铈氮改性水热炭活化过硫酸钾降解盐酸四环素

以牛粪、双氰胺(C2H4N4)和Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O为原料,通过微波水热法制备了具有高催化性能的铈氮改性水热炭(Ce-N-HTC),采用XRD、元素分析、SEM、TEM、FTIR和XPS对其进行了表征,并对其活化过硫酸钾降解盐酸四环素(TCH)进行了评价。结果表明,在pH=7.0下,Ce_(0.3)-N-HTC{m[Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O]/m(双氰胺)=0.3}对TCH 70 min内的降解率可达90.3%,且HCO3–对TCH降解率的影响较大。竞争性自由基猝灭实验和电子顺磁共振测试表明,Ce_(0.3)-N-HTC可通过自由基(·OH)和非自由基(1O_(2))两种途径实现对TCH的降解,循环使用5次对TCH的降解率仍能保持在75%以上。

三峡库区新生消落区沉积物磷形态分析

通过分析三峡库区新生典型消落区上覆水及沉积物中磷的赋存形态,揭示消落区沉积物中磷的分布特征和释放规律.结果表明,不同类型的新生消落区沉积物磷的分布特征与消落区类型、原有使用背景、临时性使用情况等因素有关.消落区类型对消落区上覆水ρ(总磷)的影响较弱.消落区沉积物w(活性磷)与淹没状态相关,由露出到淹没状态活性磷逐渐减少,沉积物中w(钙磷)和w(闭蓄态磷)相对较恒定.受水陆交替非稳态环境因素的影响,水陆交替沉积物w(总磷)相对较低.消落区沉积物与上覆水中磷的迁移、转化主要以活性磷的释放和沉积为主.

活性污泥外循环SBR系统的生物除磷能力

通过试验发现生物系统用排除剩余污泥方式除磷的能力有限 ,当进水TP≥ 5mg/L时要保证出水TP≤ 0 .5mg/L是困难的。采用活性污泥外循环方式对释磷的污泥进行回流 ,通过提高SBR系统污泥浓度的方式来提高除磷能力的试验表明 :当MLSS =5 g/L、循环污泥量 =1/ 8系统污泥总量时 ,在进水TP≤ 11mg/L、TN =4 5mg/L的情况下仍能保证出水总磷达到一级排放标准 ,而且该系统出水NH3-N≤ 3.6mg/L ,对总氮去除率≥ 86 % 。

氧化乐果的振动光谱及其表面增强拉曼散射研究

采用ATR-FTIR、FT-拉曼表征了氧化乐果在酸、碱、中性条件下的振动光谱,获得了氧化乐果分子较为全面的结构振动信息;以金/银核-壳粒子为基底,获得了不同浓度及其酸碱条件下氧化乐果的表面增强拉曼散射(SERS)光谱,考察了其分子在该基底表面的吸附状态及其酸碱影响,推测了氧化乐果的SERS机理;结果表明:νas(NH),νas(CH3),AmideⅠ,ν(POC),ν(PO),ν(C-S)为氧化乐果分子特征振动;中性条件下,氧化乐果浓度低于2.0×10-2mol/L已无明显SERS,酸、碱条件下,在2.0×10-10mol/L氧化乐果分子与基底的作用仍显著,尤其酸性的SERS更强;氧化乐果主要以磷酸酯结构与基底表面作用,探讨了酸碱条件下的不同水解历程对该作用的影响,为研究有机磷农药的形态变化提供了参考。

