基于磷容量的污水处理厂除磷效能提升控制技术研究

针对污水处理厂回流污泥除磷能力无法准确表征以及除磷药剂使用效率低的问题,首次建立了污泥磷容量的检测方法,研究了除磷药剂种类及用量对污泥磷容量的影响,同时开展了除磷药剂效能提升研究工作。结果表明,使用化学除磷工艺的污水处理厂污泥有不同程度的磷去除能力,即“磷容量”,通过现场实测及拟合计算得到污水处理厂磷容量为0.32~3.25 mg/g(以单位污泥混合液悬浮固体的溶解态活性磷酸盐(sRP)去除量计),折合除磷药剂投加量为0~15.85 mg/L。除磷药剂种类与投加量是影响回流污泥磷容量的关键因素,相同投加量水平下,投加硫酸铝的污泥磷容量较投加聚合氯化铝(PAC)的污泥磷容量高,除磷药剂的预水解程度是导致磷容量差异的主要原因。污泥磷容量与除磷药剂投加量呈正相关。基于污泥磷容量的检测结果,污水处理厂可以采用改变污泥外回流比或将剩余污泥回流到初沉池的方式提高除磷药剂使用效率,可使进水的sRP下降10%以上。此外,剩余污泥回流初沉池可以减少30%的污泥排放量,既强化了除磷效果又实现了污泥的减量化,对污水处理厂绿色发展具有非常重要的指导意义。

构建适应“陆海空天”一体化水上交通运输安全保障体系的智能航海保障体系的探索与实践

构建“陆海空天”一体化水上交通运输安全保障体系是交通运输部海事局党组服务加快建设交通强国、打造海事现代化发展新格局的重要战略举措,也是当前和今后一段时期海事现代化发展的一条主线。自该体系建设启动以来,东海航海保障中心坚持从理念上突破,从机制上保障,从实践上探索,全面谋划融入、全力对接推进,加速推进航保工作转型升级,构建与之相适应的智能航保体系,努力实现“船舶航行到哪里,航海保障服务到哪里;海事监管到哪里,航海保障支持到哪里”。

水质背景对过流式紫外/氯工艺降解有机污染物的影响

考察了过流式紫外/氯反应器中高浓度阿特拉津(ATZ)、磺胺甲恶唑(SMX)和美托洛尔(MET)在不同水质背景下的降解特征。结果表明:3种目标污染物在过流式紫外/氯反应器中的降解均符合准一级反应动力学模型(R2≥0.97),且各污染物按反应速率常数大小排序为SMX>MET>ATZ。反应溶液较低的透光性以及过流模式有限的混合程度导致稳态假设模型在预测上述污染物降解时适用性较差。与在去离子水背景下相比,ATZ在自来水中的降解被略微抑制,而SMX与MET的降解得到促进。通过分析不同背景基质的影响可知,后者降解速率提升的原因在于水中共存的Cl-和HCO_(3)^(-)分别提高了反应体系中ClO·与CO_(3)^(·-)的浓度,而ATZ因以UV光解为主受到的影响可忽略。单位电能消耗(EEO)表明,适当提高氧化剂浓度有望进一步降低实际水体中污染物降解所需能耗。综合考虑反应消毒副产物的生成情况和毒性评估结果,后续研究需要重点关注ATZ本身的降解效率以及MET降解过程中三氯甲烷的生成。

