分析了水溶性聚合物络合超滤技术去除重金属的机理,总结了分离重金属离子过程的影响因素,如pH、金属离子与聚合物浓度比和外加盐。综述了该技术在金属离子选择性分离中的研究进展以及聚合物再生时使用的酸化法和电解法的研究进展。最后,着重对限制该技术工业化的膜污染问题进行了综述,并展望了该技术的发展前景。

硬度离子容易在管道、锅炉中形成沉淀而引起生活及工业用水及水处理过程中的许多问题,如膜脱盐过程(反渗透)就因结垢和堵塞问题在使用上受到了限制。目前,除了石灰软化和阳离子交换法外,还出现了不少新的去除水中硬度的方法,为此对各种除硬技术进行了总结,并对其效果进行了评价,以期解决用水及水处理过程中由于硬度导致的一系列问题。

化学沉淀法是一种传统的水处理方法,具有技术成熟、投资少、处理成本低、自动化程度高等诸多优点,在国内外已广泛应用。主要介绍了化学沉淀法处理重金属废水的研究进展,阐述了3种化学沉淀法的优缺点、重金属去除率的影响因素及今后的研究方向。

如何有效抑制藻类的生长、防治水华发生是目前水环境领域研究的热点和前沿问题之一。利用植物的化感作用抑藻作为一种新型的生物除藻技术而备受关注。阐述了陆生植物对水华微藻生长的抑制作用研究成果,论述了其对藻类生长的抑制作用方式、抑藻化感物质及种类,以及抑藻化感作用机理,并对植物化感抑藻前景进行了展望。

综合分析了粉煤灰沸石在水处理中的应用及研究进展情况,通过介绍国内外粉煤灰合成沸石对水体中重金属、氮、磷和有机物等污染物去除的研究情况,总结分析了其在水处理中的应用难点、问题和发展前景,表明作用机理、拓展应用范围及工程应用是今后粉煤灰沸石应用于水处理的重要研究方向。

低剂量水合物抑制剂随多相混输体系进入到油气水处理系统后,对油气水处理工艺和处理效果有着不同程度的影响。研究了5种不同类型的低剂量水合物抑制剂进入污水处理系统后对污水结垢性和腐蚀性的影响。研究表明,低剂量水合物抑制剂对油田污水的结垢性影响不大,但是与阻垢分散剂配伍不理想;对于存在H2S酸性腐蚀的油田污水,低剂量水合物抑制剂对其腐蚀性有抑制作用,且与咪唑啉衍生物类缓蚀剂配伍性良好。

以江南大学校内湖水为接种物,采用不同淀粉质有机物作为反硝化细菌碳源进行摇瓶反硝化降解试验。有机质释放试验结果显示,在蒸馏水组有机质释放量木薯>小麦>玉米≈马铃薯,湖水组NO3--N的存在可刺激合成碳源材料有机质的释放。马铃薯和小麦释碳性质相似,均呈波动性;硝酸盐降解实验表明马铃薯和小麦均具有较高的脱氮效果,脱氮率在90%以上,前7 d脱氮过程符合零级反硝化动力学方程,两种碳源的脱氮周期为7 d。综合而言,选择马铃薯合成材料用于地表水反硝化的淀粉碳源。

内蒙古某热电厂以污水处理厂二沉池出水为循环冷却水补水,使用复配杀菌剂控制其中的微生物。正交实验得出复方杀菌剂的最佳配方为次氯酸钠0.3 mL/L,新洁尔灭1.5 mL/L,异噻唑啉酮0.1 mL/L。结果表明,该复方杀菌剂的杀菌率高,且90%以上的较好杀菌率持续时间长达90 h以上,99%以上的高效杀菌率可维持36 h之多,而单一药剂的杀菌率在24~36 h时即显著下降,且该复配药剂的使用量小于其中任一单一药剂的最佳剂量。

针对工业上高浓度氨氮废水吹脱法处理存在的缺点,改进了传统吹脱塔内部结构,并采用高效填料。在温度40℃,pH≈11条件下,气液比由(3 000~5 000)∶1降至(1 000~2 000)∶1,氨氮吹脱率提高至95%以上。新型可再生氨吸收液对吹脱尾气中氨气的吸收率可达99.9%,饱和吸收液再生率达91%以上,释放的氨气经两级冷凝吸收后可获得10%~20%的氨水。氨吸收液经5次吸收-解吸循环实验,氨吸收率均保持在99.9%以上,解吸率达91%以上。

