膜曝气提升菌藻生物膜反应器效能及稳定性

比较曝气头曝气以及膜曝气两种曝气方式支持的菌藻共生系统在不同的运行条件下对污染物的去除效能,探讨去除机理。结果表明,以膜曝气为基础的MABAR对氨氮、总氮、磷、化学需氧量（COD）的去除负荷相对于以曝气头曝气为基础的HABAR,最高分别提升1.44、21.22、3.08、52.09 kg/m²/m³。藻类积累方面,MABAR在5个阶段的积累量都高于HABAR,最高提升15.17 mg/cm²。这不但归因于膜曝气良好的无吹脱和高效的碳化能力为自养藻类提供了充足的无机碳,而且膜曝气为一些十分有利于藻类生长的细菌,例如Acidovorax、Rhodobacter和Acinetobacter,提供了良好的生存环境。MABAR不但能够提升去除效能,还能够促使光生物膜反应器抵抗冲击,维持稳定,这对未来光生物反应器的实际应用提供了一种新的运行方式。     

均相与非均相超声-芬顿催化降解水中罗丹明B

以染料罗丹明B(RhB)为目标污染物,以泡沫铁为非均相催化剂,比较均相与非均相超声芬顿体系对RhB的去除效果,并考察了RhB初始含量、溶液初始pH、H_2O_2投加量等因素的影响。通过对不同体系反应速率、Fe~(2+)含量变化以及H_2O_2产量的比较分析,探索比较了降解机制。结果表明,均相超声芬顿体系对RhB的去除率高于非均相超声芬顿体系,当初始RhB的质量浓度为5 mg/L,初始pH为3,H_2O_2投加量为0.5 mmol/L时,RhB去除率分别达到99.86%、94.43%;前40 s符合一级反应动力学方程,基于泡沫铁的非均相芬顿体系可在超声辐射下产生更多Fe~(2+)和H_2O_2,从而有利于对目标污染物的持续降解。     

二级水DOM在活性炭及土壤层处理中的迁移转化

为有效控制污水处理厂二级出水在回用水加氯消毒过程中消毒副产物的产生,通过模拟活性炭(GAC)吸附及土壤含水层处理(SAT)实验,研究二级出水经GAC吸附后进行人工地下回灌过程中溶解性有机物(DOM)的迁移及转化规律.利用XAD-8/XAD-4树脂将水样中的溶解性有机物(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).HPO-A和HPI为二级水DOM中最主要组分(占到其DOC总含量的75%).GAC能有效吸附二级出水中HPO-A、HPO-N和TPI-A,而对TPI-N和HPI的去除率较低;后续的SAT能有效地去除GAC去除效果不佳的HPI,使DOM的去除率达到70.1%.GAC在有效去除总THMFP的同时(去除率为55.6%),能有效降低HPO-A、TPI-A、TPI-N的三氯甲烷生成活性(STHMFP);后续的SAT处理使系统总THMFP去除率达到67.2%.与单纯的SAT处理相比,GAC+SAT能够有效地降低各组分的STHMFP.     

大豆乳清蛋白的乳化特性及水解条件

为考察大豆乳清蛋白乳化特性及胰蛋白酶水解技术,采用截留分子量(MWCO)为10000 u再生纤维膜(PXC)进行试验,考察大豆乳清蛋白乳化性(EAI)、乳化稳定性(ESI)、胰蛋白酶水解技术及其最佳控制条件.结果表明:大豆乳清蛋白ESI效果影响因素及最佳条件是:时间(25 min)>质量分数(5%)>温度(40℃)>pH(9),EAI效果最佳条件是:质量分数(5%)>温度(40℃)>pH(9)>时间(25 min).大豆乳清蛋白的胰蛋白酶水解技术可行,水解条件为:底物质量分数2%,酶用量4000 u/100g.pro,水解时间4 h,温度60℃.     

新型细胞固定化载体强化白腐菌降解活性染料

为提高白腐真菌的产酶能力和后续对染料的降解效果,采用摇瓶试验研究新型细胞固定化载体——聚氨酯泡沫固定化白腐真菌后的锰过氧化物酶(MnP)产生情况以及后续对活性染料——活性艳红K-2BP的降解效果.结果显示,新型载体固定化培养白腐真菌的5d脱色率为95%,比悬浮培养7d的脱色率高15%.固定化培养产生的MnP酶活为936.61U/L,而悬浮培养的MnP仅为269.52U/L,并且酶活高峰期提前4d.另外,固定化培养体系中碳、氮源的消耗比悬浮培养快很多,而且固定化培养使得白腐真菌具有较高的H2O2产量.因此,新型细胞固定化载体强化白腐真菌降解活性染料的原因应归于这种培养体系碳、氮源的快速消耗而带来的MnP酶活的提高和高H2O2产量.     

