电化学氧化技术在MBR中的膜污染控制研究与应用进展

膜生物反应器(MBR)已发展成为高效且成熟的市政和工业污水处理技术,基于MBR建成并投产的污水处理厂数量持续增加且规模不断扩大,但膜污染仍是MBR进一步推广和应用的瓶颈,开发高效率、低成本的膜污染控制方法是领域内的研究热点。作为一种典型的高级氧化工艺,电化学氧化(electrochemical oxidation,EO)在水环境中具有突出的净污和杀菌能力,可同步实现膜表面污染物的降解和细菌的灭活,在MBR中展现出巨大的抗膜污染潜力。近年来,基于EO的膜污染控制技术蓬勃发展,促进了MBR抗膜污染方法的创新,并引发了对抗膜污染机制的新思考。为了紧跟MBR快速发展的步伐,迫切需要对EO在MBR中膜污染控制的研究和应用进行全面总结和讨论。介绍了EO的工作原理并分析了电化学氧化MBR(eMBR)中产生活性氧自由基并抑制膜污染的多种途径;根据国内外的最新研究进展,从电极装载方式、电极与滤膜的结合方式、电极的制备材料等角度系统讨论了eMBR的运行模式和抗膜污染效果;总结了EO抑制膜污染的影响因素及其实际应用的现存挑战;对eMBR的未来研究进行了展望,对其进一步优化与创新提出了建议。

磷回收技术及其在污泥资源化领域的研究进展

磷回收是废弃物资源化的重要选择之一,各类水处理技术、资源化技术的不断发展,对磷回收技术也有很大的促进作用。磷回收技术在多个国家取得突破性研究进展,为磷资源的回收利用提供了新的思路和解决方法。

膜污染机制及其控制技术研究的新进展

膜污染问题一直是阻碍其发展的限制因素。近年来国际上关于膜污染的研究出现了一些新的变化,对膜污染物的研究深入到更加细化的分类,而且许多新的微观信号检测技术被引入到膜污染机制研究上,在膜污染控制方面取得了一些新的进展。

高盐有机废水真空膜蒸馏处理中膜污染的微纳米气泡控制研究

为探究真空膜蒸馏处理高盐废水过程中有机物和盐类对膜污染的贡献以及微纳米气泡对不同类型膜污染的控制作用,选取腐殖酸、牛血清蛋白、海藻酸钠为典型有机污染物代表,分别考察单一有机物、有机物与盐共存对膜污染的影响以及采用微纳米气泡曝气对上述情况产生的膜污染的控制作用。结果表明:3种有机物中,海藻酸钠造成的膜污染最严重,当海藻酸钠浓度为100 mg/L时,真空膜蒸馏系统运行7 h后,相对膜通量降至67.07%;腐殖酸与盐共存造成的复合污染最严重,当进料液腐殖酸浓度分别为10、50和100 mg/L时,系统运行7 h后,相对膜通量分别降至36.33%、33.15%和20.59%;3种有机物与盐共存时,造成的膜污染比单一有机物与盐共存时更严重;微纳米气泡可以有效控制有机物与盐共存时对真空膜蒸馏系统造成的复合污染。

破乳菌种TR-1的筛选与破乳性能实验研究

从克拉玛依受石油污染的土壤中筛选出一株原油破乳菌TR-1。介绍了筛选方法。筛选时使用含水原油静置分层产生的油、水相等体积混合制备的W／O乳状液．35℃、50天自发脱水率〈5％；细菌全培养液加量为100mL/L。培养温度35℃，最佳培养pH值7～9．时间5～6天。所得培养液含菌1．1×100个／mL．含干菌体～8．68g／L，35℃、150min脱水率〉90％；2.0g／L干菌体水悬液相同加量时脱水率为80．0％；现用聚醚破乳剂加量100mg／L时脱水率～55％。TR-1菌主要以菌细胞破乳，所产生物表面活性剂也起一定破乳作用。TR-1菌破乳性能稳定，第1、5、25代全培养液的脱水率分别为88．3％、91．7％、80．0％。2．0g／L干菌体水悬液用于克拉玛依采油一厂、二厂含水50．0％、66．7％的稀油破乳（50℃），加量100mL／L时脱水率为66．7％、88．2％．高于现用聚醚破乳剂的脱水率，但对二、三区混合稠油无破乳效果。50℃、150min自发脱水率为16．5％的含水50．0％的稀油，加入5、20、40mg／L聚合物PAM后自发脱水率变为2．0％、4．0％、43．9％，再加入100mL／L干菌体水悬液时脱水率分别为96．5％、80．5％、76．5％．均高于加入100mg／L。化学破乳剂时的相应值。图3表4参6。

