臭氧催化/超滤组合工艺去除石化反渗透浓水中有机物

由于石化反渗透浓水含盐量高且存在难降解有机物,不利于水资源的回收利用。采用臭氧催化/超滤组合工艺去除反渗透浓水中的有机物,通过分析臭氧催化氧化预处理实验中影响因素并考察超滤膜比通量变化规律并结合膜污染动力学模型揭示膜污染机理。研究结果表明:当臭氧催化氧化预处理条件为臭氧浓度17 mg/L、催化剂投加量体积比40%、紫外光强0.7 mW/cm^(2)、反应时间40 min,臭氧催化氧化预处理效果最佳;探讨孔径、流速、温度对膜比通量及膜污染影响,得出最佳运行条件为孔径20 nm、流速4.2 L/min、温度40℃且孔径越大、温度越低、流速越小,膜比通量越小,膜污染越严重;基于三维荧光光谱(3D-EEM)及水质分析,臭氧催化/超滤组合工艺能高效去除石化反渗透浓水中有机物。本研究构建的组合工艺可为石化反渗透浓水中的有机物去除提供参考。

中试厌氧膜生物反应器处理养猪废水效能与微生物群落演替

采用中试规模外部浸没式厌氧膜生物反应器(Anaerobic membrane bioreactor, AnMBR)处理实际养猪废水,考察了在不同水力停留时间(Hydraulic retention time,tHR)污泥质量浓度和沉降性能的变化以及对污染物的去除效果,分析了细菌和古菌群落结构的变化。结果表明,混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度与混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)质量浓度均呈现逐步上升趋势,MLVSS与MLSS质量浓度的比值保持在0.40~0.85。在tHR为5 d时,总化学需氧量去除率达80%±6%,溶解性化学需氧量占总化学需氧量去除率的55%,AnMBR对NH+4-N和总磷的去除效果不明显。古菌中甲烷囊菌在AnMBR启动调试期占优势,甲烷丝菌和甲烷螺菌在运行稳定期占优势,而调试运行期的优势菌种主要有草螺菌和嗜糖假单胞菌属,总体而言,运行稳定期的细菌总数和群落多样性均高于启动调试期。

NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)N联合生物炭对黑麦草修复镉污染的影响

为降低土壤中镉(Cd)的危害,研究探讨了生物炭配施氮肥对黑麦草富集Cd的影响。采用盆栽实验研究土壤Cd污染水平(0.3,3,5 mg/kg)、氮肥形态(硝酸盐氮和铵态氮)、氮肥水平(0.1,0.2,0.5,1 g/kg)对Cd形态和黑麦草富集的影响。结果表明,单施生物炭可以固定土壤中游离的Cd,相比NH_(4)^(+)-N,配施NO_(3)^(-)-N黑麦草对Cd的吸收、迁移和富集能力更强。不同Cd污染浓度下,不同NO_(3)^(-)-N水平下Cd的最大去除率分别可以达到30.23%,36.06%和30.90%;不同NH_(4)^(+)-N水平下,Cd的最大去除率可以达到24.49%,28.05%和24.79%。结合相关性分析表明,pH对Cd形态变化和Cd的富集起着关键性作用,且生物炭与NO_(3)^(-)-N的配施可以更有效、快捷地降低土壤中的Cd,更利于Cd污染土壤的安全应用。

以产出为导向的给排水科学与工程专业混合式教育模式探索——以水质工程学课程为例

水质工程学是给排水科学与工程专业的核心主干课程,在充分调研其教学过程中面临的挑战和存在的痛点基础上,在以学生为核心、面向产出、线上线下结合的混合式教育模式理念指导下,改革并创新教学内容、教学目标、教学方法和教学评价体系,探索符合新时代、新要求的课程建设和改革发展路径,培养有能力解决复杂工程问题的卓越给排水专业人才。