膜吸附生物反应器(MABR)用于饮用水去除有机物

为更加有效地制备优质饮用水,考察了膜吸附生物反应器(MABR)强化去除水中有机污染物的效能.结果表明,当粉末活性炭(PAC)投加量为8mg/L时,MABR对进水中TOC、CODMn、DOC、UV254以及BDOC和AOC的去除率分别达41.3%,59.4%,36.7%,53.5%,67.9%和44.0%.在MABR中,膜的物理截留作用、生物降解作用以及PAC的吸附作用协同完成对溶解性有机污染物的去除;就DOC而言,3种作用的贡献分别为11.1%,7.6%和18.0%.微观分析结果表明,MABR中膜表面的动态污泥层能强化膜对混合液中溶解性有机物的截留.考虑到0.5h的短水力停留时间,MABR无论是从技术上还是从经济上考虑都有着很好的应用前景.     

活性炭表面物理化学性质对溴酸盐吸附的影响

为了探求活性炭去除水中溴酸盐离子的吸附机理,研究活性炭表面物理化学性质对饮用水中溴酸盐去除的影响.选取唐山炭、新华炭和默克炭3种活性炭作为实验用炭,重点考察3种活性炭表面孔径大小、官能团分布的异同对溴酸盐吸附的影响,测定了3种活性炭吸附溴酸盐的吸附等温线.结果表明:含有中孔数量最多的默克炭对溴酸盐的吸附能力最强.此外,由于默克炭表面含有的内酯基官能团最多,也对溴酸盐的吸附能力起到了积极作用.默克炭的对溴酸盐的吸附能力最强,而新华炭的吸附能力最弱,唐山炭介于二者之间.     

紫外/臭氧复合杀灭水中细菌性能研究

为开发一种高效灭菌方法,研究了UV/O3的复合灭菌性能,对紫外辐射、臭氧和羟基自由基等在体系中的各自作用进行探讨,同时考察pH值、温度等对灭菌效果的影响.结果表明,UV/O3较单独紫外或臭氧灭菌时效果有所提高,在初始臭氧质量浓度为5.02mg·L-1,液面紫外辐射强度为6.5mW·cm-2,灭菌时间1.5～9.0s时,UV/O3对细菌总数灭菌率达3.6～6.4,单独紫外时为1.8～4.7,单独臭氧时仅为1.6～3.0.羟基自由基的产生是复合灭菌效果增加的主要原因.随紫外辐射强度和臭氧投加量的增加,复合灭菌作用得到提高.pH值在5.5～8.5变化时,UV/O3灭菌效果随原水pH值的增加略有提高.温度由10℃上升到27℃时,灭菌效果稍有下降.由此可见,UV/O3是一种高效可行的水体灭菌技术。     

光合细菌(Z08)啤酒废水资源化研究

为了优化光合细菌处理啤酒废水的工艺条件以实现污水资源化,利用一株新的光合细菌(Z08)处理啤酒废水并回收菌体,探讨在光照厌氧、黑暗好氧、自然光微氧3种不同的环境条件对废水处理效果以及菌体增长的影响.结果表明:光照厌氧条件下COD去除率(88%)大于自然光微氧条件下COD去除率(74%),大于黑暗好氧条件下COD去除率(62%);光照厌氧条件下菌体总量增长率(38%)大于自然光微氧条件下菌体总量增长率(-35%),大于黑暗好氧条件下菌体总量增长率(-43%);光照厌氧条件所需水力停留时间(240h)大于自然光微氧条件所需水力停留时间(60h),大于黑暗好氧条件所需水力停留时间(36h).光合细菌可以实现啤酒废水的处理与资源化,推荐的工艺条件为:白天厌氧,夜晚好氧,光线不足时补充光源.在此条件下既可以快速降解污染物,又能获得较高的光合细菌增长量,此条件时废水中有机物转化为单细胞蛋白的转化率达到26%,有效地实现了污水资源化.     

遥感技术应用于河流对城市气候影响研究

为了确定松花江水域冬夏季对哈尔滨市及周边区域的影响,给城市河流规划与合理利用提供正确的理论支持,采用地面数据采集与遥感数据采集相结合的方法,对2004年1月25日和6月1日的热红外遥感影像图进行分析,以流经哈尔滨市的松花江段为研究对象,根据冬夏季温度、相对湿度分布,确定松花江城市河道对周边区域的影响.研究结果表明:在夏季,市区温度较郊区温度低,水域两侧地表温度呈递增分布,且变化趋势北岸比南岸明显,湿度市区较郊区高,市区以松花江及毗邻地区为湿度分布中心,且北岸比南岸影响半径大.在冬季,市区温度比郊区温度高约4℃,水域两侧温度分布差异明显,冰封水体表面温度与南岸温度接近,比北岸温度高约2℃,湿度分布符合城市干岛效应,市区湿度比郊区低约1%.该成果为后期地面定点观测和移动测量奠定了数据基础与技术支撑.