油田聚合物驱采油污水(简称含聚污水)是一类比较特殊、复杂的污水,随着聚合物驱三次采油技术在我国东部油田的广泛应用,目前其已经成为油田污水处理的热点和难点问题。作者从油田含聚污水的主要特点出发,论述了含聚污水处理的常规方法与技术及其在国内外的发展现状,并提出了含聚污水在回注地层或者用于配制聚合物溶液注入地层中遇到的主要问题,最后对含聚污水的处理与利用的方法及技术进行了展望。
胶团强化超滤(MEUF)是一种表面活性剂和超滤相结合的处理含重金属或有机污染物废水的新技术。详细介绍了MEUF技术的原理、表面活性剂的选择、影响处理效果的主要因素,同时针对MEUF技术目前存在的浓缩液处理和表面活性剂回收的问题作了详细的阐述,综述了近年来MEUF技术应用的最新研究成果,并就此技术存在的问题和发展前景作了相关分析,实践表明该技术具有很好的应用前景。
正向渗透(FO)是水分子透过选择性半透膜从化学势高的一侧扩散到化学势低的一侧的渗透过程,它以膜两侧不同溶液的浓度差为驱动力。在正向渗透膜分离过程中,为维持提取液渗透压的稳定,需浓缩回用提取液(DS)。在众多水处理领域,尤其在废水处理领域、饮水净化及海水淡化方面,正向渗透工艺更是得到了广泛的研究和应用。正向渗透过程的低能耗、低膜污染是未来膜分离技术发展的趋势。
微生物固定化技术是一种有效的废水处理技术。对微生物固定化载体和固定化方法进行了分类,并对微生物固定化后的细胞性能做了阐述。综述了微生物固定化方法在各类废水中的国内外研究现状,并针对相关问题提出了今后的研究和发展方向。
对生物处理系统而言,污水中的溶解性惰性有机物含量(SI)是出水能否达标的关键性指标,其浓度测定对处理方法的选择和排放标准的制定具有重要意义。目前污水中SI的测定方法主要有延时曝气法、出水近似法、平行试验法、物料平衡法和回归计算法5种。介绍了各种方法的原理及优缺点,在综合考虑数学模型结构及方法简单可靠两方面的要求后提出了适用的方法。对文献数据统计结果表明,城市污水的SI实际质量浓度通常在10~40mg/L,而工业废水中SI受行业影响很大,范围为50~3000mg/L。
在实验室中合成了S-羧乙基硫代琥珀酸(CETSA),并对其合成条件进行了优化研究,确定出最佳的合成工艺。首先以NaHS和丙烯腈合成β-巯基丙酸,再用它与无水马来酸酐聚合生成CETSA。对产品的阻垢及缓蚀性能分别进行了测试,结果表明它对冷却水水质有很强的适应性,能够与多种金属离子发生螯合作用,从而有效抑制结垢。与此同时,CETSA还能在金属表面生成致密的保护膜,有效抑制金属腐蚀。将其与几种其他药剂复配后缓蚀效果大幅度提高,用量减少,使成本大大降低。复配后的缓蚀阻垢剂效果明显优于传统磷系缓蚀阻垢剂,而该配方主要成分均易被生物降解,是一种环境友好型缓蚀阻垢剂,有很好的应用前景。
对反渗透膜专用阻垢剂的阻垢性能进行评价十分重要。介绍了一种快速、方便、可靠的阻垢剂评价技术——周期性浓缩全循环动态模式,并用其评价了AMT-Z202、AMT-Ⅱ、MBT、TitanASD200/sc以及武钢-Ⅱ等用于中水回用的反渗透膜阻垢剂的阻垢性能。结果表明,AMT-Z202阻垢剂的阻垢性能优于其他阻垢剂,投加4mg/L的AMT-Z202能使系统的浓缩因子Ki>8.0、总回收率Yi>90%、LSI>2.1,且不结垢。
以巯基乙酸和马来酸为原料,在树脂D301-R的催化作用下合成了羧甲基硫代丁二酸。通过红外光谱、核磁共振和熔点测定等手段对产物进行了结构表征。用静态阻垢法和挂片失重法对产物的阻垢性能和缓蚀性能进行了评价。结果表明羧甲基硫代丁二酸具有一定的缓蚀阻垢性能,属于一种无磷非氮的新型环保水处理剂。
通过在β-环糊精微球上键接壳聚糖,合成了具有优良吸附性能的β-环糊精微球衍生物。利用X-射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪表征原料和衍生物的结构,通过改变溶液的搅拌时间、温度、pH和甲基橙浓度等实验条件比较原料和衍生物对甲基橙溶液的吸附性能。结果表明,衍生物与原料相比,吸附性能更为优异,且衍生物的吸附量随温度和pH升高而增大,最大吸附量达到20mg/g。
