从菌种的筛选及性能、活性污泥法及厌氧氨氧化法三方面叙述了利用生物技术同步脱氮除硫的研究现状,提出了今后应着重于生物法同步去除硫酸盐和氨氮的研究与应用。
果汁加工废水属于高浓度有机废水,具有固体杂质多、有机物浓度高、水质水量变化大等特点。相对于酒精废水、淀粉废水、印染废水、造纸废水等其他高浓度有机废水,对果汁废水的处理技术的研究有些滞后。目前国内外关于果汁废水处理的相关研究和工程实例报道较少。作者主要对果汁废水处理工艺进行系统的总结。
对国内外活性炭去除水体中微囊藻毒素的研究进展进行了综述。详细阐述了活性炭对微囊藻毒素的吸附去除机理及水体中天然有机物、pH、氯等外界因素对活性炭吸附性能的影响,认为物理扩散、静电引力和降解作用是活性炭吸附去除藻毒素的主要机理。通过改性和生物再生能够有效提高活性炭对微囊藻毒素的去除率并延长其运行周期。
介质截留法是新兴的用于污水处理的固定化微生物方法之一。由于其具有高度的微生物活性、易于固液分离、可工业化操作、适于难降解有毒物质的处理等优点,在生物污水处理领域得到了较快的发展。介绍了介质截留法的研究现状,分析比较了该法使用的典型载体及其应用状况,总结了该法的优劣性和适用范围,并对该法在污水处理领域的发展做了展望。
介绍了好氧颗粒污泥的基本特性,并对目前主流的好氧颗粒形成机理如晶核假说、选择压驱动假说、细胞表面疏水性假说、胞外多聚物假说、自凝聚原理、丝状菌假说和阶段形成假说等进行了综述,结果表明,虽然目前还没有统一的机理,但水力剪切力、胞外多聚物、微生物的自固定等的联合作用对好氧颗粒污泥的形成起了关键作用。
针对含油废水的特点,采用开放式系统运行方式,从长期受石油烃污染的土壤和炼油厂污水处理曝气池活性污泥样品中筛选、驯化得到高温复合菌群。该复合菌群降解石油烃的最适条件为:接种量为6%、温度50℃、pH=7.5、DO<3.48 mg/L和NaCl质量分数低于0.3%。利用该复合菌群对炼油废水进行处理,菌群能产生鼠李糖脂类生物表面活性物质,降低废水的表面张力。由降解过程中实际除油率和表观除油率的变化情况,推断出复合菌群先将石油烃吸附到菌体表面,然后将其进行生物利用,使废水中的石油烃降解。
主要探讨了UV/Fenton联合工艺处理拟除虫菊酯农药废水的可行性和规律性,考察了在UV/Fenton降解拟除虫菊酯农药废水的过程中,pH、H2O2加入量、m(H2O2)∶m(FeSO4)、降解时间和紫外灯光强等因素对降解效果的影响。试验结果表明:对初始COD为4 700 mg/L的拟除虫菊酯农药废水,在pH=4,H2O2浓度为8 mmol/L,m(H2O2)∶m(FeSO4)=7∶1的条件下,200 mL废水用14 W(相当于70 W/L)紫外灯照射3.0 h后,COD去除率可达51.32%。
用絮凝-Fenton氧化混凝法处理常州某印染厂的退浆废水,絮凝剂采用自制的聚硅酸硫酸铝(PASS),絮凝处理最佳工艺条件:30℃,废水初始pH为5~10,絮凝剂投加质量浓度为22.5 g/L,最佳条件下COD去除率可达38.8%。采用Fenton氧化混凝法进行二级处理,较优的工艺参数为:pH为3~5,n(H2O2)∶n(Fe2+)=2∶1,H2O2投加量为0.15 mol/L,PAM的投加质量浓度为1.75~2.25 mg/L。两步处理后总的COD去除率可达90%左右,B/C由原来的0.11升到0.32。
通过瓶试和现场应用试验,研究了反相破乳剂TS-786A在海上油田采油污水处理中的净水性能,以及与现场所用破乳剂、缓蚀剂的配伍性,确定了TS-786A的使用浓度。应用结果表明:反相破乳剂TS-786A具有良好的反相破乳性能,注入质量浓度为5.0 mg/L时即可保证外排污水油质量浓度<25 mg/L,使用效果优于国内外同类产品,达到了节能减排的目的。
