中国给水排水2023年中国污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事
 
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A2O-MBR-BAC组合工艺处理焦化废水试验研究 水解酸化-A2/O –MBR-BAC 组合工艺处理焦化废水 试验研究 吴英i,涂小平,曹斌,韩巧玲 (西安陕鼓动力股份有限公司水处理事业部,西安

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-12  浏览次数:147
核心提示:A2O-MBR-BAC组合工艺处理焦化废水试验研究 水解酸化-A2/O –MBR-BAC 组合工艺处理焦化废水 试验研究 吴英i,涂小平,曹斌,韩巧玲 (西安陕鼓动力股份有限公司水处理事业部,西安 710075) [摘要] 为解决焦化行业废水处理不达标的问题, 试验研究了水解酸化-A2/O-膜生物反应 器(MBR)-活性炭过滤(BAC) 的组合工艺处理焦化废水的可行性。结果表明,进水 NH3-N 在 88mg/L 左右时,出水 NH3-N 的质量浓度稳定在 3mg/L 左右,工艺对 NH3-N
中国给水排水2023年中国污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事

中国给水排水2023年中国污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事
 

水解酸化-A2O-MBR-BAC组合工艺处理焦化废水试验研究

 


水解酸化-A2/O –MBR-BAC 组合工艺处理焦化废水 试验研究
吴英i,涂小平,曹斌,韩巧玲
(西安陕鼓动力股份有限公司水处理事业部,西安 710075) [摘要] 为解决焦化行业废水处理不达标的问题, 试验研究了水解酸化-A2/O-膜生物反应 器(MBR)-活性炭过滤(BAC) 的组合工艺处理焦化废水的可行性。结果表明,进水 NH3-N 在 88mg/L 左右时,出水 NH3-N 的质量浓度稳定在 3mg/L 左右,工艺对 NH3-N 的去除率能达 到 96%。同时,进水 CODCr 的质量浓度在 970mg/L 左右,出水 CODCr 去除率能达到 90%, 出水满足《污水综合排放标准》 (GB8978-1996)一级标准。试验结果表明该工艺对焦化废水 有很好的处理效果。 [关键词] 焦化废水;水解酸化;A2/O;MBR;BAC [中图分类号] X703.1 [文献标识码] A [文章编号]

Study on Coking Wastewater Treatment Using Hydrolysis acidification-A2/O-MBR-BAC Combination Process
Wu Ying, Tu Xiaoping, Cao Bin,Han Qiaoling (Department of Water & Wastewater, Xi’an Shaangu Power Co. Ltd., Xi’an 710075 China )

Abstract:

Hydrolysis acidification pretreatment-A2/O-membrane bio-reactor (MBR)-activated

carbon filter (BAC) treatment for coking wastewater was studied to solve substandard discharge. When influent NH3-N was 88mg/L, the effluent NH3-N got 3 mg/L stably, which indicated a high NH3-N removal efficiency of 96% was achieved. Simultaneously, the CODCr removal efficiency of 90% was achieved when influent CODCr was 970mg/L, effluent was up to the 《Comprehensive sewage discharge standard 》(GB8978-1996). Results showed that coking wastewater could be well treated using this process.

Key words: coking wastewater; Hydrolysis acidification; A2/O; MBR; BAC
焦化废水是一种典型的难降解高氨氮工业废水,成分复杂、较难处理,是工 业废水排放中的一个突出问题[1]。目前,在中、高负荷条件下,传统的单一 A2/O 工艺对焦化废水的处理效率不高,不能达到稳定排放标准[2-4]。特别是硝化效果 不佳,出水氨氮大多超标。在传统的 A2/O 工艺前加上水解酸化预处理单元,可 有效地降低进入主生物处理单元的有机负荷,并且在控制 A2/O 中厌氧段适宜条 件下,可进一步提高系统的有机物降解能力。而生物处理-深度处理相结合的工 艺,也能使焦化废水达到更好的处理效果。 为解决焦化废水处理不达标的问题,特别是氨氮的超标问题,本试验采用水 解酸化-A2/O-膜生物反应器(MBR)-活性炭过滤(BAC)的处理工艺,在传统 A2/O 生物段前,增加一级缺氧水解酸化工艺进行预处理,并且以 MBR 和 BAC 强化

