论纺织印染废水低碳治理

纺织印染行业是废水及污染物排放量最大的工业行业之一,同时也是能源密集及碳排放高的行业;废水低碳治理已成为纺织印染行业可持续发展的重要路径。在分析印染废水处理工艺温室气体排放特征的基础上,提出依据染化料助剂推定的碳排放潜势概念;针对纺织印染废水处理工艺复杂及水质时变性大的问题,建立了基于碳氮物料平衡的废水处理工艺碳排放精准核算方法。面向废水低碳处理运行需求,总结了纺织印染废水低碳治理技术进展及发展方向。

“水污染控制工程”课程思政的有机融合与实施

专业课是高校思想政治教育的主力军,是“三全育人”的重要载体。目前国内高校已普遍开展了课程思政教育,并以“育人要求”写入课程大纲中。然而,思政教育与专业教学内容仍缺乏深度融合,存在“硬套拼凑”的现象,难以发挥协同作用。本文以水污染控制工程专业课为例,通过梳理课程各章节专业知识点,对点融入思政内容,归纳思政要素,实现课程目标的达成。该研究为工科专业课程思政的有机融入提供了新思路。

污水处理厂碳排放核算方法的标准研究与修正建议

对污水处理厂碳排放量的精准核算方法的标准进行研究。基于我国污水处理厂现有碳核算方法,结合国内外碳核算相关标准与指南,从核算边界、温室气体类型、排放源及排放过程等方面提出修正建议。建议在不引起重复计算的基础上,将核算边界扩展到污水处理厂及上下游活动,包括上下游管网及下游自然水体;将污水与使用的药剂产生的化石性CO_(2)纳入核算;补充识别厂界内燃料燃烧、运输设备、无组织排放源,增加考虑委外运输、污泥处置的碳排放和多种能源(电力、热力等)、多物质(药剂等)在制造及运输环节的碳排放,并考虑污水处理运行工况对碳排放产生的波动影响。建议将污水处理厂优化运营管理及多元形式的资源能源回收途径纳入碳减排。在此基础上,总结了污水处理厂的碳排放过程及碳排放源。此外,从碳核算边界、排放因子、模型应用、化石性CO_(2)等方面对如何优化污水处理厂碳排放计算进行展望。

沼液二级生化出水铁硫协同同步硝化-自养反硝化深度脱氮

针对沼液二级生化出水仍含高浓度硝态氮(NO-3-N)、氨氮等问题,文中研究了铁硫协同同步硝化-自养反硝化的影响因素。结果表明,在无外加碳源的条件下,铁硫协同同步硝化反硝化可有效提高TN、NO^(-)_(3)-N和氨氮的去除率。同时,在S/N为2的条件下,对TN、NO^(-)_(3)-N、氨氮去除率分别达到51.25%、83.63%、67.33%。氮去除动力学结果表明,TN去除规律在0~15 h内符合一级反应动力学特征,且其反应速率常数(0.0510 h^(-1))大于不投铁硫的空白组(0.0355 h^(-1))。微生物群落演变规律表明,铁刨花及硫代硫酸钠的投加会使微生物群落丰富度提高、多样性降低,且投加铁硫可显著提高自养反硝化菌[硫杆菌属(Thiobacillus)、铁杆菌属(Ferribacterium)]及异养反硝化菌[聚糖菌属(Defluviicoccus)、Candidatus_Competibacter、陶厄氏菌属(Thauera)]的丰度。

从营养平衡角度分析富营养化水体生态修复方法

调节水体营养平衡是控制富营养化水体碳、氮、磷营养负荷及恢复水体生态系统的重要手段。从微生物、水生植物和水生动物三方面剖析了基于营养平衡调控的水体生态修复机理。着重介绍了基于营养平衡调控的工程修复方法(生态浮岛,沉水植物,人工湿地,微生物修复)的原理、优缺点及改良方法。生态浮岛易受水生植物的根茎长度及系统碳源的限制,可悬浮复合填料或提供还原态无机物作为电子供体替代有机碳源;将水生动物、微生物与沉水植物结合可提高沉水植物修复法的环境适应性;人工湿地存在碳氧水平和基质碳源不足的问题,可通过增氧和向基质添加天然有机物质、无机底物等方法解决;微生物修复受到的限制因素较少。未来可在工程应用中组合使用上述修复方法,从而构建多级水生态平衡系统。

