简述了微波催化反应机理,分析了微波强化氧化处理难降解有机废水的研究现状,探讨了该技术存在的主要问题,对今后的发展方向进行了展望,为微波协同氧化处理难降解有机废水的实际应用提供参考。
利用纤维素物质作为反硝化碳源和载体是目前去除水中硝酸盐常用的方法 ,该方法具有成本低廉、取材广、无二次污染等优点。对基于纤维素物质的固相反硝化技术使用的可行性、影响因素以及技术难题等进行了论述,并提出了纤维素物质固相反硝化技术的发展方向和亟需解决的技术难题以及该方法的弊端,为纤维素物质固相反硝化技术的发展和研究提供有益参考。
介绍了含砷废水的危害和处理技术发展现状,分析了传统除砷工艺技术的特点及局限性。对吸附法处理含砷废水进行了重点阐述。结果表明,吸附法是同时实现废水除砷和砷资源回收利用的有效技术,而吸附法处理含砷废水的关键在于吸附剂的性能。因此为应对新的生活饮用水水质标准的要求,开发廉价、高效、稳定的新型除砷吸附材料将是重点关注的研究方向。
水磁处理防垢技术已在工农业生产中得到广泛应用,取得了显著经济效益。但在一些应用中并没有达到预期效果,有时甚至为负效应,使得人们对水磁防垢技术产生怀疑。近年来水磁处理防垢机理方面的研究工作较多,但尚没有一致的理论能对其防垢机理作出解释。对水磁处理防垢技术的研究现状及存在的问题进行了分析,并展望了水磁处理防垢技术今后的研究方向。
目前广泛应用的加压溶气气浮设备的最主要问题是运行能耗过大。通过对加压溶气气浮设备微气泡产生机理的研究,得出了加压溶气系统在微气泡产生过程中的两个耗能关键点,并提出降低能耗的改进措施。指出了压力溶气罐内空气溶解过程中气体分散成核步骤中最小能量Δf的存在及其理论表达式。阐述了叶轮散气和气浮泵气浮装置在微气泡发生机理方面的转变和节能方面的优势。
从变频脉冲磁场方向的变化以及固定频率与扫频范围两个方向进行了低频脉冲磁场的杀菌实验。实验表明微生物生理功能在磁场作用下发生改变,变频脉冲电磁场既能抑制循环水中异养菌的生长,也能刺激异养菌的繁衍;当磁场方向与水流方向平行和垂直时能达到70%以上的杀菌率,其中磁场方向与水流方向平行时在11~17 kHz频率范围内的杀菌率达到82.64%。因此利用低频脉冲磁场进行杀菌时应确定有效的扫频范围,才能达到较好的杀菌效果。
采用浸渍法制备Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)对催化剂进行了表观形貌、晶体结构、表面元素组成的分析,并将其用于降解苯酚的非均相Fenton反应体系。在有UV与无UV条件下,通过对质量浓度为250 mg/L的苯酚废水降解效果的考察优化催化剂制备条件及反应条件。实验结果表明,UV条件下的降解速率明显高于无UV条件,2种条件下苯酚降解2 h后降解率分别最高能达到89.4%、94.7%。
采用微波辐射法合成了壳聚糖季铵盐,将其作为絮凝剂对造纸白水进行处理,获得良好的效果。探讨了壳聚糖季铵盐加入量、废水pH及絮凝时间对絮凝效果的影响,确定了造纸白水的最佳处理条件。实验发现壳聚糖季铵盐能大幅降低造纸白水的COD。
采用先加入氢氧化钠反应,再进行蒸馏的方法,对陶瓷业含酚废水进行了处理及酚类物质回收的研究。探讨了氢氧化钠用量、搅拌时间以及蒸出液的体积对酚类物质去除和回收的影响。实验结果表明:对于25 mL的陶瓷业废水,氢氧化钠用量为0.9 g,搅拌10 min,蒸出液体积为15 mL,脱酚率高达96.44%,酚类物质回收率为95.12%。同时进行放大实验,脱酚率可达96.15%,酚类物质回收率仍高达94.96%,说明该方法处理陶瓷业水煤气废水的效果良好。
利用L16(45)正交试验考察了焙烧温度、焙烧时间、颗粒大小和硫酸浓度对煤系高岭土吸附城市生活污水中有机物的影响。结果表明当焙烧温度为700℃,焙烧时间为30 min,颗粒粒径为0.106 mm(150目)和硫酸质量分数为80%时,煤系高岭土对城市生活污水中有机物的吸附率达到最大值。