深度处理,使焦化废水达到更好的处理效果。

1 试验部分
1.1 工艺流程与试验装置 原水经水解酸化池预处理后进入 A2/O 反应器,然后进入 MBR 膜生物反应 器,经过泥水分离后最后进入 BAC 活性炭滤池。工艺流程见图 1 所示。MBR 采 用一体式膜生物反应器,所用膜组件为日本三菱丽阳 (Mitsibushi Royan) 微滤 膜。 膜材料为聚乙烯 (PE) 材质, 膜孔径 0.4μm, 膜面积 0.2m2, 膜通量 10.0L/m2 · h; 活性炭滤池采用 3 格过滤,滤料为圆柱形颗粒活性炭。
混合液回流 进水 水解酸化池 厌氧池 缺氧池 好氧池 进空气 MBR BAC 出水

剩余污泥

污泥回流泵

图 1 工艺流程 Figure 1 Schematic diagram of process

1.2 原水水质及运行参数 原水取自于陕西某焦化厂蒸氨后废水,经生活污水按 1:3 稀释后 (焦化原水 1,生活污水 3) 进入流程,进水流量保持为 2L/h。稀释后水质指标见表 1。A2/O 及 MBR 反应池内接种污泥取自西安某污水厂 CASS 池内曝气活性污泥进行接种 培养。
表 1 试验进水水质 Table 1 Characteristics of influent 项目 CODCr / mg· L BOD5 / mg· -1 L NH3-N / mg· -1 L -1 SS / mg· L 色度 / 度 pH
-1

数值 880~1110 209~287 63~117 120~180 200~250 8.1~9.0

各工艺单元的停留时间分别为: 水解酸化预处理池 30h,A2/O 反应器 30h (厌氧池 6h,缺氧池 6h,好氧池 18h) ,MBR 池为 6h,活性炭滤池为 3h。经过 2 优化后,A /O 反应器混合液回流比为 300%,MBR 池污泥回流比确定为 200%。 保持 A2/O 反应器中好氧池中的溶解氧浓度在 3~5mg/L,污泥浓度为 3~5 g/L; 缺氧段溶解氧浓度 0.2~0.5mg/L,碱度控制在 200mg/L 左右;厌氧段溶解氧质量 浓度小于 0.2mg/L。MBR 内溶解氧浓度保持在 3~4mg/L,污泥浓度保持在 10~12 g/L;采用真空泵间歇抽吸出水,运行 12min,2min 停止。

1.3 分析方法 CODCr 采用连华科技 5B-1F 型消解仪及 5B-3F 型 CODCr 快速测定仪测定; BOD5 采用哈希 BOD TrakⅡ 26197-00 装置测定;NH3-N 采用纳氏试剂分光光度 法检测; 色度采用目视比色法测定; 采用重量法测定; SS 微生物形态由 XSP-8CA 型显微镜观察得到; MBR 抽吸压力由 U 型压力计测得。

2 结果及讨论
在前期污泥培养驯化成熟和优化 A2/O 工艺的各项参数的条件下,试验监测 了水解酸化-A2/O-MBR-BAC 组合工艺连续稳定运行 20d 期间废水的各项指标降 解情况。 2.1 硝化效果 如图 2 所示,进水 NH3-N 的质量浓度保持在 63~117mg/L 之间,进水平均 NH3-N 浓度为 88mg/L,出水 NH3-N 平均质量浓度为 3mg/L,平均去除率达到了 96%。并且在整个运行过程中氨氮的去除率一直保持在比较稳定的数值。试验结 果表明,工艺对 NH3-N 有非常高的去除率,微生物硝化作用进行得比较完全。
120 100
-1

