膨润土具有很强的吸附能力,通过对膨润土进行改性,可提高其对重金属离子的去除能力。国内外学者对改性膨润土用于含重金属离子污水的处理进行了广泛的研究。概述了膨润土改性制备方法和表征手段,讨论了影响改性膨润土吸附重金属离子的主要因素。对近年来国内外改性膨润土吸附水体中铬、镉、汞、铅、镍等重金属离子的应用研究进行了综述,并指出了改性膨润土用于重金属废水处理存在的问题和今后的研究方向。
慢速可生物降解有机物(XS)是城市污水和工业废水中有机物的主要组成部分,其水解速率是影响营养物去除的关键因素。阐述了XS水解的不同机理模型,介绍了不同的水解动力学模型的发展及应用,并对文献报道的动力学参数进行了总结和比较,最后提出XS水解模型的研究趋势。
针对残留抗生素对环境水体造成的污染及生态毒害问题,从抗生素的生产使用现状及其环境水体中的来源入手,综合分析了抗生素在环境水体中的残留与污染水平,重点研究了抗生素残留对水生生物、人类健康等存在的环境风险,建议开展环境水体中抗生素含量及迁移规律的调查、确定抗生素对生态平衡和生物多样性的影响以及有效去除抗生素的技术方法等的研究重点和方向,从而有效降低环境水体中抗生素潜在安全风险。
介绍了垃圾渗滤液的产生及特点,并论述了微波技术、催化氧化技术、微波催化氧化技术的机理及优缺点。微波催化氧化法具有反应速度快、无二次污染、水质适用范围广、对垃圾渗滤液中有机污染物降解彻底等特点,但同时也受到催化剂、测温技术等限制,指出微波湿式催化氧化技术处理垃圾渗滤液是今后的主要研究方向之一。
酵母菌具有吸附富集重金属离子的能力。利用海藻酸钠对酿酒酵母菌进行固定,对固定化后的酿酒酵母菌吸附锶的能力做了对比研究。结果表明,海藻酸钠颗粒对锶有一定吸附作用,吸附速度较快,但是结合不稳定,未固定的酵母菌吸附较稳定,但是在低浓度时,吸附率不高;固定化酵母菌对锶的吸附分两个阶段,低质量浓度(10mg/L)时,吸附率可达80%。在不同质量浓度梯度下(10~100mg/L)吸附研究中发现,三者的吸附率均随浓度增大而减小,但吸附总量均有所增加。随培养时间延长,未固定与固定化酵母菌对锶的吸附率和吸附量趋于一致。结果表明海藻酸钠可以作为酵母菌活细胞生长固定化载体并表现出对低浓度Sr2+的较好吸附效果。
以壳聚糖为基质,通过化学键合方法制备了铝涂覆的壳聚糖-铝氧化物复合材料;发现其对水溶液中的汞离子具有较好的吸附性能,研究了反应温度、时间、溶液起始浓度等条件对吸附性能的影响;壳聚糖复合材料对汞离子的吸附量随反应温度的升高而增大,以化学吸附为主;随着溶液中离子的起始浓度的增大,吸附量迅速增加,而吸附率则下降;对于低浓度的溶液,常温下吸附率可达90%以上,而对于浓度较高的溶液,吸附量高达900mg/g以上;与未改性的壳聚糖及无机氧化铝相比,壳聚糖复合材料对汞离子的吸附性能得到明显改善;壳聚糖经改性后,热稳定性也得到了显著提高。
膜生物反应器以其用膜取代常规活性污泥法中二沉池的突出优点迅速成为污水处理的新发展方向。研究了污泥膨胀时,膜生物反应器脱氮除磷的效果。分别对比了在正常情况下和污泥膨胀时,膜生物反应器对CODCr、氨氮、TN、TP的去除率。试验结果表明:发生污泥膨胀后,对CODCr的去除率提高到96.51%,而对氨氮、TN、TP的去除率分别为75.9%、39.8%、19.7%,均有不同程度的下降。
以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料采用水溶液聚合法制备了一种阳离子度为50%,相对分子质量100 000~200 000 的低相对分子质量阳离子聚丙烯酰胺水溶液,研究了单体配比、投加浓度、聚合温度、引发体系等对反应的转化率和产物相对分子质量的影响。通过加入质量分数0.5%的抗交联剂CPL 和螯合剂EDTA·2Na,采用三元复合引发体系可以将聚合反应不饱和单体的转化率提高到96%以上,并且通过控制分子质量调节剂SF的用量可以得到不同相对分子质量分布范围的阳离子聚合物。该产品对高含水原油采出液有独特的预脱水性能,可提高油田采出液油水分离设备的效率和油水分离效果,与反相破乳剂、净水剂等配合使用还可以提高其对含油污水的处理效果。
油、水、电是空分生产装置中最关键的3个因素,水系统结垢会造成热交换和生产效率的降低,甚至引起装置停车。“冷结垢”是深冷空分装置中冷却水系统普遍存在的故障,困扰着许多深冷空分生产企业。通过对“冷结垢”产生原因进行分析,适当调整循环冷却水系统的运行条件,并使用合理的水处理方案和配套药剂,有效解决了多家生产企业存在的“冷结垢”现象。