分别以甲醇、葡萄糖、甲醇-葡萄糖(1∶1)为碳源进行反硝化颗粒污泥的培养试验。结果表明:以甲醇为碳源时,当NO3--N负荷提高到6 g/(L·d),污泥上浮、流失;以甲醇+葡萄糖为碳源时,当NO3--N负荷提高到6 g/(L.d),污泥发白,结构松软,出现上浮;以葡萄糖为碳源时,当NO3--N负荷提高到6 g/(L.d),反应器内颗粒粒径分布均匀,运行稳定。分析认为,低生长速率碳源有利于颗粒污泥生长密实,有利于系统稳定运行。
从中北大学生活污水中筛选得到一株稳定高效的微生物絮凝剂产生菌,初步鉴定该菌株为韦荣氏菌(Veillonellaceae Rogosa-W23)。该菌株适宜培养温度为35℃,最适pH=8.0,最佳碳源为葡萄糖。Veillonellaceae Ro-gosa-W23所产微生物絮凝剂成分鉴定为还原性糖。该微生物絮凝剂对高岭土悬浮液的絮凝率可达95.1%。絮凝对比试验发现:该絮凝剂优于高分子絮凝剂PAC,其对黄土悬液、纳米级铜-碳-石墨悬液也有良好的絮凝效果。
以水合氧化钛和K2CO3为原料合成了具有微米级形貌、较高比表面积和均匀孔径的介孔锐钛矿型TiO2晶须,研究了在波长为365 nm的紫外光下光催化降解初始COD为200 mg/L的发酵生产废水的COD变化。结果表明,在光解30 min后,废水COD降至85 mg/L,达到再利用要求;当加入TiO2晶须质量浓度为0.5 g/L时,光催化反应速度最大。
采用树脂吸附法处理炼油净化水。通过静态吸附实验选定D202-Ⅱ型树脂,该树脂有较好的吸附容量和COD去除率。静态实验结果表明,该树脂对净化水的吸附平衡时间为6 h,较高的pH有利于吸附交换的进行。在此基础上进一步考察了动态吸附因素对吸附交换的影响,得出逆流、低速操作对吸附有利的结论。以NaOH溶液为洗脱剂,经多次再生处理,树脂的吸附效果仍可恢复到新树脂的98%。
采用两级BAF处理某石化厂高浓度冷凝液废水,考察了尿素容积负荷、氨氮容积负荷、pH及滤床高度对两级BAF去除尿素效果的影响。结果表明,BAF处理高浓度尿素废水可行,当进水平均尿素容积负荷、氨氮负荷分别为6.92、0~3 kg/(m3·d),pH为7.0~11.0时,两级BAF对尿素的去除率<85%。
对吸附2,4-二氯酚(DCP)后的颗粒活性炭(GAC)进行了微波再生研究,考察了微波功率、微波辐照时间和GAC用量对DCP解吸和GAC损耗的影响。结果表明,DCP解吸率随着微波功率、辐照时间以及GAC用量的增加而提高,但相应的GAC损耗量亦随之增加。微波功率420 W,辐照时间3 min,饱和吸附DCP的GAC 5 g,DCP解吸率达95.5%,而GAC损耗量仅为9.1%。通过测定多次再生后GAC的碘值,表明2次吸附-再生循环后GAC碘值超过了新鲜GAC的碘值,5次循环后GAC碘值下降不明显。
采用Fenton氧化—吹脱法进行了兰炭废水预处理试验研究,分别考察了COD、色度和氨氮的去除效果及其影响因素。结果表明,处理100 mL的兰炭废水时,Fenton氧化的最佳工艺条件为:30%的H2O2投加量为40 mL、n(H2O2)∶n(Fe2+)=20、pH=6;吹脱除氨的最佳工艺条件为:温度为60℃、pH=11;在此条件下,Fenton氧化—吹脱法对COD、色度和氨氮的去除率分别达到了95.72%、95%和88%,废水的可生化性提高了4~5倍。
采用Fenton氧化法深度处理经厌氧、好氧处理后的草浆造纸废水,通过正交实验和单因素试验,研究了各主要因素对废水CODCr去除效果的影响,确定了最佳工艺条件。结果表明:在进水CODCr为415 mg/L、pH=3、H2O2投加量为30 mmol/L、Fe2+投加量为5 mmol/L、反应时间为50 min时,废水CODCr的去除率达85.49%,出水CODCr降到61 mg/L以下。
