综述了具有光催化活性的纳米氧化物固载化的各种技术及不同载体对其光催化活性的影响,介绍了课题组在该方面所作的一些研究工作:采用离子掺杂纳米ZnO后在玻璃片/铝箔上涂膜、SnO2修饰的纳米ZnO的复合溶胶在玻璃片/铝箔上镀膜、在金属表面采用纳米TiO2复合电镀成膜等不同的方法,实现了纳米氧化物复合膜光催化剂的固载化,并以甲基橙水溶液模拟有机污染物,研究了不同的纳米氧化物复合膜的光催化降解性能。认为溶胶法制备复合膜及复合电镀成膜应是很有发展前途的两种方法。
磷酸铵镁沉淀法(MAP)是近年来迅速兴起的废水脱氮新型工艺。该方法的特点是可以处理各种浓度的氨氮废水,在高效脱氮的同时能充分回收氨,所得到的沉淀物MgNH4PO4可作为复合肥料。MAP法与生化法氨吹脱法相比,可节省投资和能耗、避免氨的二次污染,将其用于高浓度氨氮废水的处理,具有很好的环境经济效益,应用前景广阔。MAP法的研究与发展方向是:一方面寻找价廉高效的沉淀药剂,降低处理成本;另一方面开拓其反应产物的用途和应用范围,提高经济效益。
染料行业排放的废水很难用常规方法处理。作者分别介绍了应用臭氧氧化法与催化、超声、活性炭、电化学等方法联用的技术处理染料废水,并比较了这些处理方法的优缺点。作者认为非均相催化臭氧氧化法在处理染料废水方面有着不可比拟的优势,但还需制备出催化效果好、寿命长、重复性好、价格低廉的固体催化剂,以促进非均相催化臭氧氧化法在染料废水处理方面的应用。
光催化氧化技术已被广泛用于降解各种难降解有机物,在去除造纸废水的毒性和色度方面,比传统的生化处理法具有更高的优越性,且能提高废水的可生化降解性。作者就催化剂的性质、投加量、光催化体系的pH和外加氧化剂等因素对光催化降解造纸废水的影响及反应机理进行了讨论。
用沉积—沉淀法制备了SnO2-TiO2光催化剂,利用XRD、UV-Vis等技术对其结构进行了表征。以糖蜜酒精废水为处理对象,采用自制的SnO2-TiO2作为光催化剂,研究了在紫外光条件下,稀释比、催化剂投加量、臭氧投加量和pH等因素对光催化臭氧降解反应的影响。结果表明:在紫外光照射、催化剂用量0.25g/L、通气流量30L/h的条件下,稀释20倍的糖蜜酒精废水经120min的处理,其脱色率达到98.57%;此外,还对催化降解糖蜜酒精废水的机理进行了探讨。
采用静态阻垢、旋转挂片腐蚀、电化学和微生物培养等方法研究了高pH水的水质特性,结果表明:碳钢在高pH水中的腐蚀速率较低,在9≤pH≤11范围内,腐蚀速率随pH的升高而下降,当pH升高到11~13时,腐蚀速率随pH的升高而略有升高;碳酸钙垢析出速度和晶型也随pH的变化而改变,当pH≤12时,析出的碳酸钙为六方碳钙石和方解石形态的晶型,当pH=13时,析出的碳酸钙晶体主要为不定形碳酸钙;而且高pH会影响异养菌和硫酸盐还原菌的活性,pH越高异养菌和硫酸盐还原菌的死亡率越高。
采用粉末CuO作为催化剂,对生化处理后的低浓度垃圾渗滤液进行催化臭氧氧化深度处理。探讨了反应时间、催化剂投量、温度、pH、起始CODCr及氯离子含量对渗滤液有机污染物去除的影响。在进水CODCr为350mg/L,色度为1000PCU的条件下,氧化反应120min后CODCr、TOC及UV254的去除率能够达到70%~80%,色度的去除率几乎达到100%。试验结果得出,在常温条件下,CuO催化臭氧氧化法深度处理低浓度垃圾渗滤液的最佳反应时间为120min,CuO最佳投量为0.5g/L,反应最佳pH为6~8。
通过对高效新型生物填料应用于生物流化床的试验,选用规格为10mm×10mm×10mm的填料作为生物流化床的载体,其流化效果好、易挂膜、不随出水流失、投加填料后可大幅度提高处理效果。
采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维网上制备TiO2膜,以光催化降解水中苯酚作为探针反应,研究了溶剂和酸的用量对胶液稳定性和催化膜活性的影响,并考察了胶液重复利用的可行性。通过实验所选定的胶液最佳配比为:V(无水乙醇):V(钛酸丁酯):V(1+4的硝酸):V(水)=720:80:2.5:8,所配的胶液可以稳定放置3个月以上。所制胶液在重复利用8次的情况下,对催化剂在基材上的负载量和其催化活性影响很小。研究结果为利用该方法在工业上大规模制备TiO2催化膜提供了可靠的依据,并为开发实用化水处理光催化反应装置奠定了基础。
