沼渣生物炭在水处理中的应用进展 被引量：11

1

作者 王燕杉 侯立安 +3 位作者 宋英今 李宁 陈冠益 张婷 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1325-1332,1354,共9页

以沼渣为原料制备生物炭是实现沼渣安全处置和资源化利用的有效途径之一。沼渣经过厌氧消化处理,在一定程度上优化了沼渣生物炭的组分结构和物化特性,因而沼渣生物炭具有低成本、来源广、吸附及催化性能好等特点被应用于去除水中污染物... 以沼渣为原料制备生物炭是实现沼渣安全处置和资源化利用的有效途径之一。沼渣经过厌氧消化处理,在一定程度上优化了沼渣生物炭的组分结构和物化特性,因而沼渣生物炭具有低成本、来源广、吸附及催化性能好等特点被应用于去除水中污染物。该文对当前沼渣生物炭的原料来源、制备及改性方法进行了总结,归纳了沼渣生物炭作为吸附剂和碳基催化剂在水处理应用中的现状,同时阐述了沼渣生物炭的作用机理。最后总结了沼渣生物炭在水处理应用中存在的一些问题和挑战,并指出其发展方向。 展开更多

关键词 沼渣生物炭 吸附剂 碳基催化剂 作用机理 无机污染物 有机污染物

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SBR反应器处理番茄酱生产废水的污泥颗粒化过程 被引量：10

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作者 王燕杉 王维红 +2 位作者 董星辽 刘倩倩 程利刚 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期25-30,共6页

针对新疆番茄酱生产废水排放量大、污染严重的现状,在SBR反应器中接种絮状活性污泥,研究了逐步提高COD浓度条件下,污泥除污性能、外观形态、微生物活性与胞外聚合物(EPS)组成的变化规律。反应器运行38 d后,出现了粒径为427～502μm的椭... 针对新疆番茄酱生产废水排放量大、污染严重的现状,在SBR反应器中接种絮状活性污泥,研究了逐步提高COD浓度条件下,污泥除污性能、外观形态、微生物活性与胞外聚合物(EPS)组成的变化规律。反应器运行38 d后,出现了粒径为427～502μm的椭球状颗粒污泥,颗粒污泥周围生物相丰富。颗粒形成后对COD、NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的平均去除率分别为96. 0%、97. 3%、95. 2%。培养50 d的颗粒污泥浓度、污泥体积指数(SVI5)、MLVSS/MLSS、沉降速率分别达到6. 1 g/L、23. 4 mL/g、93. 2%、33～44 m/h。在颗粒化过程中,PN/PS值由1. 82增至3. 17;激光共聚焦显微镜观察显示,蛋白质均匀贯穿整个颗粒截面且增加的速度明显大于多糖;α-多糖、β-多糖主要分布在颗粒外层,蛋白质和多糖共同构成了颗粒骨架。 展开更多

关键词 番茄酱生产废水 好氧颗粒污泥 SBR反应器 胞外聚合物

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以黏土为载体的好氧颗粒污泥培养及其对番茄废水的处理 被引量：9

3

作者 冯殿宝 王维红 +1 位作者 王燕杉 苏馈足 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期199-205,共7页

针对新疆番茄酱加工废水排放量大、有机物浓度高等问题,采用好氧颗粒污泥技术处理.为了解黏土对于污泥好氧颗粒化进程的影响,在SBR反应器中接种絮体污泥并投加黏土,以人工合成番茄酱加工废水为基质培养好氧颗粒污泥,并采用扫描电镜、激... 针对新疆番茄酱加工废水排放量大、有机物浓度高等问题,采用好氧颗粒污泥技术处理.为了解黏土对于污泥好氧颗粒化进程的影响,在SBR反应器中接种絮体污泥并投加黏土,以人工合成番茄酱加工废水为基质培养好氧颗粒污泥,并采用扫描电镜、激光共聚焦(CLSM)、死活细菌染色以及高通量测序等技术表征活性污泥的颗粒化过程.结果显示,在反应器中投加黏土运行20 d时获得平均粒径0.54 mm左右的好氧颗粒污泥.颗粒污泥成熟后,污泥沉降性能较好,COD、NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的平均去除率分别达到90%、85%、40%以上.扫描电镜下,颗粒污泥轮廓清晰,结构密实. CLSM显示,α-多糖、β-多糖和蛋白质作为胞外聚合物(EPS)的组成部分在颗粒中分布广泛,贯穿整个颗粒截面.添加黏土培养的颗粒污泥死活细菌染色显示其死细菌数量积累程度更高,活细菌多位于外层并包裹着死细菌.高通量测序结果显示,黏土投加后微生物多样性提高,Shannon指数由4.50增至4.79,动胶菌属和产黄菌属的相对丰度分别为37.87%和8.79%.本研究表明投加黏土可促进好氧颗粒污泥形成,维持体系稳定运行及有机物降解效果主要源于微生物群落的共同作用. 展开更多

