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饮用水处理的最新研究动态

摘要:淡水系统中的藻类水华现象越来越普遍,并对饮用水系统,娱乐用水和生态系统构成威胁。本文介绍了一种简单易用的高创新性便携式生物传感器系统(MBio),用于同时快速检测淡水中的多种蓝藻毒素。该系统利用新型平面波导光学传感器,在一次性墨盒中提供定量荧光竞争性免疫测定结果。使用荧光蛋白偶联单克隆抗体作为检测分子,呈现世界上第一个双微囊藻毒素(MC)/柱孢藻毒素(CYN)测定盒的数据。20%抑制浓度(IC20)对于MC的盒上检测限为0.4μg/L,CYN为0.7μg/L.证明了8个重要的MC同源基因的MC检测范围。来自科罗拉多州和伊利湖的45个天然湖泊水样进行的验证显示,该方法与市售的实验室酶联免疫吸附法具有定量相关性。利用蓝藻培养,证明了新的细胞裂解模块,结果表明,与金标准3倍冻融方法相比,大于90%的细胞裂解法在实验室培养中具有同等或更好的性能。MBio系统有望作为多功能基于场的蓝藻毒素检测,且具有包括贝类毒素、类毒素-a和海洋生物毒素的未来分析物扩充的多功能通用工具。

关键词:磷酸酶抑制试验;联免疫吸附测定;串联质谱法;液相色谱法;环境样品;微囊藻毒素-LR;饮用水;柱孢藻毒素;验证;节球藻毒素

常规和深度饮用水处理过程中磺胺类抗生素和抗生素耐药基因的发生和去除

Hu Y,Jiang L,Zhang T,et al.(East China Univ Sci Technol,Sch Resources Environm Engn,State Environm Protect Key Lab Environm Risk Asse) Journal of Hazardous Materials,2018;360:364-372. 饮用水处理的最新研究动态

摘要:在饮用水源中已经广泛检测了磺胺类药物(SAs)和硫抗生素抗性基因(ARGs),需要在不同的饮用水处理工艺(DWTPs)中对其去除进行进一步研究。分别采用HPLC-MS/MS和实时定量PCR(qPCR)技术对13种SAs、sul1、su12和I类整合酶基因在常规处理工艺和深度处理工艺中的检出率进行了研究。含量最高的的SA为磺胺甲恶唑,最大浓度为67.27ng/L,常规处理工艺和深度处理工艺中均测定出高浓度的磺胺甲恶唑,分别为22.05 ng/L和11.24 ng/L。总体而言,除磺胺外,各深度处理工艺SA的去除效率均高于常规处理工艺。原水中的sul1、sul2和整合酶的绝对浓度范围为1.8×103至2.4×105基因丰度/mL,处理后的水中残留的Su1、sul2和整合酶仍保持在102-104基因丰度/mL。与氧化(氯化或臭氧化)和粒状活性炭过滤处理相比,絮凝/沉降/砂滤对sul1、sul2和的整合酶去除起着更重要的作用。在此基础上,还需要更多的研究来帮助改进DWTPs中抗生素和ARGs的去除。

关键字:磺胺类药物;抗生素耐药基因;饮用水处理工艺;常规和深度处理工艺,去除效率

小型饮用水系统升级对减少消毒副产品的生命周期环境和经济影响

Mo W,Cornejo PK,Malley JP,Kane TE,Collins MR.(Department of Civil and Environmental Engineering,University of New Hampshire,USA) Water Res,2018;143:155-64

摘要:美国许多使用简单过滤和氯消毒或仅使用氯消毒的小型饮用水系统正面临消毒副产品(DBP)不合规的问题,需要立即升级。在本研究中,针对典型的小型饮用水系统设计了GAC,臭氧,UV30和UV186四种可能的升级方案,并在内能,碳排放和生命周期成本方面进行了比较。这些方案的目的是使用颗粒活性炭过滤(GAC方案)或臭氧化(臭氧方案)减少DBP前体的数量,或用不同强度的紫外线消毒替代氯消毒,然后进行氯胺化(UV30和UV186)方案)。发现UV30方案内耗(417 GJ/年)和生命周期成本(25万美元)最低,而GAC方案具有最低的碳排放(21 Mg CO2e/年)。UV186方案始终呈现出最高的环境和经济影响。个别方案的经济和环境影响的主要因素也不同。运营阶段的能源和/或材料消耗在这四种方案的环境影响中占主导地位,而基础设施投资对经济成本有显着贡献。结果对水质变化很敏感。提高原水水质,即增加有机前体含量,可能导致臭氧情景是能耗最低的方案,而水质的下降可能会大大降低GAC方案的整体竞争力。

关键词:小型饮水系统;消毒副产物;颗粒活性炭;臭氧;紫外线消毒;生命周期成本评估

高级膜技术在饮用水回用中的应用 饮用水处理的最新研究动态

Tang CY,Yang Z,Guo H,et al.(Univ Hong Kong,Dept Civil Engn) Environmental Science Technology,2018;52(18):10215-10223.

