零价铁以其低毒、廉价、易操作而且对环境不会产生二次污染等优点,而在水污染治理中受到重视。作者介绍了零价铁处理污水的机理并综述了其处理包括重金属废水、偶氮染料废水、氯代有机物废水、硝基芳香族化合物废水、硝酸盐废水等在内各种废水的最新研究进展。指出了零价铁废水处理技术的研究方向,包括对纳米级零价铁的研究、对零价铁去除污染物的机理研究及零价铁与其他技术联用的研究。
主要探讨了无机絮凝剂中铝盐、铁盐的絮凝机理与应用效果,天然有机高分子絮凝剂中的改性淀粉、改性纤维素、改性木质素及壳聚糖和人造有机高分子絮凝剂在水处理中的应用机理与效果,无机与有机复合絮凝剂的种类、絮凝机理、应用效果。并对无机、有机、无机与有机复合三种类型絮凝剂在水处理中的优缺点与应用现状进行比较,指出复合絮凝剂与天然有机絮凝剂在饮用水处理方面具有良好应用前景。
简述了二氧化氯(ClO2)的性质与催化氧化原理,介绍了ClO2催化氧化法处理难降解有机废水的工艺条件、处理效果及优点。ClO2催化氧化处理难降解有机废水工艺简单、操作方便,不产生有机卤代烃等二次污染物、氧化能力持久,且在削减COD的同时极大地提高了废水的可生化性,使之能够更好地进行生化处理。
采用电沉积法实现镧的固定,利用固定后的氧化镧去除污水中低浓度的磷酸盐,研究了不同电流、电沉积时间、温度、pH和电解液浓度条件下的除磷效果。通过显微镜观察除磷后的电极表面,以分光光度法测量除磷率,最佳除磷效果为97.2%。
通过微波辐射法制备羟基铝改性膨润土吸附剂,研究了改性膨润土对废水中磷的吸附性能和影响因素。结果表明:在改性膨润土中铝土比为6mmol/g,微波功率为480W,辐射时间8min条件下,改性的膨润土对磷的去除效果良好。在溶液pH为7及常温条件下,投加改性膨润土质量浓度6mg/L,反应时间15min,处理磷质量浓度为50mg/L的含磷废水,磷去除率达到97.3%。
采用改性玉米秸秆对含Cu2+废水进行吸附处理。研究了改性玉米秸秆吸附剂投加量、pH、温度对废水中Cu2+吸附作用的影响。结果表明:对质量浓度≤50mg/L的Cu2+废水,在秸秆投加质量为0.3g(质量浓度6g/L)、pH为6.5~7.0、吸附温度298K、吸附平衡时间35min条件下,对Cu2+的吸附率约97.2%,吸附量约10mg/g。改性玉米秸秆对Cu2+的吸附量随溶液中Cu2+平衡浓度、温度及吸附时间的增加而增加;吸附过程可用Langmuir、Freundlich和Temkin方程很好地拟合,其中Langmuir方程拟合得最好,最大饱和吸附量为12.195mg/g。吸附是一个自发吸热的快速反应过程,在35min内能达到稳定平衡,Elovich方程能更好地拟合该动力学特征。
采用超声波/H2O2降解水中酸性紫红染料,考察了超声波/H2O2的协同效应及超声功率、声密度、超声时间、染料初始浓度等因素对酸性紫红染料去除率的影响。结果表明,超声波/H2O2对酸性紫红染料的降解具有明显的协同作用,其去除率比超声波单独作用提高了40%。在一定的条件下,去除率随超声功率的增大而增加,随溶液体积的增加而减少,随超声时间的延长而增大,随染料初始浓度的增加而减少。
介绍了TiCl4超声水解制备纳米TiO2的方法,探讨了超声波的作用机理,并以活性深蓝ST-2GLN为目标降解物,考察超声波及煅烧温度对纳米TiO2光催化性能的影响。结果表明:超声波能大幅度提高纳米TiO2光催化性能;300℃煅烧得到的纳米TiO2在催化剂质量浓度1.0g/L,25℃,8W紫外灯(波长254nm)照射,活性深蓝ST-2GLN水溶液初始质量浓度30mg/L的条件下,80min降解率即可达到99.7%。
