随着水资源短缺的日益加剧,再生水作为城市第二水源在一定程度上缓解了水资源的供需矛盾.阐述了国内外再生水回用情况,并分析了再生水回用过程中对人体健康的潜在风险,在此基础上对再生水安全回用的对策与建议进行了总结.最后,对再生水回用在今后的发展方向进行了展望.
介绍了乳化液废水的形成及特点,并对处理乳化液废水的化学混凝法、共凝聚气浮法、电凝聚法、高级氧化法、超滤法、生化组合工艺进行了综述,提出了乳化液废水处理的发展方向.
磁分离技术具有独特的分离原理,在水处理领域中具有较好的经济性和实用价值.随着超导磁材、等离子体技术、催化改性技术、生物技术等的发展,磁分离技术已在水处理领域获得广泛应用.对磁种、磁分离工艺的研究现状进行综述,并简述其在水处理行业的应用情况,探讨了磁分离技术未来的应用前景.
利用零价铁活化过硫酸铵产生硫酸根自由基降解苯酚,研究了pH、铁粉投加量、过硫酸铵浓度对苯酚降解率的影响.结果表明:在零价铁/过硫酸铵体系中,当苯酚初始浓度为0.2 mmol/L、过硫酸铵浓度为2.0 mmol/L、零价铁加入量为0.24 g/L、pH=2.8、温度为20℃、反应75 min后,苯酚去除率可达到95.1%;分子探针实验证实零价铁活化过硫酸铵降解苯酚是硫酸根自由基参与的氧化反应.
制备了Ce掺杂的TiO2复合SiO2光催化剂(Ce-TiO2/SiO2),使用该光催化剂在模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝水溶液,研究了催化剂用量、亚甲基蓝初始质量浓度、溶液pH、无机阴离子对光催化降解效果的影响.结果表明:n(Ce)∶n(Ti)∶n(Si)=0.002∶1∶1时所制催化剂的光催化活性最好;对于2.5 mg/L、pH为11的亚甲基蓝溶液,投加100 mg/L的光催化剂反应2 h可达到最高降解率(92.6%);NO3-、SO42-、Cl-的存在对光催化降解具有抑制作用.
采用铁炭微电解法去除超高盐榨菜废水中的磷,研究反应时间、初始pH、铁炭体积比和铁水体积比对溶解性磷酸盐去除率的影响.初始pH=6、铁炭体积比1∶1、铁水体积比1∶1、反应时间30 min时,进、出水磷的质量浓度分别为169.30、5.51 mg/L,去除率96.74%.扫描电镜及X射线能谱结果表明,反应后铁屑表面被沉淀物所覆盖,铁元素减少,磷和氧元素增多.
采用ZnCl2活化稻草秸秆炭化得到的活性炭纤维吸附酸性品红,考察了投加量、pH、吸附时间、初始浓度及温度对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附热力学和动力学进行系统研究.结果表明:投加量为0.1 g,pH=1时,活性炭纤维对酸性品红具有很好的吸附效果,吸附在8 h后达到平衡.该吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能ΔG<0,为自发反应.
为实现改性海绵铁填充床除氧过程的自动化控制,研究了人工神经网络对改性海绵铁填充床除氧过程模拟仿真的可行性,采用误差反向传播网络(BP网络)建立了进水流量、改性海绵铁填充高度与溶解氧去除率之间关系的动态模型,并对不同的训练样本归一化方法和训练方法进行比较.结果表明,在网络隐含层层数为1、节点数为7时,采用归一化方法 1和有动态修正的训练方法能够较好地预测填充床对溶解氧的去除率,该模型可用于改性海绵铁填充床除氧过程的动态描述.
增大电极比表面积是提高电容去离子效率的方法之一.通过研究活性炭负载量对电极比表面积的影响,探讨了一种提升炭电极电容去离子性能的有效方法.实验结果表明,增加活性炭负载量可有效提升电极比表面积,电极电容最高可达0.56 F/cm2,表现出较好的电容去离子性能.持续增加活性物质虽对电极内电阻影响较小,但不能进一步提高电极吸附表面,比电容急剧下降.优化电极孔隙结构是提升活性炭电极电吸附性能的有效方法.
以十二烷基二甲基苄基氯化铵作阳离子表面活性剂,十二烷基苯磺酸钠作阴离子表面活性剂,按一定配比混合对膨润土进行改性,探究其对废水溶液中甲醛的吸附条件,并考察了阳、阴离子表面活性剂用量、改性膨润土投加量、pH和吸附平衡时间等对吸附效果的影响.结果表明,向25 mL pH=5.0的甲醛废水中投加1.5 g改性制得的阴阳离子膨润土,在(25±1)℃下恒温搅拌吸附150 min后,改性膨润土对甲醛的吸附率达28.9%.其吸附热力学模型为ln K=899.6/T-1.786 1,该吸附反应能在常温下自发进行,且温度升高对吸附不利.
