生化-物化法处理渗滤液溶解性有机物光谱特征

为了研究垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)在生化-物化组合工艺处理过程中的降解特性,采用XAD-8和XAD-4树脂将DOM分成五种组分,并结合紫外和荧光光谱对DOM及其组分降解变化进行探讨.研究表明,组合工艺能有效降低渗滤液中DOM,溶解性有机碳(DOC)去除率达99.64％,其各组分去除率在99.48％～99.73％...     

三级处理水中DOM在土壤含水层处理过程中的富集转化

在实验室研究了城市污水处理厂三级处理水中溶解性有机物(DOM)在模拟土壤含水层处理(SAT)土壤柱中的富集及转化.利用XAD-8/XAD-4树脂,将原状土、SAT土壤柱中不同深度土壤DOM分级为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).SAT对三级处理水中DOM的去除主要表现在土壤吸附及土壤生物降解两个方面,其中微生物对DOM的降解作用主要发生在土壤柱顶部0—0.50m段(尤其是0—0.25m段),而土壤对DOM的吸附作用则贯穿于整个土壤柱.三级处理水中HPO-A、HPO-N及TPI-A在土壤柱上部(特别是土壤柱0—0.50m)大量吸附而富集,表层生物对该组分相对较低的降解使得其在土壤柱0—0.25m段达到吸附饱和,并均于0.25m处达到最大;而TPI-N及HPI由于较易于生物降解,故其DOC在土壤柱顶部达到最高.三级处理水回灌过程中土壤DOM及其分级组分三氯甲烷生成势(THMFP)、紫外254nm处吸光度(UV-254)和比三氯甲烷生成势(STHMFP)均出现增长,其中HPO-A、HPO-N及TPI-A增幅相对较大;但各组分10%—30%的STHMFP增幅与其对应的THMFP及UV-254相比增幅较小.FT-IR结果表明三级处理水在SAT处理过程中改变了土壤DOM结构.     

溢流污水中溶解性有机物的混凝去除特性

以上海市某分流制雨水系统溢流污水中溶解性有机物(DOM)为对象,分析了溢流污水DOM的化学、物理组分以及聚合双酸铝铁(PAFCS)对DOM的混凝去除效果.结果表明,溢流污水DOM中憎水性物质(HoM)和亲水性物质(HiM)质量分数分别为68%和32%左右;分子量大于300kDa和10～50kDa的有机物质量分数分别为29.76%和37.87%.PAFCS对总有机碳(TOC)的去除率为17%左右,混凝对HoM的去除率远高于对HiM的;对大于300kDa和100～300kDa组分的去除率为20%～25%,而对50～100kDa以及小于10kDa的组分基本没有效果.     

新鲜渗滤液中挥发性有机物的种类及其转化研究

针对新鲜垃圾填埋场渗滤液,采用GC-MS法分析渗滤液中挥发性有机物在处理工艺各单元存在的类型,并对有机物转化的机理进行初步探讨.检测结果显示,渗滤液原液中只检测出4种,分别为(3,6-亚甲基-1,2,3,4,4a,5,6,8a八氢萘,2-甲氨基,氧化氮),(1,2苯二羧酸-单(2-乙基己基)酯),(2-丙醇,1-[(1-甲乙基)氨]-3-苯氧基)和月桂酰胺.通过厌氧+BAF(曝气生物滤池)+AO(缺氧好氧)+MBR(膜生物反应器)+RO(反渗透)工艺进行处理,原水中的挥发性有机物均得到生物降解.出水中检测出的物质为2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚),为原水中有机物的降解产物,具有一定的环境风险性.     

高氨氮难降解渗滤液电解氧化处理的特性

在实验得到的优化电解氧化工况下,对不同初始氨氮质量浓度的渗滤液进行处理,并分析了电解过程中渗滤液循环回灌出水的可生化性变化.另外,还从出水溶解性有机物分子量分布变化和腐殖酸、富里酸和亲水性部分的变化两方面,来讨论电解氧化对渗滤液循环回灌出水中有机物的去除特性.研究表明:进水氨氮质量浓度越低,氨氮的去除速率越慢,电解中氨氮先于化学需氧量被完全去除;电解后渗滤液中溶解性有机物的分子量分布向小分子量方向转变,使得电解出水中分子量在10×103u以上的有机物占总量比例由18.4%降到6.7%,分子量在1×103u以下的有机物占总量比例由30.5%增至56.3%;电解后腐殖酸部分基本上都被降解,而电解对富里酸和亲水性部分的去除率相对较低;电解90 min时,出水腐殖酸、富里酸和亲水性部分的比紫外吸收值较电解前减少了75%左右,难降解物质含量大幅度下降,使得出水ρBOD5/ρCOD由0.06上升到0.27.     