进行了Gaia-BAF工艺处理高浓度冷轧废水的研究,根据实验不断优化工艺,确定最佳实验条件。研究表明,在连续进水条件下,HRT分别为10h和20h时Gaia-BAF工艺对主要污染物COD的去除率分别达到92.2%和90.4%,对氨氮的去除率分别为96.3%和96.8%。在相同的进水条件下,HRT为10h时Gaia-BAF出水COD低于接触氧化池(HRT>20h)出水,氨氮和色度与接触氧化池出水基本持平。
以MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O为反应沉淀剂,采用单因素试验及正交试验研究了MgNH4PO4·6H2O(MAP)化学沉淀法去除模拟废水中氨氮的工艺条件。结果表明:在pH9.0~10.5时水溶液中溶解态的磷主要以HPO42-的形式存在,并与Mg2+和NH4+一起发生沉淀反应去除废水中的氨氮;pH对高浓度氨氮废水中氨氮的去除及磷的残余的影响最大,其次是n(P):n(N),而n(Mg):n(N)和初始氨氮浓度的影响较小,优化的工艺条件为pH=9.5,n(Mg):n(N):n(P)=1.2:1:0.9,25℃下反应20min,静置30min。该工艺条件下,对初始氨氮为3880mg/L的锆铪分离中试车间的废水进行处理,其氨氮的去除率>95%,磷的残留约1.1mg/L。
根据湘江水源水的特点,采用臭氧-生物沸石的除污染组合工艺进行处理试验。试验结果表明:生物膜形成前,系统对原水中的CODMn和NH3-N最高去除率可达43.1%和93.4%,生物膜成熟后在投加臭氧质量浓度为2.2mg/L,氧化接触时间为15min,水力负荷为2.3m/h时,工艺对CODMn、氨氮的去除率分别为53.6%和86.1%。
以错流外压方式在陶瓷膜管外壁面制备高岭土预涂动态膜,讨论了跨膜压差、涂膜液浓度、错流速度及操作温度对膜通量、涂膜量及吸附层与动态膜层阻力比的影响。结果表明:高错流速度下形成的动态膜层较密实,适合处理含细小颗粒物的废水;高压跨膜差下涂膜容易造成基膜的污染;低跨膜压差及高涂膜液浓度下需要较长的涂膜时间,跨膜压差在0.15~0.25MPa范围内较适宜;低涂膜液浓度下形成的动态膜层较薄,抗污染性能较差,涂膜液质量浓度在0.3~0.4g/L下较合适;升高温度易使高岭土颗粒物向陶瓷膜管外壁面沉积和孔内扩散,其中较大高岭土颗粒物更容易向陶瓷管外壁面沉积,形成较松散的动态膜层。
针对化肥企业氨氮废水排放量大、污染物浓度高的特点,采用高效串联-改进式曝气生物滤池(BAF)对化肥氨氮废水进行了处理及耐冲击负荷试验研究。试验结果表明,高效串联-改进式BAF可以将200mg/L左右的进水氨氮处理至出水>5mg/L。同时对突发高氨氮负荷或低氨氮负荷缓冲能力较强,对高氨氮、高COD负荷进水,通过补充高效菌种,可以达到较高去除率。
研究了硅橡胶膜渗透蒸发去除水中挥发性有机化合物(VOC)的性能。考察了水的进料流量、温度、进料液中溶解气体和水蒸气的存在对VOC去除率的影响。结果表明,溶液中VOC气体的进料质量分数为2.0×10-4、进料流量为70cm3/min时,苯的去除率达到了90%,而进料流量为50cm3/min时,甲苯的去除率仅达72%,且随进料温度的增加而增加。空气溶解气体的存在增加了膜去除效率,但水蒸气的存在降低了VOC气体的透过系数。基于Henry系数的计算模型对实验结果进行了较好的预测。
