有助于恢复膜通量。