关键词 番茄酱加工废水 好氧颗粒污泥 黏土 高通量测序技术

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粒径对番茄酱废水好氧颗粒污泥性能的影响 被引量：8

4

作者 王维红 包文婷 王燕杉 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期380-386,共7页

颗粒污泥的培养基质、粒径影响着颗粒的生物活性、传质效应及菌群的结构分布和协同竞争关系,进而影响出水效果。用番茄酱废水在序批式活性污泥法(SBR)反应器中成功培养颗粒污泥并稳定维持185 d,筛分出4种粒径范围的颗粒进行同步序批式实... 颗粒污泥的培养基质、粒径影响着颗粒的生物活性、传质效应及菌群的结构分布和协同竞争关系,进而影响出水效果。用番茄酱废水在序批式活性污泥法(SBR)反应器中成功培养颗粒污泥并稳定维持185 d,筛分出4种粒径范围的颗粒进行同步序批式实验,考察污泥特性及其对番茄酱生产废水的除污效能。结果表明,0.45~1.00mm的颗粒形状不规则,表面孔隙率较小;1.0~1.6和1.6~2.0mm的颗粒污泥趋于球状和椭球状,表面光滑,结构较密实;2~8 mm的大颗粒污泥虽然表面沟壑较多,出现孔隙,但系统稳定性能维持较好,孔隙的存在可能为内部物质的运输以及颗粒内部微生物代谢产物的排出提供条件。颗粒污泥的平均沉降速度和湿密度与粒径大小呈正相关,含水率与粒径大小呈负相关,颗粒粒径较大的颗粒污泥大大减少了剩余污泥的产量。1.0~1.6和1.6~2.0 mm的颗粒污泥相比0.45~1.00和2~8 mm的颗粒污泥对有机物具有更好的降解能力,对化学需氧量(COD)的去除率分别达97.8%和94.2%;1.6~2.0 mm的颗粒污泥对NH_(4)^(+)-N、PO_(4)^(3-)-P的降解效果最佳,去除率分别达92.7%和99.2%;0.45~1.00 mm颗粒污泥对PO_(4)^(3-)-P的去除率最低,为69.5%。 展开更多

关键词 番茄酱生产废水 好氧颗粒污泥 颗粒粒径 有机物降解性能 水处理技术

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2023年水污染控制与水资源利用热点回眸

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作者 李江 张婷 +14 位作者 潘章斌 李媛 李彦澄 丁士元 孟庆梅 王斌 王涛 杨超 刘保森 高军凯 王晶 张雅琴 王燕杉 罗阳 侯立安 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期114-123,共10页