中空纤维膜无泡充氧特性研究

使用材质为聚四氟乙烯(PTFE)和聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)的两种中空纤维膜组件进行无泡充氧特性研究,分析回流量、进气压力和温度等因素对氧传质系数、氧传质速率(OTR)的影响。结果表明:当操作模式为错流,回流量为100 L/h,温度为34℃,进气压力为2、3 kPa时,PTFE中空纤维膜的氧传质系数分别为0.3024、0.3889 h^(-1),OTR分别为0.107、0.133 g/(m^(2)·h),PMP中空纤维膜组件的氧传质系数分别为0.2482、0.3024 h^(-1),OTR分别为0.085、0.102 g/(m^(2)·h),两种膜组件的氧传质系数和OTR都随着进气压力的增大而增大;当进气压力为3 kPa时,在回流量为25~100 L/h、温度为4~34℃范围内,随着回流量和温度的增大,氧传质系数与OTR均增大;实验选用的PTFE和PMP两种中空纤维膜组件无泡充氧性能,均明显优于传统微孔曝气方式,可为新型曝气方式的开发提供参考。

泄漏柴油对杀菌剂生物黏泥控制效果的影响

在油品泄漏情况下,循环水水质发生变化,常规的杀菌剂投加模式将不能满足循环水系统生物黏泥控制要求。利用现场循环冷却水中的微生物,在挂片上培养出稳定附着期的生物黏泥后,以柴油为泄漏介质,考察了不同质量浓度泄漏柴油对氧化型杀菌剂ClO2和非氧化型杀菌剂1427生物黏泥控制效果的影响。结果表明,随着柴油添加质量浓度从100mg/L增大到900mg/L,无论是在ClO2还是在1427作用下,溶液COD均呈现上升趋势,生物黏泥脂磷浓度和细菌数量呈现先快速下降后平稳趋势,杀菌率呈现先快速上升后平稳趋势。相对于1427来说,柴油质量浓度的变化对ClO2的杀菌作用影响更大。

水处理剂对间歇式活性污泥系统处理效果的影响

选用间歇式活性污泥反应器,考察不同浓度的杀菌剂、缓蚀阻垢剂在不同反应时间下对活性污泥处理系统处理效果的影响。结果表明,杀菌剂异噻唑啉酮和十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、缓蚀阻垢剂氨基三亚甲基膦酸(ATMP)均会降低间歇式活性污泥系统的COD去除率、氨氮去除率和耗氧速率,对活性污泥中异养菌具有抑制作用。水处理剂对间歇式活性污泥系统处理效果的影响与水处理剂种类、浓度及反应时间有关。

介质泄漏对循环冷却水水质及生物黏泥特性的影响

向循环水中加入不同浓度的柴油来培养生物黏泥,以模拟炼油企业中的介质泄漏现象,考察介质泄漏影响下的循环冷却水的水质以及生物黏泥的特性,并利用扫描电镜(SEM)对生物黏泥的微观结构进行观察。结果表明,随着柴油投加量的增加,循环冷却水的总硬度和总磷含量变化较小,浊度、COD浓度、总铁含量逐渐升高,锌离子含量逐渐降低;生物黏泥的生物量、EPS和脂磷含量随着柴油投加量的增加先升高后降低。结合SEM结果可以得出,柴油投加量较低时,柴油对生物黏泥的生成起促进作用,柴油投加量较高时,柴油对生物黏泥的生成起抑制作用,这为炼油企业选取杀菌剂提供了理论依据。

柴油泄漏情况下生物酶缓蚀剂在循环水系统中的应用

油品泄漏导致循环冷却水中含有大量石油烃类物质,从而影响缓蚀剂的缓蚀效果。为寻求可应用于柴油泄漏情况下的生物酶缓蚀剂,向循环水中投加柴油以模拟油品泄漏,并配制不同浓度的生物酶制剂,分别考察其缓蚀效果,再根据单因素的实验结果,通过正交实验对3种生物酶进行复配。结果表明,柴油投加量为80mg/L时,3种生物酶最优的复配方案为溶菌酶50mg/L、脂肪酶10mg/L、漆酶75mg/L。复配的生物酶制剂可以在柴油投加量为80mg/L的循环水中达到稳定的缓蚀效果,将碳钢的腐蚀速率控制在0.05mm/a以下。