LSP&PNR工艺的脱氮除磷和污泥减量性能研究

在工艺调控的基础上，发现限氧曝气、连续流A／O工艺在长污泥龄条件下融合外排厌氧富磷上清液的侧流除磷技术可以解决污泥减量工艺对氮、磷去除能力低的问题，以此为基础开发了具有脱氮除磷功能的污泥减量LSP＆PNR工艺。应用该工艺处理校园生活污水的试验结果表明，在SRT=50d、DO=0．5～1．5mg／L以及进水COD=332～420mg／L、NH，-N=30～40mg／L、TN=34～51mg／L、TP=6～9mg／L的条件下，出水COD≤23mg／L、NH3-N≤3．2mg／L、TN≤17mg／L、TP≤0．72mg／L；表观污泥产率为0．155gMLSS／gCOD。研究还发现，在LSP＆PNR工艺中同步硝化反硝化是最主要的脱氮形式，约占反硝化脱氮总量的60％；代谢BOD，的需氧量为1．38～1．57kgO2／kgBOD5；进入化学除磷池的侧流液量相当于处理水量的10％～15％。

垃圾渗滤液处理工艺中有机污染物的三维荧光光谱

利用荧光发射和三维荧光光谱研究了三峡库区某垃圾堆场的渗滤液及其处理工艺出水溶解性有机质（DOM）的荧光光谱特性。堆场渗滤液的DOM含有类酪氨酸、色氨酸及紫外区类富里酸,特征荧光峰中心位于Ex/Em=275 nm/305nm,为高激发波长类酪氨酸,与前人的研究结果并不一致,这可能与垃圾的堆放期有关。渗滤液和各处理工艺出水的荧光指数f450/500均大于1.9,表明腐殖质主要为微生物源。渗滤液在处理前后荧光峰特征和强度均发生明显改变,类蛋白荧光强度与DOC值变化趋势基本一致。生化处理工艺中,类蛋白荧光强度降低了66.4%-95.5%,紫外区类富里酸荧光强度只降低了28.8%,显示类蛋白质具有良好的可生化性,而类富里酸相对较难生化降解。三维荧光光谱能反映渗滤液处理过程中污染物的种类、性质和数量等变化信息,能快速地进行定性分析、定量评价。

龙景湖龙景沟汇水区沉积物-水界面氮形态空间分布特征

龙景湖是在原有河道基础上闸坝新形成的深水湖泊,为研究龙景沟汇水区沉积物-水界面氮形态的空间分布特征,了解其迁移转化过程,为内源负荷预测分析、内源控制及水质治理提供基础,依据形成历史和水位深度将沉积物分为原河道、新淹没底部和新淹没边坡3个区,分别采集沉积物柱样对沉积物上覆水和间隙水中各形态氮的浓度和表层沉积物泥样总氮的含量进行分析.结果表明,沉积物上覆水和沉积物间隙水的总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、溶解态有机氮(DON)的浓度以及沉积物泥样TN含量的分布趋势与水位深度变化趋势一致,表现为原河道>新淹没底部>新淹没边坡;原河道、新淹没底部、新淹没边坡沉积物间隙水TN的平均浓度分别为33.59,14.62,18.06mg/L,NH4+-N的平均浓度分别为23.01,8.39,13.75mg/L,DON的平均浓度分别为8.57,2.81,5.45mg/L,坡向变化显著且远高于上覆水,释放潜力较大;原河道、新淹没底部沉积物泥样TN含量分别为3789、2984mg/kg,都明显高于新淹没边坡的1270mg/kg.

重庆主城区两江溶解有机质的荧光光谱特征

应用荧光发射、三维荧光光谱(EEM)技术研究了重庆主城区长江、嘉陵江水体中溶解有机质(DOM)的荧光光谱特征在2008年4～8月的变化规律,以"5·12"汶川地震及唐家山堰塞湖事件与7和8月丰水期为出发点,结合两江各采样段面的pH,DO,DOC,TOC与EEM指纹特征、荧光指数(f_(450/500))等参数,探讨了两江DOM的组成、分布及其变化规律,着重阐述了EEM中类腐殖酸、类富里酸和类蛋白质3类荧光峰的环境生态行为特征及其影响。实验结果显示两江水体中DOM以类富里酸和类腐殖酸为主,嘉陵江类蛋白质较强,两江水体汇合后,各荧光峰都有所减弱;5月、6月和丰水期两江DOM的类蛋白显著增强,多为陆源所致,丰水期两江各荧光峰在汇合后明显降低。