垃圾填埋场稳定化及其研究现状

文章对填埋场稳定化过程进行了初步描述。并从填埋气、渗滤液、垃圾组成和沉降等 4个方面总结了填埋场稳定化的研究现状。

纳米零价铁及其在环境介质中氧化后性质演变研究进展

纳米零价铁(nZVI)尺寸小、比表面积大、表面能高、还原性强,对环境污染物具有良好的去除效果,常用于土壤及水体修复领域.而nZVI的上述特性使其在含氧环境介质中易发生氧化现象,导致物理化学性质发生变化并影响污染物的去除.本文综述了nZVI在不同环境介质中氧化后物理化学性质演变研究进展,包括nZVI制备方法及特性综述、nZVI氧化导致的结构组成和性质的演变、氧化后对重金属去除机理探讨和对环境的毒性变化,并对nZVI氧化研究与其环境领域中的应用关系进行了展望,期待为深入研究提供理论借鉴.

零价铁修复铬污染水体研究进展

综述了零价铁处理含铬废水研究进展,分析了零价铁处理含铬废水的机理、影响因素及改良方法,并指出了使用零价铁处理含铬废水的发展方向。

上海市区道路地面氮氧化物污染现场调查

为了解城市道路地面NOx污染的状况和特征,对上海典型道路路边NOx污染进行现场实测。结果表明:在交通繁忙的路段,路边NOx污染严重。调查发现:路边NOx的浓度与交通状况有关,车流量越大,车辆阻塞时间越长,NOx的浓度越高;不同类型车辆对路边NOx的贡献不同,大型车和中型车的贡献要比小型车、摩托车和助动车大得多;路边空气污染的特征和影响因素与传统空气监测数据有较大差别。

纳米金属氧化物对羊角月牙藻的毒性研究

纳米金属氧化物因其独特的性质被应用于很多工业领域,其本身所带来的环境安全问题已受到众多学者的关注。测定了16种纳米金属氧化物对羊角月牙藻的毒性效应。结果表明,不同纳米材料对羊角月牙藻生长的96 h半最大效应浓度(EC50)从大到小为ZnO、Pr6O11、Sm2O3、Nd2O3、Co3O4、CeO2、Fe3O4、SnO2、α-Fe2O3、CuO、Cr2O3、γ-Fe2O3、NiO、TiO2、WO3、ZrO2。除Sm2O3、CeO2、SnO2、TiO2和ZrO2外,比较其他11种纳米物质对羊角月牙藻和明亮发光杆菌的毒性效应,发现供试化合物对这两类生物的毒性效应之间存在较好的种间替代关系。同时比较了这两种受试生物间的毒性差异,它们对供试纳米金属氧化物颗粒的敏感性不同,羊角月牙藻对纳米金属氧化物更为敏感,因而提出光照和溶出离子可能是引起纳米金属氧化物对藻和发光菌产生毒性差异的影响因子。

污水湿式催化氧化处理废水研究进展

湿式催化氧化（CWAO）法处理高浓度有毒、有害和非生物降解的有机物，具有独到优点。当进水COD大于2000mg／L，系统产能可自我维持。本文综述WAO发展过程，流程演变，原理，动力学模型和催化氧化的研究领域以及该技术的发展动向和应用前景。

