河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A610004)
- 作品数：9 被引量：48H指数：5
- 相关作者：刘冰古励郑煜铭余国忠翟慧敏更多>>
- 相关机构：信阳师范学院重庆大学中国科学院城市环境研究所更多>>
- 发文基金：河南省教育厅科学技术研究重点项目国家自然科学基金河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程建筑科学更多>>
- 臭氧-活性炭处理高浓度制药废水作用机制研究被引量：8
- 2021年
- 该研究采用臭氧(O_(3))-颗粒活性炭(GAC)处理高浓度制药废水,研究结果表明:(1)投加适量的GAC能提高O_(3)对高浓度有机物的去除能力,当O_(3)气体流速为120 L/h和GAC剂量30 g时,COD去除率可达到92%;(2)GAC可以提高O_(3)利用率,当O_(3)气体流量为60 L/h和GAC剂量30 g时,O_(3)利用率为50%,相比于单独O_(3)氧化时分别提高了30%;(3)pH值对O_(3)/GAC体系有机物去除和协同因子都有重要影响。在酸性条件下,COD的去除主要靠GAC的吸附和O_(3)氧化作用;在碱性条件下,靠GAC吸附和羟基自由基(HO·)氧化作用去除。协同因子在酸、碱性条件下分别为1.0、1.4;(4)在酸性和碱性条件下,GAC表面峰强度变化分别与GAC吸附有机物、GAC表面官能团的增多相关。废水经过O_(3)氧化后,原有的多环类化合物的浓度降低,但苯系衍生物和简单有机酸等浓度等却增加,还生成了简单的酚类物质;经过O_(3)/GAC体系作用后多环化合物的浓度水平显著下降;(5)O_(3)/GAC体系动态实验中,GAC吸附15 min即出现泄漏,进行到50 min出水水质与进水水质相同;运行到100 min时开始通入O_(3),O_(3)/GAC体系共运行约250 min,运行期间保持对COD的良好去除效果,极大地延长了活性炭的使用周期。
- 刘冰刘冰郑煜铭卢鑫古励
- 关键词：臭氧氧化活性炭傅里叶红外光谱
- 臭氧/活性炭协同作用去除二级出水中DON被引量：10
- 2014年
- 为探讨臭氧氧化和活性炭吸附对城市污水厂二级出水中溶解性有机氮(DON)的去除机制,首先测定二级出水DON、溶解性有机炭(DOC)、UV254、pH值等指标.接着通过臭氧氧化试验和活性炭吸附试验来考察二级出水中DON、DOC和UV254变化,以及DON分子量分布和DON亲疏水性变化,并应用三维荧光光谱对二级出水中DON变化进行表征.结果表明,当臭氧投加量为8mg/L,DON的去除率大约为33.9%,DOC和UV254去除率约21.2%、66.7%;当活性炭投加量为2.0g/L,DON、DOC和UV254的去除率大约为43.4%、27.6%、92.2%;臭氧氧化和活性炭吸附组合试验时,对DON的去除率大约为83.3%和81.5%;臭氧氧化提高小分子量(<6kDa)DON所占比例和降低大分子量(>20kDa)的DON所占比例;活性炭吸附降低小分子量(<6kDa)DON所占比例,提高大分子量(>20kDa)DON所占比例为;臭氧氧化和活性炭吸附都提高亲水性DON所占比例,而降低疏水性和过渡性DON所占比例;三维荧光光谱证实,二级出水中DON变化与3个主要峰有关,分别代表物质为色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质和富里酸类物质.
- 刘冰古励余国忠翟慧敏赵承美
- 关键词：城市污水处理厂二级出水溶解性有机氮臭氧三维荧光光谱
- 臭氧预氧化强化混凝对二级出水中DON作用机制探讨被引量：3
- 2017年
- 城市污水厂出水越来越多被中水回用或排入河流间接地作为下游水源水,其中所包含的溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)被认为是含氮消毒副产物(nitrogenous disinfection by-products,N-DBPs)的前体物,受到国内外学者的高度关注.为探讨臭氧预氧化强化混凝对二级出水中DON作用机制,不仅分析了不同相对分子量和亲疏水性DON组分变化,而且还考察氯化消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)生成潜势;最后结合三维荧光(3DEEM)分析技术,对强化混凝前后DON组成、化学结构特征进行研究.结果表明,臭氧预氧化可以显著提高混凝对DON、DOC和UV254去除效果,其中DON最大去除率提高到3.7倍;pH对臭氧预氧化强化混凝有着重要的影响.随着pH值的增加,DON、DOC和UV254去除率呈下降趋势;Ca^(2+)是臭氧预氧化提高混凝效果的关键因素.随着臭氧浓度增加到8 mg·L^(-1)时,ζ电位由-33 m V上升到-8 m V,Ca^(2+)浓度则从116 mg·L^(-1)下降到89 mg·L^(-1).ζ电位和溶解性Ca^(2+)浓度的线性关系(R^2=0.97)可以表明,只有当Ca^(2+)浓度较高时臭氧预氧化才能显著地提高混凝效果;臭氧预氧化强化混凝处理后,相对大分子量(>20×103)和疏水性DON所占比例显著下降,相对小分子量(<6×103)和亲水性DON所占比例增加.DBPs的生成潜势总和明显降低,由120.1μg·L^(-1)下降到65.2μg·L^(-1);最后,经3DEEM光谱分析可知,在臭氧预氧化强化混凝过程中DON浓度和DBPs生成潜势变化与3DEEM光谱中3个主要荧光峰有关,分别代表色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质和富里酸类物质.
