UASB 厌氧氨氧化启动研究及三维荧光分析

传统生物脱氮处理需要大量的外加碳源和能源,厌氧氨氧化可节约脱氮成本.实验选用合肥经开区某污水处理厂的氧化沟污泥作为接种污泥,在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)内进行反应.实验分为三个阶段:第一阶段为厌氧氨氧化菌培养阶段,75天后氨氮去除率达到了90.6％,亚硝态氮去除率达到了91.3％,总氮去除率达到了81.3％,启动成功;第二阶段在进水中加入不同浓度的有机碳源,此阶段进水COD浓度为90 mg·L-1时总氮去除率最高,达到了86.7％;第三阶段,将UASB反应器和实验室已有的短程硝化反应器耦合,总氮去除率略微下降但仍能达到78.1％.除测量水质常规指标外,还使用平行因子法分析出水水样中的荧光物质.     

垃圾渗滤液在厌氧复合床反应器中反硝化/产甲烷的研究

在厌氧复合床反应器中进行了垃圾渗滤液的反硝化/产甲烷的试验.试验结果表明,处理有机物浓度较高的垃圾渗滤液时,反硝化/产甲烷能够在厌氧复合床反应器中实现同步进行.下部的污泥床承担了主要的反硝化任务,当进水COD/NO3-N＞9时,下部污泥床对NO3-N的去除率可达到99％以上.随着进水COD浓度的提高,达到4 000 m...     

城市污水处理过程中的有机污染物三维荧光光谱表征

采用三维荧光考察了合肥市某污水处理厂各运行节点的光谱特征,研究了城市污水处理过程中溶解性有机物的三维荧光特性变化特征。结果表明,城市生活污水中荧光类溶解性有机物主要由类蛋白有机物、紫外腐殖质和可见腐殖质构成;通过对污水生物处理构筑物各运行节点水样的荧光检测,发现在整个运行过程中特征荧光峰中心位置和强度均发生了明显的改变,说明污水中有机物的相对组成和含量随生物处理过程而变化。     

ABR反应器处理畜禽养殖废水中厌氧污泥颗粒化的研究

为了研究厌氧污泥颗粒形成过程中各因素的影响规律,本文采用厌氧折流板反应器(ABR)-改良序批式反应器(MSBR)联合工艺处理畜禽污水,通过单因素研究了影响规律,并对污泥形貌进行了表征.结果表明:有机负荷、有机底物浓度、pH值等因素的合理控制可以促进污泥颗粒化,进而加快系统的启动.CODCr浓度为10 000mg/L时,颗粒污泥的粒径分布为0.2~4.5mm,显微镜低倍镜下观察到边缘非常整齐的菌团,主要菌种符合丝状产甲烷菌特征;扫描电镜清晰显示出颗粒污泥的形貌,呈球形、椭球形,表面有孔隙.启动达到设计负荷后,获得72%的CODCr去除率,产甲烷活性达到0.36m3 CH4/kgVS.     

双循环厌氧反应器(DIC)的启动过程研究

根据传统内循环厌氧反应器（IC）的工作原理,设计出一种新型双循环厌氧反应器（DIC）,以高浓度自配水为水源,研究了DIC的启动过程,结果表明：经过6个多月的运行,当进水平均浓度为14521ms／L,水力停留时间为16．7h时,DIC反应器容积负荷可以达到20．9kgCODcr／（m^3．d）,CODcr去除率平均值为83．1％。     

证据理论组合模型用于三维荧光光谱水质分析

为了充分利用三维荧光光谱信息,提高分析模型对水质综合指标的预测精度及稳健性,提出了一种基于D-S（Dempster-Shafe）证据理论的模型组合方法。传统的模型组合方法主要依赖于对某个单一的预测性能评价指标进行优化来确定组合权值,没有对多个性能指标进行综合性考虑。将三维荧光光谱看作多个不同波长的激发光照射下的发射光谱,基于每个发射光谱建立子模型,将多个性能指标作为证据,确定子模型的概率分配函数,然后基于DS证据合成理论对子模型的可信度进行评价并确定组合权值。实验以40个不同来源的地表水样本为研究对象,建立组合分析模型,对总有机碳值（TOC）进行定量分析。实验证明,组合模型相对于子模型而言各个评价指标均有较大提高,充分说明了该方法的有效性。     

