水污染源识别与风险评估方法研究

本研究深入探讨了水污染源识别与风险评估方法,分析了当前方法的局限并提出改进策略。引入物联网、遥感技术及人工智能等新型技术后,显著提升了水污染源识别的精度和效率。通过大数据和模型优化,增强了风险评估的科学性。案例分析显示,这些改进方法已经在实际应用中取得了显著效果,有效地改善了水质和生态系统健康。研究结果为水环境管理提供了坚实的科学依据和具体的实践指导,具有非常重要的应用价值。

改性污泥生物炭催化PMS降解印染废水中PVA的研究

研究用氢氧化钠对印染生化污泥进行改性制备含铁生物炭(ISBC),并以浸渍煅烧法在该生物炭上负载Mn/Cu双金属,得到Mn/Cu改性污泥炭催化剂(MSDBC)用于催化活化过一硫酸盐(PMS)降解印染废水中难降解的聚乙烯醇(PVA),实现了印染废水处理中剩余污泥的资源化和PVA的高效降解。实验采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和氮气吸脱附等温仪(BET)对制备的材料进行形貌和结构表征,并探究得出最佳条件为金属浸渍量为5 mmol/g,Mn/Cu比例为2∶1,pH为7,PMS投加量为6 mmol/L,催化剂投加量为5 g/L,该条件下降解效率达96.5%。EPR和淬灭实验说明MSDBC催化PMS生成的活性物种主要为SO_(4)^(-)·、·OH、O_(2)^(-)·和^(1)O_(2),且发挥主要作用的是^(1)O_(2)和·OH,不同价态的金属之间的转化保证了活性位点的循环再生,重复使用实验证明了MSDBC的可重复使用性,5次使用后仍有较好的催化效果。综上,MSDBC为一种有效催化PMS降解水中PVA的污泥基非均相催化剂,具有实际应用前景。

酸性矿山废水与选矿废水协同生化处理研究

通过批式实验和连续流实验对酸性矿山废水(AMD)与选矿废水(MPW)的协同生化处理效果进行了研究。AMD和MPW按照1:2进行混合后,废水中Cu、Fe、Zn以及Mn的浓度分别降低了78.55%、82.91%、63.42%和71.66%(与AMD相比)。批式实验结果表明,硫酸盐还原菌(SRB)能够利用MPW中的溶解有机碳进行自身代谢。当进水pH=5.00,停留时间(HRT)为18 h时,硫酸盐还原率达到46.10%,Cu、Zn和Fe的去除率达到99.46%、99.68%和96.40%。连续流实验中,随着进水重金属浓度的升高,生物修复效果有所下降。微生物群落分析表明,随着进水重金属浓度的升高,反应器内微生物的丰富度降低。AMD与MPW共处理反应器中,共存的发酵细菌与SRB表现出协同作用,且发酵细菌对水质的波动更为敏感。

基于硫酸盐还原的酸性矿山废水全流程处理研究

采用pH调节-上流式厌氧污泥床-曝气除S^2--活性污泥法-强化混凝沉淀工艺对某铜矿酸性废水进行了全流程处理,并利用产生的H2S实现了Cu的回收。进水pH实验表明,pH=4.50为宜,此时厌氧反应效率高,有效产物H2S含量最高。中试通过控制进水ρ(DOC)/ρ(SO42-)、HRT、好氧单元气水比等参数来优化反应器运行效果。当进水pH为4.50、ρ(DOC)/ρ(SO42-)为1.5、HRT为24 h时,厌氧系统具有最高利用效率,DOC以及硫酸盐去除率均在80%以上,H2S的质量浓度达到140 mg/L以上,Cu、Zn、Fe、Mn的去除率分别达到99.19%、96.46%、95.67%、71.48%。好氧池气水体积比以及HRT分别为5:1和4 h时,出水COD可降至41.3 mg/L,达到污水GB 8978-1996一级标准。

pH与HRT对植物酸化油废水厌氧处理的影响

采用厌氧序批式反应器,研究初始pH与HRT对植物酸化油废水厌氧生物处理的影响。结果表明,植物酸化油废水在厌氧反应初始pH=5.0、5.5时,pH、硫化物含量、VFAs含量在1个周期的反应阶段内的波动较小,COD的去除率仅为15%~20%;而在初始pH=6.0、6.5、7.0、7.5、8.0时,pH、硫化物含量.VFAs含量波动较大,且COD去除率可达50%~60%。植物酸化油废水在完全混合式的厌氧反应中存在有机物降解停滞现象,这主要是由于含高含量长链脂肪酸和硫酸盐的厌氧反应中产酸过程和产甲烷过程中,随生物毒性产物的积累和微生物种间竞争的加剧而逐渐受到抑制。建立的初始pH-废水HRT-COD去除率多元非线性回归模型显著性高,根据此模型,在初始pH为7.5、废水HRT为84h时有最大的COD去除率。

MnO_(2)/CoFe_(2)O_(4)活化过一硫酸盐降解酸性大红3R

为解决CoFe_(2)O_(4)因团聚导致催化效率降低的问题,采用两步水热法制备了MnO_(2)/CoFe_(2)O_(4)(物质的量之比为5∶1)磁性纳米复合催化剂,利用XRD、XPS、SEM、BET等手段对催化剂进行表征,并研究了其活化过一硫酸盐(PMS)降解酸性大红3R(AR3R)的效果及其降解机理。结果表明,MnO_(2)的引入有效解决了CoFe_(2)O_(4)的团聚问题,同时利用≡Mn^(3+)及≡Co^(3+)之间的协同作用进一步提高了MnO_(2)对PMS的催化能力。当pH值为3、PMS和MnO_(2)/CoFe_(2)O_(4)投加量分别为1.25 mmol/L和0.3 g/L时,反应10 min后对AR3R(50 mg/L)的降解率为93.5%。自由基淬灭实验和对反应前后MnO_(2)/CoFe_(2)O_(4)的XPS表征结果表明,催化剂表面的≡Mn^(3+)和≡Co^(2+)均参与了电子传递过程,二者协同活化PMS产生的SO_(4)^(-)·和·OH主导了AR3R的降解。此外,催化剂循环利用实验结果表明,在5次重复使用后该催化剂仍能保持90%以上的催化降解率,具有很好的应用前景。