复合式膜生物反应器废水处理技术研究进展

复合式膜生物反应器结合了传统膜生物反应器与接触氧化工艺的优点,能在维持稳定高效的有机物去除率前提下,有效减缓膜污染,减少剩余污泥的排放,并为同步脱氮过程提供良好环境,因此近几年逐渐成为研究热点。文章综述了其构成、工作原理、类型及在处理不同废水中的应用,并展望了今后研究的努力方向。

响应曲面法优化感应电芬顿预处理染料废水的运行参数

在传统电芬顿技术的基础上引入感应铁电极以改变Fe^(2+)的投加方式,构建了以铁板为感应阳极、不锈钢板为阳极、高纯度TiO_2镀膜石墨板为阴极的感应电芬顿体系。为探究感应电芬顿处理染料废水的最优运行参数及参数间的交互作用,采用响应曲面法建立连续变量曲面模型,优化试验并确定最佳水平范围。结果显示,经模型优化后的最佳工艺条件为:反应时间80 min,pH 2.59,电流密度30 m A·cm^(-2),在此条件下进行三组平行实验,得出染料废水的COD去除率平均值达到70.1%,而模型预测值为73.17%,实测值与预测值相对偏差为3.07%,两者能较好地吻合。

铁碳微电解预处理直接黄11废水试验研究

采用铁碳微电解对直接黄11废水进行预处理,考察了p H、反应时间和温度对处理效果的影响。通过正交实验确定最佳处理参数为:p H=2,反应时间2 h,温度为40℃。在最佳工况下COD去除率可达65%以上,色度去除率达92%以上。处理过程的紫外光谱分析结果表明,铁碳微电解能氧化断开普通共轭结构,较大程度提高废水的可生化性。通过对COD和色度的动力学分析表明,铁碳微电解降解直接黄11废水过程为一级动力学反应,相应的速率常数分别为0.223 h^(-1)和0.778 h^(-1)。

三维荧光光谱法解析光电-Fenton降解印染废水有机物的过程

采用三维荧光光谱技术结合荧光区域积分(FRI)法,研究光电-Fenton在处理印染废水过程中有机污染物的降解规律。结果表明,印染废水光谱图中芳香蛋白类物质荧光峰、可见区类富里酸荧光峰和类色氨酸荧光峰,经光电-Fenton处理30 min后,荧光强度有明显的降低;60 min后全部消失。类腐殖酸物质较难处理,90 min后其特征荧光峰才消失;且废水COD值与荧光峰强度下降趋势一致。荧光区域积分标准体积也在不断变化;最具特殊性质的区域Ⅲ,其积分标准体积由原水的8 888 932.286 au·nm^2,经30 min处理后增长为11 228 985.07 au·nm^2;60 min后却降为9 015 566.765 au·nm^2,150 min后降到6 016 494.599 au·nm^2,总体呈先增后降的变化规律,推测为部分高分子难降解污染物在处理过程中存在被转化为小分子物质的过程。区域积分标准体积组成代表同一时刻出水中各类有机物所占比例的情况,与区域Ⅱ具有相同变化趋势的区域Ⅰ由原水0.103 4的占比先上升到0.153 0;而后下降,150 min后降为0.076 5;而区域Ⅴ则由原水中0.120 1的占比先下降到90 min后的0.098 5,而后增加,150 min后增加到0.119 6。

基于分子量分布的生活污水荧光光谱研究

采用超滤及微滤膜法对生活污水进行分级,以荧光光谱为基本分析手段,结合荧光区域积分（FRI）法研究不同分子量区间组分的荧光特性。结果表明,不同分子量区间水样的同步荧光光谱图（SFS）中均含有3类荧光峰,分别为类蛋白质峰、类富里酸峰及类腐殖酸峰,其中类蛋白质峰荧光最强;类蛋白质、类腐殖酸及类富里酸的SFS区间积分强度大小顺序为类蛋白质区域〉类腐殖酸区域〉类富里酸区域,表明生活污水中蛋白质含量最高,腐殖酸次之,富里酸最少;各水样三维荧光光谱（EEM）图中主要存在4类荧光峰,分别为Peak T1、Peak T2、Peak A、Peak C,其中类蛋白质峰强度明显强于类腐殖酸;荧光区域积分（FRI）分析表明,类蛋白质占总标准体积60%~70%,进一步表明蛋白质为水体有机物的主要成分;膜孔径越小,类腐殖酸含量越高,腐殖化程度越高。