基于UVE-PCA的两级三维荧光光谱波长选择方法

针对三维荧光光谱仪的传统分析手段不适于现场快速测量的特点,在分析传统红外二维波长选择方法的基础上,提出了基于UVE-PCA的两级准三维荧光光谱波长选择方法。通过UVE初选和PCA终选,在保证回归精度的前提下最大限度地压缩波长变量,实现三维荧光光谱的在线检测。使用丹麦数据库中的三维荧光光谱数据进行验证,实验表明经该方法筛选后的激发-发射波长序列压缩为全波长序列的1.86%时,模型预测能力提高了19.7倍,预测速度提高了7.6倍。该方法对三维荧光光谱在现场快速定量测量的实现提供了依据。     

三维荧光光谱分析技术的应用研究进展

对三维荧光光谱分析技术的发展及其在各领域的应用研究进行了综述与展望,表明其在诸多领域尤其是环保领域具有重要作用和广阔的发展前景。     

厌氧消化过程中产酸与产甲烷的速度平衡与调控

厌氧消化过程中,产酸与产甲烷的速度平衡依赖于产酸菌与产甲烷菌的相对增长速度。通过对莫诺（Monod）方程的研究,找到二者平衡与调控的一般方法,并主要讨论通过控制消化器负荷实现目标的可行性。     

Treatment of methanol wastewater with two-stage and two-phase anaerobic process

The two-stage and two-phase anaerobic process (TSTP) composed of hydrolytic acidification reactor,first-order and second-order external circulation anaerobic reactors (EC) was taken to treat methanol wastewater. Test results show that TSTP process is quick start-up in 51 d, and the maximum VFA of hydrolytic acidification reactor effluent reaches 876 mg/L. Under the condition of volume loading of 6.56 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the first-order EC reactor is about 85%, and under the condition of volume loading of 1.02 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the second-order EC reactor is about 50%. When the inflow COD of TSTP process is between 7000-11000 mg/L, its effluent COD is lower than 600 mg/L. In the biological conversion process of methanol into methane,the production of acetic acids as an intermediate product can be ignored and the direct production of methane from methanol is predominant.     

两相厌氧工艺好氧预挂膜快速启动试验研究

为克服两相厌氧反应器启动时间长的缺点,采用填料好氧预挂膜(10 h)的方法来加快两相厌氧反应器的启动速度,小试试验结果表明:以高浓度难降解中药废水为底物、好氧污泥为种泥,13 d就完成快速启动.这个启动速度比接种普通污泥快4~6倍(8~12周),与接种成熟厌氧颗粒污泥持平(一般2~3周,个别的一周之内快速启动).启动后产酸相(CSTR)出水VFA含量逐步提高,pH在4.35~4.71;产甲烷相(UAS-BAF)出水VFA在启动10 d后下降至500 mg/L以下,pH在7.21~7.85;UASBAF出水比填料区前出水的各项挥发酸指标都低,这证明填料的好氧预挂膜效果良好,从而加快了反应器的启动速度.研究还提出了“好氧活性污泥培养———污泥沉淀浓缩———喷淋预挂膜”的填料好氧预挂膜技术方案,该方法有助于两相厌氧工艺在中国废水处理领域的实际应用.     

LED暖白光照明用(Y_(2.95-x)Gd_xCe_(0.05))Al_5O_(12)系列荧光粉的晶相与三维荧光光谱

采用高温固相法合成(Y2.95-xGdxCe0.05)Al5O12系列荧光粉,研究了(Y2.95-xGdxCe0.05)Al5O12粉体的晶体结构,运用三维荧光光谱全面表征该体系荧光粉的发射光谱,结果表明Gd3+的加入并没有改变荧光粉的原有晶体结构,只是由于Gd3+离子半径大于Y3+离子半径,使得样品晶格常数略有增加,并且导致荧光发射主峰向长波方向移动,有利于降低白光LED器件相关色温和提高显色指数.     