铁刨花活化过一硫酸盐氧化破络Cu-EDTA的特性研究

选用工业生产中废弃的铁刨花作为零价铁(ZVI)供体,通过催化活化过一硫酸盐(PMS),研究其对CuEDTA的降解破络特性。考察了PMS初始浓度、铁刨花投加量、pH、水质离子对Cu-EDTA破络的影响。在此基础上,进一步分析了体系中的活性物质及反应后生成铁泥的特性。结果表明:当铁刨花投加量为10 g/L,PMS初始浓度为4.5 mmol/L,pH=3时,Cu的去除率达到99.64%,pH对反应无显著影响;CO_(3)^(2-)和Cl^(-)对Cu的去除呈现出一定的抑制效果,且CO_(3)^(2-)的抑制效果强于Cl^(-),腐殖酸(HA)无显著抑制效果;自由基抑制实验结合电子顺磁共振(EPR)表征结果表明体系中同时存在SO_(4)^(·-)和·OH;反应后所生成铁泥的EPR表征结果表明,铁刨花表面被腐蚀,生成了纳米级别的铁(氢)氧化物,提高了对Cu的去除率。

基于碳纤维强化的Fe^(0)混养反硝化脱氮效能与机制

以含NO_(3)^(-)-N合成废水为处理对象,对比了单独投加Fe^(0)与碳纤维强化Fe^(0)混养反硝化连续流反应器反硝化脱氮的效能。结果表明,在COD/NO_(3)^(-)-N为2.9~3.1、水力停留时间(HRT)为24 h时,投加碳纤维强化Fe^(0)的实验组R1对TN和NO_(3)^(-)-N平均去除率分别高达89.04%和97.13%,显著高于单独投加Fe^(0)的对照组R0。胞外聚合物(EPS)及电子传递活性(ETSA)变化规律表明,碳纤维的投入可进一步促进EPS生成,且强化了微生物对电子的利用率。扫描电镜-能量色散光谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析结果发现R1中Fe^(0)表面有明显的微生物腐蚀现象,FeO(OH)和含铁有机复合物是主要的腐蚀产物。微生物学分析表明,有机碳源投加量的提高及碳纤维的投加有效提高铁自养反硝化菌属丰度,促进反硝化功能基因的富集。

有机废弃物厌氧发酵沼液脱氮技术研究进展

总结分析了有机废弃物厌氧发酵沼液的来源及性质,综述了物化法和生物法沼液脱氮工艺的发展概况,重点分析了当前沼液脱氮的主流技术生物脱氮法,以期为沼液脱氮提供借鉴与参考。

高铁酸盐耦合过氧乙酸深度处理水中甲硝唑的特性研究

甲硝唑(MNZ)是一种硝基咪唑类抗生素,在环境中易积累且代谢产物具有潜在的致癌、致突变性。研究了高铁酸盐/过氧乙酸[Fe(Ⅵ)/PAA]耦合技术深度处理水中MNZ的特性,模拟了MNZ在废水中的降解,并深入研究其反应机理。在Fe(Ⅵ)/PAA体系下,pH为8,Fe(Ⅵ)、PAA投加浓度分别为500、100μmol/L,反应时间为60 min时MNZ的降解率可达94.85%,且降解过程遵循伪一级动力学。变量试验表明,MNZ的降解与Fe(Ⅵ)和PAA的投加量呈正相关,且在pH=8时达到最佳效果。水基质中的氯离子(Cl^(-))和硝酸根离子(NO_(3)^(-))对MNZ降解的影响较小,铵盐(NH_(4)^(+))能促进MNZ的降解,而碳酸氢根离子(HCO_(3)^(-))和腐殖酸(HA)则抑制MNZ的降解。Fe(Ⅵ)/PAA体系对模拟医疗废水中MNZ降解与在超纯水中的降解效果相似,可以达到较好的去除效果。探针实验和猝灭实验表明,该体系的主要活性物种是Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ),PAA溶液中的H_(2)O_(2)是Fe(Ⅵ)的主要活化剂,PAA对活性物种去除MNZ起加速作用。该结果有望为Fe(Ⅵ)/PAA体系应用于医疗废水中深度处理MNZ提供理论参考和数据支撑。