不同分子量DOM对垃圾渗滤液生物处理组合工艺中DBP和DEHP去除率的影响

采用小型生物处理组合工艺(上流式厌氧污泥床+曝气生物滤池+缺氧反应器+膜生物反应器, UASB+ BAF+ANO+MBR)处理老龄垃圾渗滤液, 考察了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)两种内分泌干扰物在组合工艺中的去除, 以及与渗滤液中溶解性有机质(DOM)去除的关系。结果表明, 组合工艺对DBP和DEHP的去除率可分别达到92.9%和95.2%, 且与DOM腐殖化作用(即腐殖质的芳香性和分子量)密切相关。溶解性有机碳(DOC)主要分布在分子量为1~100 kDa的有机组分中, 此时腐殖质的芳香性较强, DBP和DEHP的浓度也较高。经过工艺处理后, 该组分的DOC和芳香性有效降低, 相应两种污染物的去除效果也更为明显。渗滤液原水及各工艺段中DOC与DBP及DEHP浓度的正相关性, 表明二者之间相互作用更有利于污染物的有效去除。     

干旱区垃圾渗滤液中溶解性有机质与PAEs相互作用的光谱研究

本文利用UV-vis、3DEEM、PARAFAC和荧光发射光谱探究了干旱区垃圾渗滤液溶解性有机质（DOM）与邻苯二甲酸酯（PAEs）之间的相互作用及机理。结果表明：（1）渗滤液DOM主要成分为富里酸类物质（FA）、腐殖酸类物质（HA）和类蛋白物质。（2）渗滤液DOM与PAEs之间存在强烈的相互作用,渗滤液DOM与PAEs的结合改变了渗滤液DOM的微结构和环境。（3）DEHP与渗滤液DOM各组分的结合能力要强于DBP;类蛋白物质与PAEs的结合能力强于类腐殖质物质;PAEs-FA的结合能力强于PAEs-HA。（4）PAEs对渗滤液DOM各组分荧光猝灭属于静态猝灭过程。渗滤液DOM各组分与PAEs结合的主要作用力是疏水作用、范德华力和氢键,并存在静电作用,且低温更有利于它们的结合。     

填埋层空气状况对渗滤液中氮成分变化的影响

渗滤液回灌厌氧填埋层可以有效降解渗滤液中的有机物 ,但却对氨氮去除无效 ;而且由于有机物降解的加速 ,使回灌后渗滤液中氨氮的质量浓度比常规垃圾填埋场更高 ,从而导致渗滤液必须再经过复杂的物化处理后才能达标排放 .为此 ,通过实验室模拟 ,研究了垃圾层中空气状况对回灌渗滤液出水中氮成分变化的影响 .结果表明 :只要向填埋层供给少量空气 ,就可有效降低渗滤液中氨氮的质量浓度 ,从而减轻渗滤液后续处理的压力     

处理污泥的"热水解-ASBR"组合工艺研究

近年来污泥"热水解-厌氧消化"处理工艺备受重视,在考察热水解预处理对污泥化学成分及厌氧消化性能影响的基础上,利用厌氧序批式反应器(ASBR)代替传统的连续流搅拌反应器(CSTR),从而建立了"热水解-ASBR"新工艺.研究表明,热水解预处理能改善污泥的厌氧消化性能,最合适的预处理条件是热水解温度170 ℃、热水解时间30 min.热水解污泥厌氧消化时,在水力停留时间(HRT)为20,10,7.5和5 d的条件下ASBR的有机物去除率和甲烷产气率均比CSTR的高,且ASBR合适的HRT为10 d.此时"热水解-ASBR"工艺的TCOD去除率和甲烷产气率比"热水解-CSTR"工艺分别提高27.93%和25.14%.     

垃圾渗滤液及膜滤浓缩液生物毒性研究

目的探究渗滤液及膜滤浓缩液生物毒性,找出溶解性有机物组分变化对生物毒性产生的影响规律.方法实验采用卤虫作为试验生物,测定垃圾渗滤液及浓缩液对受试生物的24 h,96 h的10%致死浓度LC10及半致死浓度LC50.通过离子交换的方式去除氨氮与重金属,进而研究渗滤液中有机物的生物毒性.结果渗滤液、纳滤浓缩液及反渗透浓缩液24h-LC50的稀释度分别为17.74%、66.99%、89.33%.渗滤液及纳滤浓缩液中溶解性有机物24h-LC50的稀释度分别为70.15%、77.98%.渗滤液及浓缩液中亲水性有机物ρ(96h-LC50)分别为332.06 mg/L、504.1 mg/L.结论渗滤液生物毒性最强,浓缩液中腐殖酸组分明显提高,亲水性有机物组分毒性有所下降.     

