讨论了TiO2薄膜光催化技术的研究现状,探讨了光催化反应机理,详细讨论了影响TiO2薄膜光催化活性的主要因素,认为TiO2薄膜的厚度与镀膜次数有较好的线性关系;TiO2薄膜的比表面积越大,孔隙、孔体积越小,孔径分布越均匀,其催化活性越高;半导体耦合可提高系统的电荷分离效果,扩展对光谱吸收范围;贵金属沉积可提高TiO2薄膜光催化剂表面光生载流子的分离效率,有利于生成更多的HO.;金属离子掺入TiO2薄膜晶格中可能引起晶格位置缺陷或改变结晶度,抑制电子与空穴的复合,延长载流子的寿命,从而使光催化性能得以改善。
介绍了邻苯二甲酸酯(PAEs)的来源、毒性以及防治措施。对我国部分水源水和自来水厂出水中邻苯二甲酸酯的污染现状进行了调查,针对其在水环境中浓度低、毒性大的特点,对处理该物质最有效的高级氧化技术——化学氧化和光降解技术研究的进展及其降解机理进行了综述。
电吸附是一种利用电势差为驱动力,促使离子被吸附到带电电极表面的除盐技术,具有低能耗、不添加化学试剂、环境友好等显著特点。从电吸附理论、电极材料、电吸附装置等方面综述了电吸附除盐技术的研究和应用进展,并展望了电吸附技术在水处理除盐领域的研究方向和应用前景。
介绍了粉煤灰的来源、数量、危害、主要成分及性质,综述了以粉煤灰为主要原料制备聚硅酸系列絮凝剂的方法、类型、研究现状和应用效果,对制备的絮凝剂处理污水的机理进行了分析,总结了粉煤灰制备聚硅酸絮凝剂存在的问题,对如何更好地开发和利用粉煤灰提出了建议。
针对现有活性污泥系统存在运行稳定性差与低温对生物硝化功能的影响问题,利用悬浮填料进行了强化活性污泥系统硝化功能的试验研究。研究结果表明,在常温条件下,当系统HRT由16 h缩短到8 h,悬浮填料复合系统氨氮硝化率由98.3%仅下降到93.1%,而对比系统硝化率由97.9%下降到87.3%,复合系统具有较高的负荷能力;在低温条件下(反应温度为7~10℃),复合系统较对比系统氨氮硝化率提高16.6%。悬浮填料与活性污泥结合的生物处理系统不仅提高了系统运行的稳定性,而且解决了低温对系统硝化功能的影响问题。
为了提高活性炭纤维(ACF)对有机污染物的吸附去除率,将活性炭纤维固定在形稳性阳极电极(DSA)上,借助电场提高其吸附率。以四环素为目标污染物,考察了外加电压、四环素初始浓度、活性炭纤维量、时间以及初始pH条件对电吸附效果的影响。结果表明,在60 min的反应时间内,当外加电压为1 000 mV时活性炭纤维对四环素的去除率最高。在酸性条件下活性炭纤维吸附能力最强,中性条件次之,碱性最差。
考察了pH、温度、反应时间、浓度、光照、腐殖酸、干扰离子等因素对高铁酸钾降解双酚A的影响,并探讨了高铁酸钾降解双酚A的动力学机理以及对二沉池出水中双酚A的降解作用。研究表明:在pH=9.0,室温条件下,反应10 min后双酚A的降解率达最大值;光照对双酚A降解基本没有影响;腐殖酸对双酚A的降解有一定促进作用;干扰离子对双酚A降解影响较为复杂,既有促进作用又有抑制作用。以二沉池出水为基体,当m(高铁酸钾)∶m(双酚A)=5∶1,双酚A初始质量浓度为5.0 mg/L时,反应4 min后,双酚A的降解率达99%。实验结果表明高铁酸钾对双酚A具有良好的降解效果。
邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是我国水环境中广泛存在的一种有机污染物,以其致畸性、致突变性、致癌性以及生殖毒性而引起广泛关注。以钛酸四丁酯为原料,四磺酸酞菁铜(CuPcTs)为敏化剂,采用水热法原位制备了CuPcTs/TiO2复合纳米光催化剂。在可见光照射下,用制备的CuPcTs/TiO2为催化剂对DEHP溶液进行了光催化降解实验,结果表明:在催化剂质量浓度为400 mg/L,pH为5,初始质量浓度为10 mg/L条件下,DEHP的降解率达到93.6%。
针对工业深度污染的强酸型阳离子交换树脂(SACR),采用基于流动注射-钠离子选择电极(FI-Na-ISE)的SACR性能测定系统,进行了对深度污染SACR的复苏研究。首先将SACR用饱和FeCl3溶液、润滑油浸泡,并在110℃干燥6 h,制得深度污染SACR。然后在FI-Na-ISE的SACR性能测定系统中对各种复苏因素进行考察。优选出的复苏条件是:复苏温度31℃,复苏剂中HCl、NaCl、Na2SO3质量分数分别为3.0%、3.0%、2.0%,复苏剂流速为1.0 mL/min,用量为300 mL/g。在优化条件下,对深度污染SACR进行连续动态复苏,使树脂的平衡交换容量从复苏前的2.237 mmol/g恢复至3.531 mmol/g,达到同型号新树脂平衡交换容量的89.0%,从而实现其再利用。