实验采用溶胶—凝胶法制备纳米TiO2溶胶,低温下棉织物经过浸渍TiO2溶胶—烘干—焙烘法处理后,在织物表面形成了TiO2薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品结构和形貌进行了分析和表征。在紫外灯照射下,以活性红MS为降解物,研究了制备条件包括TiO2浓度、TiO2溶胶pH、焙烘温度和焙烘时间对薄膜光催化性能的影响。结果表明,在低温下制备的TiO2主要是锐钛矿型,并且薄膜的光催化活性与处理工艺有关。在TiO2浓度为0.423mol/L、TiO2溶胶pH为1.67、焙烘温度为80℃、焙烘时间为2min的条件下,活性红MS的光催化降解速率常数最大,拟合紫外光下光催化薄膜TiO2降解活性红MS为一级反应。
在严格控制试验条件的基础上,首次采用IOC-SBBR联合工艺处理高氨氮猪场废水。结果表明:经过62d逐步提高IOC进水COD,提升反应器容积负荷至6kg/(m3·d),COD去除率达到81.5%;SBBR经过24d的生物膜驯化,COD、NH4-+N的去除率可以达到85%和90%以上,联合工艺启动成功并可稳定运行;再经过2个阶段(56d)的对比研究,优化SBBR运行方式,增加缺氧-好氧交替频次,联合工艺的COD、NH4-+N和TN去除率达到95.6%、95.4%和78.6%。
结合火炸药工业生产的工艺特点,针对混合炸药废水的特性,进行了混合炸药废水的厌氧生化可降解性研究。研究结果表明:废水中N、P含量能够满足厌氧微生物的生长需要;COD的去除率为80.1%,厌氧生物可降解性为85.3%,pH的变化也能达到厌氧反应器正常运行的要求;废水中有毒物质的整体毒性抑制作用为26.1%,属于代谢毒素,微生物通过驯化可以适应。实验表明,混合炸药废水具有良好的厌氧生化可降解性,用厌氧生物法处理火炸药废水切实可行。
通过分析膜生物反应器中铁含量对活性污泥性能的影响,得知在一定条件下,随着污泥中铁含量的升高,污泥的脱氢酶活性随之上升,上清液含铁量对污泥脱氢酶活性的影响跟污泥中含铁量影响相反;污泥含铁量对污泥比耗氧速率的影响与对脱氢酶活性的影响相反,其原因在于污泥浓度增加及污泥絮体变大影响了溶解氧和基质从反应器混合液向絮体内部的扩散,导致污泥内部氧气不足,从而使微生物的耗氧活性随之降低;随着上清液中铁含量的增加,污泥比耗氧速率随之升高,上清液中铁离子浓度的增高会使生物铁污泥性能劣化,导致生物铁污泥絮体的解絮,污泥颗粒变小,污泥内部溶解氧上升,从而使污泥耗氧活性增高,因此合理投加一定量的生物铁才能使污泥性能达到最佳。
利用CuO-CeO2/γ-Al2O3多相催化剂替代复极性固定床电解槽中的绝缘填料,构建新型电催化氧化体系。考察了槽电压、pH、气体流量和极板间距等因素对垃圾渗滤液中氨氮(N+H4-N)去除效果的影响,确定了适宜的反应条件。当槽电压为15.0V、pH=7、曝气量为0.08m3/h、极板间距为3.0cm时,反应180min后,对NH4+-N的去除率能达到95%以上。对渗滤液的电催化氧化降解进行动力学分析,NH4+-N的脱除符合准一级动力学方程。经过该体系处理渗滤液,出水的可生化性由0.107提高至0.524。
设计了UV/镍网、镍网/TiO2以及UV/镍网/TiO23种配置的光催化反应器,通过实验对比分析了3种配置下光催化反应器对大肠杆菌的灭活效果,结果表明:UV/镍网/TiO2对大肠杆菌菌体灭活率达到99.9%,明显高于灭活率分别为87.6%、60.4%的UV/镍网、镍网/TiO2。选取不同取水点,反应3h后,UV/镍网/TiO2对自然菌菌体灭活率均达到99.9%。光催化反应器对大肠杆菌和自然菌的灭活均遵循一级反应动力学。光催化反应1h后,水样中军团菌由阳性变为未检出,达到预期灭活效果。
利用从重金属污染物中筛选出的混合菌种进行重金属离子的去除。实验考察了pH、菌种投加量、温度及反应时间对混合菌种去除重金属离子的影响,并通过正交实验对影响因素进行了优化。确定其最佳的处理条件为:pH=6.0,反应时间20min,微生物投加量3.0mL/L和温度20℃,并在此条件下进行了实际电镀废水的验证实验。结果表明:混合菌群在最佳条件下对实际电镀废水中的镉、铬、铜和镍离子的去除率分别为97.7%、98.6%、95.0%和91.5%,效果良好。