采用各种改性方法制备了蒙脱土基絮凝吸附材料,通过SEM、BET等分析手段对所得蒙脱土基絮凝吸附材料的形貌及其对马铃薯淀粉废水的絮凝吸附能力进行研究,测定了其对马铃薯淀粉废水的处理效果。结果表明蒙脱土基絮凝吸附材料对COD吸附量最高达到245 mg/g,浊度去除率最高达到93%,处理后废水的pH介于4.7～7.0,是马铃薯淀粉废水资源化处理的一种优选材料,为马铃薯淀粉废水的资源化处理提供了有效途径。

采用氢氧化钠-异丙醇对松树叶进行化学改性,同时将改性松树叶用于对Cr(Ⅵ)的吸附实验。通过单因素实验,考察了处理条件对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,对50 mL质量浓度为10.0 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,在溶液pH=3.0,投加改性松树叶0.2 g,温度30℃,接触时间90 min的条件下,Cr(Ⅵ)的去除率可达82%以上。改性松树叶在20～30℃对Cr(Ⅵ)的吸附是吸热过程,以离子交换吸附为主,吸附过程遵循Freundlich吸附等温线。

采用热负载工艺和自然负载工艺制备催化剂,催化臭氧化水中苯酚。pH=10.49时热负载工艺制备的载铁砂催化剂对苯酚的去除效果较好,去除率达到80%~90%。自然负载工艺制备的载铁砂催化剂在其未风干状态下无明显催化效果,但自然风干后苯酚去除率可达到100%。自然风干载铁砂在苯酚质量浓度低于2 mg/L时处理效果最佳,去除率可达95%。同时对催化原理进行了探讨。

对A/O工艺处理的焦化废水,用黄孢原毛平革菌对不同处理阶段的废水进行脱色试验,结果表明,25 h内黄孢原毛平革菌对各阶段的废水均有脱色作用,说明该菌对焦化废水中的生色污染物有分解作用。经海藻酸钠和聚乙烯醇固定后,黄孢原毛平革菌对二沉池中废水的脱色能力显著提高,其中海藻酸钠固定的黄孢原毛平革菌对二沉池废水脱色效果更加明显,30 h即可使出水色度降低1/3以上。

以CaO-MgSO4.7H2O为絮凝吸附剂对活性黑KN-B染料废水进行处理,以吸光度为测定指标,研究了废水pH、氧化钙及硫酸镁投加量、氧化钙及硫酸镁的投加比例对脱色率和COD去除率的影响。结果表明:在最佳pH范围内,硫酸镁的投加量对脱色率有较大影响;pH=13、硫酸镁及生石灰投加质量浓度分别为1.2、0.6 g/L,即氧化钙及硫酸镁投加比为1∶2时,活性黑染料废水处理效果最好,脱色率达到99%,COD去除率达到95%。

以某炼油厂循环废水为处理对象,分别考察和研究了聚硅酸铝锌(PSAZ)与阳离子淀粉絮凝剂聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)等复配体系絮凝剂协同作用下对炼油废水的处理效果。结果表明,在几种复配体系中,聚硅酸铝锌与阳离子淀粉絮凝剂的复配体系具有最佳的絮凝效果,对废水中油的去除率可达到96%以上,对浊度的去除率达98%以上。

以电厂废弃物粉煤灰为原料,对其进行表面改性以达到扩大粉煤灰孔径的目的。在粉煤灰表面接枝高分子季铵盐基团,以克服因生物固着生长而使滤料纳污能力降低的问题。另外考察了改性粉煤灰在含油废水中的应用。结果表明,对20 g粉煤灰改性,季铵盐的用量1 mL,反应时间6 h,改性粉煤灰的杀菌率可达90%。在最佳工艺条件下,即温度30℃,吸附剂投加质量浓度33 g/L,pH=10,改性粉煤灰对油的去除率在90%以上。

在研究Fe-C微电解的基础上,探索了向二元微电解体系中投加反应材料Al和接触材料Cu构成的三元反应体系对废水处理速率和效果的影响。结果表明,投加Al和Cu构成的三元微电解体系可以增强处理效果,使得废水COD的去除率由原来的35%分别提高到46%和41%,并能有效地提高处理废水的速率,可作为微电解工艺优化的研究方向。

采用Fenton氧化-铁炭内电解组合工艺,对高COD、高盐含量、难降解的紫外线吸收剂生产废水进行了预处理实验研究。结果表明,Fenton氧化-铁炭内电解组合工艺的处理效果优于单独使用其中一种工艺。当单独使用Fenton氧化和铁炭内电解处理时,COD的去除率最高分别为43.2%和48.6%;而采用两者的组合工艺时,在硫酸亚铁的投加量为0.022 mol/L,m(H2O2)∶m(Fe2+)=5,铁炭投加质量浓度为25 g/L时,COD的去除率可达到76.3%(此时COD<3 500 mg/L),色度达到50倍,为后续进一步处理提供了基础。

