人工湿地作为一种高效、低成本的新兴污水处理工艺,已被应用于各种类型污水的处理。作者概括了盐度对植物和微生物生理生化特性的影响,讨论了生物对高盐生境的适应性,指出通过种植耐盐植物,对微生物进行适度驯化培养后,利用人工湿地处理高盐度污水是完全可行的。最后介绍了国内外相关研究进展与应用现状。
吸附法是水溶液除氟应用最广泛的方法,将工农业废弃物作为除氟吸附剂可减少废弃物对环境的污染,降低除氟成本。作者基于对国内外砖粉、红泥、粉煤灰等工业废弃物及竹炭、稻草、果皮等农业废弃物及其制品用于水溶液除氟研究现状,提出废弃物制吸附剂除氟的后续研究应侧重预处理和使用后的处置方法,以及工业化应用理论基础研究,以寻求经济、高效的治理工艺,早日大规模应用于水处理中。
环境污染的加剧导致饮用水中不断出现新的污染物,由于饮用水的贫营养性及传统工艺自身的缺点使传统工艺在实际应用中受到限制,而氢基质膜生物反应器(MBfR)能够有效地利用中空纤维膜外自养微生物以氢气作为电子供体去除饮用水中的氧化态污染物,成本较其他深度处理工艺低,且无后续污染物。作者介绍了MBfR的构造和工作原理,分析了MBfR处理饮用水中各种氧化态污染物的原理,并探讨了该领域的研究重点与方向。
湿式催化氧化法是一种有效处理高浓度、高毒性以及难生物降解有机废水的方法。作者对湿式催化氧化法进行了总体概述,重点介绍了湿式催化氧化法的分类,不同种类催化剂的优缺点及国内外研究进展和该方法在废水处理中的应用。对该技术的研究方向进行了展望,指出该领域催化剂的研究方向,为在铜系催化剂的研制基础上结合稀土类元素,在保证非均相催化剂高活性的前提下,减少活性组分的溶出,以提高催化剂的稳定性。
悬浮载体生物流化床是一种全新的反应器,作者介绍了该反应器的特点及试验方法,并对焦化废水中有机物的去除效果进行了研究,考察了水力停留时间、温度、pH、曝气量、填料填充比等对处理效果的影响。结果表明,反应器对COD的平均去除率达到50%。
利用多种方法联合处理是印制电路板废水处理技术的发展方向。作者通过单因素试验确定了酸化、Fenton、混凝3种工艺处理印制电路板废水的最佳参数,并进行了联合工艺处理该废水的实验。结果表明:酸化—Fenton—混凝工艺处理该废水,COD去除率为94%,出水COD为46mg/L,优于酸化—混凝—Fenton法,浊度由619NTU降至3NTU,去除率为99.5%。实验为该技术的应用提供了依据。
将从焦化废水中富集培养筛选到的15株优势菌株逐次组合,最终得到高效降解焦化废水有机物的10株复合菌剂。复合菌剂对焦化废水主要污染物的降解效果明显高于单株菌和简单组合菌,COD的降解率与焦化废水中复合菌剂生长量成正相关,探讨了碳源、氮源及pH等生态因子对复合菌剂降解焦化废水的影响。
采用厌氧水解—好氧—硅藻土吸附工艺对某印染废水进行处理实验,结果表明:COD总去除率达87.6%,色度总去除率达98%,出水水质达到了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—1992)一级排放标准要求。在给定条件下进行厌氧和好氧处理,并分别确定厌氧和好氧处理最佳反应时间为8~10h和6~8h;硅藻土在去除色度上效果显著,同时具有去除COD的能力,当硅藻土投加质量浓度≥5.0g/L时,可使印染废水出水的色度和COD达到一级排放标准要求;若色度和COD指标仅需同时满足二级排放标准要求时,硅藻土投加质量浓度为2.0g/L。
用自制的改性木质素磺酸盐处理电镀含镉废水,实验表明:在室温条件下,单体用量为1.5mol/L,反应48h时,可得到相对分子质量较大、絮凝效果较好的改性木质素磺酸盐。当pH控制在7,改性木质素磺酸盐用量80mg/L,絮凝60min,室温条件下,可使含镉废水中Cd2+的去除率达到99%以上。