介孔SiO_2固定化溶菌酶在柴油泄漏循环水系统中的缓蚀性能

采用溶胶-凝胶法合成了介孔SiO2微球,并采用TEM、BET及FT-IR谱对其进行表征。以介孔SiO2微球为载体,利用物理吸附法制备固定化溶菌酶,优化了制备条件,并将在优化条件下制备的固定化溶菌酶投加于柴油泄漏循环水中,考察其对碳钢的缓蚀效果。结果表明,制备固定化溶菌酶的最佳条件为溶菌酶质量浓度0.8g/L、固定化时间10h、pH值6.5、缓冲溶液摩尔浓度50mmol/L。在柴油质量浓度为80mg/L的冷却循环水中,固定化溶菌酶对碳钢的缓蚀率最高可达78.21%,且稳定性比游离溶菌酶有显著提高。

水工程计算机技术与应用课程的线上-线下混合式教学研究探讨

水工程计算机技术与应用是给排水科学与工程的专业课程,探讨了课程线上-线下结合的混合式教学模式。在防疫形势下,针对课程体系及特点,采用线上讲解理论,线下上机实验,详细论述了实施方法,学生成绩分布分析显示教学效果明显。同时,针对教学中出现的问题进行了分析,提出了相关解决方案。

铝改性凹凸棒石黏土除藻性能及机理

针对河道、湖泊等自然水体藻类爆发问题,对凹凸棒石黏土进行Al改性,以提高其除藻效果,并通过SEM,XRD,FT-IR,XRF对Al改性凹凸棒石黏土进行表征。考察Al改性凹凸棒石黏土投加量、沉淀时间、初始搅拌速度及pH等因素对除藻效果的影响,以及改性前后黏土颗粒的表面电位变化。结果表明,当叶绿素a初始质量浓度为325μg/L,Al改性凹凸棒石黏土投加量为60 mg/L、初始搅拌速度为372.5 r/min、沉淀时间为1 h、pH为6.7时,经处理后水样叶绿素a剩余质量浓度可达到湖泊轻富营养化标准。研究表明,Al包裹在凹凸棒石黏土表面形成了带正电性的改性凹凸棒石黏土,通过电中和作用,使藻类脱稳聚集,并以凹凸棒石黏土为凝聚核共同沉淀。

介质泄漏对循环冷却水中微生物多样性的影响

以循环冷却水作为接种水对生物粘泥进行培养,向循环冷却水中加入柴油以模拟炼油厂中的介质泄漏现象,对介质泄漏影响下生物粘泥中的微生物进行微观分析,利用扫描电子显微镜(SEM)观察生物粘泥内部的空间结构、紧密度等,利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析不同生物粘泥中的内部优势菌种、微生物多样性及相似性。SEM分析表明,与未投油的生物粘泥比较,投加0.3g.L-1柴油时的生物粘泥内部结构复杂、紧密度好,而投加0.9g.L-1柴油时的生物粘泥内部结构简单、紧密度差。PCR-DGGE分析表明,与投加0.9g.L-1柴油的生物污泥相比,投加0.3g.L-1柴油的生物粘泥的细菌数量和种类更多,微生物多样性更大,优势菌种更多。

稀土改性凹凸棒土对低浓度磷的吸附性能

为提高凹凸棒土对污水中低浓度磷的吸附能力,制备了稀土改性凹凸棒土(Nd-ATP、Ce-ATP、Y-ATP、La-ATP、Pr-ATP),且将其用于低浓度含磷(TP=1 mg·L^(−1))废水的吸附处理,比较了5种吸附剂的除磷性能、吸附动力学和等温线模型,以及改性前后的结构组成和表面基团变化。结果表明:当pH为3时,改性凹凸棒土除磷效果最好,TP去除率为84%~98%;共存HCO^(−)_(3)对吸附剂除磷有较强的抑制作用,SO^(2−)_(4)和Cl^(−)对TP吸附的影响几乎可以忽略;准二级动力学模型和Langmuir等温线模型能较好描述该吸附除磷过程。其中,pH、投加量、共存阴离子对Y-ATP除磷效果影响最小;Y-ATP对TP的吸附容量最大,为12.94 mg·g^(−1)。稀土改性凹凸棒土吸附剂除磷主要遵循球内络合机理,其中吸附剂表面的羟基基团起关键作用。