气液两相流对气升式管式MBR膜污染的影响

采用计算流体力学(CFD)与实体模型相结合的方法,对气升式管式MBR运行中气液两相流的水力学参数进行计算和验证。CFD模拟结果显示,当单管曝气量>43 L/h时,可得到10.1 Pa以上的膜面剪切力,继续增大曝气量对提高膜面剪切力影响不明显。采用与CFD模型同尺寸的实体模型验证CFD模拟结果,两种方法所得膜面剪切力误差为10%～20%。分析膜面剪切力对气升式管式MBR中膜污染的影响可知,当单膜管曝气量为57 L/h、膜面剪切力为8.7 Pa时,能够得到3.2 kPa/d的膜污染速率,继续增大曝气量反而会加速膜污染速率。     

响应面分析法优化MBR处理底泥沥出液的研究

采用浸没式管式膜生物反应器,以响应面分析方法(RSM)对处理经内电解预处理后的污水库底泥沥出液的关键运行参数(曝气强度、抽停时间比和抽吸时间)进行优化。结果表明,当曝气强度为0.7 L/min、抽停时间比为1、抽吸时间为11 min时管式膜过滤阻力增长最缓慢,模型预测值为1.69×1012m-1·h-1,与实测值间的误差仅为4.29%。抽停时间比是影响膜阻力变化的最主要因素,曝气强度和抽停时间比之间的交互作用较强。进一步的实验结果证明,响应面分析法所得到的模型能准确预测不同运行条件下管式膜过滤阻力的变化,其误差小于5%。     

MIEX和PAC对微污染水源水的水质净化效果比较

研究了MIEX和PAC两种水处理吸附剂对微污染水源水的水质净化性能。实验分别考察了MIEX和PAC对DOC和UV₂₅₄的去除效率,并通过凝胶渗透色谱和三维荧光光谱分析,研究了MIEX和PAC对不同相对分子质量区间以及不同种类有机物的去除规律。在正常的吸附剂投加量下(MIEX 5~8 ml·L^-1,PAC 30~50 mg·L^-1),MIEX对DOC和UV₂₅₄的平均去除率比PAC高23%和20%。但随着吸附剂投加量的增加,两者去除效率差别逐渐减小,MIEX对DOC和UV₂₅₄的最大去除率仅比PAC高6%~8%。与PAC相比,MIEX去除的有机物相对分子质量分布范围更广,特别是对中等分子量(5000~50000)有机物,其去效率明显高于PAC。MIEX对腐殖酸和富里酸类有机物的去除率略高于PAC,而对蛋白质类有机物的去除率则远高于PAC。动力学分析表明,MIEX和PAC对DOC的吸附去除过程符合准二级动力学,MIEX对有机物的吸附速率是PAC的40倍左右。     

微生物燃料电池生物传感器在环境监测中的应用及其研究进展

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是一种能够将化学能直接转化为电能的装置.由于其产生的电信号可以直接反映微生物的新陈代谢活动并能实现在线监测,因此MFC在生物传感器领域中迅速发展.MFC生物传感器可利用MFC产生的电流或电压作为电信号对被分析物进行分析测量,具有灵敏度高、监测速度快、操作简便、可在线连续监测等优点.本文简述了微生物燃料电池生物传感器的工作原理和在环境监测中的研究进展,并对其发展前景作了预测和展望.     

高含盐量难降解清淤减容沥出液预处理工艺研究

针对高含盐难降解清淤减容沥出液预处理工艺进行研究,考察了3种预处理工艺对COD的去除效果及对沥出液B/C的改善性能。结果表明,以臭氧-水解酸化对清淤减容沥出液进行预处理,出水B/C提高至0.42,满足后续生物处理的要求,处理成本仅为0.128元/t,具有较好的经济性和推广价值。     

MIEX对水中DBP的去除效果及机理分析

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是水源水中常见的内分泌干扰物。以新型的饮用水处理材料离子交换树脂(MIEX)为吸附剂,以DBP为目标污染物,从动力学、吸附等温线、电荷密度测定、红外光谱表征、X射线光电子能谱以及共存组分影响等方面分析了MIEX去除DBP的效果和机理。MIEX去除DBP的过程仅需20 min即达到平衡,可用准二级动力学描述,中性溶液中DBP的饱和吸附量为0.944 mg·g^-1。中性条件下DBP带电量仅为2.7×10^-3 mmol·mmol^-1,MIEX与DBP间的作用并非离子交换,而是以DBP分子与MIEX基材间的疏水作用以及氢键作用为主。高浓度 和 不会对DBP的去除效果产生影响;高浓度的腐殖酸(HA)轻微抑制DBP的去除,但微量DBP并不会影响MIEX对HA的去除效果。因此,MIEX作为能高效去除水中天然有机物的新型材料,也可用于去除其中微量的DBP,适用于饮用水复合污染的处理。     

纳米气泡对有机溶液表观黏度的影响研究

为了研究纳米气泡(NB)对有机溶液表观黏度的影响，利用无机陶瓷膜在溶液中产生纳米气泡后监测溶液的表观黏度变化，并利用计算流体动力学(CFD)模拟计算溶液内鼓入纳米气泡后表观黏度的变化情况以验证实验结果。实验结果表明：0.3 MPa压力下，纳米气泡的粒径分布在125～425 nm范围内，且液面纳米气泡的存在使水的平均表面张力从72.0减小至68.1 mN·m^-1。此外，经30 min鼓泡处理后，水、牛血清白蛋白(BSA)和海藻酸钠(SA)溶液的表观黏度分别从1.07、1.3和2.27 mPa·s减小至1.01、1.24和2.21 mPa·s,且随着纳米气泡浓度的增大，溶液的表观黏度持续降低。采用计算流体动力学种群耦合模型(CFD-PBM)模拟计算后溶液表观黏度的变化趋势与实验结果相一致，证实了纳米气泡在降低溶液表观黏度方面的效用。