以生活污水为研究对象,采用厌氧—缺氧—氧化沟工艺对氧化沟的除磷性能进行了研究,结果发现:(1)该工艺具有较好的除磷效率,稳定阶段TP去除率能够达到90%,出水TP平均为0.62mg/L。(2)序批式试验中前30min磷的释放速度很快,单位MLSS的释磷速率为10.75mg/(g·h),而在30~120min磷释放速率很低,为0.48mg/(g·h)。(3)出水TP的浓度与出水NO3-有较好的相关关系。(4)该工艺进水COD为340.4mg/L时,出水COD为50.7mg/L,COD去除率为84.5%;大量COD在厌氧区转化为聚磷菌胞内聚合物而去除,这部分胞内聚合物能够在缺氧区充当电子受体被二次利用。
采用“强化混凝—多介质过滤—超滤—反渗透”处理工艺,对齐鲁石化污水处理厂出水进行深度处理试验研究,结果表明:在浊度、COD、油浓度波动较大的情况下,该处理工艺抗冲击负荷能力强、运行稳定,出水水质均符合循环冷却水系统补充水的要求。
针对低浊、高油含量轧钢浊环水进行除油、降浊试验研究,通过5个研究方案的絮凝对比试验得出,含有SO42-基团的复合絮凝剂除油、降浊效果"最好",投加质量浓度为3mg/L时,油质量浓度可由54.10mg/L降至3.80mg/L,剩余浊度可达0.24NTU。并对除油、降浊影响因素进行了初步探讨。
针对辽河油田某采油厂采油污水回用注水伴采系统腐蚀结垢的严重情况,分析了注水伴采系统的水质及管道结垢成分,明确了其腐蚀结垢原因。复配适合于现场工况条件下的缓蚀阻垢剂,在药剂质量浓度40mg/L时,腐蚀速率为0.028mm/a,阻垢率>;95%,能同时实现对腐蚀与结垢的有效控制。动态模拟实验结果表明,该药剂投加剂量小,成本低,缓蚀阻垢效果优良,具有较好的推广应用价值。
LAS是一类广泛使用的阴离子表面活性剂,具有一定的毒性,且不易降解。文章以CuO/活性炭(AC)为催化剂,H2O2为氧化剂催化氧化降解LAS。结果表明:在H2O2浓度为4.9mmol/L,温度=70℃,pH在5-6,反应时间为2.5h的条件下,LAS降解率67.7%,COD去除率54.1%。
采用真菌处理制皂工业废水(主要污染物为脂肪酸、油脂等),连续小试试验研究表明:当进水COD在1121-8143mg/L〔进水COD负荷0.45-3.26kg/(m3·d)〕变化时,出水COD稳定在223-310mg/L,达到了污水综合排放三级标准(GB8978—1996);显微检测发现,曝气柱中微生物类群随COD负荷的变化而改变,当COD负荷为1.47-3.26kg/(m3·d)时,曝气柱中主要是真菌;当COD负荷为0.45-0.56kg/(m3·d)时,曝气柱中主要是细菌。
采用 Ca(OH)2 作为混凝剂预处理深圳市三个生活垃圾焚烧厂沥滤液。结果表明投加 6 g/L Ca(OH)2, 可将 沥滤液的 pH 调到 10.5,混凝后可以去除 80%~90%的总磷和 SS, 再提高 Ca(OH)2 投加量, 总磷和 SS 对去除率提高不 明显。由于沥滤液中的氨氮、总氮和 COD主要是以溶解态存在, 混凝过程对总氮、氨氮和 COD 的去除效率较低。
以环氧氯丙烷和二甲胺、叔胺、多乙烯多胺等合成了聚季铵盐, 并与聚铝复配, 得到了适于采油污水处 理的高效反相破乳剂 TS-761L; 研究了反应时间、复配比例对产品性能的影响; 确定了合成聚季铵盐的最佳保温时 间为 4.5 h, 聚季铵盐与无机絮凝剂的最佳复配比例为 1: 1。应用研究表明:TS-761L 投加质量浓度为 50 mg/L 时,除油 率达到 97%, 悬浮物去除率达 94%, 是一种高效反相破乳剂。
利用水滑石(LDH)焙烧后在一定条件下可重新吸收水和阴离子,从而部分恢复层状结构的结构记忆效应,研究了焙烧镁铝碳酸根水滑石(CLDH)在处理含氯废水中的应用。实验表明,当CLDH镁铝比为4∶1、焙烧温度为500℃、水滑石质量浓度为2.0g/L、处理温度为30℃时,CLDH对氯离子的处理效果最佳。