- 刘冰刘冰郑煜铭李清飞赵承美余国忠古励
- 关键词：二级出水氯化消毒副产物溶解性有机氮臭氧预氧化强化混凝
- 填料对潮汐流人工湿地中CANON作用强化的影响被引量：4
- 2021年
- 为了缩短潮汐流人工湿地(TFCW)中基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)作用的启动进程并进一步提高该作用的强度,探究了不同种类填料下CANON型TFCW的启动性能及其微生物特征.结果表明,填料的理化特性可显著影响脱氮功能菌(尤其是ANAMMOX菌)的富集效果及其活性,进而可影响CANON型TFCW系统的启动进程及其脱氮性能.相较于公分石,陶粒、沸石、废砖块和龙虾壳均可不同程度地提高ANAMMOX菌在TFCW中的丰度与活性,进而可缩短CANON型TFCW的启动时间并提高其脱氮性能.当系统水力负荷为0.96 m^(3)·(m^(2)·d)^(-1)且以龙虾壳为湿地填料时,CANON型TFCW仅需300个运行周期即可完成启动,好氧氨氧化菌(AOB)和ANAMMOX菌为其中的两种优势脱氮菌群,且系统在稳定运行阶段对TN和NH+4-N的去除率分别可达(88.37±1.19)%和(91.03±0.66)%,其次为废砖块、沸石、陶粒和公分石.
- 刘冰刘冰郑煜铭古励
- 关键词：填料脱氮
- 基于土地类型的水库污染源解析及生态价值研究被引量：7
- 2017年
- 水库周围土地利用类型的变化对非点源污染负荷及生态价值有重要影响,基于遥感影像和GIS技术,分析1990-2012年南湾湖水库流域的土地类型,研究结果表明:(1)在近30 a间,南湾湖水库周边的土地类型有了明显的变化,其中茶树和耕地面积在逐渐增加;而林地、水域、居民用地和裸露地的面积在减少;(2)茶树面积、城乡用地、耕地面积和水质呈正相关,林地和水质呈负相关;其中对水库水质影响最大的因子是茶树面积,而林地可以去除部分氮、磷、有机物和改善水库水质;(3)南湾湖水库流域生态服务价值评价结果表明,流域内总的生态系统服务价值在1990-2005年呈上升趋势,而在2005-2012年呈下降趋势,水域是生态系统服务价值构成中贡献最大的土地类型,占到全部生态系统服务价值的34.23%和67.31%;(4)维持生物多样性、保持土壤、气候调节和气体调节4个单项总和约占到全部生态系统服务价值的60%,维持生物多样性、气候调节和气体调节3个单项的变化趋势与生态系统服务功能总价值变化趋势相一致。
- 刘冰樊勇李清飞余国忠翟慧敏张梦
- 关键词：土地利用类型污染源解析生态价值非点源污染
- 生物滤池处理微污染原水中氨氮及“氮亏损”影响因素分析被引量：1
- 2014年
- 为探讨饮用水生物滤池对NH4+-N去除和"氮亏损"现象的影响因素,测定生物滤池进出水中NH4+-N,NO2--N,NO3--N等指标.结果表明,陶粒生物滤池对NH4+-N的去除率从14.97%到60.99%,活性炭生物滤池对NH4+-N的去除率从16.59%到83.02%;陶粒和活性炭滤池对NH4+-N的去除率都随着流速的增加而降低;陶粒滤池内NH4+-N的去除率随着气水比和C∶N的增加而先增加后下降;NH4+-N的去除率在活性炭滤池内随C∶N的增加而降低,气∶水的增加而增加;气∶水对两种生物滤池中NH4+-N去除的影响最大.陶粒生物滤池氮亏损的量从0.10 mg/L到0.70 mg/L,活性炭生物滤池氮亏损量从0.11 mg/L到1.01 mg/L;氮亏损量随着流速增加而降低,随着气水比增加而增加,随着C∶N的增加而先下降后增加;气水比对陶粒和活性炭生物滤池的氮亏损量影响最大.
