潜流人工湿地脱氮除磷基质的应用研究及展望

基质的选择直接影响着潜流人工湿地全生命周期及污水处理效果,不同类型的基质对脱氮除磷具有差异性效果。综述了不同类型潜流人工湿地基质的研究现状,分析了其脱氮除磷机理,总结了各类基质的应用效果,展望了天然矿石基质、固体废弃物基质和人工合成基质研究方向和研究重点,以期为潜流人工湿地脱氮除磷基质的研发提供参考。

高锰酸钾氧化饮用水中醛类嗅味物质的效果及动力学研究

我国北方呼和浩特市以黄河为水源的JH饮用水厂近年来冬季经常有醛类嗅味物质检出,常规处理工艺如混凝、沉淀等对其去除效果有限,需要对其进行其它处理工艺的探究.本文选择高锰酸钾对水厂检出频率和浓度均较高的反,反-2,4-庚二烯醛(tt24hept)、反-2-辛烯醛(t2oa)、反,反-2,4-辛二烯醛(tt24oda)、反,反-2,4-癸二烯醛(tt24dda)和β-环柠檬醛(β-cyclo)5种醛类嗅味物质进行氧化控制研究,探究其去除效果、氧化动力学和氧化机理.结果表明,20℃,pH=7时,2 mg·L^(-1)高锰酸钾氧化5种醛类嗅味物质30 min后,去除率达75%以上.根据动力学分析可知,高锰酸钾氧化5种醛类嗅味物质属于伪二级动力学过程,其伪二级反应速率常数分别为5.25×10^(4)、2.66×10^(4)、4.50×10^(4)、2.71×10^(4)、5.37×10^(3)L·mol^(-1)·min^(-1),醛类嗅味物质结构中含碳碳双键数目越多、含亚甲基数目越少,反应速率常数越大.同时,氧化过程会产生新生态二氧化锰,促进高锰酸钾对嗅味物质的控制效果.最后,通过水厂原水加标实验效果验证,理论反应方程可为饮用水厂应对醛类物质嗅味问题提供相应的理论依据并指导生产.

“市政饮用水膜处理技术专栏”开栏语

饮用水健康一直是人们所关注的焦点。近年来,随着人们对水质要求的提高以及对健康生活方式的追求,膜处理技术逐渐成为饮用水处理领域中一项关键且日益大规模化的技术方法,在确保饮用水达到更高的安全和健康要求等方面起着越来越重要的作用。市政饮用水膜处理技术一般包含微滤、超滤、纳滤和低压反渗透4种技术或其组合,高效且可靠的去除水中悬浮物、细菌、病毒、有机物、特殊离子等有害物质的同时,能够保留对人体有益的矿物质和微量元素.

天津某水库含嗅味物质原水应急处理方式研究

以天津某水库含嗅味物质原水为研究对象,利用小试研究了以传统混凝沉淀过滤为主体工艺的3座净水厂采用该水源进行应急供水的适宜处理方式。试验结果表明,粉末炭对原水中2-MIB和土臭素均具有较好吸附作用,其吸附效果主要受粉末炭投量和吸附时间影响,增加粉末炭投量和吸附时间可以提高二者去除率,根据去除率推算30 mg/L粉末炭吸附50 min最多可去除60 ng/L溶解态2-MIB和230 ng/L溶解态土臭素,吸附180 min最多可去除120 ng/L溶解态2-MIB和480 ng/L溶解态土臭素,2-MIB去除难度要高于土臭素;传统混凝沉淀过滤工艺可以去除大部分结合态嗅味物质,3座水厂采用厂内投加粉末炭后进行混凝沉淀过滤相对于直接混凝沉淀过滤而言,可以提高对2-MIB和土臭素的去除效果,但其效果提升主要受限于吸附时间,可应对的嗅味物质浓度较低;采用水库出口处投加粉末炭,可以增加吸附时间,明显提高2-MIB和土臭素的去除效果,该方式最终能处理的溶解态嗅味物质浓度基本与粉末炭吸附推算的浓度一致,满足安全供水需求。

城镇净水厂提标改造的主要问题及对策

城镇净水厂作为城市基础设施的重要组成部分,提供人们日常生活所需用水。由于部分水厂建成年代久远,净水工艺落后,难以处理水源中出现的新兴污染物,特别是《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)发布实施,对于出厂水水质提出了更高要求。为优化处理工艺,提高运行管理成效,保障人民群众饮用水安全达标,已成为净水厂当前面临的重要任务。