Fate of secondary effluent dissolved organic matter during soil-aquifer treatment

The reduction of mass and trihalomethane formation potential (THMFP) of dissolved organic matter (DOM) and its fractions from secondary effluent during laboratory-scale soil-aquifer treatment (SAT) soil columns were studied. Reduction in dissolved organic carbon (DOC), absorbance of ultraviolet light at 254 nm (UV-254), biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) and nonbiodegradable dis- solved organic carbon (NBDOC) for the bulk DOM averaged 72.35%, 53.98%, 97.49% and 35.33% across the soil columns, respectively. Using XAD-8 and XAD-4 resins, DOM was fractionated into 3 fractions: hydrophobic acid (HPO-A), transphilic acid (TPI-A) and hydrophilic fraction (HPI). HPO-A was removed by 61.06%, TPI-A by 54.86% and HPI by 74.95% as DOC as a consequence of the laboratory-scale SAT, respectively. The reduction of THMFP from HPO-A, TPI-A and HPI was 27.24%, 26.24% and 36.08%, respectively. Proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) spectra revealed that the HPO-A isolated from the secondary effluent contained more aromatic functional groups than the corresponding TPI-A. Fourier-transform infrared (FT-IR) spectrum analysis illustrated that TPI-A had decreased hydrocarbon and increased aromatics content in the SAT columns. Specific ultraviolet light absorbance (SUVA) and specific THMFP for each DOM fraction increased across the soil columns and HPI exhibited greater increase in both than HPO-A and TPI-A. The most problematic THM precursor was found to be HPO-A with its high quantity present in recharged water and high chlorine reactivity.     

潜流人工湿地对污水厂尾水中有机物去除效果

采用凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱(EEM)分析技术,研究了两种基质水平潜流人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征.结果表明:尾水经过人工湿地系统处理后,水中溶解性有机物(DOM)重均分子质量Mw均有明显降低;进水中表征出四类溶解性有机物,即色氨酸类芳香族蛋白质、溶解性微生物代谢产物、可见类富里酸、紫外类富里酸物质,经过人工湿地净化处理后相对荧光强度均有不同程度的降低;人工湿地对化学性质较为稳定、难以分解、不易被生物利用的类腐殖质有较好的去除效果.陶粒基质湿地水平潜流人工湿地对有机污染物向低碳小分子转化更为彻底,对污水处理厂尾水中有机污染物的去除效果更好.     

水力停留时间对溶解性有机物特性的影响

借助凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱,研究膜-生物反应器处理餐饮废水中水力停留时间thr对溶解性有机物特性的影响.研究表明,随着thr的减少,膜出水GFC图谱中的第二个峰值不断向小分子量方向迁移,且分子量分布范围逐渐变宽;thr对污泥胞外聚合物的分子量分布影响较小;进水中主要荧光物质是高、低激发波长类色氨酸,出水中主要荧光物质是紫外区和可见区类富里酸,且随着thr的减少,4号和5号装置的膜出水中出现高激发波长类色氨酸,同时峰值的发射波长较进水分别红移5 nm和10 nm.     

ASBR中污泥酸性发酵的研究

采用ASBR装置,在常温条件下对影响污泥酸性发酵的主要因素如排泥间隔时间、pH、HRT等进行了研究。确定了ASBR处理污水厂污泥的最佳酸性发酵工况,即:温度22℃,进料VS 20g/L,HRT 3.0d,间隔2d排泥,不调节pH。此时,污泥的产酸率为0.128,VS去除率为34%,发酵液的碱度为570～839mg/L,NH3-N的质量浓度为280.1～318.6mg/L,PO43-的质量浓度为29.45～44.32mg/L。     

水华期水体中DOM组成及其消毒副产物生成潜能

以太湖水华期原水为实验水样,初步研究水华期水体中溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)的组成及其消毒副产物生成潜能(DisinfectionBy-Products Formation Potential,DBPFP).利用XAD-8大孔树脂,将水体中DOM分离为亲水性物质(Hydrophilic Substances,HIS)、疏水碱性物质(Hydrophobic Bases,HOB)、疏水酸性物质(Hydrophobic Acids,HOA)、疏水中性物质(HydrophobicNeutrals,HOB).4种DOM组分的溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)浓度分布情况为:HIS最高为10.2mg/L,占原水DOC浓度的72.86%.不同DOM组分的DBPFP实验表明,HIS的三卤甲烷生成潜能(Trihalomethanes FormationPotential,THMFP)和卤乙酸生成潜能(Haloacetic Acids Formation Potential,HAAFP)分别占4种DOM消毒副产物生成潜能之和的63%和31.25%,为主要的消毒副产物前体物.由于HIS为水华期水体中DOM的主要组分,且具有DBPFP高、不易在水处理过程中去除的特点.因此进一步考查了不同氯化条件(氯化剂用量、氯化时间、水体pH值)对HIS氯化生成DBPs的影响.研究结果表明:DBPs生成量与氯化剂用量及氯化时间成正相关.pH对HIS氯化生成THMs和HAAs的影响并不相同.在实验所选取的pH范围之内,THMs生成量随pH的升高,呈逐渐增加的趋势,而HAAs产量却表现为先增加后减少.     