从常规水资源治理和非常规水资源开发角度,回顾了2023年地表水中新污染物防控、地下水资源保护、饮用水安全保障、污水处理降碳增效、废水资源化利用、非常规水源开发及中国水资源保护与利用等方面的全球科技研究热点及亮点工作。分析表... 从常规水资源治理和非常规水资源开发角度,回顾了2023年地表水中新污染物防控、地下水资源保护、饮用水安全保障、污水处理降碳增效、废水资源化利用、非常规水源开发及中国水资源保护与利用等方面的全球科技研究热点及亮点工作。分析表明:地表水新污染物防控体系建设聚焦于环境质量标准、污染治理技术的研究,借助现代水文地质学有望提升地下水资源保护水平,新膜技术有助于饮用水安全保障,增效降碳协同发展成为污水处理行业面临的新挑战,农村污水处理与资源化领域在技术的革新、管理的优化和污水的资源化等多个方面取得了实质性成效和研究成果,碳基纳米材料等在环境放射性核素分离领域得到广泛关注,结晶技术是高盐废水零排放的关键技术,新型膜蒸馏技术助推海水淡化技术与工程建设稳步发展,中国治水成就为世界贡献中国智慧、中国方案。 展开更多

关键词 水资源利用 水安全保障 水污染控制 新污染物防控

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缺氧/好氧生物接触氧化工艺处理校园生活污水 被引量：5

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作者 王维红 王燕杉 冯殿宝 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2017年第23期71-74,共4页

根据新疆乌鲁木齐市校园生活污水特性及该地区低温气候特征,设计了缺氧/好氧生物接触氧化组合工艺对其进行处理,考察了该工艺运行一年来的处理效果。结果表明,该工艺处理效果会受到温度影响,冬、春低温季节(10~16℃)对COD、BOD5、NH+4-N... 根据新疆乌鲁木齐市校园生活污水特性及该地区低温气候特征,设计了缺氧/好氧生物接触氧化组合工艺对其进行处理,考察了该工艺运行一年来的处理效果。结果表明,该工艺处理效果会受到温度影响,冬、春低温季节(10~16℃)对COD、BOD5、NH+4-N和TN的平均去除率分别为85.51%、87.93%、76.02%、29.15%,夏、秋常温季节(16~28℃)对COD、BOD5、NH+4-N和TN的平均去除率达到92.48%、95.79%、89.69%、58.67%,除低温时出水TN不达标外,其余季节出水所有指标均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准。组合工艺有很强的抗冲击负荷能力和温度适应性,对各污染物的去除效果明显优于单一生物接触氧化池,是一种能很好地适应低温环境的小型生活污水处理工艺。 展开更多

关键词 校园生活污水 生物接触氧化工艺 低温 冲击负荷 温度适应性

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基于燃气分布式能源的医院供能模式研究

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作者 李永田 贺凯 +2 位作者 郑万冬 张欢 王燕杉 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期71-77,共7页

燃气分布式能源系统(CCHP)可实现能源的梯级、循环、高效利用,并有效避免了多次转换、传输损失,接近负荷侧的“直供”特性,具备高的能源利用效率和经济效益。为满足负荷侧与源侧的科学匹配,以S医院为用能研究对象,对其用能负荷数据和气... 燃气分布式能源系统(CCHP)可实现能源的梯级、循环、高效利用,并有效避免了多次转换、传输损失,接近负荷侧的“直供”特性,具备高的能源利用效率和经济效益。为满足负荷侧与源侧的科学匹配,以S医院为用能研究对象,对其用能负荷数据和气象数据进行为期1年的检测,并对采集的数据进行统计、整理、分析,获取S医院的负荷特征。拟定3种供能方案,按“以热定电”的设计原则,以年综合费率法选取最佳方案。测算表明:项目装机容量为0.6 MW,初始投资671.8万元,财务内部收益率15.98%,投资回收期6.63年;市场、经济、政策、技术及其他风险可控。针对冷热电均有需求,且负荷稳定、能耗规模小的场景,适合采用燃气分布式供能。 展开更多

关键词 燃气分布式 负荷特征 以热定电 综合费率法

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乌鲁木齐市居民小区生活污水再生利用经济性分析 被引量：3