研究了以土壤为基质材料所构建的金边麦冬人工湿地对含铅废水的净化效率,并探讨了含铅废水的流量对铅去除效率的影响。实验结果表明:金边麦冬人工湿地对含铅废水中的铅具有较好的去除效果,在流量为3 L/d时,金边麦冬人工湿地对铅的去除率最高,可达到98.30%;在流量为18 L/d时,去除率仍可达到82.63%。
结垢是循环冷却水系统中常见的水质故障,人们常用水质判断指数来判断循环冷却水水质的结垢趋势。通过对某石化公司循环冷却水系统生产运行数据的分析,选取了对黏附速率影响较大的水质参数,借助神经网络的非线性映射、泛化及容错能力,基于BP神经网络建立了黏附速率的预测模型。利用该模型对循环冷却水系统一定周期黏附速率的预测结果较好,说明该方法可行,具有很好的应用前景。
印染废水成分复杂,可生化降解性差。采用Fe-PbO2/不锈钢为阳极,不锈钢为阴极,活性炭为颗粒电极,电催化氧化处理上海某印染厂废水。当pH为3,电流密度为0.028 A/cm2,硫酸铝浓度为0.16 mol/L,极板距离为6 cm,电解时间为10 min时CODCr去除率达到71.1%,BOD5/CODCr由处理前的0.126上升为0.34,可生化降解性明显提高。Fe-PbO2/不锈钢阳极和不锈钢阳极在印染废水中的循环伏安曲线表明镀PbO2层的不锈钢电极具有较好的催化活性。
为解决目前石材废水处理时沉淀速度慢且沉渣稠重的问题,提出以石灰破乳/卤水+PAM工艺处理石材废水。经检测:处理后的水中SS、COD均符合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)要求。此工艺可将石粉和冷却油同时去除,沉淀疏松易抽取,适于石材废水的集水处理,且处理价格低廉。
对两段上向流曝气生物滤池(UBAF)处理城市污水的脱氮性能进行了研究,探讨了水温、水力负荷、有机容积负荷、NH4+-N容积负荷和气水比对UBAF脱氮性能的影响。试验结果表明:水温是影响UBAF去除脱氮效果的主要因素,随着水力负荷的升高,UBAF脱氮效果呈下降趋势,当气水比为2∶1时,UBAF对NH4+-N、TN的平均去除效果最好。
采用超声与Fenton两种高级氧化技术联合处理哌嗪废水,取得了满意的效果。实验结果表明,超声波和Fenton试剂对哌嗪废水的催化降解存在协同效应。考察了初始pH、超声功率、Fenton试剂用量等因素对其CODCr去除效果的影响,并用正交试验优化降解条件。当超声波功率为70 W,初始pH为3.7,H2O2浓度为5.0 mmol/L,FeSO4浓度为0.15 mmol/L时,对哌嗪废水CODCr的去除率为99.9%。处理后出水CODCr<50 mg/L,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准。
对比了7种缓蚀剂在低碱、低硬、高氯离子的海水淡化水中对碳钢、黄铜、不锈钢的缓蚀性能。结果表明:80 mg/L的TS-528G在海水淡化水中对碳钢、黄铜、不锈钢有良好的缓蚀效果,运行20 d碳钢的腐蚀率为0.027mm/a,黄铜的腐蚀率为0.002 2 mm/a,不锈钢的腐蚀率为0.002 5 mm/a。将TS-528G应用于天津大港某化工厂循环冷却水系统,运行7个月碳钢的腐蚀率<0.05 mm/a,黄铜、不锈钢的腐蚀率<0.004 mm/a。
为解决现有季铵盐表面活性剂减阻剂腐蚀普通碳钢循环水管道问题,首次研究将双子季铵盐表面活性剂作为循环水管道减阻剂应用。用椰油基二羟乙基胺与二溴乙烷、环氧氯丙烷和二氯乙醚反应合成了3种双子季铵盐表面活性剂,并在试验装置上对减阻剂配方的减阻性能和缓蚀性能进行了评价。在减阻剂质量浓度1 000 mg/L,循环水流速3 m/s和循环水温度10~70℃的优化实验条件下,减阻剂对碳钢循环水管道减阻率可达69.1%,缓蚀率可达95.0%。
以Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液为吸收液的湿法氧化脱硫技术所形成的脱硫废液,含有大量的Na2SO4、Na2S2O3、NaSCN,导致脱硫效率降低且严重超出污水排放标准,成为生产和环保的难题。提出在脱硫废液中加入适量硫酸铜,当硫酸铜的加入量为废液中NaSCN含量的50%左右时,可形成物相纯净的CuSCN沉淀,同时水体中S2O32-转化为SO42-,而且未检测出溶液中有残余的铜离子。经过该法处理过的水体中SCN-、S2O32-浓度显著降低,SO42-浓度增加接近饱和浓度值,再采用低温结晶法析出部分Na2SO4后可作为脱硫液补水回用。
用新型二硫代氨基甲酸盐CJ-1处理模拟油田污水,考察了絮凝条件与其絮凝作用效果的关系,获得最适宜的絮凝条件。结果表明,在保持絮凝体系的温度为40℃、pH为4~8、搅拌速度40 r/min、搅拌时间5 min、沉降时间30 min、DTC的投加量为20 mg/L、Fe2+投加量为5 mg/L时,含油350 mg/L、悬浮物55.1 mg/L、CODCr为802 mg/L、浊度为155 NTU的模拟油田污水经CJ-1絮凝处理后,其含油量、悬浮物、CODCr、浊度分别降至3.2 mg/L、0.254 mg/L、100 mg/L、0.8 NTU,相应去除率分别为99.1%、99.5%、87.5%和99.5%,铁离子残留量为0.075 mg/L。同时考察了Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-等无机盐离子对CJ-1絮凝性能的影响。
采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)法,通过实验获得了甲基橙(MO)与双十八烷基二甲基氯化铵(DDAC)相互作用、在415 nm附近产生的一个新的强吸收峰。运用该结果对作为表面活性剂、水处理杀菌剂的DDAC样品进行了活性物含量的无有机溶剂萃取、水相直接可见光度法测定。结果表明,该方法的标准曲线线性回归的相关性好、区间宽,实验操作简便、快速,实验结果的相对标准偏差、测定均值相对误差均显著好于四苯硼钠化学滴定法。
为了满足屠宰废水处理后的中水回用要求,实现屠宰废水的零排放,本工程采用UASB-CASS-BAF工艺对该废水进行治理。运行结果表明,该工艺处理效率高,出水水质稳定而且明显优于《肉类加工工业水污染排放标准》(GB 13457—1992),符合中水回用要求。
介绍了UASB-CASS工艺处理啤酒废水的工艺设计及运行效果。工程设计规模为3 000 m3/d,经过3个多月的调试运行,出水CODCr≤80 mg/L、BOD5≤20 mg/L、氨氮≤15 mg/L,SS≤70 mg/L,达到《啤酒工业污染物排放标准》(GB 19821—2005)。该工艺处理效果好、运行稳定、费用低、管理方便,具有推广价值。
采用"水解酸化—接触氧化—曝气生物滤池"工艺处理由印染废水和生活污水组成的工业园废水,其CODCr从800 mg/L左右降到60 mg/L以下,BOD5从250 mg/L左右降到20 mg/L以下,去除率均达到了92%以上,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级标准的B标准。
结合工程经验确定空气搅拌适用于具有腐蚀性、全地下结构池型等特点的废水工程,并需根据实际水质选定空气搅拌装置材质。为保证空气搅拌效果和使用寿命,在设计穿孔管曝气时孔口直径≥5 mm,孔口流速≥15 m/s。
焦化废水水质复杂,处理难点在于去除水中高浓度的CODCr、NH3-N和氰化物等。首钢某焦化厂废水处理工程采用以O1/A/O2工艺(预曝气/缺氧/好氧)为核心、前置除油预处理、后置混凝沉淀深度处理工艺,取得了较好的处理效果。运行结果表明:O1/A/O2工艺对CODCr和NH3-N的去除率分别可达95%和89%以上;混凝沉淀采用聚合硫酸铁絮凝剂和PAM助凝剂,加药量分别为600~800 mg/L和1~2 mg/L时,CODCr去除率在50%左右,脱色效果好。经过预处理、生化处理及深度处理后,出水主要污染物指标达到了《污水综合排放标准》的二级排放标准要求。