基于粒子群优化模糊PID控制的水厂加氯系统

水厂加氯过程具有非线性、大时滞等特点,采用传统的PID控制方式难以实现消毒剂精准投加。因此,以某采用次氯酸钠消毒系统的水厂为例,首先通过分析该水厂加氯系统工作原理,结合工程经验和运行数据确定了加氯过程的近似数学模型。然后综合使用粒子群优化算法、模糊控制算法和PID控制算法,设计了一种粒子群优化模糊PID控制器,并利用MATLAB软件搭建了粒子群优化模糊PID控制系统和传统PID控制系统的模型进行仿真验证,结果表明:相较于传统PID控制系统,粒子群优化模糊PID控制系统的超调量减少了89.36%,调节时间减少了46.63%,其抗干扰能力也更强,系统整体控制效果有了较大提升。最后使用基于粒子群优化的模糊PID控制法对水厂加氯控制系统进行改造,试运行后发现,新系统控制效果良好,出厂水游离氯值能够稳定在设定值附近。

基于5参数GA-BP模型的出水水质预测——以宁夏某水厂为例

为解决饮用水处理过程中关键水质参数浊度取样检测时滞性大和精度低的问题,提出了基于遗传算法优化BP神经网络(GA-BP)的出水浊度预测模型。利用2019—2021年银川市某水厂的实测出水浊度及相关水质数据,采用灰色关联度分析对影响出水浊度的输入指标进行筛选,结合Q型聚类分析将样本数据划分为具有不同特征的3类,构建了基于GA-BP神经网络的机器学习模型对出水浊度进行预测,并与传统BP和未分类的预测结果进行对比。结果表明:与未分类相比,利用Q型聚类分析后预测模型的误差评价指标决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别优化了2.9%和22%;与传统BP神经网络相比,经遗传算法优化后的预测模型误差评价指标R2和RMSE分别优化了2.4%和12%。研究表明,Q型聚类分析和遗传算法均能提高BP神经网络预测模型的泛化能力,减小误差。

水源水Fe(Ⅵ)与Mn(Ⅶ)预氧化对天然有机物的组成特征及消毒副产物生成势的影响

溶解有机物(DOM)普遍存在于地表水源中,是饮用水消毒副产物的重要前驱物.本研究考察了Fe(Ⅵ)与Mn(Ⅶ)预氧化对浙江东部某水源水中DOM的组成特征及消毒副产物生成势的影响.运用三维荧光光谱(3D-EEMs)分析了两种氧化剂在不同的浓度梯度下对水样进行预氧化后,水样DOM的荧光光谱特性、荧光特征参数和荧光组分等的变化情况,及氯化后消毒副产物(DBPs)的生成情况.结果表明,水源水水样DOM的来源主要为陆源与内源混合且具有一定的腐殖质化程度,Mn(Ⅶ)和Fe(Ⅵ)预氧化不仅对荧光DOM具有较好的降解效果,对腐殖质类DOM也具有一定的降解作用.在DBPs的生成势方面,Mn(Ⅶ)预氧化对三氯甲烷(TCM)生成势的变化呈现出先增强后减弱的现象,对二氯乙腈(DCAN)的生成势具有一定的减弱作用.而Fe(Ⅵ)预氧化对三氯丙酮(1,1,1-TCP)、溴氯乙腈(BCAN)、二溴乙腈(DBAN)和DCAN的生成势均具有明显的降低作用,对二氯一溴甲烷(DCBM)、二溴一氯甲烷(DBCM)和三溴甲烷(TBM)生成势的变化呈现出先增强后减弱的现象.研究结果推动了水源水氧化消毒工艺的发展并为相关研究提供理论指导.

固相萃取结合液质联用法快速筛查和分析生活饮用水中的56种抗生素

目的:建立生活饮用中56种抗生素的固相萃取-液相色谱-串联质谱分析方法。方法:将生活饮用水通过大容量采样管连接到固相萃取柱上净化,用C18柱梯度洗脱分离目标物,以乙腈和0.1%甲酸水为流动相,经电喷雾离子源电离,多反应监测模式串联质谱检测。结果:56种抗生素的最低检测浓度为0.1~2.0μg·L^(-1),在其线性范围内的相关系数均大于0.995,3个浓度水平的加标回收率为63.3%~113.0%,相对标准偏差在3.1%~8.3%。结论:该方法前处理简单、快速,适用于生活饮用水中多种抗生素的快速筛查和定量检测。