采用Fenton氧化技术对棉浆黑液废水进行深度处理,通过单因素与正交试验,研究了pH、FeSO4投加量、H2O2投加量和反应时间等因素对COD去除率的影响,分析了各影响因子的作用机理。结果表明,处理废水的最佳条件为:废水初始pH=7、FeSO4投加浓度80mmol/L、H2O2投加浓度0.15mol/L、反应时间40min,在此条件下黑液COD去除率98%,处理后黑液的COD为45mg/L,达到国家化纤废水一级排放标准(COD>100mg/L)。
研究了UV/Fe3+工艺对十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的去除效果,以及水体中常见的阴离子和腐殖酸对该工艺降解CTAB的影响。结果表明,UV/Fe3+工艺可有效地去除水体中的CTAB,其光降解过程符合一级反应动力学模型。在投加Fe3+质量浓度为5mg/L,125W高压汞灯照射下,CTAB在蒸馏水和自来水中的光降解速率常数分别为0.0525、0.0476min-1;当溶液中Cl-和HCO3-浓度分别为5、10、15mmol/L时,对CTAB光降解均有抑制作用,且随着离子浓度增大,抑制作用增强。腐殖酸在低浓度时,可少许促进光降解反应,高浓度时光降解反应受到抑制。
对氢氧化钠改性活性氧化铝的除氟效能及活性氧化铝的再生方法进行了研究。结果表明:氢氧化钠改性后的活性氧化铝的饱和吸附量是未改性活性氧化铝的2.3倍;以偏铝酸钠为再生剂对已达饱和吸附状态的活性氧化铝进行再生效果较好。同时研究了偏铝酸钠浓度、再生时间对再生后的活性氧化铝的除氟效能的影响。再生后的改性活性氧化铝的静态饱和吸附量为再生前氢氧化钠改性活性氧化铝的83.44%。动态实验表明氢氧化钠改性氧化铝的有效吸附时间是未改性活性氧化铝的6.4倍,再生后活性氧化铝的吸附效果也较好。
采用碳酸钙沉积法和旋转挂片失重法评定了二己烯三胺五亚甲基膦酸(BHMTPMPA)的阻垢和缓蚀性能,探讨了药剂浓度、溶液pH、钙离子浓度、反应温度等对阻垢和缓蚀性能的影响。试验结果表明:在温度为60℃,pH=8,BHMTPMPA12mg/L和Ca2+160mg/L条件下,阻CaCO3垢率可高达99.8%;在温度为45℃,溶液组成为Ca2+200mg/L、Mg2+48mg/L、Na+92mg/L、Cl-426mg/L、SO42-192mg/L、HCO3-122mg/L以及BHMTPMPA投加质量浓度20mg/L条件下,采用旋转挂片法,运行72h,BHMTPMPA对A3碳钢的缓蚀率仅为79.8%。若以BHMTPMPA10mg/L+Zn2+3mg/L复配预膜4h后,其对A3钢和铜的缓蚀率分别达到98.6%和96.4%。
以铬酸钾为背景电解质,建立了毛细管分离油田示踪剂中无机阴离子I-、Br-、NO2-、NO3-、SCN-及H2PO4-的方法。通过研究毛细管柱的选择以及分离电压、背景电解质溶液的浓度、pH的影响,优化了分析条件。选定条件:分离电压为-20kV,背景电解质溶液为5mmol/L的K2CrO4溶液(pH8.60),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)涂覆毛细管柱,检测波长为254nm。在上述条件下,6种阴离子在5min内可完全分离,检出限为0.006~0.05mg/L,RSD为3.2%~4.7%,回收率为85.5%~103.1%。
活性污泥法是废水处理过程中应用最广泛的一种方法。污泥沉降比是污水处理过程中的主要分析项目之一,传统污泥沉降比的测量是人工操作,误差较大。利用计算机图像处理技术测量污泥沉降比可有效地避免上述问题。作者介绍了计算机图像处理系统的构成及设计原理和方法。该系统主要包括图像采集、图像预处理、图像处理和图像识别等四大模块,主要涉及图像比例变换、平移变换、彩色图像二值化等内容。还对图像处理和识别的基本理论和技术进行了研究和分析。该检测系统如果能应用于实际,可以解决人工检测时繁琐、耗时,以及读数误差大等问题,同时也可为污水处理过程的自动化控制提供一种实时检测手段。
