综述了膜生物反应器的同步脱氮除磷工艺,介绍了影响膜生物反应器同步脱氮除磷效率的几个因素,探讨了同步脱氮除磷工艺中同时脱氮除磷的机理,并在此基础上提出了研究方向和应用前景。
制备纯水用电去离子(EDI)工艺在工业上已应用近20 a了。为了改善EDI装置的性能、增加可靠性和降低系统的总费用,已先后推出了第一代“薄室”、第二代“厚室”和第三代“圆盘式”结构EDI装置的种种系列产品,EDI工艺已在发电、电子、制药等行业得到愈来愈多地应用。作者通过对这三代EDI装置发展历程的讨论,重点阐述圆盘式新型EDI装置的结构和特点。还讨论了EDI装置的出水水质标准方面的问题。
Mg2+在pH9.5~11.5时可以形成氢氧化镁沉淀,所形成的氢氧化镁沉淀对废水中的污染物质具有很好的絮凝效果,因而近年来得到国内外研究人员的广泛重视。作者全面论述了镁化合物(氯化镁、氢氧化镁、海水、卤水、干卤等)在水处理中的研究应用现状,展望了其在工业废水处理中的应用前景。
磷是一种不可再生、十分有限的资源,它的回收再利用已成为水处理工业关注的焦点。污水中的磷可以以磷酸盐沉淀的形式回收,其中以鸟粪石和磷酸钙的形式从污水中回收磷被认为是最具有前景的磷回收途径。作者对生成鸟粪石和磷酸钙的主要影响因素及鸟粪石和磷酸钙沉淀法在污水磷回收中的应用作了全面的概述,并对存在的问题作了简要分析。
为了解决循环冷却水中的微生物问题,克服目前常规使用的季铵盐的不足,研究开发了一种新型非氧化性杀菌剂TS-868,其主要成分为双季铵盐。TS-868对水中异养菌(TGB)、铁细菌(FB)及硫酸盐还原菌(SRB)有较好的杀灭效果,其杀菌能力优于传统的单季铵盐杀菌剂。TS-868对菌藻和生物黏泥具有极佳的剥离、杀灭和清洗作用。由于分子中具有多种长碳链,TS-868兼具缓蚀性能。
通过扫描电镜观察到活性炭纤维(ACF)特殊的纤维结构及其高比表面积使其更易于微生物的固着、挂膜,从而提出了聚乙烯醇(PVA)包埋活性炭纤维(ACF)与微生物固定化技术。通过正交设计优化了制备炭纤维生物小球的工艺条件,其中m(ACF):m(PVA)=12:0(包炭量)、PVA质量分数为20%、交联时间为12 h、m(污泥):m(PVA)=11:(包泥量)。与活性炭纤维、生物活性炭及生物活性炭纤维相比,炭纤维生物小球处理高浓度模拟含酚废水效果最佳,去除率达到了90%以上。为处理高浓度含酚废水开辟了一条新途径。
研究评估了生物亚硝酸型硝化反应器与Anammox反应器组成的新型脱氮系统的可行性及该系统的脱氮效率。在两个反应器成功启动的基础上,得出反应器容积负荷率过大时,厌氧氨氧化反应器的去除能力未能同步的得到提高;脱氮系统总的NH4+-N平均去除率达95%以上,系统的容积氨氮去除率为20.1mg/(L.d),有机物的总去除率稳定在90%左右。
通过中试试验考察了高锰酸盐复合药剂预氧化与活性炭-砂滤池组合工艺处理富营养化水体的效能。与常规给水处理工艺的对比试验结果表明,投加质量浓度为1.5~2.0mg/L的高锰酸盐预氧化,并用活性炭-砂滤池代替原有的石英砂滤池,能有效地提高混凝与过滤工艺的综合除污染效能,该组合工艺对有机物、藻类、氨氮和亚硝酸盐氮的去除率可分别达到62.4%、99.5%、66.2%和65.9%,出水无明显嗅味。