天津某净水厂引江水强化处理技术研究

天津某净水厂主水源为南水北调中线工程引江水,该水厂在常规工艺基础上增设预臭氧、后臭氧和活性炭强化工艺,以期进一步提升出水水质。建立小试试验装置,对以上各工艺强化常规工艺处理引江水的效果展开探讨。结果表明,絮凝剂PAC和FeCl_(3)的最佳投加量均为17 mg/L;在常规工艺基础上增设预臭氧或后臭氧工艺可以有效提升有机物的去除效果,增设活性炭工艺可同时提升浊度和有机物的去除效果,同时增设后臭氧和活性炭工艺强化去除浊度和有机物的作用最显著。预臭氧和后臭氧的最佳投加量均为1.0 mg/L,当原水中溴离子质量浓度高达150μg/L时,常规-后臭氧工艺、预臭氧-常规-后臭氧工艺中臭氧的投加量应调整为≤0.5 mg/L。

基于图像处理判断水混凝中矾花性能的研究及应用进展

原水预处理主要分为混凝、沉淀和过滤3个阶段,混凝中的絮凝过程直接影响矾花结构与出水浊度;目前多采用检测出水浊度方法来控制混凝剂加药量,但因时间滞后无法快速反映混凝效果与反馈调节加药量。随着计算机技术的快速发展,利用矾花图像处理技术能够实现快速、准确、实时检测絮凝状态,从而更准确控制加药量,提高混凝效果。从计算机视觉技术角度,概述了絮凝中矾花图像采集与处理的技术特点,介绍了实时跟踪和计算矾花结构特征参数如等效粒径、分形维数等方法,并给出了部分试验结果,通过这些参数可以判断最佳混凝效果,为混凝控制与加药提供依据。

重力驱动超滤技术处理高浊水的效能及机制研究

重力驱动超滤工艺(GDM)具有低维护、免清洗等特点,是农村净水的实用技术;然而,季节型高浊/暴雨型高浊给GDM系统稳定性造成了巨大挑战。研究构建了间歇曝气耦合GDM工艺直接过滤高浑浊度水,并探究了GDM工艺长期运行的通量稳定机制和净水效能。结果表明,GDM工艺可在无反冲洗条件下长期稳定运行,且耦合曝气后显著提升GDM稳定通量(38.81%),对UV254、氨氮、高锰酸盐指数的平均去除率分别达62.22%、31.04%、33.86%。间歇曝气可促使滤饼层变得疏松多孔,提升滤饼层内的微生物多样性,强化了生物滤饼层对污染物的降解效能。因此,GDM工艺可有效应对水源水季节型高浊/暴雨型高浊问题。

纳滤膜对不同水源水中有机物处理效果

为探究纳滤(NF)在实际水体中去除有机物的特性,以水质常规指标、三卤甲烷生成势(THMFP)、亲水性有机碳及三维荧光为主要指标,综合研究了两种NF膜(NF1和NF2)对不同水体中有机污染的处理效果,并探索了膜污染机制。结果表明,NF1、NF2均能有效改善饮用水水质,对总有机碳的去除率分别可达到94%、72%以上;对高锰酸盐指数的去除率分别可达到80%、66%以上。NF1对进水THMFP的去除率均在90%左右。无机和有机污染的协同作用是造成NF膜污染的主要原因。

Mn_(3)O_(4)/CTS的制备及对含钼废水的解吸研究

因工业废水污染严重,该文研究制备了一种有效除钼吸附剂,探究对含钼废水的去除效果并找到最佳条件组合及最佳解吸方案。采用一步水解氧化法和交联法分别制备Mn_(3)O_(4)纳米粒子和Mn_(3)O_(4)/壳聚糖(Mn_(3)O_(4)/CTS)复合纳米粒子,使用正交法确定Mn_(3)O_(4)/CTS除钼的最佳组合,并将单因素控制变量法应用于解吸试验,分析不同解吸条件下的解吸性能。结果表明,无水乙醇12 mL、NaOH 110 mL、温度40℃、反应1.5 h为最佳制备Mn_(3)O_(4)粒子条件,除钼率达70%以上;Mn_(3)O_(4)/CTS粒子在壳聚糖与Mn_(3)O_(4)质量比为3∶1、乙酸30 mL、戊二醛2 mL、150 r/min转速下制备的除钼效果最佳,去除率为90.62%;影响除钼程度顺序为初始pH>吸附剂量>振荡速度>温度;确定最佳解吸液为0.05 mol/L的NaOH,解吸时间30 min,解吸温度40℃,在5次解吸后仍能满足除钼率超80%。制备的Mn_(3)O_(4)/CTS复合纳米粒子除钼效果好,具有优良且稳定的再生效果。