摘要:城市污水回用是城市和地区供水短缺的可靠、可持续的解决方案。包括加利福尼亚州和新加坡在内的一些地方已经开展了先进的回用水项目,将其作为水管理战略的一个组成部分。膜技术,特别是反渗透技术,在生产高品质的循环水中发挥着关键作用。本文着重介绍了满足饮用水回用要求的先进膜工艺的现状和发展前景。介绍了膜材料和工艺配置的最新进展,并指出了在水回用背景下的机会和挑战。

关键字:薄膜复合材料;反渗透膜;仿生水生膜;碳纳米管膜;原位形成;废水;界面聚合;纳米膜;纳米复合膜;海水淡化

通过中试规模的反渗透饮用水处理去除极性有机微污染物

Albergamo,Vittorio;Blankert,Bastiaan;Cornelissen,Emile R;et al(Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics,University of Amsterdam)Water Research,2018;148:535-45.

摘要:本文研究了反渗透(RO)处理中试饮用水中极性有机微污染物(MPs)的稳定性,在缺氧条件下对掺有30种模型化合物的混合原始厌氧河岸滤液进行处理实验。这些化学品是根据它们与淡水系统质量、RO渗透率和饮用水的相关性,从科学文献数据中选择,采用典型的低压反渗透膜对MPs通道和渗透通量的影响进行了评价,通过液相色谱和高分辨质谱联用进行了定量分析。观察到中性亲水性化合物的大小与通道呈强负相关,中度疏水性MPS的相关性较弱。由于静电排斥作用,阴离子MPs几乎不与带负电的膜表面发生穿透,而阳离子MPs则发生穿透。对于所研究的一组MP,观察到的通过率范围在1%-25%之间。用统计分析方法来评估理化性质与通道之间的关系。渗透通量对小中性MPs的影响更为显著,在降压后中性MPs的通量较高。

关键字:饮用水处理;极性微污染物(MPS);反渗透(RO)

传统BAC工艺与前BAC工艺去除无脊椎动物的比较:在一个大型饮用水处理厂的验证

Wu Z,Chen H(State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse,College of Environmental Science and Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China) Water Science and Technology-Water Supply,2018;18(4):1261-9

摘要:在全面水处理厂中对通过传统生物活性炭(tra-BAC)和生物活性炭预处理过程去除无脊椎动物进行了研究。结果表明,两种生物活性炭滤池均发生了无脊椎动物的繁殖,但传统生物活性炭滤池处理后的水中无脊椎动物的丰度是预生物活性炭滤池的15倍。在生物活性炭预处理过程中,砂滤器放置在生物活性炭过滤器之后,砂滤除去大部分无脊椎动物,平均去除效率为91.1%。然而,由于进水的浊度较高,位于沉淀池后面的生物活性炭预处理过滤器需要比传统生物活性炭过滤器更频繁地反冲洗。频繁的反冲洗减少了活性炭上的生物量,降低了无脊椎动物的繁殖率。本研究结果有助于对饮用水处理厂的生物活性炭预处理处理工艺进行评价。

关键词:饮用水;无脊椎动物去除;生物活性炭预处理工艺;传统生物活性炭处理工艺

UV/H2O2和UV/PDS去除废水中痕量有机物的研究

Nihemaiti M,Miklos DB,Huebner U,et al.(Curtin Water Quality Research Centre,Department of Chemistry,Curtin University,Perth,Australia) Water Res,2018;145:487-97

摘要:在本研究中,我们比较研究了在UV/H2O2和UV/过二硫酸盐(PDS)过程中12种微量有机化学物质(TOrCs)的降解情况。首次测定了碘普罗胺,苯妥英,咖啡因,苯并三唑和扑米酮与硫酸根()反应的二级速率常数。在加入标准的TOrCs缓冲纯水和废水出水中进行实验。在相同初始摩尔剂量的PDS和H2O2条件下,的产率高于羟基自由基(·OH),因此UV/PDS对缓冲纯水中所有TOrCs的降解效果均优于UV/H2O2。与废水中,UV/PDS与UV/H2O2相比对TOrCs的去除选择性更高。具有富电子基团的化合物,例如双氯芬酸,文拉法辛和美托洛尔,在UV/PDS中被更快地消除,而UV/H2O2在降解对反应活性较低的化合物更有效。在UV/H2O2过程中,废水中TOrCs的基于流量的速率常数()随着初始H2O2剂量的变化而线性增加,这可能是由于废水基质对·OH的不断清除作用所致。然而,在UV/PDS过程中,大多数化合物的随着PDS剂量的增加呈指数增长,这表明在低PDS剂量下,初始耗尽之后,水基质(污水有机物富电子位点(EfOM))的清除效果降低。与芳香族蛋白质和可溶性微生物产物荧光团相比,腐殖酸和类腐殖质样荧光团在UV/H2O2期间似乎更持久。相反,UV/PDS有效降解所有鉴定的荧光团,并且对荧光EfOM组分的选择性较低。中试UV/PDS对TOrCs的去除模式与实验室实验一致,然而由于EfOM和亚硝酸盐的浓度较高,总体去除率较低。

关键词:基于UV的高级氧化工艺;羟基自由基;硫酸根;废水处理;微量有机化合物;动力学

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