臭氧-生物活性焦工艺对二级出水净化效果

为进一步探索再生水水质安全性保障技术,搭建臭氧氧化-生物活性焦过滤中试系统(O_(3)-BACK),考察其对城市污水处理厂二级出水有机污染物、病原菌的去除效果,以及对发光菌综合生物毒性的影响。结果表明,活性焦滤柱由吸附饱和向生物活性焦发展的过程可分为3个阶段。较BACK单独过滤,O_(3)前处理单元的引入,使后续BACK滤柱稳定期对COD_(Cr)的平均去除量与去除率分别提升了20.81%和28.35%。BACK滤柱出水COD_(Cr)、UV_(254)、色度、浊度分别维持在12.74 mg/L、0.04 cm^(-1)、2度、0.75 NTU附近。O_(3)氧化对腐殖质、芳香族蛋白质类荧光组分和微量有机污染物均有较好的去除效果。除全氟辛酸外,BACK出水中磺胺甲恶唑等11种微量有机物质量浓度均降至10 ng/L以下。O_(3)对粪大肠菌群(FC)有近2log的灭活,BACK出水FC浓度为31~504 MPN/L,满足观赏性景观环境用水FC<1000 L^(-1)的要求(GB/T 18921—2019)。O_(3)氧化出水发光菌发光强度抑制率(IR)有所上升,均值为11%,而经BACK滤柱后的最终出水IR值始终为负值,无生物毒性。O_(3)-BACK在有效削减污染物的同时,很好地保障了再生水的水质安全性,为污水再生与安全利用提供了可靠的技术选项。

多元醇在茶树上的应用

植物激素作为植物生长的调节物质,在农业生产上应用已十分广泛,其种类越来越多,茶树上也不例外,1984年印度科学家Menon和Srivnstava发现24～34C分子片段脂肪醇的组合,其促进活性远超过三十烷醇,且稳定性理想,目前已有商品Mixtaiol在茶树上应用,效果显著,可增产12.6％～14.5％,并使茶叶内质成分也得到相应改善。浙江农业大学种子激素课题组近年来也开展了这方面的研究。

城镇污水处理厂3种除磷方式耦合除磷效果研究

针对城镇污水处理厂除磷效果难以稳定维持的问题,对AAO系统运行过程中初沉池泥位、化学除磷药剂及含铝污泥回流的除磷效果开展研究。结果表明,在3种除磷方式耦合作用下,系统TP可由5.14 mg/L降至0.27 mg/L,除磷效率高达95%。初沉池在高泥位下水解酸化作用增强,释放了微生物可利用的碳源,可以促进厌氧池微生物的生物释磷作用;生物池末端投加硫酸铝可加速污泥的沉降,使得颗粒态总磷(pTP)快速去除,pTP去除率高达99%,同时为回流污泥提供铝盐及铝盐水解产物,使回流污泥具备较强的除磷能力和磷吸附容量。本研究可为污水处理厂通过工艺调控强化系统除磷能力提供技术支撑。

化学除磷药剂对生物除磷的影响研究进展

综述了污水处理中投加化学除磷药剂对生物除磷的影响研究进展,重点介绍了应用广泛的铝盐和铁盐两类除磷药剂对生物除磷性能的影响及其机制,总结了目前关于化学除磷药剂影响生物除磷机理研究方面存在的问题,并对未来化学除磷药剂对生物除磷影响的研究方向进行了建议和展望,为最大程度地发挥污水处理厂生物-化学协同除磷作用提供参考。

初沉池泥位变化对生物除磷影响规律

针对城镇污水处理厂进水碳源不足,导致生物除磷效果难以稳定维持的问题,通过实验室小试与现场生产性试验相结合,分析了初沉池不同泥位条件下初沉、剩余混合污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)对生物除磷效果的影响。结果表明,当初沉池泥位由1.0 m增加到2.5 m时,初沉池出水VFAs质量浓度由17.8 mg/L提高到44.0 mg/L。后续改良AAO工艺厌氧段释磷量、好氧段吸磷量较低泥位分别增加了3.26、3.29 mg/L。初沉池2.5 m高泥位条件下,曝气池出水溶解态总磷(STP)质量浓度降为0.06 mg/L,仅为初沉池1.0 m低泥位时的1/2。对磷组分分析发现可溶性活性磷酸盐(SRP)去除率得到明显提升。研究可以为污水处理厂利用内碳源开发提高生物除磷效果提供技术支撑。