乌鲁木齐石化化肥厂循环冷却水系统“二循”已经属于高浓缩运行(浓缩倍数4 左右),但为了实现节水目标,该厂要把循环冷却水的浓缩倍数进一步提高到5 以上(相当于钙硬>1 000 mg/L)。乌鲁木齐石化西峰精细化工厂针对化肥厂的补水和循环水质,结合“二循”系统的运行特点,与专业机构合作引进新型水处理剂进行复配,并以旋转挂片腐蚀实验和静态阻垢实验进行筛选,开发出了缓蚀阻垢剂的新配方,动态模拟评定实验证明该产品具有优良的阻垢、缓蚀性能。
研究了4A 分子筛吸附热水中Ca2+的效果,考察了浓度、温度、pH 对吸附量的影响。结果表明:该反应为拟一级可逆反应,交换过程为液膜控制,并在40~60 h 吸附达到平衡。绘制了不同温度下的离子交换等温线,其吸附规律符合Langmuir 吸附等温式;50 ℃时,4A 分子筛对Ca2+的最大吸附量可达61.73 mg/g。随着Ca2+初始浓度的增加分子筛对Ca2+的去除率逐渐降低;温度增加,Ca2+在分子筛上的吸附量增加;pH 增加,吸附量也增加,并且碱性条件下吸附量更高。
考察了高岭土悬浊液在不加入微生物絮凝剂,只加入含Ca2+的各种化合物的溶液及含PO43-的各种盐溶液的絮凝沉淀实验,以探讨在微生物絮凝剂研究中Ca2+作为助凝剂,PO43-为发酵培养液的情况下,Ca2+、PO43-共存时对微生物絮凝剂絮凝的影响。在中性或碱性条件下,Ca2+及PO43-的共存反应对高岭土悬浊液产生的絮凝率均超过88%,且絮凝率随pH 的升高而增大。废水絮凝实验表明,Ca2+及PO43-的共存反应对泥浆废水、碳素墨水、生活废水的絮凝率均超过77%,但对富氧化塘废水、造纸废水的絮凝率则均<54%,且絮体物性较差。可见在特定条件下,微生物絮凝剂对某些废水的絮凝可能是以絮凝剂中无机离子的絮凝作用为主。最后对两种离子共存的絮凝反应原理做了一个推论,得出Ca2+、PO43-共存形成的多核聚合物是使高岭土悬浊液絮凝沉淀的化学成因。
针对铜拉丝厂的铜拉丝废液浓度高、难处理的特点,研究开发了一条切实可行的工艺路线:除油→除铜→混凝→回用、生化处理或并入污水处理厂。得出了最佳工艺条件:破乳剂投加量400 mg/L,除铜剂投加量1 500mg/L,PAC 50 mg/L+PAM 0.5 mg/L, 在适宜工艺条件下, 废水的CODCr、浊度、总铜和油分的去除率分别达90.5%、99.5%、99.6%、99.9%。最后估算了该工艺的药剂成本为4 元/t,是经济可行的。
采用溶胶-凝胶法在硅胶载体颗粒的表面制得Cu掺杂TiO2薄膜,通过扫描电镜(SEM)观察了TiO2纳米颗粒在载体表面的负载情况,显示二氧化钛纳米颗粒在载体表面是均匀分布的。研究了在自然光照条件下,碱性品红在TiO2薄膜上的光催化降解与溶液初始浓度、催化剂用量之间的关系,并比较了掺铜和未掺铜催化剂光催化的效率。结果表明,随着光催化剂投加量的增加,光降解效率增大,但当光催化剂投加量达到一定程度,继续增加其用量,光降解效率增加不多;随着初始浓度的增加,光催化效率在降低。考虑到经济性和光催化效率,选取催化剂的投加量为30.0g/L、品红溶液初始质量浓度为10mg/L时,5d光催化降解率为83.61%。掺铜的TiO2薄膜比不掺铜的TiO2薄膜光催化活性高。催化剂重复使用3次的实验结果表明,其具有很好的稳定性。
焦化废水是典型的含有高浓度有机污染物的难降解废水。为了有效处理焦化废水,通过向焦化废水中加入适量的FeSO4和CaCO3固体,达到去除一定COD、NH3-N 和色度的目的。结果表明,向1 L 废水中投加1 g 的FeSO4和0.2 g 的CaCO3固体对焦化废水的COD、NH3- 和色度的去除能够达到一定的效果,COD、NH3- 和色度的去除率分别为79.8%、69.8%和80%~90%。此方法处理后的水质稳定,还可提高废水可生化性,为后续生物处理创造条件。
提出了一种TiO2/PbO2复合膜圆形光催化氧化反应器,研究了该反应器对经生化处理后的染料废水进行降解的过程。研究表明:光催化氧化的最佳条件是锌片镀TiO2/PbO2复合膜、pH=8.0、H2O2质量浓度为400mg/L。并对其他氧化剂对该过程的影响进行了探讨。有机废水通过该反应器进行处理后,其COD降为48.4mg/L。能使有机污染物全部降解为小分子无机物,废水达到国家一级排放标准。