ZnOOH/浮石催化臭氧氧化对氯硝基苯的研究

为提高浮石催化臭氧氧化活性,以浮石为催化剂载体,硝酸锌为金属活性组分前驱物,采用等体积浸渍法制备了Zn OOH/浮石催化剂.以对氯硝基苯(p-CNB)为目标反应物,对Zn OOH/浮石、浮石催化臭氧化和单独臭氧氧化去除水中微量p-CNB的效果进行了比较.结果表明,与单独臭氧氧化相比,Zn OOH/浮石和浮石催化臭氧化工艺可以明显提高水中p-CNB的去除率,分别为93.4%和72.1%.反应体系添加叔丁醇对p-CNB催化降解效率产生明显抑制作用,说明催化臭氧化过程中羟基自由基(·OH)是主导氧化物种.催化臭氧分解和·OH捕捉实验表明,利用Zn OOH改性浮石,提高了浮石催化分解水中臭氧能力,增加了·OH生成量,从而提高水中p-CNB的降解效率.水质背景对催化臭氧化p-CNB的去除率影响较明显.Zn OOH/浮石催化剂重复使用10次,催化活性稳定.催化臭氧化过程中Zn OOH/浮石离子溶出量低.

纯水制备预处理中光催化反应的应用研究

光催化反应可氧化水中腐植酸直至将其完全矿化，能迅速还原水中余氯，氧化去除Ｆｅ２＋。尽管铁的氧化产物对催化剂有很大的毒性，但对于除铁过程本身，铁的氧化产物在催化剂表面的积累并未造成危害。将该方法用作纯水及除盐水生产的预处理工艺，以防止离子交换树脂或反渗透膜性能劣化，具有潜在的应用价值。

混合污染物联合毒性评价模型曲线和实际浓度效应曲线之间交叉现象的研究进展

许多研究在使用评价模型进行混合物联合作用模式判别时发现,混合污染物的评价模型曲线和浓度效应曲线之间存在交叉的现象,表现为联合作用模式随混合物浓度发生变化。虽然交叉现象不断被报道出来,但是该现象形成机制的研究却非常欠缺。本文系统分析了文献中出现的交叉现象,探讨了交叉现象可能的形成原因和机制,提出了化合物的hormesis效应是导致交叉现象的关键因素:混合组分中某些化合物在低浓度时会对受试生物的某些蛋白、基因等的表达量产生刺激作用,影响其他化合物对机体产生的效应,从而改变混合组分的联合作用模式。该研究不仅为交叉现象形成机制的进一步探索提供了理论依据,还为混合物的生态毒理评估和环境风险评价提供理论指导。

农林生物质直燃电厂灰渣资源化技术分析与展望

近年来我国农林生物质直燃电厂发展迅速,日益增长的灰渣带来了越来越大的环境压力。生物质电厂灰渣是一类富有价值的可回收资源,亟待有效利用。有必要寻找一种合理的资源化手段整体处理灰渣。本研究综述了我国农林生物质直燃发电的发展现状、生物质灰渣的理化性质及其在基础设施建设、土壤修复改良、元素回收、吸附材料与复合材料制备等领域的应用,进而提出了依据灰渣粒径差异资源化处理电厂灰渣的一体化方案。不同粒径的生物质灰渣经过细分处理,可提高灰渣的资源利用率,有利于农林生物质直燃电厂的可持续发展。

磷酸化纳米铁去除水中Cd^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)的比较

重金属污染已成为全球关注的环境问题,镉、镍和锌是工业生产中常见的重金属污染.纳米零价铁是重金属污染控制的重要环境功能材料,其改性优化工作也备受关注.本文采用液相还原法在制备过程中添加KH_(2)PO_(4)合成磷酸化纳米铁(phosphorylated nanoscale zero-valent iron,P-nZVI),考察了磷酸化对纳米铁去除Cd^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)的效果的影响,评估了磷酸化对抗pH、干扰离子影响的效果,并结合XRD、SEM、S/TEM、XPS等表征手段比较了P-nZVI去除3种重金属的作用机制.研究表明,P-nZVI对Cd^(2+)、Zn^(2+)的去除效率均显著优于纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI),分别为79.6%、90.6%.吸附过程以P-nZVI表面磷酸基团的吸附为主,均可用准二级动力学描述.Ni^(2+)的去除包括吸附和还原作用,加剧了铁芯腐蚀,使其去除效率达到92.6%.因此,磷酸化修饰能通过累积零价铁表面负电荷以加速吸附过程;裂纹结构能降低金属离子跨越氧化铁层的阻碍,促进氧化还原,提高Fe0利用率.