100 80 60

N H 3- N / m g L

60 40 40 20 0 0 2 4 6 8 时 间 /d 10 12 14 16 进水 出水 去除率 20 0

图 2 NH3-N 去除效果 Figure 2 Removal efficiency of NH3-N

试验发现, 单独的 A2/O 工艺对氨氮的去除率占到 70%左右,经过 A2/O 工 艺的出水 NH3-N 质量浓度约为 25-30mg/L。说明传统的 A2/O 工艺虽然有较好的 脱氮效果,但单独的该工艺处理焦化废水很难达到排放标准。而该组合工艺氨氮 去除率比较高,主要原因表现在以下几方面:首先,预水解酸化单元可对进水 CODCr 实现部分去除,因此后续好氧池内可利用的 CODCr 含量相对于氨氮含量 较低。在低碳源条件下,异养菌的竞争优势被弱化,从而增强了硝化细菌的竞争 力,利于硝化细菌的增殖。其次,接种污泥来自成熟的 CASS 曝气池,污泥稳定 性好,活性强,对原水适应性较强。第三,MBR 反应器中的膜组件对硝化菌的 截留作用可使生长速率较慢、 世代周期较长的硝化细菌完全存留在系统内并保持 较高的浓度,从而保持较高的硝化活性。经过 MBR 和 BAC 的深度处理后,该 组合工艺的最终出水 NH3-N 的质量浓度达到了 3mg/L。结果表明,水解酸化 -A2/O-MBR-BAC 的组合工艺对焦化废水中的氨氮有很好的去除作用,该工艺运 行稳定,适用于焦化废水的硝化处理。 2.2 有机物去除效果 如图 3 所示,工艺进水 CODCr 浓度控制在 880~1110mg/L 之间,整个稳定运 行过程中进水平均 CODCr 浓度为 970mg/L。其出水平均 CODCr 的质量浓度可达

去 除 率 /%

80

到 97mg/L,平均去除率可达到 90%。试验结果表明,水解酸化-A2/O-MBR-BAC 串联工艺在脱氮的同时,可以有效地去除废水中的有机物,在有机负荷较高的情 况下,CODCr 去除率能够达到 90%以上,出水可达到排放标准。 试验监测结果显示, 单独的 A2/O 工艺对焦化废水的 CODCr 去除率在 70%左 右。而本试验中组合工艺对 CODCr 去除率为 90%以上,其优势主要体现在:水 解酸化段的预处理作用将大分子物质降解为小分子物质, 提高了焦化废水的可生 化性,降低了后续处理的有机物负荷;膜分离能维持系统较高的污泥浓度,并且 实现较长的泥龄,使分离难降解有机物的菌种得以繁殖富集;另外,膜组件的高 效截留作用也可以进一步的去除溶解性有机物,提高 CODCr 的去除率。

1200 1000 800

100 80 60

-1

COD/mgL

600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6

进水

出水

去除率 40 20 0

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

时 间 /d

图 3 CODCr 去除效果 Figure 3 Removal efficiency of CODCr

为更全面地了解有机物的降解情况,试验对进水和出水的 CODCr、生化需氧 量(BOD5)进行了监测,结果如表 2 所示。
表 2 CODCr、BOD5 监测结果 Table 2 Results of CODCr & BOD5 指标 ρ(CODCr/mg· ) L ρ (BOD5/mg· -1) L m (BOD5) / m (CODCr)
-1

进水 865.80 215 0.25

出水 94.90 27 0.28

从试验结果可以看出,进水的 CODCr 负荷比较高,并且 B/C 比较低,可生 化性差。但经过水解酸化-A2/O-MBR-BAC 串联工艺的处理,废水 BOD5 的质量 浓度降到了 30mg/L 以下,达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标 准。 说明该组合工艺能够有效地改善焦化废水的可生化性, 并很好的降解有机物。 2.3 色度和悬浮物去除效果 试验还监测了焦化废水色度和 SS、浊度的变化情况,见表 3 所示。进水色 度为 200~250 度左右,出水色度为 30 度左右,去除率为 85%~88%,表明组合工 艺对焦化废水的色度有很好的去除效果。试验还监测到,经生化段处理后的色度 为 100 度,去除率仅为 50%~60%,而经过活性炭过滤后的最终出水色度达到了 30 度左右。结果表明,活性炭滤池对焦化废水的色度有很好的吸附作用。进水 SS 的质量浓度为 120~180mg/L 左右, 而经过膜生物反应器后的出水浊度非常低, 平均浊度保持在 1.0NTU 以下,说明 MBR 对悬浮物的截留作用非常显著。

