水环境恢复原理及我国的工程实践

水资源短缺和水体污染是水环境问题的2个主要方面．目前这2个问题在我国都没有解决,而且还有加重趋势．分析认为过度的水的社会循环是造成我国水环境劣化的直接原因,建立健康的社会水循环才能恢复良好水环境,从根本上解决水问题．水环境恢复的方略包括节制用水、污水深度处理和有效利用、污水厂污泥回归农田、恢复城市雨水循环途径、面源污染控制以及水资源统筹管理等,其中,城市范畴上的污水深度处理与利用和再生水供应系统是关健,是我国水环境恢复的切入点．介绍了国内外在水环境恢复方面的研究进展情况并介绍了我国在编制国家中长期科技发展规划(2006-2020)以及深圳、大连和北京等地的工程实践．最后指出今后我国水环境恢复方面的紧迫任务,包括建立相关法律法规、开展相关教育、制定规划、相关技术研究和建立示范工程等．

污泥脱水滤液水质对以鸟粪石形式回收磷的影响

为了研究污泥脱水滤液水质对以鸟粪石(MgNH_4PO_4·6H_2O)形式回收磷的影响,利用六联搅拌机模拟序批式搅拌反应器.结果表明:保持各试验均在搅拌转速为200 r/min,反应历时为180 min,沉淀历时为60 min条件下运行,在无需加入任何药剂的情况下,经搅拌后,污泥脱水滤液pH值升高,但还不足以生成鸟粪石沉淀;当PO_4^(3-)初始浓度为4.00 mmol/L时,虽然90%以上的PO_4^(3-)会以磷酸盐形式从污泥脱水滤液中沉淀下来,但须将污泥脱水滤液中Mg^(2+)初始浓度提高到5.00 mmol/L才能抑制Ca^(2+)与PO_4^(3-)的结合,使PO_4^(3-)、Mg^(2+)和NH_4^+回收浓度比接近3种离子在鸟粪石晶体中的化学计量比(1:1:1),即以鸟粪石形式回收的磷最多;当污泥脱水滤液在pH值为10.0～10.5条件下反应时,鸟粪石产量最高;污泥脱水滤液浊度越高,Mg^(2+)回收物质的量浓度越低,相应鸟粪石产量也越低.

释氧-好氧微生物柱降解水中2,4-二氯酚的实验运行效果

以2,4-二氯酚（2,4-DCP）去除率和柱中pH、溶解氧（DO）质量浓度变化，考察释氧．好氧生物反应柱降解2，4-DCP实验的运行效果。结果表明，出水2，4-DCP质量浓度为0．9～2μg／L，去除率达98％；反应层pH范围为8．35-9．4，DO质量浓度平均为7．1mg／L，满足微生物生长要求；释氧层稳定后DO质量浓度在8mg／L左右，释氧良好；反应柱最终出水pH符合地表水环境质量标准。

基于投影寻踪和模糊物元组合模型的地下水水质评价

针对水质评价指标的不相容性和指标多样性等特点,将投影寻踪与模糊物元相结合,构建了用于地下水水质评价的组合模型.该模型运用投影寻踪(projection pursuit,PP)方法,构建了投影指标函数,引入萤火虫算法(firefly algorithm,FA)进行优化,寻求地下水水质评价指标体系的最佳投影方向,利用最佳投影方向值确定各评价指标权重,再通过计算复合模糊物元与标准模糊物元之间的欧氏贴近度,实现了地下水水质综合评价.随机选取北京市2012年枯水期水样9例,运用该组合模型进行水质评价,与投影寻踪模型(RAGA-PP)和综合评分法(F值法)的结果进行比较,应用结果证明了该模型的可行性和有效性.

物元可拓法在地下水水质评价中的应用

为研究物元可拓法在地下水水质评价中的应用,首先对物元可拓法进行了介绍,再以北京市某地区地下水为研究对象,进行了水质综合评价,细化了水质评价标准,使评价结果更准确;利用关联度函数及权重系数等手段,排除了人为的干预,使评价结果比较客观的反映了地下水水质总体状况。经验证,模型评价符合当地实际情况。研究表明:利用物元模型对区域水资源状况进行综合评判具有客观、真实性。

气浮净水工艺述评

从热力学、动力学、流体力学三个方面介绍了气浮理论,对涡凹气浮、浅层气浮、超声波气浮、高效加压气浮、逆流共聚气浮等五种新型气浮工艺的原理和特点进行了评述,最后讨论了气浮净水技术的发展和研究方向。