采用国际通用的两种生物毒性测试技术对河南油田饮用水质进行生物毒性评价,同时采用国际通用的风险污染物甄别方法对水质全分析数据进行分析,找出风险污染物,探讨水质与人体健康的关系。
将臭氧、混凝工艺分别与传统药剂软化工艺结合,考察组合工艺的软化效果并就促进机理进行分析。在水中n(Ca):n(总碱度)=1:1的情况下,臭氧-药剂软化法较传统药剂软化法硬度去除率增幅为5.7%,混凝-药剂软化法增幅为52.07%。臭氧预处理虽然可以有效地破坏不饱和官能团,但其氧化产物多为小分子有机物,仍然具有阻垢作用,导致臭氧预处理效果不佳。混凝工艺通过去除大分子有机物来促进软化过程,无抑制软化产物生成,因此混凝工艺更适合作为药剂软化的预处理工艺。
结合广东省江门市丰乐污水处理厂工程的应用情况,总结了水解酸化―前置反硝化上向流生物滤池工艺的工程设计重点与运行优势,提出了运行管理的关键。该工艺不仅具有脱氮效率高、除磷稳定、抗风险能力强的优势,而且运行管理简便。运行前期滤料选择与培菌时机的确定是关键,运行期间除磷剂投加量的控制和反冲洗参数的优化是节约成本和水质达标的关键。
采用双膜法对热电厂废水进行处理后,出水水质良好,可以达到回用标准。由于系统工况条件不同,容易造成膜的污染,因此要同时考虑系统中其他工艺部分对双膜工艺的影响,从而保证双膜系统安全平稳地运行。
以浙江某大型造纸企业废水工程为例,探讨了初次混凝沉淀—厌氧水解/好氧氧化—二次沉淀—二次混凝沉淀—砂滤工艺在高浓度箱板纸废水处理中的应用。结果表明,初次混凝沉淀能够有效去除废水中的悬浮物;厌氧水解池可以很好地承受高有机负荷,并能够提高废水的BOD/COD,厌氧水解/好氧氧化阶段对COD去除率>90%;二次混凝沉淀进一步降低了废水的COD;最终的砂滤池保障出水水质稳定。该工艺可以有效地去除箱板纸生产废水中的COD和SS,平均COD去除率为98%,SS去除率为99%,出水各项指标达到了《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2001)的要求。
某300MW新建电厂机组试运期间,凝结水精处理高速混床系统采用经复苏处理后的旧树脂,经过168h的试运发现,精处理系统各项出水和整个机组汽水品质均达到了优良效果,取得了良好的经济和社会效益。
根据啤酒废水的特点,考察了采用膜生物反应器(MBR)技术深度处理啤酒废水过程中的水质指标与设备运行参数,并对污泥浓度进行测定,从而对污泥负荷以及膜污染状况进行研究,工程运行结果表明:在进水CODCr642~1626mg/L、NH4+-N15~35mg/L、TP0.6~14mg/L、TN19.5~41.1mg/L情况下,MBR产水CODCr>50mg/L、NH4+-N>5mg/L、TP>0.3mg/L、TN>2.3mg/L。水质达到国家景观用水标准(GB/T18921—2002);好氧池DO控制在2~4mg/L,可有效提高氨氮的去除率;适当调整排泥量,使膜池污泥质量浓度维持在6~8g/L可缓解膜污染速度。
针对江苏省某染织企业排放的印染废水的特点,采用高温厌氧—水解酸化—生物接触氧化工艺进行处理。工程实践表明,出水达到《江苏省纺织染整工业水污染物排放标准》(DB32/670—2004)中的指标。该工艺处理效果优良,系统运行稳定,运行费用较低。