去 除 率 /%

表 3 色度和悬浮物的去除效果 Table3 Removal efficiency of chroma & suspended matter 项目 色度(度) SS(mg/L) 浊度(NTU) 进水 200~250 120~180 — 出水 30 — 1.0

2.4 微生物生长情况 试验中,为更好地了解 A2/O 及 MBR 池内活性污泥的状态,观察微生物生 长与废水处理效果之间的关系,多次取反应器内污泥进行了显微镜观察。观察结 果表明大量的累枝虫属及少量的轮虫繁殖于活性污泥中。 累枝虫的大量繁殖表明 污泥的活性好,易成絮体,且沉降性能好,系统溶解氧量正常,出水稳定,是废 水处理效果较好的指示生物。而少量轮虫的出现也同样表明污泥活性好,污水的 处理效果良好[5]。微生物的生长指示情况和该工艺对废水的降解效果相一致,说 明该工艺适于焦化废水的处理,且对有机物有很好的去除效果。 2.5 膜污染 考察膜污染的一个重要指标是真空泵的抽吸压力(与膜通量成反比)。试验在 恒流抽吸出水的条件下,观察 MBR 真空抽吸泵的抽吸压力,可以有效地监测膜 污染的情况并及时对膜组件进行反冲和清洗,有效控制膜污染。 试验中 MBR 真空抽吸泵的抽吸压力随时间呈上升的趋势(如图 5 所示),说 明试验过程中随着膜污染的发生,膜通量在不断下降。膜通量的下降会导致过滤 效果降低,因此需对膜组件进行清洗。一般情况下,当抽吸压力接近 20kPa 时, 需要对膜组件进行水洗、气洗或化学清洗,使压力恢复到接近初始值。
18 15

抽 吸 压 力 /kPa

12 9 6 3 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

时 间 /d

图 4 MBR 抽吸压力随时间变化 Figure 4 Suction pressure of MBR as a function of time

如图所示为 2 个周期的压力变化。膜组件运行 13d 后压差达到了 17kPa,需 要对其进行清洗。试验先用清水对膜组件进行浸泡清洗,发现其膜通量只能得到 部分恢复。采用 0.1%NaClO 对膜组件进行化学清洗,具体步骤如下:取出膜组 件,清水冲洗 30min,去除表面一些大的悬浮物,然后用清水浸泡 30min;再用 0.1%NaClO 浸泡 12h,去除膜孔内污染物;最后用清水浸泡 30min,再反复用清 水冲洗。 清洗后的膜组件抽吸压力可达到与初始值相当。试验结果说明,焦化 废水中的某些物质对膜组件产生了有机化学污染,通过化学清洗能有效消除。

3 结论

(1) 水解酸化-A2/O-MBR-BAC 组合工艺对焦化废水有很好的去除作用,对 NH3-N 的去除率可达到 96%,平均出水 NH3-N 稳定在 3mg/L 左右,硝化作用进 行得非常完全。组合工艺在脱氮的同时,对 CODCr 也保持着较好的去除效果, CODCr 平均去除率达到 90%,出水 CODCr 浓度能达到国家《污水综合排放标准》 (GB8978-1996)以下。 (2) 工艺运行过程中活性污泥性能良好,累枝虫大量繁殖,轮虫少量出现, 表明废水处理效果好。 (3)焦化废水中的某些物质对 MBR 膜组件产生了有机化学污染,可通过 NaClO 清洗得到恢复。

[参考文献] [1] 潘碌亭, 吴锦峰. 焦化废水处理技术的研究现状与进展[J]. 环境科学与技术, 2010, 33(10): 86-91. [2]梁冰, 邢奕, 谯耕. A/O—接触氧化工艺处理焦化废水[J]. 给水排水,2010, 47(12): 59-62. [3] 王安东, 涂小平, 袁宏林, 等. 预处理+A2/O+活性炭过滤处理焦化废水的实验研究 [J]. 安徽化工, 2010, 36(4): 71-72. [4] Zhaoxiang Yu, Rong Qi, Yanjun Yin. Treatment of coke plant wastewater by A/O fixed biofilm system [J].Science in China Series B: Chemistry, 2005, 56 (5):107-114. [5] 王喜全, 胡筱敏, 马英群, 等. 焦化废水中氨氮及 COD 降解技术[J]. 环境工程, 2011, 30(1): 26-28.