采用Fenton法进行了反渗透浓缩液的处理实验,研究表明:单独使用UV不能有效去除废水中的有机物,也不能去除色度;采用UV+H2O2+铁粉工艺和三维电极+铁粉工艺实验时,在pH=3,废水中的COD的去除率可达30%以上,同时有很好的脱色效果;而且三维电极+铁粉工艺随着时间的推移,其处理效果有所增加。通过实验确定了最佳处理参数,同时对其反应机理进行了探讨。
以自制铌酸为催化剂,高压汞灯为光源,进行了光催化降解玫瑰红B的实验。讨论了铌酸的光催化机理,研究了催化剂、过氧化氢用量、降解时间等对玫瑰红B降解率的影响。玫瑰红B在降解范围内符合零级动力学方程。
对升流式厌氧污泥床处理高浓度有机食品废水运行特性进行了研究,从进水COD、pH、挥发性脂肪酸含量、碱度及温度等方面分析了反应器的运行特性;并从反应动力学角度,得出进水COD(C0)与出水COD(Ce)的关系为Ce=C0e-0.0747t。
研究了低磷缓蚀阻垢剂ZH442(NJS)/无磷缓蚀阻垢剂ZH251(NJS)复配的优选比例,以及阻垢、缓蚀性能和与两种杀菌剂的配伍性等,并将其应用在热电厂循环水系统中,取得了良好的效果。
采用臭氧氧化工艺对屠宰废水进行深化处理的试验表明,臭氧的处理效果与臭氧发生器和臭氧水溶解装置有关,在臭氧质量浓度为20mg/L时,处理15min,即可去除废水中98%的氨氮,对COD、BOD5的去除效果也很明显,处理后的水质达到要求。
研究了采用流动注射技术结合阴离子树脂分离富集痕量钍。在0.30mol/L的HCl介质中,Th(Ⅳ)与Cl-形成络阴离子,被阴离子树脂分离富集,用0.25mol/LHNO3-质量分数2.5%柠檬酸溶液洗脱富集在阴离子树脂上的Th(Ⅳ),Th(Ⅳ)能与偶氮氟胂-Ⅲ(FAsA-Ⅲ)发生显色反应,据此建立了测定痕量钍(Ⅵ)的流动注射-光度法的新方法。结果表明,在实验条件下,FAsA-Ⅲ与Th(Ⅳ)反应生成稳定的络合物,其最大吸收波长为656nm,钍的质量浓度在0~800μg/L内符合比耳定律,方法的检出限为1.0μg/L。经分离富集后对钍的测定灵敏度可提高数倍,大量共存离子不干扰钍的测定。该法已应用于环境水中痕量钍的测定,结果令人满意。
华能丹东电厂工业废水集中处理系统建成10年来由于多方面原因一直未能全面投运。为进一步开展节能减排工作,从处理设备、在线监测系统、运行方式及安全性等方面对现有工业废水集中处理系统进行了优化改造,改造后处理系统总排放口各项水质控制指标均达到国家《污水综合排放标准》的一级标准,且处理系统更加简洁、操作方便、运行安全可靠、经济性好,是一次成功的优化改造工程。
介绍了采用水解酸化/生物接触氧化工艺处理印染废水的应用实例。运行结果表明,该工艺能有效去除废水中的污染物,当进水CODCr为1025mg/L、BOD5为343mg/L、SS为421mg/L、色度为500倍时,处理后出水CODCr、BOD5、SS分别可达到43、16、32mg/L,色度可降低到19倍,去除率分别为95.8%、95.3%、92.4%、96.2%。经该工艺处理后的出水水质稳定,并达到了《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。
某合成氨生产企业废水处理系统采用水解酸化—缺氧—生物流化床工艺。工程实践表明,该工艺具有有机物去除率高、耐冲击负荷、运行简单等特点,出水达到《合成氨工业水污染物排放标准》(GB13458—2001)中的二级标准。
介绍了反渗透技术在菲律宾ILIJAN电厂水处理系统中的应用情况,重点介绍了ILIJAN电厂水处理系统中的反渗透膜更换为Vontron反渗透膜后的运行情况。
针对某火电厂具体水样,通过静态试验、动态模拟试验和旋转挂片腐蚀试验,分析了阻垢剂种类、加入量等因素对系统结垢的影响,并对阻垢药剂的阻垢缓蚀性能进行了试验研究。试验结果表明:由ATMP、HPMA、HEDP复配的1#阻垢药剂在质量浓度为10mg/L时,阻垢率最高,安全浓缩倍率达到2.50,年污垢热阻为2.21×10-4m2·℃/W,符合火电厂安全、高效的运行标准,更适合该火电厂使用。