8

作者 王维红 董星辽 +1 位作者 刘倩倩 王燕杉 《净水技术》 CAS 2020年第1期124-129,158,共7页

城市生活污水处理达标后可作为景观和绿化用水。为实现污水资源化,提高水资源利用率,对乌鲁木齐市已建成的32座小型生活污水回用工程进行详实调查,并对出水水质稳定达标的几种处理工艺的单方水投资及占地指标进行分析。结果表明,生物接... 城市生活污水处理达标后可作为景观和绿化用水。为实现污水资源化,提高水资源利用率,对乌鲁木齐市已建成的32座小型生活污水回用工程进行详实调查,并对出水水质稳定达标的几种处理工艺的单方水投资及占地指标进行分析。结果表明,生物接触氧化法处理小区生活污水具有明显的效能,投资成本低,推荐为绿化回用水的主流工艺。探讨各种污水处理工艺的处理规模与经济指标之间的合理匹配关系。结果表明:生物接触氧化法工艺处理规模在500 m3/d时最经济;MBR工艺处理规模在1000 m3/d时最经济;“CASS+曝气生物滤池”工艺出水水质可以达到景观用水标准,适合规模小于1000 m3/d的工程。通过接触氧化法(AO)典型工艺实例,分析其经济成本,为乌鲁木齐挑选经济有效的再生水回用方案提供借鉴。 展开更多

关键词 中水回用 污水处理工艺 处理规模 单位投资额

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脱硫石膏耦合微波对生产燃料乙醇厌氧消化污泥脱水性能的影响 被引量：3

9

作者 王燕杉 王维红 +1 位作者 台明青 冯殿宝 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期5609-5614,共6页

为使污泥脱水后资源化农用,利用微波在不同功率(800、640和560 W)和时间(60、120和180 s)条件下,耦合脱硫石膏(2、4、6和8 g·L^(-1))对燃料乙醇厌氧消化污泥(ADSFE)脱水性能改善进行研究,探讨其脱水效果及相关机理。结果表明,最佳... 为使污泥脱水后资源化农用,利用微波在不同功率(800、640和560 W)和时间(60、120和180 s)条件下,耦合脱硫石膏(2、4、6和8 g·L^(-1))对燃料乙醇厌氧消化污泥(ADSFE)脱水性能改善进行研究,探讨其脱水效果及相关机理。结果表明,最佳条件是脱硫石膏(6 g·L^(-1))耦合微波(640 W,120 s)处理。在最佳处理条件下,污泥比阻(SRF)下降至1.05×10^(12)m·kg^(-1),与原污泥相比降低了87.5%,与单独加入脱硫石膏相比降低了77.80%,与单独微波调理相比降低了75.60%。此外,扫描电镜(SEM)表明耦合调理后的ADSFE形成致密且具有较大孔径的絮体,易实现固液分离;热重(TGDTG)曲线显示,脱水起始温度和热重峰明显前移。因此,脱硫石膏与微波协同作用调理ADSFE时,脱水性能明显改善并优于单独调理的效果。同时,处理后污泥有机质含量满足有机肥制备原料要求。 展开更多

关键词 燃料乙醇 厌氧消化污泥 脱硫石膏 微波 脱水性能

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长时间低温储存好氧颗粒污泥的再生研究 被引量：3

10

作者 王维红 王燕杉 +1 位作者 郑晓英 刘绍根 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期33-38,共6页

采用模拟番茄酱生产污水培养好氧颗粒污泥,在序批式活性污泥法反应器(SBR)持续进行185 d的实验,取系统趋于解体时的颗粒污泥,低温(-18℃)保存260 d,在进水水质不变的情况下持续进行了135 d的活性恢复实验,考察系统恢复活性的颗粒化过程... 采用模拟番茄酱生产污水培养好氧颗粒污泥,在序批式活性污泥法反应器(SBR)持续进行185 d的实验,取系统趋于解体时的颗粒污泥,低温(-18℃)保存260 d,在进水水质不变的情况下持续进行了135 d的活性恢复实验,考察系统恢复活性的颗粒化过程及颗粒的部分理化性能。结果表明,恢复实验的系统启动速度明显加快;2期实验中颗粒污泥生长过程及外观形态变化、粒径分布差异均较大。相比之下,第2代颗粒污泥组成较为多元,絮体污泥比例大,颗粒污泥的沉速和密度随粒径大小呈正相关,导致差异的原因是成粒机理不同所致。而第1代颗粒污泥沉降性能更好,能使反应器中保持较高的生物量,减少剩余污泥产量和处理设施容积。 展开更多