利用Fe/C微电解-光催化法对含有大量Cu2+和有机物的电镀废水预处理。实验结果表明,预处理的适宜参数为:Fe/C微电解法以除Cu2+为指标进行正交实验,废水初始pH=3,Fe/C=1∶1,铁投加质量浓度为60 g/L,反应时间为60 min;光催化法以除有机物为指标进行单因素实验,采用纳米TiO2溶胶为催化剂,pH=3,TiO2加入量为40mL/L,紫外光照时间60 min。电镀废水经预处理后再絮凝处理,出水Cu2+去除率为99.98%,COD去除率>60%。

采用化学沉淀—微滤膜组合工艺处理含铬电镀废水,通过调pH形成Cr(OH)3沉淀,为进一步提高处理效果,用微滤膜对上清液进行处理,去除被FeSO4絮凝的铬。考察了还原剂投加量、Cr6+还原pH、微滤膜处理时曝气量等因素对处理效果的影响。结果表明:微滤膜能够有效处理化学还原沉淀后的电镀废水中的铬,出水中的铬达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)中特殊领域和地区一级标准。

探索了几种方法对生化后的丙烯酸及其酯废水深度处理的能力。Fenton法和微波辅助Fenton法对COD的去除率>85%,臭氧氧化法和铁炭微电解法对COD的去除率均<40%,过硫酸铵辅助臭氧氧化法对COD的去除率可达79%,光电催化氧化法对COD的去除率<8%。铁炭微电解法、Fenton法、微波辅助Fenton法、臭氧氧化法可使废水可生化性由0.35分别提高到0.56、0.43、0.44、0.40,光电催化氧化法使废水可生化性锐减为0.03。

在非离子(O/W)型微乳液(OP/n-C5H11OH/n-C7H16/H2O)中,建立了孔雀绿-磷钼杂多酸显色体系测定样品中磷的方法。优化的实验条件为:1.70 mL 2.0 mol/L硫酸,0.80 mL 0.14 mol/L钼酸铵,0.55 mL微乳液,1.10 mL 1.0%孔雀绿。孔雀绿-磷钼杂多酸形成的缔合物的最大吸收波长为650 nm,线性回归方程为y=1.84×105x+0.025 1,25 mL溶液中磷质量在0.2~3.5μg范围内符合Lambert-Beer定律。该方法用于测定样品中磷的含量,相对标准偏差1.2%~2.1%,加标回收率在97%~103%。

使用MBR工艺处理石化废水,需要针对石化废水的特点,并结合工艺运行的实际情况,采取相应的运行管理措施。通过对产水周期、产水量、曝气量、污泥浓度等运行参数的调整,提高了工艺系统处理能力,降低了处理成本,产水水质完全符合排放标准的要求。在调整运行参数的同时,采取措施控制膜污染速率,确保了工艺系统的运行安全和稳定。

在中石化济南分公司炼油废水深度处理改造项目中,将原有直径16 m的混凝沉淀池改造为两级串联运行的曝气生物滤池。该工艺具有结构新颖、处理效果好的特点。运行情况表明,该工艺对有机物、悬浮物均具有较好的处理效果,当进水COD为90~110 mg/L时,出水COD<60 mg/L,满足地方排放标准。

溶气气浮是利用空气在不同压力下的水中溶解度不同的特性,对全部或部分待处理(或处理后)的水进行加压并加气,增加水中的空气溶解量,在常压条件下释放,空气析出形成30～50μm小气泡,黏附在杂质絮粒上,造成絮粒整体密度小于水而上升,从而使固液分离。在钢铁企业综合废水的处理回用工程中,为提高过滤工序的运行效果和出水水质,必须有效降低待过滤废水的油含量、有机物含量。作者结合实际工程介绍了压力溶气气浮在钢铁企业综合废水处理中的应用情况,对影响气浮效果的几个因素进行分析探讨和改进,取得较好的现场应用效果。

某尼龙化工厂采用A/O工艺处理生产废水,处理后的出水达不到排放标准。为此在原有工艺基础上,采用固定化高效微生物厌氧生物滤池(3T-AF)+A/O工艺处理废水,处理后废水COD和NH3-N去除率可分别达到97%、90%,出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)规定的一级标准。