Characterization of dissolved organic matter in a dynamic membrane bioreactor for wastewater treatment

This paper systematically examined the characteristics of dissolved organic matter(DOM) in a dynamic membrane bioreactor(DMBR) for municipal wastewater with a laboratory-scale continuous-flow device.Experimental results showed that the system performed excellent pollutants’ removal efficiencies.The increase of trans-membrane pressure(TMP) for the dynamic membrane(DM) could be divided into three stages,i.e.,zero increase stage,slow increase stage and abrupt rise stage.The maximal fouling rate of the DM reached to 4.34 kPa/h in abrupt rise stage.It was observed that the polysaccharides(PS) concentration of DOM samples gradually increased from the anaerobic zone to the aerobic zone in sequence,but the proteins(PN) concentration performed an opposite trend.The DM could retain a small part of the large molecular substances(>10 kDa) in the aerobic zone.Two particular fluorescence peaks appeared in the anaerobic zone and in the anoxic zone were also found in the effluent,which illustrated the dynamic cake layer closed to the stainless steel mesh might induce an anaerobic/anoxic micro environment.Based on the three-dimensional excitation-emission matrix(EEM) fluorescence spectroscopy analysis,aromatic proteins,aromatic proteinlike substance,fulvic acid-like substances and soluble microbial by-product-like materials could be biodegraded effectively in the DMBR,and the DM could partly remove the humic acid-like substances and soluble microbial by-product-like materials.     

渗滤液生化出水DOM在深度混凝过程中的去除特征

采用3种高新絮凝剂, 对采集自垃圾填埋场渗滤液处理工艺生化单元出水的样品进行3个阶段的深度混凝处理。采用紫外–可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(EEM)和电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)对3个阶段的样品中溶解有机物(DOM)进行表征, 以此来探究DOM在混凝过程中的去除转化特征。UV-Vis光谱分析结果表明, 经过混凝处理, 水中小分子物质的比例增大, 腐殖化程度降低, 缩合度降低。EEM分析结果表明, 经过混凝处理后, 类蛋白质和类腐殖酸物质的去除效果十分显著。FT-ICR MS分析结果表明, 在不同的混凝阶段, 絮凝剂去除的DOM有较强的选择性。最终出水残留的DOM主要是一些分子量较小、含有大量杂原子、具有较低不饱和度、O/C <0.3和H/C>1.5的物质。     

Variable ageing and storage of dissolved organic components in the open ocean

Seawater dissolved organic matter (DOM) is the largest reservoir of exchangeable organic carbon in the ocean, comparable in quantity to atmospheric carbon dioxide. The composition, turnover times and fate of all but a few planktonic constituents of this material are, however, largely unknown. Models of ocean carbon cycling are thus limited by the need for information on temporal scales of carbon storage in DOM subcomponents, produced via the 'biological pump', relative to their recycling by bacteria. Here we show that carbohydrate- and protein-like substances in the open Atlantic and Pacific oceans, though often significantly aged, comprise younger fractions of the DOM, whereas dissolved lipophilic material exhibits up to approximately 90 per cent fossil character. In contrast to the millennial mean ages of DOM observed throughout the water column, weighted mean turnover times of DOM in the surface ocean are only decadal in magnitude. An observed size-age continuum further demonstrates that small dissolved molecules are the most highly aged forms of organic matter, cycling much more slowly than larger, younger dissolved and particulate precursors, and directly links oceanic organic matter age and size with reactivity.     

三维荧光分析O3和UV-C处理铜绿微囊藻过程

采用三维荧光色谱(EEM)研究O3和UV-C处理铜绿微囊藻(Microcystic Aeruginosa)过程中胞外溶解性有机物(EDOM)及胞内溶解性有机物(IDOM)的荧光特性变化,并对其进行定性和定量分析。研究结果表明:未处理的铜绿微囊藻的胞外荧光物质以类蛋白质物质为主,胞内以类蛋白质和类氨基酸物质为主;定量分析采用区域积分方法,经过处理之后,胞内、外类蛋白质峰和类腐殖质峰强度均有变化,不同氧化剂处理过程中各个特征荧光峰的变化趋势不同,存在不同的反应机理,其中,中等强度UV-C对藻类荧光有机物降解效果显著,低浓度的O3对藻类荧光有机物降解效果不佳。