高铁酸钾氧化系统中芳烃类物质转化特性

高铁酸钾是目前发现的最强氧化性物质。以萘、菲和芘为研究对象,探索在源水pH=7.1条件下高铁酸盐对芳烃类物质的转化去除特性。结果表明,作为水处理剂,高铁酸盐的强氧化性持续时间大约为5～10 min;当反应系统中高铁酸钾质量浓度为10 mg/L时,菲、芘和萘的转化去除率分别为98%、84%和61%;菲与高铁酸盐反应产物的GC-MS分析结果表明,氧化产物主要为9,10-菲醌。醌式结构是一种生物抵抗性相对较弱的官能团,可以预期高铁酸盐氧化处理受芳烃类物质污染的源水时,芳烃类物质的环境风险可以得到有效降低。

剩余污泥发酵产酸特征及基质释放规律研究

剩余污泥发酵既能实现污泥减量,又能获得污水生物脱氮除磷所需的挥发性脂肪酸VFAs等。采用序批式污泥发酵实验,在（30±1）℃的条件下,研究剩余污泥投配比对序批式污泥发酵系统污泥减量、产酸以及基质释放过程的影响,探索VFAs生成最大化的条件。实验结果表明：投加接种污泥不能明显提高序批式污泥发酵系统剩余污泥的减量效果,但可以改善污泥的产酸特性;当污泥投配比大于50%时,发酵过程中将出现2个VFAs浓度峰,且第二次峰浓度更大;较为理想的序批式污泥发酵投配比是60%80%、发酵时间为5 d或25 d,前者VFAs表观转化率最大（约24%）,后者发酵液中VFAs浓度最高（约600 mg/L）;发酵过程中,NH4＋-N总体呈上升趋势,磷浓度发酵5 d时达到最大值。

污泥淤砂分离器的分离效能及影响因素

为了消除污水处理厂淤砂对污水处理系统的影响,开发了一种污泥淤砂分离器,并以重庆某污水厂污泥为研究对象进行了现场中试研究.试验结果表明:分离器的排口比K(底流口直径与溢流口直径之比)是影响分离效果最重要的结构参数;提高分离器的工作压力P,可以提高淤砂分离效果和分离器的处理能力.用锥角为20°、溢流口直径Ф22mm、底流口直径Ф13mm的污泥淤砂分离器、在工作压力为0.15～0.20MPa的情况下对污泥进行了淤砂分离,分离产生的溢流污泥ρVSS/ρTSS(挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度之比)为底流污泥的3倍、底流污泥ρISS/ρTSS(无机悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度之比)为溢流污泥的1.5倍,污泥淤砂分离器实现了污泥淤砂的分离和富集.

温度和COD对SBR反硝化同时除磷系统除磷能力的影响

以除磷脱氮SBR(Sequencing batch reactor)系统作为研究对象,考查了温度和COD对其反硝化,以及除磷能力的影响.结果表明,反硝化除磷适宜温度范围为18～37℃.在此温度范围内反硝化除磷速率随温度升高而提高,而且温度变化基本上不影响反硝化除磷系统PO34-去除量和NO3-转化量之间的定量关系.同时实验还发现,反硝化同时除磷系统比传统的厌氧/好氧除磷系统节省33%的碳耗.当进水PO34--P质量浓度8.0～9.2 mg/L而COD质量浓度低至220～240 mg/L时就可以保证出水PO43--P质量浓度小于0.5 mg/L.而传统的厌氧/好氧SBR除磷脱氮系统则需将进水COD质量浓度提高至350 mg/L时才能实现这一目标.