沼渣水热炭与沼渣热解炭强化餐厨垃圾厌氧消化对比研究

餐厨垃圾厌氧消化产生大量沼渣,亟需得到妥善处理。采用水热与热解将沼渣分别制备为水热炭与热解炭,并对比研究了其对餐厨垃圾厌氧消化的影响。结果表明:与对照组(23.8 mL/g)相比,水热炭组(投加量1、5、10 g/L)甲烷产量分别为24.0、38.9、34.9 mL/g,分别提高了0.8%、63.4%、46.6%;热解炭组(投加量1、5、10 g/L)甲烷产量分别为29.7、35.7、31.1 mL/g,分别提高了24.8%、50.0%、30.7%。投加水热炭和热解炭促进了有机物溶出,且水解产酸菌包括Fastidiosipila、 W5053、 Propioniciclava、 Actinomyces (放线菌属)、Norank_f__ST-12K33的总相对丰度由73.0%分别提升至84.6%和82.0%。投加水热炭和热解炭后,Methanosaeta(鬃毛甲烷菌属)相对丰度分别高达60.3%和50.6%,Methanobacterium (甲烷杆菌属)相对丰度仅为26.5%和36.9%。沼渣生物炭可以强化餐厨垃圾厌氧消化,随着投加量的增加,甲烷产量先上升后下降,最优投加量为5 g/L,且水热炭效果优于热解炭。

改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究

以聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)和纳米二氧化钛(TiO2)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混改性PES膜。在24℃、0.2 MPa的操作条件下,制得的PES膜纯水通量为300 L/(m2.h)左右,CA改性PES膜为660 L/(m2.h)左右,TiO2改性PES膜为840 L/(m2.h)左右。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由浓差极化层及凝胶层引起的;通过活性污泥对膜污染机理的研究,判断出污泥的过滤过程基本符合沉积过滤定律。在MBR中运行时,改性PES膜稳定通量高于未改性膜,总阻力低于未改性膜;TiO2改性膜稳定通量高于CA改性膜,总阻力低于CA改性膜;通过扫描电镜分析,改性PES膜沉积层的厚度均比未改性膜薄,TiO2改性膜沉积层厚度小于CA改性膜,表明改性膜的抗污染性能提高了,TiO改性膜抗污染性能更优。

高效液相色谱法测定水中微囊藻毒素

通过对前处理过程中关键环节进行不同水平比较,建立了简便、实用的固相萃取/高效液相色谱/紫外联机(SPE/HPLC/UV)快速测定水样中微囊藻毒素的方法,在微囊藻毒素浓度为0～1.8mg/L的范围内,HPLC峰面积与藻毒素进样量呈线性关系,方法检测限可达0.01～0.05μg/L。对藻毒素提取方法进行优化后,运用此方法测定了铜绿微囊藻中的藻毒素含量,取得了理想的分析效果,三种藻毒素异构体的回收率均不小于94%。

微絮凝纤维球过滤-超滤-纳滤组合工艺处理宾馆洗浴废水

以自主研制的涤纶高弹丝纤维球为滤料,提出了微絮凝纤维球过滤-超滤-纳滤组合工艺处理综合回用洗浴废水的方法。试验结果表明,超滤出水可以回用至宾馆厕所冲洗、绿化等环节,纳滤出水可以回用至宾馆洗衣和洗浴等水质要求较高环节,同时研究发现,膜组件经复合清洗剂清洗后,水通量恢复率可达到99%以上。

生物法去除地下水中铁锰的影响因素

分析了生物法除地下水中铁锰的影响因素，曝气后使地下水中130为7．0～7．5mg／L及pH为6．8～7．0时，生物滤层中的锰氧化菌能够保持较好活性及除锰能力，且工艺能够达到铁锰同除的要求，本研究提出的“成熟滤料移植”生物过滤方法，适合于对Mn^2＋吸附能力较强的优质锰砂滤层的接种，而对吸附能力较弱的石英砂滤层，只能采用菌量较大的实验室选择性培养基培养、驯化锰氧化菌的接种方式；锰砂和石英砂生物滤层的反冲洗强度分别控制在6～9L／（s·m^2）、7～11L／（s·m^2）的较低范围时，滤层的微生物相受扰动较小，反冲后铁锰去除能力能在5h内恢复．同时滤层采用1．0～1．2mm的均质滤料，在反冲洗强度较低的情况下过滤周期依然可延长至35～38h．