LED暖白光照明用（Y2．95-xGdxCe0．05）Al5O12系列荧光粉的晶相与三维荧光光谱

采用高温固相法合成（Y2．95-xGdxCe0．05）Al5O12系列荧光粉，研究了（Y2．95-xGdxCe0．05）Al5O12粉体的晶体结构．运用三维荧光光谱全面表征该体系荧光粉的发射光谱，结果表明Gd^3＋的加入并没有改变荧光粉的原有晶体结构，只是由于Gd^3＋离子半径大于Y^3＋离子半径，使得样品晶格常数略有增加，并且导致荧光发射主峰向长波方向移动．有利于降低白光LED器件相关色温和提高显色指数．     

再生水源热泵应用于污泥厌氧处理的能流分析

污水处理产生的污泥中含有大量有机物质容易腐败成为新的环境污染源,污泥高温厌氧消化是解决污染并实现污泥资源化的有效途径,但处理工艺的高能耗成为限制厌氧消化系统推广应用的瓶颈问题。通过将再生水源热泵应用到污泥消化流程中,提出了一种适合现阶段我国污水处理厂的能源综合利用技术路线。再生水源热泵回收污水处理厂外排再生水所含低温余热,将其提升后满足污泥高温厌氧消化供热要求,同时厌氧消化工艺产出沼气,可供给用做污水处理曝气流程的风机动力源。能流分析表明,再生水源热泵的应用可有效降低污泥厌氧消化处理的能耗,所产沼气可替代污水曝气处理流程中鼓风机40%电耗。     

Interaction of 4-aminosalicylic acid and surfactants in aqueous solutions using UV-Vis spectra and steady-state fluorescence spectroscopy

The interactions of 4-aminosalicylic acid (4-ASA) and surfactants in aqueous solutions were investigated by using UV-Vis spectra and steady-state fluorescence spectroscopy.The results showed that the strongest peak at UV-vis spectra of 4-ASA aqueous solution in the presence of cationic surfactant and cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) appeared at 206 nm and took a red shift from 206 nm to 221 nm with the increase of 4-ASA concentrations from 0.8×10-5 to 4.4×10-4 mol/L.Similarly,the strongest peak at UV-vis spectra of 4-ASA aqueous solution in the presence of nonionic surfactant and polyvinylpyrrolidone (PVP) appeared at 206 nm and took a red shift from 206 nm to 219 nm with the increase of 4-ASA concentrations from 0.8×10-5 to 4.4×10-4 mol/L.However,the similar phenomena did not appeared in the presence of anion surfactant,sodium dodecyl sulfate (SDS),the UV-vis spectra of 4-ASA aqueous solution remained the same peak position and the peak value increased with the 4-ASA concentration increase.The results could be attributed to the electrostatic attraction between 4-ASA and CTAB or PVP,as well as the electrostatic repulsion between 4-ASA and SDS.Furthermore,the value of critical micelle concentration (CMC) of surfactants in the presence of 4-ASA was determined with Fluorescence method.The first and second CMC of CTAB was 1.2×10-4 M and 2.4×10-4 M,respectively.The first and second CMC of PVP was 1.2×10-4 M and 2.8×10-4 M.SDS realized the multiple micellizations to form multiple CMC.     

自养硝化过程中硝酸盐和亚硝酸盐的紫外光谱解析

本研究提出了一种基于紫外光谱法快速测定硝化反应过程中硝酸盐和亚硝酸盐的方法。根据硝酸盐和亚硝酸盐纯溶液以及两者混合溶液的紫外光谱,可以计算得到混合溶液中的硝酸盐和亚硝酸盐浓度,解析结果与配制浓度有较好的一致性。在此基础上,采用离子色谱方法分析了硝化反应过程样品中的硝酸盐和亚硝酸盐浓度,结合样品的紫外光谱,采用偏最小二乘法建立相关模型,建立样品浓度与光谱数据的关系模型,并将它用于同一批样品浓度预测,结果令人满意。该研究提供了一种硝化反应器中硝酸盐和亚硝酸盐浓度的快速表征方法。     

不同种泥对两相厌氧工艺快速启动的影响

采用接种普通好氧污泥和缺氧污泥处理中药难降解废水并进行小试试验,考察两种污泥对两相厌氧工艺快速启动的影响.结果表明:采用本中心开发的专利高效两相厌氧反应器,好氧污泥和缺氧污泥的启动几乎可以获得相同的启动速度,30 d以内就可实现快速启动;好氧污泥启动承受的负荷更高,抗冲击负荷能力更强(产甲烷相反应器在容积负荷为7~9 kgCOD/(m3.d)时,两相系统的总容积负荷为6~8 kgCOD/(m3.d)时,去除率都在90%以上);扫描电镜照片表明好氧污泥启动的种群更丰富,生态结构更合理.建议处理高浓度难降解废水时以好氧污泥接种,既能够经济地实现快速启动又能在高负荷下稳定运行.