主要介绍了某VB12生产企业废水的处理现状,试验研究了微电解+MBR 工艺处理该废水的效果。采用正交实验方法,确定了微电解的工艺条件,考察了不同工艺条件下MBR 的处理效率。结果表明:当微电解反应条件pH 为2、反应时间1 h、炭铁比为2,MBR 污泥质量浓度、停留时间、溶解氧分别控制在6 000~8 000 mg/L、20 h、2 mg/L 时,系统CODCr平均去除率达到86%,很好地满足了出水要求。
采用Fe/Mn 多相催化氧化和电氧化方法降解松香废水,制备了负载型金属催化剂,研究了活性炭、分子筛、Al2O3等不同载体和不同金属组分对电-多相催化氧化降解松香废水效果的影响, 获得具有较高活性的含Fe和Mn多组分催化剂,通过能谱和电子扫描显微镜分析多相催化剂的元素成分和微观结构。利用电化学工作站测定4种不同钛电极的伏安曲线,选择催化活性较高的钛电极。研究结果表明:活性炭具有多孔结构和较强的催化功能,以其为载体的催化剂效率高;催化剂中两种组分好于单一组分,其中以Fe+Mn 制备的催化剂效果最好;RuIrSnMnTi 电极具有良好的电化学催化活性;对于COD 为2 300 mg/L 的低浓度松香废水的电氧化降解,采用催化剂后,COD 去除率由31%提高到63%;而对于COD 为6 500 mg/L 高浓度松香废水,电-多相催化氧化降解COD 去除率达88%,可有效降低COD。
快速消解分光光度法测定水质化学需氧量是新颁布的环境行业标准,其校正模型采用单波长点测定数据的直线拟合回归分析, 存在某些测定波长点计算COD 的不确定性和与国标重铬酸盐法的相对偏差较大等问题。应用多元校正法改进回归模型, 在高量程和低量程范围内的校正计算结果与GB 法测定COD 的相对误差为1.42%和4.03%,具有较好的一致性,解决了直线拟合回归不确定性的问题。
开展了流动注射分析在双光束光度计上的应用研究。利用自制的一组比色装置,基于2,3,4-三羟基-4’-磺基偶氮苯(TSAB)在六次甲基四胺溶液中生成黄色螯合物,且有较高灵敏性的特点,建立了一种新的FIA 双光束光度法,直接用于生活水中微量钒的分析,进样频率为150 次/h,重现性好,RSD=0.97%,操作简单,分析结果令人满意。
基于在酸性条件下六价铬对亚甲基蓝具有褪色作用,建立起一种新的光度法检测六价铬。反应的最大吸收波长为745 nm,在最优的反应条件下,铬质量浓度在0.005~50 mg/L 范围内符合朗伯比尔定律,线性方程△A= 0.051 6c+0.027(n=10,R2=0.995),检出限为0.001 g/L,相对标准偏差RSD 为2.3%(0.5 mg/L Cr(Ⅵ),n=11)。本方法成功应用于废水及地表水中六价铬的检测。
采用A/O-MBR 复合生物脱氮工艺处理合成氨废水,当进水BOD5、CODCr、NH3-N 质量浓度分别为550、1 050、120 mg/L 时,出水BOD5、CODCr、NH3-N 平均质量浓度分别为5.6、42.4、7.5 mg/L,可达到《污水再生利用工程设计规范》中规定的循环冷却系统补充水水质标准。
介绍了张家口钢铁集团万隆钢铁厂循环水系统存在的问题。针对工厂的实际情况,研制出了环保型阻垢缓蚀剂SWT-503,通过静态、动态、缓蚀及生物降解试验以及3a多的实际应用,证明阻垢缓蚀剂SWT-503具有良好的阻垢、缓蚀和可生物降解性,明显提高了公司的经济、社会效益。
对隔油—混凝—气浮—CAST 工艺在香精香料综合废水处理应用中的相关参数、调试运行进行了详细说明。实践证明,该工艺对处理有机污染物浓度高、可生化性好的香精香料综合废水具有良好效果,在进水COD 为6 150 mg/L、BOD5为3 188 mg/L 的情况下,该工艺的处理出水COD<300 mg/L、BOD5<100 mg/L,达到污水综合排放三级标准。
通过用高效好氧生物法处理某厂印染废水的工程实例证明, 处理后的废水COD 去除率达到93.6%,BOD5去除率达到93.9%,出水水质能够满足GB 4287—1992《纺织染整工业水污染物排放标准》二级标准的要求。该工程工艺的优点为:基建费用低,空气氧转化利用率高,容积负荷和污泥负荷高,剩余污泥量少,抗冲击负荷能力强,系统操作简便灵活。
介绍了采用混凝—沉淀工艺处理洗衣废水的工程实践。工程运行结果表明,该工艺处理效率高、运行稳定、操作灵活,出水指标可完全达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中规定的三级标准要求。