用于污水深度处理的慢滤池三种启动方式比较

将慢滤池用于污水深度处理，并对3种启动方式进行了对比试验。结果发现，初沉池出水接种启动然后逐步增加滤速、以设计滤速直接启动和逐步增加滤速启动等3种启动方式虽然在启动初期对CODCr、色度、浊度和氨氮等的去除表现出不同的特性，但最终到达慢滤成熟的时间大致相同，均为32天左右。无论何种启动方式，随着慢滤池逐渐成熟，慢滤池出水pH趋于稳定。建议对用于污水深度处理的慢滤池，没有必要采用接种或逐步增加滤速的方式启动。直接采用设计滤速进水，以出水pH稳定为滤池成熟标志是操作最为简单的启动方式。

地下水在线监测系统的设计与实现

文章介绍了地下水在线监测系统的研制和开发,在分析系统基本原理的基础上,对系统硬件设计方案以及软件设计框架进行了介绍。地下水在线监测系统中的供电系统采用了由风能、太阳能和外接市电三重供电模式组成的风光互补系统,解决了偏远地区取电困难等问题,实现了全自动、智能化供电。利用国内外先进的在线自动分析仪器采集水质监测数据,采用GPRS(general packet radio service)传输方式,通过中央控制系统对水质监测数据进行提取、传输、储存和处理,可以对地下水水质进行分析评价。该地下水在线监测系统实现了对地下水水质的监控和评价预测,同时为各级水质主管部门对地下水水环境的治理提供依据。

好氧颗粒污泥对水中橘黄的吸附特性

利用好氧颗粒污泥(AGS)对碱性染料橘黄(SY)进行吸附试验,研究了不同p H值、吸附剂用量、SY初始浓度和温度对吸附过程的影响.发现:溶液的p H值是影响吸附效果的一个重要因素,p H值为2、AGS用量为2 g/L和温度为35℃时吸附效果最好;平衡吸附量与SY染料初始浓度呈正相关;Langmuir吸附模型能够较好地描述整个吸附过程,饱和吸附量为142.86 mg/L,吸附动力学符合准二级动力学模型.热力学分析表明吸附是一个自发的吸热过程,且低浓度比高浓度时的吸附亲合力好.实验结果表明AGS可以作为吸附SY染料的低成本吸附剂.

分形理论研究雨水管网分布

论述了市政雨水管网的分形特性,即管网的部分管段在某种程度七包含了整个管网的信息,与整个管刚存在统计自相似性;进而将分形理论引入到雨水管网的研究中,对其分形特性进行了分析;提出了雨水管网分形算法——盒计数法,应用于北京市周边的一些小区或村镇的雨水管网的研究中,并且计算出了各管网的分维值.借鉴河流和道路分形研究成果,探讨了雨水管网分维值与径流模数的相关关系及制约因素.同时,剖析了管网分维值所隐含的信息,提出雨水管网存在最优平面布置.

地下水同步除铁除锰生物滤层中漏锰现象研究

针对生物滤层同步去除地下水中铁锰离子过程中'漏锰'现象进行了研究,明确了'漏锰'是由亚铁离子对锰化物氧化还原引起的,试验证明了影响反应的主要因素为MnOx质量、原水中Fe2+浓度及pH值等.Mn2+溶出的浓度与MnOx及Fe2+浓度均呈二次曲线关系,pH值小于5.0时促进反应发生,大于7.5时则抑制锰的析出.

单孔板水力空化-碱联合工艺破解剩余污泥的效果

在对单孔板水力空化以及三种碱Ca(OH)_2、KOH、NaOH单独破解污泥的研究基础上,对两者联合破解剩余污泥的效果进行了研究。结果表明,在水力空化单独破解剩余污泥的过程中,污泥破解效果与水力空化板前入口压力和处理次数呈正相关,当水力空化板前入口压力达到0.8 MPa、空化30次时,上清液溶解性COD增加了798.67 mg/L,破解度可达最高值14.01%;三种碱分别单独破解剩余污泥时,对污泥的破解效果NaOH>KOH>Ca(OH)_2,其中NaOH单独破解污泥时,将pH值调至13,COD增加量可达最大,为1291.87 mg/L,破解度达到27.50%。水力空化和碱联合处理剩余污泥的效果优于单独处理的效果之和,水力空化和NaOH、KOH、Ca(OH)_2联合破解剩余污泥具有协同效应,破解度协同效果分别为6.88%、5.95%和5.41%。

三种气液混合泵气浮系统处理低浓度二级出水的对比研究

以低浓度的二级出水为处理对象,利用小试装置,以COD、TP和浊度为考察指标,对使用气液混合泵溶气的全溶气、部分溶气和回流加压溶气气浮系统进行了对比研究。结果表明,回流加压溶气气浮系统对3个指标的去除率明显高于全溶气和部分溶气气浮系统,而部分溶气气浮系统对COD、TP的去除率略高于全溶气气浮系统;二级出水浊度较低时,全溶气和部分溶气气浮系统的出水浊度反而升高,因此使用气液混合泵溶气的全溶气和部分溶气气浮系统不适合处理低浊度的二级出水。