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作者简介:吴英(1985- ),女,四川巴中人,工程师,硕士。2010 年毕业于哈尔滨工程大学环境工程专业, 主要从事水处理技术研发方面工作。电话:02981871838,E-mail:wuying031021@126.com

 
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中国给水排水直播 报告题目:“东京都下水道事业2021经营规划”解读和思考   报告人:孙跃平,东京都立大学土木工程硕士,教授级高工,日本国家注册技术士(P.E.Jp),亚太地区注册工程师(APEC QDTX型智慧推流器 | 南京贝特环保通用设备制造有限公司
中国给水排水直播题目:污水提标改造也能事半功倍  主讲人: 程忠红 苏伊士亚洲   技术推广经理   特邀嘉宾:刘智晓,北京首创生态环保集团高级技术专家,教授级高工,工学博士。 直播赠送5套得利满水处 【重要培训】关于举办2022非开挖顶管施工及探测培训班(在线培训)的通知(专家日程)
2022年中国排水管网水环境大会:报告题目:“东京下水道事业2021经营规划”解读和思考   报告人: 上海管丽建设工程有限公司 孙跃平 总经理 /博士 中国给水排水直播:报告题目:集约快速型BFM用于雨季溢流污水的处理   报告人:青岛思普润水处理股份有限公司 副总经理 吴迪 博士 ,男,正高级工程师,青岛市高层次人才、享受市政府特殊津
国家发改委、工信部、住建部、生态环境部等:2022年中国污泥大会(第十三届)/工业污泥大会/固废大会/渗滤液大会--鼎力打造中国污泥固废渗滤液碳达峰碳中和核心品牌生态圈 国家发改委、工信部、生态环境部、住建部等:同臣环保-浙江绍兴滨海污泥清洁化处置示范项目--2023中国污泥大会(第十三届)参观项目之一
题目:《得利满水处理手册》 系列讲座  之  生物滤池 程忠红    苏伊士亚洲   技术推广经理 课程内容包括十多种生物滤池介绍: ·         苏伊士第六代生物滤池首发介绍 · 报告题目:膜技术在饮用水水源污染因子处理中的研究及应用  报告人:中国市政工程西北设计研究院有限公司副院长,高级工程师;注册公用设备(给水排水)工程师,中国土木工程学会水工业分会机械设备委员会委员,全
直播题目:得利满水处理手册系列讲座之 气浮池 籍文法,南洋理工大学博士,苏伊士水务工程市政总工 课程名称:  苏伊士云课堂  《得利满水处理手册》系列讲座之 活性炭吸附池
会议主题:饮用水风险性有机物控制(直播平台:中国给水排水 cnww1985) 苏伊士云课堂 -《得利满水处理手册》系列讲座之  高密度沉淀池(转发有奖)
住房和城乡建设科技活动周——“饮用水安全保障”科技大讲堂系列活动 直播题目:威立雅水务技术——助力市政污水深度处理及提标改造   报告人:威立雅亚太地区设计平台中国区技术总监  平文凯     国家注册公用设备工程师(给排水专业)、高级工程师
直播题目:威立雅用于地埋式污水处理厂的除臭通风采暖的一体化设计  演讲人:周立-威立雅水务工程(北京)有限公司商务经理  ( 中国给水排水 直播平台入口:微信公众号cnww1985 ) 中国给水排水直播:恒截流,堰溢流——德国截流井精确截流清污分流理念及中国实践     陈亮,北京清源华建环境科技有限公司联合创始人,高级工程师,注册公用设备工程师(给水排水),注册公用设备工程师
题目:因地制宜的苏伊士污水提标改造解决方案    报告人 :籍文法,南洋理工大学博士,苏伊士水务工程市政总工程师,十几年工艺技术、工程设计和工程管理经验 题目:城市智慧水务与洪涝模拟    报告人 :王浩 院士  ,博士,教授级高工,博士生导师,中国工程院院士;现任流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任,中国水利水电科学研究院水资源研究所名誉所长;兼任