以某火力发电厂废树脂为载体制备了新型氟离子吸附剂。对其制备条件进行了优化,并用XRD、SEM等手段对制备的吸附剂进行了表征。结果表明:室温下,废树脂在锆浓度为0.05 mol/L的溶液中浸渍1次,然后投入到2 mol/L的氢氧化钠溶液中固化1 h,该条件下制备的氧化锆负载树脂氟离子吸附剂具有较好的除氟效果。该树脂经改性后孔道清晰,所制备的吸附剂为无晶质,表面带有更大的活性。
以某焦化厂的焦化废水为研究对象,通过试验分析了超声功率、初始浓度、溶液pH、反应时间等因素对超声降解焦化废水的影响,采用正交试验的方法确定了最佳的工艺条件;在最佳工艺条件下,对焦化废水中多环芳烃(PAHs)的脱除效果进行了分析。
双膜工艺广泛应用于污水的深度处理与回用中,但其排放的浓水盐含量高、可生化性差,处理难度极大。采用自制的催化剂及其臭氧催化氧化反应器处理炼油废水反渗透浓水取得了良好效果。探讨了臭氧催化氧化工艺条件对浓水处理效果的影响。结果表明,在最佳处理工艺条件下,处理后的出水达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级标准,且催化剂的比表面积、孔结构等均未发生变化,未出现新的晶相,催化剂没有失活。
以硫酸亚铁和硫酸镁为粉煤灰改性剂,通过聚合反应制备了铁镁复合改性粉煤灰,研究了原料配比对改性粉煤灰脱色性能的影响。用改性粉煤灰对模拟印染废水和实际印染废水进行了脱色处理,结果表明,脱色过程中絮体生成快、大而密实、易于泥水分离,模拟印染废水和实际印染废水的脱色率均大于90%。
研究了以微波强化FeCl3对钙基膨润土改性的方法。探讨了改性膨润土对活性艳蓝X-BR染料废水的去除效果,并确定了微波改性膨润土的制备条件及投加量、溶液pH、接触时间等对脱色性能的影响。实验结果表明,当微波功率为480 W、辐照时间8 min、染料废水溶液pH=6.0、接触时间30 min、改性膨润土投加质量为0.5 g时,微波强化FeCl3改性膨润土对色度2 000倍、初始COD为620 mg/L的染料废水的脱色率达到99.5%,COD去除率为95.2%。
针对印染废水成分复杂、有机物含量多,且色度高、毒性强、废水量大、难处理的特点,提出了对印染废水处理方法的改进,指出开发不同有效组合的处理方法和研究高效、经济、节能的印染废水处理药剂将是印染废水处理工艺研究发展的方向。
将过硫酸铵-亚硫酸氢钠与2,2’-偶氮(2-脒基丙烷)二氢氯化物(V-50)组成的复合引发体系用于丙烯酰胺(AM)与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)聚合,制备了高分子质量的阳离子聚丙烯酰胺P(DAC-AM)。探讨了单体质量分数、引发剂用量、阳离子单体含量、pH、反应时间等因素对聚合物特性黏数的影响。得到的最佳反应条件为:单体最佳质量分数为35%,引发剂用量为整个体系质量的0.02%,V-50为单体质量的0.005%,最佳pH为5.5~6.5,尿素为单体质量的0.1%,EDTA为单体质量的0.02%,β-二甲胺基丙腈为单体质量的0.03%,反应时间为5~6 h。特性黏数η达到13.95 dL/g。
以硅酸钠、硫酸锌、硫酸镁和硼砂为原料制备了含硼聚硅酸锌镁絮凝剂(PSZMB),并用于处理皂素废水,考察了各因素对PSZMB絮凝性能的影响。结果表明,各因素的最佳值为:n(B)∶n(Si)=0.20,n(Mg)∶n(Zn)=2.0,n(Mg+Zn)∶n(Si)=2.0,絮凝剂投加量为8 mL/L,pH=8。PSZMB的絮凝性能明显优于聚硅酸锌镁(PSZM)和聚合氯化铝(PAC)。