介绍了一种利用天然水中有机物为标准物测试活性炭吸附性能的测试新方法,其测试结果较好地表征了活性炭在实际水处理中对有机物的吸附性能。
针对我国目前指导水处理剂阻垢性能评定的化工行业标准HG/T2160—1991,鼓泡法及其评定设备的不足,提出了基于透光率法的阻垢剂性能快速评定方法,并做了一系列实验,验证了该方法具有精准度高、重复性好、评定快捷、操作简便等特点。能更好满足水处理剂生产企业和众多行业用户对水处理剂阻垢性能评定的需求,有望成为鼓泡法评定设备的换代产品。
建立了通过测量密度简易测定羟基亚乙基二膦酸(HEDPA)活性组分的方法。通过实验发现密度与HEDPA中总磷含量呈线性关系,减去杂质即亚磷酸和正磷酸含量换算出磷含量,即可通过测量密度直接测出活性组分的含量。新方法简便易行,准确度高,可以为企业生产、使用羟基亚乙基二膦酸(HEDPA)提供依据。
采用脉冲循环流化床与物化沉淀池的组合工艺对某公司的印染废水进行了处理。工程规模为5000m3/d,处理前废水:CODCr800-1200mg/L、 BOD5200-300mg/L、SS150-200mg/L、pH8-10、色度300-800倍。处理后废水:CODCr92.1mg/L、pH7.49、色度15倍,达到了《污水综合排放标准》GB8978—1996的一级标准。该技术工艺投资低、处理效果好、操作管理方便、出水水质稳定,处理费用0.410元/t,且基本无污泥产生,处理结果表明:新型脉冲循环流化床与物化沉淀池的组合工艺具有体积负荷大、抗冲击能力强和处理效率高的特点。
精制棉生产因其传统的高温高碱蒸煮工艺,产生的蒸煮黑液含有大量的棉短绒等杂质,COD>;40000mg/L,色度>;20000倍,可生化性差,较难处理。工程将蒸煮黑液加盐酸预处理,再与洗涤废水混合经厌氧、好氧、混凝处理后,出水水质能够达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准。通过对蒸煮黑液进行预处理,很大程度上降低了投资和运行费用。
介绍了采用“絮凝加药处理+SBR”工艺处理餐饮废水的工程实践。工程运行实践表明,该工艺处理效率高,抗负荷冲击能力强,运行稳定,操作灵活,出水指标可达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中规定的二级标准要求。
介绍了石家庄某印钞厂综合废水处理工程的水质特点、处理工艺、主要构筑物及技术参数,并就鼓风曝气、风机噪音和排泥问题提出了改进建议。运行实践表明,采用混凝气浮—生物接触氧化—砂滤工艺处理印钞厂综合废水,处理效果良好,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。
在铝型材的表面处理中产生大量的酸碱废液,如不能有效地处理回收,将造成严重的环境污染和资源浪费。介绍了调节—中和混凝—过滤工艺处理铝型材生产废水工艺,处理后的废水达到生产工业用水标准,且工艺流程简单、投资少。讨论了废水处理工艺主要影响因素并提出了较佳的工艺控制参数。
对污水厂出水经过深度处理后回用到循环水系统作为补充水,且循环水排污又回流到污水厂的系统,将产生内循环浓缩,使TDS和COD升高,由于循环系统补充水有TDS上限值,污水循环回用比也存在上限值。提出了污水循环回用比和回用后污水厂出水COD的确定方法。
具体分析了几种低位输送设备的优缺点,提出了一种可适合任意深度低液位介质提升的工艺流程,并对其选用工艺设备做了详细说明,对不同行业低液位污油污水外输工艺具有很好的参考价值。
采用浸没式膜生物反应器(MBR)处理化工废水,处理能力60m3/h,进水CODCr、NH3-N、SS质量浓度分别为533、182、86mg/L,处理后,出水CODCr、NH3-N、SS分别为8、28.5、6mg/L,去除率分别达到94.6%、95.6%、93%,且出水清澈稳定,可回用至循环冷却水系统。