通过对反相乳液淀粉接枝聚合理论的分析,以OP-10作乳化剂,Span-80强化乳化,复配协同制浆,无水亚硫酸钠和过硫酸铵作双联引发剂,分步恒温引发,制备了淀粉-丙烯酰胺(AM)-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)三元高分子共聚物,研究分析了引发剂用量、反应温度和聚合时间对聚合反应作用机制的影响,用红外光谱对接枝共聚物的结构进行了表征研究。用制得的共聚物对细精煤进行絮凝沉降及过滤脱水试验和对城市难处理混合污水进行处理试验。研究结果表明,共聚反应的优化条件为:引发剂质量分数为0.15%,反应温度为35℃,反应时间为5 h。红外光谱表明该共聚物为接枝产物,具有理想的助滤、脱色及絮凝沉降效果。
就粉末活性炭和大孔树脂对苯酐酸水的脱色效果进行了研究。首先考察了活性炭种类、脱色时间、活性炭用量等因素对脱色效果的影响,结果表明在优化后的条件下其对苯酐酸水的脱色率仍难以达到90%。此后通过试验筛选了4种脱色用大孔树脂,发现SXD-11树脂具有较好的脱色效果。在实验条件下,流出液体积为5 BV时的酸水脱色率在95%以上,10 BV时的脱色率<85%。针对工业应用,最后在活性炭脱色基础上构建了与树脂脱色相联合的分步脱色法。该分步脱色法不仅保证了流出液体积20 BV时总的脱色率保持在91%以上,还提高了树脂单批处理量和使用寿命,降低了脱色成本。
针对制药工业园区混合尾水成分复杂、有机物种类多、水质波动大、高COD、低COD/BOD5、毒性大等特点,采用水解酸化+UASB+MBBR+混凝沉淀组合工艺进行处理。结果表明,处理后出水COD<150 mg/L,BOD5<20 mg/L,色度<20倍。该工艺具有运行有机负荷高、耐冲击负荷能力强、出水稳定、易操作、易推广等特点。
提出了一种使聚合氯化铝(PAC)增效的廉价的方法。使用专利机械产品,在PAC中复合0.3%的聚丙烯酰胺(PAM)几秒钟后立即投入印染废水中时,可显著提高COD、氨氮的去除率约20%,并使铝残留量显著下降。研究认为:由于复合PAM使PAC产生了凝聚,在凝聚未消失之前及时投放到污水中就相当于提供了足够多形成沉淀的晶核,使形成的沉淀微粒更多,则表面积更大,所以对印染废水的处理能力增强。
在不结垢的循环水体系中,通过对不同循环水补充水质的动态模拟实验,找出pH与碱度的关系,进而实现循环水在线连续监控的目的。
应用自制微萃取瓶,采用异辛烷作萃取剂,液-液微萃取方法富集水中壬基酚,反相高效液相色谱法测定。考察了不同萃取剂、盐析效应和pH对萃取效果的影响。壬基酚在水中的加标回收率为91.77%,方法检出限为0.525μg/L,相对标准偏差为1.82%。该萃取方法可有效富集水中痕量壬基酚。
某热电厂反渗透系统以湖水为水源水。由于湖水经常发生生物污染现象,造成反渗透系统发生严重的堵塞问题。针对由湖水水质引起的反渗透系统运行问题,通过加强在线清洗,并配以合适的化学药剂处理,最终使反渗透系统恢复正常运行。
分析了渤西油气处理厂污水泵结垢原因。通过对防垢剂的评选,优化了防垢剂BHF-07A,并从经济和防垢效果综合考虑,调整了加药浓度和注入方式,成功地控制了渤西油气处理厂污水泵结垢问题。
利用UASB+SBR+接触过滤工艺处理皮革生产废水。结果表明:在高浓度废水的COD、BOD、SS分别为3 557、1 153、517 mg/L,低浓度废水COD、BOD、SS分别为514、123.5、125 mg/L时,用UASB+SBR+接触过滤工艺处理后的出水COD、BOD、SS分别为87、18、45 mg/L,其去除率分别可达到96.7%、97.8%、88.6%。
采用厌氧内循环工艺(IC工艺)对废纸造纸废水处理工程进行改造,并研究了其1年内的工程运行情况。结果表明:IC工艺能较好适应进水水质水量的波动,处理效果好且运行稳定,COD去除率达到80%,沼气产气率约为0.38 m3/kg。所产沼气发电量约为8 000 kW.h/d,实现了整个废水处理系统的收支平衡。进水Ca2+浓度严重超标,IC系统运行10个月后出现了污泥钙化问题。