为研发工业锅炉脱硫除尘器废水回用处理新技术,构建了以多层叠合复合流沉淀技术为核心的絮凝沉淀处理中试系统。试验表明:当表面负荷u0≤4mm/s时,出水浊度平均值10度,最大值15度。随着表面负荷的增加,出水的浊度增加,但相对波动程度逐渐变小,绝对变化幅度增加。水量负荷冲击对系统处理效果的影响大于进水SS及pH的影响。
用FeCl3改性海泡石,并研究铁改性海泡石(IMS)结构及性能,结果表明:铁改性海泡石(IMS)结构发生了变化,吸附性能增强;对pH有缓冲性;在pH为8.3左右,吸附2h,吸附量随锑初始浓度增大而增大;其对低浓度锑(10~100mg/L)的吸附受温度的影响不大,对高浓度锑(200~1000mg/L)的吸附则随温度升高而升高;IMS量增加,除锑效率增大,其分配系数KD先增加后减小;在0.1mol/LNaOH中再生效果好;吸附呈Freundlich模型。
研究了铝盐混凝剂处理胜利油田聚合物驱采出水的效果和作用机理。结果发现:原油、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和盐共存时,三者相互作用结果都导致混凝剂投加量增加,除油、除HPAM效果降低。在处理实际采出水时,混凝效果主要依靠Al3+与水中残余HPAM的交联作用,采出水中油滴和盐都会阻碍铝盐与HPAM的交联反应。与HPAM交联能力较强的硫酸铝的除油效果和去除HPAM效果比聚合氯化铝(PAC)高。
用硫酸镁处理萘工业废水,考察了pH和硫酸镁用量对脱色效果的影响。实验结果表明,硫酸镁是一种很好的水处理剂,能较好地脱除废水中萘系列物质,在硫酸镁投加质量浓度为195g/L,pH为11.5的条件下,脱色率达95%,COD去除率达80%以上。
采用二氧化碳与助剂A联合法对生物质水解发酵废水中Ca2+的去除进行了研究。研究表明,在助剂A的作用下,pH为9~10时,对Ca2+的去除效果较好,去除规律符合线性相关。同时,体系中的碳酸氢盐碱度和总碱度增长较大,为后续厌氧处理提供了良好的条件。
利用自制疏水聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件对中空纤维更新液膜处理含镍电镀废水过程中的影响因素进行了研究,考察了液膜两侧液相浓度、流速、萃取剂P204所占油相比例等因素对镍去除率的影响,并把中空纤维更新液膜和中空纤维支撑液膜处理效果进行了对比。
采用反应与分离相耦合的途径,用19通道陶瓷膜元件构建了5L气升式膜反应器,并就其用于钢铁酸洗液的处理进行了研究。结果表明:在0.5~2.5m3/h曝气量范围内,稳定膜通量能维持在60L/(m2·h)以上,且提高曝气量有利于提高循环液体流速。在稳定操作条件下,料液中氢氧化铁悬浮物浓度、温度(1~45℃)和膜两侧压差(0.025~0.1MPa)均与膜通量呈线性关系。当处理Fe2+质量浓度为400mg/L的酸洗废液时,在溶氧度>70%、压差0.1MPa、18~25℃、pH为6~9、HRT=2h条件下,出水浊度2NTU,pH符合国家排放标准。
采用后继混凝沉淀的A/O工艺对含酚、氰的焦化废水进行了处理,运行结果表明:废水中酚质量浓度从287~681mg/L降至1.0mg/L以下,氰化物质量浓度从0.72~11.4mg/L降至0.5mg/L以下,完全达到了《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的二级排放标准;CODCr从3879~6378mg/L降至116.1~184.2mg/L,氨氮从145.6~200mg/L降至11.64~25.26mg/L,大多数时间达到排放标准。
通过自制的变频磁场发生器与线圈绕组相连产生变频磁场,对工业循环冷却水进行杀菌处理,分别考察了作用时间、温度、pH和处理管径等因素对杀菌效果的影响。结果表明,变频磁场具有明显的杀菌作用。其杀菌效果随作用时间、温度的增加而增加。在温度为45℃,作用时间60min,pH为9,处理管径为2.61cm时,变频磁场的杀菌效果最好,CODCr去除率为70%,BOD5去除率为84.62%,细菌总数去除率为88.64%,铁细菌的去除率为92%。