对不同豆种和培养时期豆芽的维生素C含量分析

本文试验结果表明，在相同培养时间内，不同种类的豆芽其维生素Ｃ的含量有较大差异，绿豆芽维生素Ｃ的含量明显高于大豆芽（Ｐ＜０．０１），在一定的培养时期中，豆芽中维生素Ｃ含量随培养时间的延长而不断增加；在同一种豆芽的不同部位中，维生素ｃ的含量及其变化规律也有明显差异（Ｐ＜０．０１）。

新型生物转盘处理工业废水的启动挂膜试验研究

为评估某新型生物转盘处理工业废水的可行性,调节生物转盘进水流量为10 L/min,转速为3 r/min,配水比为2∶1,在连续进水的情况下,通过对挂膜时间,挂膜期间COD、NH3-N、微生物含量、生物相变化的分析,结果表明该生物转盘挂膜周期短(只需13天),生物量大,AB段分别达到了2.76×109 cfu/g和2.36×109 cfu/g,生物相变化明显,COD去除率达到了65%以上,适用于工业废水的处理。

响应曲面法优化HMBR去除TN的工艺条件

采用复合式膜生物反应器HMBR处理低C/N(3-5)实际生活污水,TN含量17~45 mg/L。基于CCD响应曲面法,考察了溶解氧DO、水力停留时间HRT和污泥龄SRT的单独作用及交互作用,并建立TN去除率数学模型。结果表明,影响因子显著性顺序为HRT>SRT>DO,三者间存在一定的交互作用,但并不显著;数学模型回归性较好,预测最大TN去除率为75%,最佳条件组合为:DO=3.79 mg/L,HRT=8.84 h,SRT=33.62 d,验证实验结果 TN的去除率为73%,与预测值相比偏差仅为3%。采用HMBR处理低C/N生活污水,可以满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准中对TN≤15 mg/L的限制要求。

基于响应曲面法的环境因素对生活污水三维荧光光谱的影响

采用响应曲面法（RSM）研究温度（10~35℃）、pH（3~11）、稀释倍数（1~10）及交互作用对生活污水溶解性有机物（DOM）三维荧光光谱特性的影响规律。研究表明：生活污水DOM主要含有类色氨酸蛋白质、类酪氨酸蛋白质和类富里酸荧光峰;响应曲面分析表明,温度、pH、稀释倍数其交互作用对于类色氨酸蛋白质荧光强度的影响强弱顺序为：稀释倍数〉pH〉温度、pH-稀释倍数〉温度-pH〉温度-稀释倍数,其中温度-pH和温度-稀释倍数对其荧光强度的影响为拮抗作用,pH-稀释倍数为协同作用;对于类酪氨酸蛋白质,单因素影响顺序为：pH〉稀释倍数〉温度,其他情况与类色氨酸蛋白质相似;对于类富里酸,温度、pH、稀释倍数及其交互作用对其影响规律与对类色氨酸蛋白质的相似,但交互作用类型与类色氨酸蛋白质情况相反。

光电-Fenton体系中羟基自由基生成影响因素分析

以TiO_2/Ti为阳极,活性炭纤维(ACF)为阴极,建立新型光电-Fenton体系。采用Box-Behnken Design(BBD)响应曲面法设计实验,考察初始pH、反应时间、电流密度和曝气量4个因素及其交互作用对光电-Fenton体系中·OH生成量的影响,建立·OH生成量与影响因素间的数学模型,并进行参数优化,探索光电-Fenton运行的最优参数值。研究表明,4因素对·OH生成量的影响强弱顺序为:pH>反应时间>电流密度>曝气量,且4因素两两之间均存在一定的交互作用,其中反应时间与pH和曝气量之间的交互效应尤为显著。在pH 4.49、反应时间130.49 min、电流密度6.99 m A·cm-2、曝气量1 474.90 m L·min^(-1)条件下,·OH的生成量最大。经实验验证,实际值与模型预测值拟合性良好,偏差仅为2.35%。