溶解氧对低碳源污水一体化处理工艺脱氮除磷的影响

通过试验对比,研究了溶解氧对低碳源污水一体化工艺脱氮除磷效果的影响。结果表明,平均溶解氧为0.18mg/L时,系统出水可以稳定达到GB 18918—2002一级A标准,溶解氧过高或过低都会降低系统脱氮除磷效果。在平均溶解氧为0.18mg/L的工况下,系统存在反硝化吸磷、同时硝化反硝化及全程反硝化3种脱氮方式,且反硝化吸磷和同时硝化反硝化脱氮量占氮总去除量的66.7%,可以较大程度降低脱氮除磷过程所需碳源量并节省耗氧量,提高低碳源污水脱氮除磷效果。

2种BDPs固相反硝化的脱氮效果对比

利用批量和连续流填充床试验对比了2种BDPs(可生物降解聚合物)——PBS(聚丁二酸丁二醇酯)和PCL(聚ε-己内酯)的反硝化效果.批量试验结果表明,在脱氮稳定阶段,B1(PCL)和B2(PBS)对TN的平均去除率和反硝化速率分别为97.4%、67.0%和7.5、1.8 mg(L·h),B2均明显优于B1.连续流试验中,在进水ρ(NO3--N)为16.8～18.8 mgL、HRT(水力停留时间)为4.0 h的条件下,L1(PCL填充床)的反硝化速率大于L2(PBS填充床).但是随着HRT的减小,L1呈现出比L2更快的反硝化速率.L2和L1分别在HRT为2.0和1.5 h时获得最大反硝化速率,分别为7.7和9.3 mg(L·h).ESEM(环境扫描电子显微镜)观察结果表明,生物膜剥离后,PCL和PBS颗粒表面均出现大量的坑洞,并且PCL颗粒表面坑洞的密集程度远大于PBS.三维荧光光谱(3D-EEM)分析结果表明,L2和L1出水中的溶解性有机物主要为类色氨酸这类简单的蛋白质和SMP(溶解性微生物代谢产物),并且L1水中SMP的荧光峰强度明显高于L2.

水解酸化-A^2O污泥减量工艺的运行性能研究

生物处理单元采用水解酸化、多级串联接触曝气、连续流的除磷脱氮A2/O工艺,并辅以外排厌氧富磷污水侧流除磷,开发了一个新型的具有强化除磷脱氮功能的污泥减量HA-A/A-MCO工艺。用该工艺处理校园生活污水发现,在SRT60 d、进水COD 316~407 mg/L、NH4+-N30~40 mg/L、TN35~53 mg/L、TP 8~12 mg/L的条件下,出水COD≤18 mg/L、NH4+-N≤2.1 mg/L、TN≤10.3 mg/L、TP≤0.44 mg/L。研究还发现,水解酸化池处理产生的VFA能有效促进生物除磷脱氮,导致厌氧释磷量达57 mg/L,进入化学除磷池的侧流液量仅相当于进水量的13%;系统最主要的脱氮形式是SND和缺氧反硝化,SND脱氮占脱氮总量的50%,缺氧反硝化占26%;HA-A/A-MCO系统有效实现了生物相分离,并利用生物捕食作用获得较低的污泥产率,0.1 g MLSS/g COD。

多孔水化硅酸钙的制备及其磷回收特性

为实现磷资源的可持续利用,以环境废弃物电石渣为钙质材料,以白碳黑为硅质材料合成CSH(水化硅酸钙),以该材料为晶种,以结晶形成羟基磷灰石的形式从含磷废水中回收磷,重点研究了不同钙硅比〔c(CaO)c(SiO2)〕条件下制备的CSH对含磷废水中磷的回收特性.结果表明,钙硅比为1.8∶1时所得的CSH结构更疏松、表面分布有较多的孔隙,较大的比表面积使其具有较好的溶钙能力.钙硅比为1.8∶1的CSH最佳磷回收工艺条件:反应时间为60 min,CSH投加量为4 gL,搅拌强度为40 rmin.在该条件下重复除磷15次以后,回收产物中w(P)达到17.56%,说明CSH具有良好的磷回收性能.对回收磷前后的CSH进行了XRD图谱分析和FTIR分析发现,溶液中的磷主要生成了羟基磷灰石并嵌入到CSH中.基于回收磷的目的,CSH可以用于处理ρ(P)较高的工业废水,或者是生物除磷系统中的污泥厌氧释磷液中,回收磷后的产品可作为含磷矿石或者磷肥加以利用.