磷元素形态及悬浮物含量对再生水磷浓度的影响

针对再生水厂出水磷浓度标准限值日趋严格的需求,开展了磷元素形态及悬浮物含量对再生水磷浓度的影响研究。结果表明,溶解性非活性磷(sNRP)和颗粒态磷(pTP)是影响再生水达到极限低磷浓度的关键因素。污水经过生物化学法处理以后,再生水中sNRP和pTP浓度分别为0.06和0.04 mg/L,其中去除sNRP较为困难,化学除磷也无明显效果,且过量使用除磷药剂会导致水中铝离子浓度升高。当硫酸铝投加量为20 mg/L时,水中残余铝离子浓度高达55.4μg/L。pTP浓度与再生水中悬浮物(SS)浓度成正比,SS中磷浓度为27~43 mg/g,SS越高,出水pTP浓度越高,进而导致出水总磷升高。此外,SS中磷浓度与水厂生物除磷效果和污泥停留时间呈正相关关系,鉴于目前水厂的处理工艺,降低出水SS是再生水达到极限低磷浓度最有效的途径。在水厂运行过程中需要控制出水SS低于1 mg/L,即可实现再生水总磷浓度低于0.05 mg/L,从而降低再生水磷元素超标引起的藻华风险。

纳米材料对水体中PFCs的去除行为及机制

全氟化合物(Perfluorinated Compounds,PFCs)是一类含有强极性碳氟键的阴离子表面活性剂.由于PFCs的高稳定性、高生物累积性和潜在毒性,其在水环境中的广泛存在已经对人类的生命健康造成了极大的威胁.近年来,研究者不断寻找有效的材料和处理技术去除水体中的PFCs.纳米材料因其特殊的结构和效应,比一般材料有更高的反应活性.总结了如碳纳米管、改性粘土矿物、纳米二氧化钛、氧化铟、氧化镓等新型纳米材料在物理吸附、光化学及电化学法去除PFCs中的应用,并比较了上述各材料去除PFCs的优缺点及各自的去除机制,分析了目前纳米材料去除水体中PFCs存在的主要问题并展望了今后的发展趋势.

两种碳基材料对二级出水中有机物的去除特性

针对活性炭与活性焦两种碳基吸附材料,分别开展静态吸附与动态过滤实验,考察了两者对城镇再生水厂二级出水中有机物的去除效果。结果表明:活性焦介孔及大孔丰富,对应孔体积为0.436 cm^(3)/g,为活性炭的1.6倍;准二级动力学模型更适用于两种材料对COD的吸附动力学拟合,活性焦动力学吸附速率常数k_(2)为活性炭的2倍;水温为22℃时,活性焦与活性炭对COD的Langmuir饱和吸附量分别为230.38、94.14 mg/g。在近4个月的连续运行中,活性焦滤柱对有机物的去除效果全程优于活性炭滤柱,尽管两滤柱在由单纯吸附向生物吸附降解转化的过程中对有机物的去除率有所降低,但对COD的去除率仍可分别稳定在28.43%和22.26%。活性焦颗粒与活性炭颗粒表面ATP含量最高分别为7032.94、5753.52 ng/g。此外,活性焦滤柱对1~10 ku有机物组分,以及腐殖酸类物质、溶解性微生物代谢产物等不同荧光特性有机物均有较好的去除效果。与活性炭相比,活性焦对再生水厂二级出水中有机物的去除效果更优。

镧铝/壳聚糖复合小球对水中磷的吸附及机理

镧铝复合材料对水体中磷有着优良的吸附性能,但其粉末状特性大大限制了其应用前景。利用壳聚糖的可塑性,制备出镧铝/壳聚糖复合小球,并利用环氧氯丙烷和聚乙烯醇提高复合材料的耐酸性,同时研究其对水体中磷的静态批吸附及动态柱吸附行为,最后采用SEM、EDS、XRD和FTIR表征方法观察吸附磷前后的微观结构,阐述吸附机理。结果表明:镧铝/壳聚糖复合小球对磷的最大吸附量达到39.84 mg·g^(-1);壳聚糖/镧铝质量比为1/10时,复合小球穿透吸附效率随流速提高而下降,BDST模型能够有效地模拟该复合小球对磷的动态吸附过程;壳聚糖/镧铝质量比为1/4的聚乙烯醇改性复合小球较质量比为1/5的更加耐受水流冲击,吸附效果较为稳定;静电作用,离子交换作用,络合作用和La化合物产生的氧空位是镧铝/壳聚糖复合小球吸磷的主要机理。