内蒙古河套灌区农田排水污染特征及防控措施

内蒙古河套灌区农田排水引起的面源污染是乌梁素海的首要污染源,具有独特的污染特征及产排路径。通过文献查阅和现场调查,总结了河套灌区灌排系统和制度现状,分析了农田排水污染特征,明确了农田排水污染物的产排路径,并基于农田排水污染的影响因素提出了具体的防控措施。结果显示:1)河套灌区排水系统在农田排水污染物输送方面发挥着至关重要的作用,但近年来排水功能逐渐减弱;2)河套灌区非生长期灌溉用水量占全年用水量的55%~60%,其中每年秋浇洗盐用水量占全年灌溉用水量的1/3,灌溉水资源利用率较低;3)农田排水中化学需氧量、氨氮、总氮等污染物来自河套灌区内部,秋浇期面源污染风险最高;4)河套灌区农业生产活动主要以氮素污染为主,氮素通过土壤下渗并随浅层地下水迁移排放;5)河套灌区灌溉制度、农田内排水过程、排水沟外排水过程是农田排水污染的主要影响因素。针对河套灌区农田排水污染特征、产排路径以及主要影响因素,建议因地制宜采取措施构建综合治理模式,如源头水分调控、排水沟优化以及生态系统过程拦截,以改善乌梁素海流域的水环境。

元素掺杂材料在电催化反硝化中的研究进展

电催化反硝化是处理硝酸盐废水技术之一。本文综述了电催化反硝化的最新研究进展,分析了电催化反硝化直接电子转移和原子氢(H)介导间接还原两种反应机理,总结了电催化反硝化的决速步是将NO-3还原为NO-2以及决定产物选择性的关键中间体是NO。在此基础上,总结了元素掺杂方法及其对电极材料催化活性中心和电催化反硝化反应路径的调控效应,提出了元素掺杂是提高电极材料催化活性、产物选择性和长期稳定性的有效手段。此外,还讨论了其他因素如水质特征、运行参数等对电催化反硝化效果的影响,明确了水中共存卤素离子如Cl-和Br-等可显著提高N 2选择性以及大多数电极材料在中性条件下还原效果最佳。面向日益增长的硝酸盐废水处理需求,指出了电能消耗高和实际废水水质成分复杂导致副反应多是限制电催化反硝化大规模应用的关键瓶颈。由此,展望了电催化反硝化技术研究未来需要针对多种实际废水的理化性质开展长期中试试验,除了提高还原速率和产物选择性外,还要重点关注电能消耗并对处理尾水的安全性进行监测,以促进电催化反硝化技术的进一步发展和实际应用。

环境中抗药细菌及其抗药基因的研究进展

抗生素的大量使用,诱发环境中的细菌和基因产生了抗药性。环境中的抗药细菌及其抗药基因被列为"新型污染物"逐渐引起了人们的关注。为此,文章介绍了环境中抗药细菌及其抗药基因的产生机制,总结了其在环境中的浓度和分布状况,分析了污水处理厂对抗药细菌及其抗药基因的去除特性,并指出在我国开展相关研究的必要性。

纳米零价铁的表征及改性研究进展

纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)因其在地下水处理和土壤修复中具有应用前景一直广受关注.但在实际应用中,纳米零价铁nZVI依旧存在颗粒易团聚、传输能力弱和污染物难以选择性去除等方面的问题.为突破这些应用瓶颈,目前已开展了大量nZVI改性工作,并对污染物去除机理进行了深入研究.相关研究很大程度上解决了目前nZVI在环境应用中存在的缺陷,大幅提升了nZVI的环境修复效率.本文归纳了近年来nZVI颗粒在机理研究和性能优化中涉及的表征方法,详细介绍了nZVI表面改性技术(金属掺杂、表面涂层、乳化和负载等)及其优势.同时,展望了nZVI在实际应用中面临的科学挑战与发展机遇,其有助于学者们对nZVI的相关应用有更深的理解,有望为nZVI等环境纳米材料实际应用提供相关借鉴.