关键词 番茄酱生产污水 好氧颗粒污泥 颗粒化过程 沉降速度 粒径分布

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草屑厌氧消化预处理耦合水热炭化研究 被引量：1

11

作者 王燕杉 朱小超 +1 位作者 宋英今 李易航 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期904-913,共10页

厌氧消化(AD)耦合水热炭化(HTC)技术对园林废弃物的可持续资源化利用具有显著优势和意义。采用草为研究对象,进行了7~28 d的AD预处理,深入探究了AD预处理耦合HTC对水热炭特性及其热解和产物释放特性的影响。其中,AD促进HTC过程主要发生... 厌氧消化(AD)耦合水热炭化(HTC)技术对园林废弃物的可持续资源化利用具有显著优势和意义。采用草为研究对象,进行了7~28 d的AD预处理,深入探究了AD预处理耦合HTC对水热炭特性及其热解和产物释放特性的影响。其中,AD促进HTC过程主要发生脱羧反应;通过改变木质纤维素构成比例和结构特征有效调控水热炭的功能特性。此外,AD打破了生物质内部致密的刚性结构,促进了水热炭丰富孔隙的形成和比表面积的增加。在生物可降解程度为17.52%(AD 7 d)时,水热炭性能最佳,质量产率、高位热值(HHV)、能量产率和能量密度分别达62.75%、23.81 MJ·kg^(-1)、80.31%和1.28。此外,TG-MS分析结果揭示了AD预处理提高了炭的热稳定性以及热解产物中能源气体的生成,有助于热解气的提质和利用。 展开更多

关键词 草屑 厌氧消化 水热炭化 结构特性 TG-MS

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热解时间对污泥生物炭活化过硫酸盐的影响研究 被引量：1

12

作者 陈冠益 童图军 +4 位作者 李瑞 王燕杉 颜蓓蓓 李宁 侯立安 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2111-2119,F0002,共10页

污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐(PMS)体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星(CIP)的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 mi... 污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐(PMS)体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星(CIP)的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 min时,污泥生物炭具有较高的PMS活化性能,对CIP的去除率近90%。机理探究表明,^(1)O_(2)在体系中发挥主要作用。C==O、吡咯氮和—OH位点有利于^(1)O_(2)产生,C—O、吡啶氮、晶格氧和Fe位点促进·OH和SO_(4)^(·−)释放,石墨氮可促进PMS活化产生SO_(4)^(·−)。 展开更多

关键词 热解 污泥 生物炭 过硫酸盐

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处理综合城市污水的活性污泥颗粒化研究 被引量：1

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作者 王燕杉 王维红 +1 位作者 冯殿宝 程利刚 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第8期147-152,共6页

针对新疆综合城市污水排放量大、进水有机物浓度波动大、处理效果参差不齐的现象,采用实际综合城市污水在序批式反应器(SBR)培养出粒径达1.03mm左右、沉降性能良好的好氧颗粒污泥,考察污泥性能、除污效果。结果表明:颗粒化过程中污泥容... 针对新疆综合城市污水排放量大、进水有机物浓度波动大、处理效果参差不齐的现象,采用实际综合城市污水在序批式反应器(SBR)培养出粒径达1.03mm左右、沉降性能良好的好氧颗粒污泥,考察污泥性能、除污效果。结果表明:颗粒化过程中污泥容积指数(SVI30)从138m L·g^(-1)降至32m L·g^(-1),污泥浓度(MLSS)稳定在4.5g·L^(-1)左右,胞外聚合物(EPS)中蛋白质(PN)与多聚糖(PS)比值上升。扫描电镜(SEM)下,颗粒污泥结构密实,轮廓清晰,颗粒内部的孔隙和通道为溶解氧和营养物质传递提供了条件。出水化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4^+-N)、总氮(TN)达到国家一级A的排放标准;总磷(TP)的去除效果较好,平均去除率为62.3%。 展开更多

关键词 综合城市污水 好氧颗粒污泥 除污性能 SBR反应器

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