我国的水资源日益短缺。为缓解供水不足的紧张局面,可进行污水的深度处理回用。膜分离是一种有效的回用方法,但膜易受污染,导致通量下降。作者采用溶胶-凝胶法制备了耐污染性强的SiO2/聚砜复合膜,并对其进行了性能表征。SEM图像显示该膜具有双皮层不对称结构,膜内均匀分散有SiO2粒子,该粒子既能增强膜的强度,又能提高膜的耐污染能力。以自来水对该膜进行了水通量测试,测试表明所制膜水通量较高,在0.10 MPa下可达250~300 L/(m2·h)。
通过静态实验和动态模拟实验,在加药质量浓度4mg/L时,考察进口Permatreat-191、进口ROC-0100和AMT-Z202<三种反渗透膜阻垢剂的阻垢性能,探讨采用国产阻垢剂代替进口阻垢剂的可行性。动态及静态实验结果表明,国产AMT-Z202阻垢剂的阻垢性能最佳,能使溶液在浓缩因子Ki>6.5、饱和指数LSI>2.81时不出现结垢,基本满足现场实际需要。
探讨了利用电混凝方法对高浓度含盐染料废水的处理研究,考察了溶液不同pH、不同脱色剂投加量、不同的电解电压、不同反应时间下对染料废水处理的影响。实验表明,电混凝方法对废水的色度和CODCr具有较好的去除效果,色度去除率达到96.8%,CODCr的去除率达到92%。其去除机理主要是Cl-与OH-在电解过程中的间接氧化作用,同时也包括部分脱色剂的脱色混凝作用。
依据纳米二氧化钛制备及应用的小试试验基础上确定的工艺路线和条件,设计了处理量为1 t/d的中试装置,在该装置上,以难降解偶氮染料4BS为污染物配制的废水进行模拟试验。考察了初始pH、初始浓度、光照强度、催化剂循环使用次数对降解效果的影响。研究表明,该工艺能够有效地将染料褪色、降解,色度去除率达到95%以上,CODCr去除率可达80%以上。
采用“混凝-电化学还原-中和沉淀-厌氧水解-生物接触氧化-生物炭”工艺处理含硝基苯类化合物废水,对处理机制进行了探讨,并进行了投资运行成本估算。研究结果表明,物化预处理对各污染物有一定程度的去除,且大大提高了废水的可生化降解性,为后续的生物处理创造了条件。经该工艺处理后,废水中各类污染物的去除率均能达到90%以上,出水水质达到了二级排放标准,实现了硝基苯类化合物废水污染的有效控制。
以水为溶剂,丙烯酸(AA)、马来酸酐(MAn)、烯丙基磺酸钠(SAS)和次磷酸钠为单体,过硫酸铵为引发剂,合成了一种集膦酰基、羧基和磺酸基于一体,低磷含量,综合性能良好的膦磺酸阻垢分散剂ZHCD-05。考察了产品综合性能与单体配比、引发剂用量、反应温度及反应时间的关系,得出了合成此共聚物的最佳工艺条件:m(MAn):m(AA):m(SAS)=10:.20:.5,NaH2PO2质量分数为8%,过硫酸铵质量分数为5.5%,反应温度为80~85℃,反应时间4 h。
为了解决吉林油田低温含油污水处理的难题,作者采用环氧氯丙烷开环聚合、二甲胺阳离子化的方法合成阳离子净水剂XL-01,并考察药剂加量、沉降时间和水温对XL-01除油效果的影响。实验结果表明:XL-01不仅除油性能良好,而且除油速度快。在水温25℃、沉降时间2 h和XL-01投加质量浓度60mg/L的条件下,处理后污水的油质量浓度低于100mg/L,达到了气浮前的要求,为下一步处理创造了有利的条件。
以聚硅酸(PSA)、硫酸锌为原料制备了系列无机高分子絮凝剂聚硅酸锌(PSZn)。测定了其电荷特性。采用Si-Mo逐时络合比色法分析了Zn2+对PSA的形态分布的影响。初步试验了PSZn对模拟水样的絮凝效果。结果表明,加入硫酸锌有效地改善了PSA的电中和能力,对其形态分布有一定的影响。与PSA相比,稳定性和除浊效果均有明显的提高。