考察了厌氧MBR降解垃圾渗滤液的启动及稳定运行状况.当进水CODCr为6 000~8 000 mg/L,水力停留时间为2 d,污泥质量浓度在25 g/L左右时,系统对CODCr的平均去除率为65%~80%,其中膜的截留贡献率为5.6%左右;系统对氨氮的平均降解率为28.6%,其中膜的截留率为4%左右.膜组件经水力清洗、酸碱清洗和离线清洗后,能获得较为理想的通量恢复率.
考察了铝及不锈钢作阳极的电絮凝法去除兰炭废水COD的可行性,以及处理时间、pH、电流密度、电解质浓度、极板间距等操作条件对兰炭废水COD去除效果的影响.实验结果表明:铝阳极电絮凝去除兰炭废水COD的效果好于不锈钢阳极.用铝阳极在电流密度为0.05 A/cm2、pH=7的条件下电絮凝4 h,兰炭废水COD去除率最高可达75%.实验结果表明,铝阳极电絮凝法可实现对兰炭废水的预处理.
采用化学沉降法对贵阳市城市污水进行深度净化,以含锌废酸洗液制备的聚合氯化铝铁絮凝剂(PAFC)去除污水中的磷.TEM及EDS检测表明:贵阳市城市污水中的磷主要以有机生物体形态存在,有代表性的微粒是条状微生物,条状微生物还是重金属锌的富集体.PAFC絮体将条状微生物及黏土矿物碎屑等颗粒物包裹沉降后,污水中的磷与重金属锌也随之被去除.含锌PAFC絮凝剂对贵阳市城市污水的脱磷处理不会带来重金属的二次污染.
利用水蒸气高温改性后的兰炭静态吸附焦化废水生化出水中的TOC,考察了吸附时间、pH、吸附剂用量、粒径等因素对处理效果的影响.结果表明,向废水(pH=4)中投加20 g/L改性兰炭(粒径1~2 mm),室温下吸附30 min后,对焦化废水生化出水的TOC去除率在60%以上.吸附后水样中的有机物浓度和种类都大幅下降.
采用回收铬黄和铁氧体法对青岛某公司的高浓度含铬电镀废水进行资源化处理,并考察各因素的影响.实验结果表明,当废水初始pH=9.0,反应温度为70℃,氧化时间60 min时,废水中三价铬的氧化率达95.23%.将氧化后的废水过滤,得到铬黄母液.调节母液pH=9.0,反应温度60℃,加入硝酸铅52.6 g/L,母液中铬回收率可达100%,可获得合格的铬黄产品.采用铁氧体法进行后续处理,出水中的铬、铅均达到GB 21900-2008要求.
以甲壳素、亚硫酰氯、三苯基磷为原料,合成了具有良好混凝及杀菌性能的季基接枝甲壳素.考察了其对大肠杆菌和假丝酵母菌的杀菌能力.通过动态混凝试验考察了改性甲壳素对高岭土模拟废水的混凝效果.实验结果表明,该杀菌混凝剂最佳合成条件:n(甲壳素)∶n(亚硫酰氯)∶n(三苯基磷)为1∶1.5∶1.5,接枝反应温度为70℃,反应时间为10 h,环己酮为溶剂.改性甲壳素在pH=6、模拟水浊度为102 NTU、投药量为30 mg/L的条件下,除浊率可达80%;当投药量分别为10、40 mg/L时,改性甲壳素对大肠杆菌、假丝酵母菌的杀菌率均可达到90%以上.
在核电站,SO42-会引起镍基金属的晶间应力腐蚀破裂,对核电站的安全经济运行造成严重危害.为探索核电站SO42-的来源,研究了几种进口阳树脂在H2O2溶液中的动态溶出特性,采用离子色谱仪和TOC仪对溶出液的SO42-、TOC进行测定.研究结果表明,过氧化氢对大孔型和凝胶型树脂的影响不同,且氧化剂浓度越高,对树脂的影响越大,溶出的SO42-也越多;脱磺化速率随着时间推移而降低,而有机物溶出速率变化相对较小.