聚乙二醇改性对水化硅酸钙的微观结构及溶解性能的影响

为了增强水化硅酸钙的溶解性能,以聚乙二醇(PEG)作为造孔剂,对水化硅酸钙进行改性。重点关注聚乙二醇的分子量对水化硅酸钙的微观结构及溶解性能的影响。研究发现,PEG分子插入了水化硅酸钙的硅氧四面体链的缺陷部位或者进入层间,阻止了水化硅酸钙颗粒间的范德华力的缔合。PEG经过煅烧过程后留下的空隙使得水化硅酸钙的孔容积和比表面积增大。当PEG的分子量为2 000时,改性后的水化硅酸钙的比表面积和孔容积均分别为87.48 m2/g与0.33 cm3/g,溶出的Ca2+浓度达到6.75 mg/L,回收磷后沉积物中的磷含量可达到19.05%。

CuO/TiO_2-H_2O_2可见光催化亚甲基蓝脱色效果及影响因素研究

以水解法制备的锐钛矿型TiO2为载体,制备了CuO/TiO2型光催化剂。以亚甲基蓝为对象,在可见光照射下研究了H2O2加入量、pH值和催化剂投加量对脱色效果的影响,同时与改性前的TiO2催化剂进行了脱色效果的对比。结果表明亚甲基蓝在碱性条件下能较好脱色,H2O2用量和CuO/TiO2催化剂投加量分别为每1 000 mL反应液各加入10 mL和0.1 g时脱色最好;另外,TiO2催化剂也在碱性条件下能较好脱色,H2O2用量和催化剂投加量分别为每1 000 mL反应液各加入12.5 mL和0.1 g时脱色最好。最优条件下对比实验表明,CuO/TiO2型催化剂在可见光照射下具有很高的催化活性,亚甲基蓝2 h脱色率达到88%,远好于改性前的TiO2和Degussa P25催化剂。

排出厌氧富磷污水生物化学除磷脱氮ERP-SBR系统研究

ERP-SBR工艺采用循环污泥技术借助化学方法固定厌氧富磷污水中的磷酸盐,将排除活性污泥的传统生物除磷模式变为排除富磷污水,消除了生物除磷脱氮过程中控制污泥龄时存在的矛盾,使生物除磷脱氮系统可以在较长污泥龄条件下获得优异的同时除磷脱氮效果。试验结果表明当SRT为50～80d、进水TN为28.6～58.3mg/L、TP=5.5～13.25mg/L时,ERP-SBR处理出水COD≤34mg/L、TN≤6.02mg/L、PO43-≤0.23mg/L,富磷污水化学固磷所需药剂用量为传统化学除磷法的5%,所得化学污泥含磷量为12～15%,可实现磷资源的回收。

细微泥沙对活性污泥系统的影响及其恢复特征

不同地区、排水体制和季节下,我国城市污水厂进水中细微泥沙含量〔以ρ(ISS)/ρ(CODCr)表征,ISS为无机悬浮固体〕差异较大,细微泥沙进入生化处理单元将会对活性污泥系统的正常运行产生一定影响.考察在不同进水细微泥沙浓度下,活性污泥系统各运行参数的变化及系统恢复情况,结果表明:1随着进水中细微泥沙浓度的增大,活性污泥系统ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)、SOUR'(单位质量污泥活性)、CST(污泥毛细吸水时间)和SVI(污泥容积指数)降低;在影响期,ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)最小值、SOUR'平均值、CST平均值与细微泥沙浓度均呈良好的线性关系,R2(相关系数)分别为0.963 7、0.979 9和0.786 5;系统恢复所需时间与进水细微泥沙浓度呈正相关.2污泥中细微泥沙浓度的增加导致SOUR'下降,使得ρ(MLSS)和剩余污泥量增加,不利于污水厂的节能减排.可见进水中细微泥沙浓度的增大不利于污水厂的稳定高效运行.