醇水体系制备纳米Pd/Fe颗粒去除水中2,4-DCP

为了提高纳米铁的活性和分散性,在醇水体系下制备出纳米钯铁(Pd/Fe)双金属颗粒并表征,将制得的纳米Pd/Fe颗粒应用于水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的去除,考察了材料投加量、反应温度、初始pH值、2,4-二氯苯酚初始浓度等因素对2,4-DCP去除的影响,分析了2,4-DCP的去除机理并进行动力学拟合。结果表明,在醇水体系中制备纳米铁有利于纳米颗粒的稳定分散;钯的加入将脱氯途径转变为催化加氢,极大改善了2,4-DCP的去除效果;当2,4-DCP初始浓度为20 mg/L、反应温度30℃、纳米Pd/Fe颗粒投加量为2 g/L时,2,4-DCP可在5 h内去除99.9%;反应过程符合修正的一级反应动力学方程。

国内外饮用水水源地保护规范研究综述

不同国家对其饮用水水源地的保护规范都不相同。本文介绍了有代表性的几个国家和我国对各自水源地划分标准和水源水质标准两方面的情况。

气液混合泵气浮系统处理低浓度二级出水的试验研究

气浮-过滤是一种经济有效的污水深度处理工艺。通过小试研究了气浮单元对低浓度二级出水(COD<60mg/L)的处理效果及影响因素。以COD、TP和浊度为水质指标,选取聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)两种混凝剂对气浮的影响进行了对比研究,另外考察了溶气压力和回流比两个参数对三个指标处理效果的影响。结果表明,对于低浓度的二级出水,采用气液混合泵的气浮单元仍能够将COD、TP和浊度分别降低到20mg/L、0.5mg/L和0.5NTU;并且PAC对COD和浊度的去除效果要好于PFS,而PFS对磷的去除率要高于PAC;最后确定了适宜的参数:PFS最佳投加量50mg/L,PAC最佳投加量30mg/L;气液混合泵压力3.5-4.5kgf/cm^2和回流比30-50%。

溶解氧对含氨氮地下水生物除铁除锰效果的影响

采用生物滤柱进行了地下水除铁除锰效果的研究,通过检测滤柱不同滤层深度Mn2+、Fe2+、NH+4-N与DO浓度的变化,研究了各离子的去除效果与DO的关系,并对比了不同DO水平和不同滤速时离子的去除情况。结果表明,铁比锰和氨氮更优先被去除,滤速越低,溶解氧消耗越多。

改性纳米铁镍去除水中2,4-DCP的研究

采用Pluronic F-127改性纳米零价铁后负载镍,形成改性纳米铁镍(F-NZVI/Ni)。探讨了Ni的负载量、F-NZVI/Ni的投加量、2,4-DCP初始浓度、pH及反应温度对2,4-DCP去除率的影响。同时探究了F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的最佳条件下F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的反应过程。结果表明,F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的能力优于NZVI,当F-NZVI/Ni投加量为3 g/L,镍负载率为5%,2,4-DCP初始浓度为20 mg/L,反应温度为35℃,初始pH值为7时,2,4-DCP的去除率为97%。F-NZVI/Ni去除2,4-DCP主要是先吸附,然后在镍催化剂作用下将2,4-DCP降解为苯酚。

短程硝化工艺在炼油催化剂废水中的中试研究

为改进炼油催化剂废水处理工艺,采用可直接进行放大的中试装置,以某炼油催化剂废水处理厂调和池出水为试验进水,探究短程硝化工艺用于炼油催化剂废水的工艺条件。通过不同溶解氧水平下的静态实验,考察溶解氧、pH、游离氨等条件对短程硝化的影响。并通过连续流试验,对后接厌氧氨氧化工艺时短程硝化工艺的稳定性进行了考察。结果表明,在进水流量稳定在1 m3/h以上时,成功实现短程硝化工艺,亚氮积累率平均为91.52%。

上向流厌氧氨氧化生物滤池的启动与脱氮性能

利用上向流陶粒滤池反应器进行了厌氧氨氧化工艺的启动与性能研究.以A/O除磷工艺出水为试验原水,先以自然挂膜的方法启动好氧硝化生物膜,再通过自然筛选和人工诱导的方式将其转化为厌氧氨氧化生物膜,7个月后实现了厌氧氨氧化工艺的启动,TN去除负荷达到了6.8 kg/(m^3·d),微生物表观比生长速率为0.0018h^(-1).试验表明,上向流的运行方式有利于提高厌氧氨氧化生物滤池的脱氮性能,最高TN去除负荷达到12.37 kg/(m^3·d),比目前文献所报道的最高值还要高出很多.另外,试验滤池厌氧氨氧化过程的化学计量学和COD去除特性表明该过程中存在一定程度的异养反硝化过程,且对滤池的厌氧氨氧化脱氮有利.