西安建筑科技大学 环境与市政工程学院2021年硕士研究生招生宣传 暨“推荐免试”及“萃英计划”线上夏令营通知 直播时间:2020年9月20日 09:00—17:30 2020.09.20 09:00 德国深度水处理技术应用介绍  主讲人:     杨帆, 德国亚琛工业大学经济工程专业,获硕士学位,工程方向主修水处理
题目: 新时代中国水安全保障的应对策略  直播时间 8月12日下午 14-16点   主讲人:侯立安 院士,环境工程专家。2006年毕业于防化研究院,获博士学位。兼任教育部高等学校环境科学与工程类专业 题目 :ThermylisTM – 一种城市污水污泥无风险处置的最佳解决方案     主讲人:  史平     苏伊士水务工程污泥领域技术负责人    直播时间:2020年7月31日 (周五)下午
题目:中国污泥堆肥25年     直播时间 : 7月24日周五下午 14-16:30分   内容提纲:  堆肥技术在中国污泥处理领域的实践回顾、典型案例分析与思考。  主讲人 :王涛,研究员,研究生导 直播时间:8月3日14:00-16:00 (包括答问) 直播题目:威立雅先进的污泥焚烧解决方案 报告内容:威立雅公司介绍、威立雅的污泥焚烧技术以及与其他国内污泥焚烧工艺的一些对比。 演讲人:宫曼丽博士
宜水环境章卫军:应对极端气候不确定性的韧性城市建设 题目:学之于水,不学之于禹也---河道设计的国际视野和综合途径      直播时间 2020年7月28日 14-16点  主讲人: 吴昊   WADI设计创始人,荷兰注册景观设计师 国际水利与环境工程
任南琪 院士 : 树立海绵城市理念,打好黑臭水体治理攻坚战|刘政:提质增效核心技术第四代排水系统——清污分流 直播题目:环境工程规划与设计中的生态学思考   直播时间7月16日下午14-16日   主讲人:魏俊,正高级工程师,现任中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司生态环境工程院副院长
贺凯:日本下水道发展,污染控制策略及相关前沿水污染控制技术     报告人贺凯本科,硕士,博士分别毕业于南开大学(2009年),清华大学(2012年),和京都大学(2016年)环境工程专业。博士毕业后 直播主题: 《城市综合管廊建设发展现状及未来发展趋势》直播时间:7月8号下午 14-16点   主讲人:油新华   油新华,博士,教授级高工。现任中国建筑股份有限公司技术中心副总工程师,中国市政工程协
报告题目:  海绵城市原理下的城市水系统的构建思路和实例解剖  M.Sc. Chiyan Peng  理学硕士 彭赤焰先生 简介     德国汉诺威水协的汉诺威水有限公司 总经理 主要负责中国业务,i 贝德光:城市污水处理厂应对新冠肺炎疫情处理处置对策及思考——以南宁为例
尹海龙,同济大学环境科学与工程学院教授,博士生导师。主要从事城市水环境治理、水环境系统工程、城市面源污染控制等方面的研究,先后主持国家自然科学基金、水体污染控制与治理科技重大专项课题、子课题和省市级项 同济大学环境科学与工程学院 教授、博士生导师  李光明:系统视角的城市水质控制理念与技术
中国市政工程西南设计研究总院第五设计研究院副院长、总工 周艳莉:“幸福河湖”背景下的水环境综合治理| 中国建筑西南设计研究院景观设计院副总工 谭春:TOD城市公园水系统海绵城市及生态构建设计策略研究 孙跃平 博士:非开挖修复技术的分类及在我国的适应性分析    孙跃平 博士 为 上海市领军人才,上海市突出贡献专家协会环境专委会副秘书长,上海市排水行业协会理事。高级工程师,亚太地区注册工程师(APE
霍槐槐:SediMag磁混凝沉淀技术在普通高效沉淀池改造中的应用 直播讲座|郝晓地:蓝色经济下的未来污水处理技术发展方向   (北京建筑大学全职讲席教授,博士生导师,主要从事污水处理教学与科研工作。2001年10月获得荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)博士(P
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