根据强力霉素含氟废水的特点,采用石灰-粉煤灰两段净化工艺处理其中的氟,并对影响处理效果的主要因素进行了试验研究。结果表明,一段处理最佳条件:m(Ca):m(F)=2、反应时间40 min;二段处理最佳条件:粉煤灰粒径小于200目,灰水比为1:10,振荡吸附时间为200 min,pH4~8;处理后的废水中氟质量浓度<10mg/L,达到了GB 8978-1996《污水综合排放标准》中的一级标准。该方法工艺简单、操作方便、成本低廉。处理废水后的含氟灰渣烧制成砖块,不会对环境造成二次污染,并达到了以废治废的目的。
为了降低酵母废水的COD,并回收废水中有价值的成分,以达到最佳经济效益和满足环保要求,作者分别采用纳滤和反渗透工艺对废水进行了中试实验。实验表明:经NF膜芯Suntar-3M01处理后的废水可100%回收酵母蛋白等成分,色度去除率>90%,浓缩液可喷雾处理成干粉向市场销售,NF膜可将废水的COD质量浓度从1.7×104mg/L降至1000mg/L左右,大大减轻了后续废水处理的负荷,膜平均通量为15.0 L/(m2.h)以上,含固量浓缩倍数为4.05。经初步经济分析,平均单位(m3)料液运行成本约为6.79元,干粉成本约500元/m3,实验表明,用NF膜处理酵母废水是一种经济、可行的方法。
树枝状聚合物是一种高度分叉的具有三维立体构造的高分子,虽然在自然界里树枝状聚合物很常见,但其工业应用却是刚刚开始。作者首先介绍了由于其独特的几何构造和化学特征,树枝状聚合物在反渗透水处理中所表现出的巨大的工业应用优势,进而重点介绍了相比于直链型聚合物,基于树枝状聚合物的阻垢剂可以更加高效地控制反渗透原水中的无机盐垢、胶体和有机物。最后得出结论,树枝状聚合物的独特性能可以提供给用户更加全面的反渗透系统给水控制,降低膜的污染倾向并减少膜的清洗需求。
通过大量实验,研制出了一种适合检测工业循环冷却水中真菌的检测测试瓶。用该测试瓶检测工业循环冷却水中的真菌,操作十分简单,所测结果与原法不存在判据差异。此法可用于野外检测,适用于工业循环冷却水水质检测和杀菌剂评价,是值得推广的一种好方法。
以TritonX-100为增溶、增敏剂,以5-Br-PADAP为显色剂,建立了同时测定废水中Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)的多波长线性回归分光光度法,并应用于模拟废水以及实际废水中Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)的测定,加标回收率均在96%和104%之间,结果令人满意。
利用二级厌氧生物滤池结合曝气生物滤池工艺处理大豆加工废水,运行表明,经炉渣过滤、混凝过滤、二级厌氧生物滤池、曝气生物滤池、深度过滤后,废水COD质量浓度由4×104mg/L下降到118mg/L左右,达到了二级排放标准的要求。同时能回收部分产物作饲料。
反渗透装置在运行过程中,为保持膜表面的清洁,连续定量排出的部分浓缩水是影响反渗透系统提高回收率的关键因素。作者通过反渗透浓水应用的实例,阐述了不改变反渗透装置的工艺设计及设备,对工艺装置已经定型的反渗透水处理系统,采用浓水代替原水使用的技改措施,实现浓水再利用,提高反渗透装置水的利用率,降低水处理系统脱盐水单位水耗的原理与方法。