针对榨菜废水呈高盐、高有机物浓度的水质特征,对UASB—好氧—混凝工艺处理采用盐脱水工艺所产生的榨菜废水的效能进行了研究。试验结果表明,UASB的最佳反应条件是:盐质量浓度(以NaCl计)不超过46 g/L,有机负荷不超过15.0 kg/(m3.d),温度38℃,pH在6.8~7.2;而在兼性氧化反应器和好氧接触氧化反应器中,DO保持在>4 mg/L,HRT控制在20~24 h时,COD的去除率最高;在混凝过程中,当聚合氯化铝(PAC)投加质量浓度为200mg/L时,pH在6.4~7.8,出水的COD最低。经UASB—好氧—混凝工艺处理后,三个工艺段废水COD的去除率分别为45%、60%、61.7%,出水COD约为78 mg/L,总去除率>90%,达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。
探讨了用于高氯废水COD测定时消除氯离子影响的相关改进方法,认为对不同氯离子浓度和COD的水样可分别采用相应的方法。并对其中的分段测定法、氯耗氧曲线校正法进行了实验分析,得出氯离子质量浓度在2 000~15 000 mg/L、COD<200 mg/L时可用分段测定法;氯离子质量浓度在2 000~20 000 mg/L、COD>200 mg/L时可用氯耗氧曲线校正法。这两种方法都可以有效消除氯离子的干扰使结果准确度高、重复性好且操作方便、减少污染。而对氯离子质量浓度>20 000 mg/L、COD<100 mg/L的水样推荐使用碘化钾碱性高锰酸钾法。
加酸处理是在不对补入循环冷却水系统的高硬度高碱度水质进行降硬降碱处理的条件下,将水处理药剂直接加入到循环水中,同时加入一定量的无机酸,使循环水的pH严格控制在8.0~8.8,在使用相应缓蚀剂保证系统缓蚀效果的前提下达到提高循环水浓缩倍数的目的。全自动加酸装置对加酸控制的稳定性起决定作用,不仅消除了安全隐患、减少了劳动强度,还保证了浓缩倍数的提高。
新钢公司焦化厂废水处理采用传统的活性污泥处理技术,出水COD和氨氮难以达标。为实现焦化废水污染物全面达标排放,根据进出水水质特点,确定以好氧—兼氧—好氧处理为主,并完善了物化处理+生化处理的工艺流程。运行结果表明,采用完善后的工艺处理焦化废水,其出水水质完全达到了《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456—1992)中的一级排放标准。
介绍了采用批处理工艺对金属水基切削废液进行预处理的工程实例。通过批处理槽的破乳、絮凝、气浮作用,使废水COD和油类的去除率分别达到84.8%、92.3%。批处理槽出水与生活污水混合后通过生物处理和深度处理,系统总的出水优于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。
针对脱墨浆造纸废水处理沉淀池发生污泥上浮现象,从温度、pH、致毒性底物、食微比、溶解氧等因素进行了分析,得出曝气量过大污泥会被打得又轻又碎,引起污泥上浮。提出了减小曝气量、增大营养盐投加比等有效的解决措施。
天津经济技术开发区采用法国ENTROPIE公司的技术建成的海水淡化项目,处理能力为1万t/d,造水比(GOR)为9.69,出水水质TDS<5 mg/L。项目由预处理厂和淡化水厂两部分组成,预处理厂通过预沉蓄水池和强化沉淀池去除海水中大部分泥沙,再通过提升泵站输送到淡化水厂站,厂站内经加压泵站加压、滤网过滤,加入阻垢剂后进入海水淡化装置;经低温多效蒸馏工艺处理后的产品水供给热源厂等用户。
循环冷却水含盐量高、硬度高、碱度高,因此结垢趋势强,必须采用调酸的方式控制pH,以缓解结垢趋势。某循环冷却水系统以部分膜法回收的污水作为补充水使用,由于膜处理工艺中设计的絮凝时间不够,因此造成反渗透系统被严重污染,影响到循环冷却水系统的正常使用。为此在膜工艺中增加了超滤处理,解决了污堵问题,确保了系统的安全运行。
西南药业股份有限公司某车间循环冷却水系统冷却塔距离居民楼约50 m,冷却塔噪音已干扰到居民生活,对冷却塔的噪声进行控制和管理成为了企业亟待解决的问题。介绍了企业通过戴帽、铺垫、穿裙3种方式治理冷却塔噪声的方法。
介绍了一种用在海洋石油平台生产水处理中的微气泡浮选除油技术。实验研究表明,通过微孔膜产生的微气泡能将含油污水中油的含量降低50%以上。同时,研发了微气泡浮选技术与T型管相结合的动态气浮装置,并在海洋石油平台进行了现场试验,该装置能将油质量浓度从38 mg/L降到12 mg/L,达到了很好的除油效果。
针对制氧厂循环水系统出现的低温结垢问题,采用合理的水处理药剂及水质稳定技术,避免制氧循环水系统中的空冷塔、水冷塔等预冷系统关键设备发生结垢堵塞现象,实践证明所用水处理药剂及相应水处理技术效果良好,可保障制氧循环水系统长周期安全稳定运行。