建立了水体中吗啉的气质联机(GC/MS)定性、定量的分析研究方法。用NaOH水溶液调整水样pH为10,再用二氯甲烷萃取水中的吗啉,具备线性良好、灵敏度和准确性高的特点。此法论证了该有机物的行踪,具有较强的科学性和适用性,且方法简便,为水体的环境监测提供了科学依据。
介绍了采用接触氧化池—涡凹气浮—流砂过滤器—消毒工艺处理昆明某大型卷烟厂废水,并实现中水回用的工程实例。处理后的中水用于厂区绿化、喷泉等,大大节约了新水的取用,达到经济效益和社会效益双丰收。系统自2005年调试正常以来,运行稳定,出水COD40mg/L,SS5mg/L,浊度3NTU。
吉林油田乾安采油厂腐蚀结垢问题是长期困扰该油田稳产高产的主要问题,国家工业水处理工程技术中心通过对现场腐蚀结垢特点及现场采出液水质、油井产出气、垢样及细菌含量进行全面细致的分析后,得出结论:该油田油井系统以腐蚀为主,造成腐蚀的原因主要是硫酸盐还原菌腐蚀并伴有轻微的电化学腐蚀,部分区块存在CO2.腐蚀。在此基础上进行了杀菌剂及缓蚀剂的筛选,筛选结果表明:新型有机硫杀菌剂TS-782A、聚季铵盐类杀菌剂TS-838具有优异的杀菌效果,新型咪唑啉类复合缓蚀剂对CO2.腐蚀具有良好的抑制作用。
重点介绍了某油田原油污水不达标问题,系统分析了原油污水处理工艺、生产分离器、电脱水器、浮选器等污水处理设备的性能,从根本上改变了原设计的原油污水处理工艺,并对部分原设备进行内部改造,用水力旋流器替换了浮选器,使油田的原油污水达标排放,满足了国家对环保的要求,同时为油田稳产创造了条件。
采用曝气生物滤池(BAF)—臭氧氧化—曝气生物滤池三段组合工艺对二级生化后的印染废水进行深度处理,进水COD为90~150mg/L,色度为16~32倍,经该工艺处理后的出水COD35mg/L,去除率75%,色度降到4倍以下。工程运行实践表明,该深度处理系统运行稳定,处理效率高,出水水质达到印染场洗水工序对水质的要求。
对生产性IC反应器处理酒精废水的二次启动过程及其处理效率进行了研究。采用我国自行设计安装的IC反应器处理某酒精厂的酒精废水,在初次启动因工厂停产而没有达到设计负荷的情况下,反应器经过52d的二次启动达到COD设计负荷8000kg/d。启动过程进水COD为12000~30000mg/L,出水COD不超过1500mg/L,COD去除率>90%。生产原料由玉米改为薯干渣时,在进水负荷没有下降的情况下,反应器处理效率不受影响。
以羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、铵盐、卤化剂为原料合成具有缓蚀、阻垢、杀菌多功能的水处理剂N-氯代氨乙基二膦酸,采用傅里叶红外光谱、13C-核磁共振谱、电化学极化、旋转挂片腐蚀试验、静态阻垢试验、平皿计数法异养菌杀灭性能评价等方法进行了样品分析与性能测试。结果表明,合成的产品单剂在20~40mg/L下缓蚀阻垢性能优于HEDP,并具有较好的杀菌性能。
在反渗透系统中,结垢是困扰系统正常运行的主要问题之一,用阻垢剂控制结垢是最常用的方法。作者对目前国内外反渗透阻垢剂常用的几种评定法进行了分析比较,并阐述了每种方法的优缺点。结果表明:给水一次通过法可以最大限度地模拟反渗透运行工况,可以通过改变浓水流量来调整试验的回收率,改变阻垢剂的加入量来调整试验运行工况。
采用"隔油+气浮+过滤+吸附"工艺处理机械工业含油废水,处理效率高,运行成本低。运行结果表明,采用该工艺处理后废水COD、石油类的去除率分别为81%和99%,处理后出水回用于冲刷地面、洗车、绿化、景观用水,同时浮油回收利用,创造了显著的经济效益、环境效益和社会效益。
针对启东市供电公司发电工区反渗透水处理系统脱盐率下降、压差升高、产水量下降等问题进行了现场调查研究,分析了原因,并提出了相应的处理措施,最终使问题得以解决。