简述了超滤膜技术在冷轧厂含油及乳化液废水处理方面的典型应用。并详细论述了超滤膜工艺的特点、超滤膜材质、超滤膜配置、去除机理、超滤膜工艺的典型操作模式、超滤膜法处理含油废水及乳化液废水的优缺点、以及其处理效果等。实践证明:采用超滤法处理冷轧厂含油废水及乳化液废水,能达到污水净化的目标。
介绍了无磷阻垢缓蚀剂ZH800WS在第三循环水场(“三循)”应用的工况条件,剖析了药剂试用过程中存在的一些问题,并提出了相应的解决办法。通过比较,在无磷阻垢缓蚀剂ZH800WS的使用期间,水质和管理数据有较大进步。循环水系统腐蚀、结垢状况改善,平均腐蚀率0.047 mm/a,大大好于石化集团公司控制指标,接近最好级水平。ZH800WS与磷系阻垢缓蚀剂比较,在三循使用无直接经济效益,但环境、社会效益显著。
新木采油厂前南区块集输系统腐蚀结垢现象非常严重,经现场取样分析,查出原因,开发了适用的JYHZ-03型缓蚀阻垢剂。现场运行结果表明,该药剂防腐、防垢效果非常理想,确保了前南区块集输系统的正常运行。
天津化工研究设计院生产的TS-225C是一种新型高浓缩倍数、低磷型水处理剂,该药剂在海洋石油富岛股份公司化肥一部循环水系统投入运行以来,取得了较理想的运行效果,在节约水资源、环境保护方面效益明显。作者介绍了该水稳剂在循环水系统中的切换过程及应用情况,用实际运行数据证明了该水稳剂的应用效果。
制革废水生物处理具有一定的特殊性,作者设计采用氧化沟技术处理该废水。在该工艺流程中将鞣制及含硫废水单独收集,分别进行预处理,一方面可回收Cr3+,降低成本,另一方面可使后续处理更加方便。为防止污水在调节池内沉淀,避免池中污水因缺氧而导致水质恶化,调节池内应设搅拌装置。仅采用氧化沟处理难以达到出水要求,需增加混凝沉淀工艺以保证出水水质。
江南某城镇工业园区集中了众多的医药、化工、磁性材料、染料、电镀等企业。这些企业所用的原料不同,生产工艺不同,产生的废水也不同。其中很多是高污染难处理的废水。该工业园区推行了一套先由企业进行一级预处理,然后进入联片污水厂集中处理的管理模式,采用先进的A/O2(生物铁强化活性污泥法+生物接触氧化法)的废水处理工艺,该处理系统经一年多的运行表明,COD、BOD、NH3-N的去除率高,出水达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准,为工业园区联片废水处理探索了一条新路。
介绍了采用混凝沉淀-生物接触氧化工艺处理研磨废水的设计和运行情况。该项目设计规模为48 m3/d,进水CODCr平均为3 540mg/L,最高达10 100mg/L。连续运行表明,出水的CODCr平均为49mg/L,最高为66mg/L,其余指标均达到相关标准。表明该处理工艺对研磨废水具有较好的针对性,达到了设计要求。
通过中试和生产性试验研究,对双层滤料滤池的气水反冲洗、单纯水洗技术及其节水节能效益进行研讨。试验结果表明:气水反冲洗效果最好,经济效益显著。该技术与单纯水洗技术相比,可以使滤池的运行周期平均延长3 h,周期产水量增加12.76%,生产率提高1.21%,洗水率降低50.3%,日产水量5.0×105 t的水厂一年可节省水电费89.97万元,是单纯水洗的54%。
介绍了自行开发的工业循环冷却水模拟分析软件。软件包括水质分析与判断,水量平衡计算,药剂消耗及费用计算,水质数据管理及辅助查询五个模块。采用VB 6.0编写,集计算、分析、判断、数据库管理、绘制曲线和报表的生成及打印输出等功能。具有计算速度快、准确率高、界面友好、易于操作等优点。