高效液相色谱—串联质谱法测定饮用水中季铵盐类消毒剂的不确定度评定

[目的]为做好高效液相色谱—串联质谱法测定饮用水中癸甲氯胺、苯扎氯铵消毒剂残留量的质量控制,促进检测方法的改进。[方法]通过建立数学模型和不确定度来源鱼骨图,评估引入的不确定度分量,计算合成标准不确定度和扩展不确定度。[结果]取包含因子k=2,当饮用水样中癸甲氯胺、苯扎氯铵残留量分别为4.3,4.7μg/L时,其扩展不确定度U分别为0.52,0.48μg/L。[结论]采用高效液相色谱—串联质谱法测定饮用水中癸甲氯胺、苯扎氯铵,其不确定度主要来源于系列标准溶液配制、测定重复性、仪器校准等分量。

Ⅷ族过渡金属对电子级超纯水H_(2)O_(2)强化去除特性与研究进展

在电子级超纯水的生产过程中,痕量H_(2)O_(2)主要由真空紫外线降解器产生的羟基自由基复合而成,会影响半导体材料清洗的某些特定工艺。将复相纳米催化技术应用于电子级超纯水制备系统,可以有效去除超纯水中微污染H_(2)O_(2),是促进含O—O键活性氧物种快速解离的绿色清洁技术。简要阐述了微污染H_(2)O_(2)的产生及对半导体材料清洗工艺的影响,着重分析了Ⅷ族过渡元素中铂系金属纳米粒子对H_(2)O_(2)催化解离的反应途径和作用机理。还讨论了金属表面吸附构型、吸附能、电子结构以及载体化学性质、水中卤族阴离子等因素对纳米粒子强化去除特性的影响,综述了Ⅷ族过渡金属在超纯水生产、检测以及半导体工艺辅助系统的应用与研究进展,为超纯水新型反应体系的构建和水处理材料的研发及应用提供参考。

医院二次供水设备管理现状及问题分析

本研究旨在全面分析医院二次供水设备管理的现状并深入探讨存在的问题。为实现这一目标,通过对研究结果的综合分析,发现医院二次供水设备普遍存在设备老化、布局不合理以及缺乏定期维护等问题。这些问题直接威胁着供水系统的正常运行,可能对患者的用水安全和医院的卫生环境造成严重影响。为了提高供水系统的可靠性和稳定性,医院需采取更新设备、优化布局和制定科学合理的维护计划等措施。这些方法将有助于解决当前供水设备管理存在的问题,为医院提供更加优质、高效的供水服务。

无挡板CSTR内部流场及颗粒分布的CFD模拟研究

为探究无挡板连续搅拌式反应釜(CSTR)内部流场分布及颗粒运动情况,采用计算流体力学(CFD),在欧拉-拉格朗日模型的基础上对三种搅拌釜工况进行了研究分析。同时,探讨了粒径为100,300和500μm的颗粒在各个工况下的混合情况。研究表明:在时间为0~100 s时,初始搅拌釜内颗粒的平均速度相较于初始时增加了39.22%,达到了1.4797 m/s,搅拌釜内的流场平均速度为1.7372 m/s,颗粒的平均速度与流场速度呈现相近的趋势;搅拌桨位于罐内中间位置时,颗粒分布最为均匀;采用双层搅拌桨时,颗粒速度得到了显著的提升,最大颗粒速度可达到4.2383 m/s。

高锰酸钾+粉末活性炭联用去除2-MIB在水厂中的应用

以合肥市某水厂生产时原水中二甲基异坎醇(2-MIB)超出《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)限值为研究对象,系统考察次氯酸钠预氧化、高锰酸钾预氧化、粉末活性炭吸附、高锰酸钾+粉末活性炭联用对2-MIB的去除效果。结果表明,次氯酸钠、高锰酸钾分别单独预氧化对2-MIB均有一定的去除效果,去除率分别为36%和63%,但过量投加均会导致去除率降低;粉末活性炭对2-MIB吸附去除效果好,去除率高达85%以上,但粉末活性投加量过大,吸附时间长,容易穿透滤池,出厂水浑浊度升高;而在高锰酸钾+粉末活性炭联用下,2-MIB的去除率高达90%以上,同时能大大减少活性炭的消耗量。

山地地区高架水处理构筑物抗震分析

山地地区高差极大,水处理构筑物需架空才能满足工艺布局。文中结合实际工程,对水池池体与高架平台采用油毡隔离方案及直接放置方案进行对比,采用midas Gen有限元软件对高架平台及构筑物整体建模进行时程分析计算,得出采用两种方案的优势与不足,最终选择直接放置方案。而后,对高架平台及构筑物整体建模进行受力分析,得出此类地震作用下结构受力及变形特点,为以后类似工程设计提供参考。