- 刘冰古励李清飞翟慧敏余国忠
- 强化混凝和改性活性炭对二级出水DON的作用机制被引量：9
- 2018年
- 探讨强化混凝和改性活性炭对城市污水厂二级出水中溶解性有机氮(DON)作用机制,分析相对分子量以及亲疏水组分变化,并考察氯化消毒副产物生成势变化特征,结合三维荧光(3DEEM)光谱分析手段,对强化混凝和活性炭吸附前后DON组成,化学结构特征进行研究.结果表明:强化混凝可以明显提高DON的去除效果,DON去除率通过p H值强化混凝提高到1.45倍,臭氧强化混凝提高到2.06倍,PAC强化混凝提高到2.09倍,PAM强化混凝提高到1.96倍.活性炭对DON吸附过程更符合准二级动力学模型.DON吸附过程中,酸改性活性炭表面主要是π-π色散力作用机理,而碱改性活性炭表面主要是给电子-受电子复合物形成机制.在强化混凝和活性炭吸附作用下,DON的相对分子量和组分发生较大变化,而消毒副产物的生成势大幅下降.经3DEEM和光谱区域体积积分法(FRI)分析,在强化混凝和活性炭吸附过程中DON及消毒副产物生成潜势与荧光区域Ⅱ和区域Ⅳ所代表物质有关.
- 刘冰刘冰郑煜铭古励余国忠翟慧敏
- 关键词：二级出水溶解性有机氮强化混凝改性活性炭三维荧光光谱
- 工艺升级前后对微污染原水处理效果的对比研究被引量：1
- 2017年
- 水源水被污染已成为饮用水处理工艺中特别关注的问题。通过中试和生产性的试验,对现有的工艺进行升级,在构筑物不变的情况下将原有的曝气池升级为生物预处理池,将砂滤池升级成生物滤池,试验结果对比表明:(1)中试生物预处理工艺过程中,高锰酸盐指数的去除率约16.4%,NH_4^+-N去除率能够达到60.5%左右,填料上生物量最高28.6 nmol P/(g填料);(2)中试生物滤池对高锰酸盐指数和NH4+-N的去除率分别达到33.4%和87.5%,对浊度和色度去除率分别为74.7%和24.3%,填料上生物量最高有37.8 nmol P/(g填料);(3)在生产性规模的生物预处理过程,高锰酸盐指数去除率为19.2%,而NH_4^+-N去除率为68.3%;(4)在生产性规模的生物滤池和砂滤池过程中,高锰酸盐指数平均去除率为30.7%和5.6%、NH_4^+-N平均去除率为81.3%和25.6%、UV254平均去除率为16.4%和0.03%、对色度去除率分别为27.7%和11.2%;生物滤池出水中总AOC比砂滤池出水中总AOC减少了63.8%,低于100μg乙酸碳/L。
- 刘冰黄靖李清飞余国忠翟慧敏郜慧赵承美
- 关键词：微污染原水生物预处理生物滤池可同化有机碳
- 复合人工湿地中反硝化除磷作用的发生及其稳定性被引量：7
- 2019年
- 将2套潮汐流人工湿地(T-A和T-B)构建为复合人工湿地(HCW),研究了HCW中反硝化除磷作用的发生及其稳定性.结果表明,当HCW按照两段进水潮汐流方式连续运行时,T-A的反硝化除磷性能和T-B的硝化性能均可得以强化,HCW随之具有理想的同步脱氮除磷效果;周期性补充碳源的磷移除操作可缓解T-A中磷素的过量积累,同时可提高反硝化聚磷菌(DPAOs)胞内聚β-羟基丁酸(PHB)的合成量,有助于HCW反硝化除磷效果的高效与稳定;当磷移除周期为30 d时,T-A在反硝化除磷过程中对TP与NOx--N的去除率分别为(97. 86±0. 70)%和(98. 29±2. 62)%,在磷移除过程中的磷素释放量、PHB合成量(以C/填料计)及补充碳源利用率分别为(1 486. 29±123. 25) mg、(4. 43±0. 57) mmol·g-1和(94. 65±2. 66)%,HCW的磷素回收效率则为63. 97%.本研究为人工湿地同步脱氮除磷提供了新的思路,又进一步拓展了磷回收技术的研发和应用范围.
- 刘冰刘冰郑煜铭赵承美李清飞张凯
- 关键词：反硝化除磷碳源