接触氧化法除地下水铁锰时不同滤料性能的对比研究

在地下水接触氧化法除铁除锰过程中,分别对比了石英砂、优质锰砂及纤维球3种不同性能的滤料的除铁除锰效果及滤速、反冲洗强度及运行周期等运行参数。研究结果表明,纤维球和石英砂滤料均能除铁,但不能除锰,纤维球软性滤料用于除铁具有滤速高,运行周期长,反冲洗强度及水耗小、耐磨损等优点;优质锰砂滤料去除铁锰效果均较好,适用于铁锰共存水质。

地下水除铁除锰生物处理工艺试验研究

根据铁细菌的生物除锰作用 ,提出了“简单曝气 +一级生物过滤”的地下水生物处理工艺 ,实现了高含量铁锰同时去除的效果 ,促进了滤层稳固除锰能力的形成 ;同时 ,对提出的生物工艺的运行影响因素进行了分析。试验结果表明 ,地下水除铁除锰生物工艺具有经济、高效的曝气、过滤单元。

纳滤膜净化受污染地下水的效能与膜污染特性

分别建立了以活性炭、锰砂及石英砂过滤为预处理的纳滤膜组合工艺系统净化受污染地下水.以活性炭为预处理的纳滤膜通量衰减速率最小[0.0592L/(m2·h2)],说明由地下水中有机物造成的纳滤膜污染作用明显大于铁、锰及硬度引起的无机污染;预处理出水经终端纳滤膜处理后,地下水中COD、UV254等有机物综合指标去除率达50%以上,并能保留水中的部分矿质元素,而且经终端纳滤膜处理后地下水中的有机物种类减少了28种,同时色谱总峰面积减少了94.6%;结合扫描电镜、色质联机及傅立叶红外-拉曼光谱分析,主要有26种烃类、苯类、醛类等有机物污染物附着在膜上,无机污染物则以CaCO3和CaSO4成分为主.

地下水除铁除锰技术新进展

锰难氧化去除是地下水除铁除锰工程应用面临的最大技术难题。针对这一问题 ,分析了常规除铁除锰技术的局限性 ,论述了近年来该领域的新发展方向———生物法除锰的研究现状及技术特点 。

摩尔配比对MAP沉淀法回收模拟废水中磷的影响

以磷浓度50mg/L的实验室模拟废水为研究对象,考察了以鸟粪石(MAP)形式回收磷的最佳摩尔配比,并借助X-衍射(XRD)对不同摩尔配比条件下得到的沉淀物进行分析。试验结果表明,在pH=9.5时,以鸟粪石形式回收磷的最佳Mg:N:P=4:1.6:1。对沉淀物的XRD分析发现,在pH=9.5,当固定Mg:P=1.6时,N:P=1时沉淀物中基本不含MAP,当N:P=2时,生成的沉淀物中混有少量的副产物Mg(3PO)42,当N:P>2时则生成较纯的MAP;当固定N:P=4时,Mg:P=2是生成较纯的MAP的临界值,超过此比例则生成副产物Mg(3PO)42;当反应按照理论配比投加氨氮和镁盐时,所得产物基本不是MAP,而是副产物Mg(3PO)42。故鸟粪石沉淀结晶反应中应尽量提高氨氮配比,并避免投加过量的镁盐,以保证回收产物的纯度。

涤纶高弹丝纤维球滤料过滤特性研究

采用自主研制的涤纶高弹丝纤维球滤料对景观水进行过滤试验，研究其过滤特性及相关因素对过滤性能的影响．结果表明，在不投加任何絮凝剂，滤速为30m／h，平均进水浊度为87．5NTU时，纤维球滤料过滤周期达16．5h左右，出水浊度维持在3～5NTU．当PAFC投加量为12mg／L，滤速为30～50m／h，进水浊度为50～70NTU时，过滤出水浊度可以维持在1NTU以下，过滤周期达6h以上，周期截污量为30～45kg／m^3．采用气冲-气水联合反冲-水冲的反冲洗方式，当气冲强度为25L／（s·m^2），水冲强度为8L／（s·m^2）时，纤维球滤料积泥量约占滤料质量的4．53％。