采用微波辅助Fenton工艺处理某炼油厂含苯酚废水,通过实验研究了敏化剂种类、微波功率、微波辐射时间等因素对苯酚去除效果的影响,确定了微波辅助Fenton试剂催化氧化处理高浓度苯酚废水的最佳工艺条件.对于2 000 mg/L的苯酚废水,Fe2+用量为1 600 mg/L,H2O2投加质量分数为0.3%,活性炭投加量为10 g/L,微波功率为13.2 W,微波辐射时间5 min时,苯酚去除率可达到80%以上,明显优于单独活性炭微波和单独Fenton试剂氧化的处理效果.
采用萃取—Fenton—次氯酸钠氧化联合处理咖啡因废水.结果表明,在试验条件下,该工艺取得良好的处理效果,达到末端处理要求,出水COD在3 000 mg/L左右,色度去除率达93%.用NaOH溶液对萃取剂进行反萃回收,取得较好效果.
胜利油田压裂作业后产生的残余压裂液具有COD、黏度、浊度高的特点,采用破胶—絮凝—深度氧化法来处理残余压裂液.筛选出性能优良的破胶剂、无机混凝剂、有机絮凝剂和深度氧化体系并确定最佳实验条件,最终得到胜利油田残余压裂液室内处理配方:每100 mL残余压裂液需加破胶剂JPC 0.5 g、聚铝0.25 g、聚丙烯酰胺溶液3 mL、5 mL Fenton试剂〔n(FeSO4.7H2O)∶n(H2O2)=8∶1〕.室内实验结果表明:处理后残余压裂液的各项污染物大幅下降,除COD外,其余污染物含量已经远低于GB 8978—1996的Ⅱ级排放标准.
建立了用离子色谱测定石化废水中常见有机酸:乙酸、丙烯酸、环己甲酸、苯甲酸和对甲基苯磺酸的新方法.采用IonPac AS11-HC阴离子色谱柱,淋洗液为30 mmol/L的NaOH水溶液,淋洗液流速1 mL/min,抑制电流75 mA.样品中其他有机物和常规无机阴离子对乙酸、丙烯酸、环己甲酸、苯甲酸和对甲基苯磺酸的测定干扰小.5种有机酸的峰面积检测下限分别为0.024、0.025、0.094、0.075、0.059 mg/L,峰高检测下限分别为0.029、0.007、0.045、0.025、0.070 mg/L;峰面积的相对标准偏差分别为1.2%、1.1%、5.3%、2.7%、3.3%,峰高相对标准偏差分别为1.7%、0.4%、2.8%、1.6%、4.5%.
河南省某市生活垃圾填埋场的渗滤液产生量为80 m3/d,该渗滤液具有COD高、可生化性差、NH3-N含量高等特点.设计采用吹脱—UASB—A/O—MBR—反渗透组合工艺进行处理,介绍了各工艺单元的主要设计参数.调试运行结果表明,出水各项指标均优于GB 16889—2008中的污染物排放浓度限值要求.
采用垂直流人工湿地系统综合实现了住宅产业化基地的中水回用、湖水循环净化和雨水利用功能.介绍了系统的工艺流程和设计参数,并对系统稳定运行后的水质进行监测分析.结果表明,处理污水的复合垂直流人工湿地系统对COD、BOD5、TP、NH3-N的总去除率分别为86.5%、95.3%、89.7%、87.5%;循环净化湖水的垂直流人工湿地系统对COD、BOD5、TP、NH3-N的总去除率分别为49.1%、53.2%、50%、60.4%.垂直流人工湿地对主要污染物的去除率在50%以上.
对处理木薯淀粉废水的EGSB厌氧反应器初次启动时的接种污泥选择、污泥驯化方法、厌氧反应器控制条件进行研究.当选用木薯酒精厂厌氧发酵污泥作为接种污泥,控制pH在6.8~7.6,VFA<1 000 mg/L,温度在26~28℃时,采用阶段进水驯化方式,经过近100 d的实际运行,成功培养出适应木薯淀粉废水的颗粒污泥,系统COD去除率达86%以上,厌氧反应器启动成功,运行状况良好,处理效果稳定.
随着超滤膜离线清洗技术的进步及降低真空超滤膜运行成本的要求,企业由传统的定期更换超滤膜模式逐步向离线清洗复苏过渡.对炼化企业污水回用中超滤膜的污染物种类、含量、分配情况进行理化分析和综合评价,设计出不损伤膜丝的清洗技术方案并进行应用,取得明显的清洗效果.
为防止低温结垢,研制出一种膦酰基羧酸共聚物.通过筛选及现场应用,确定了该产品的安全使用范围,避免了深冷设备的频繁结垢发生,同时可保障低温水系统长周期安全运行,并节约水资源.
为减缓MBR膜污染进程并维持膜通量,采用MBR膜增效剂MPE30改善MBR系统的运行性能.现场试验结果表明:MPE30具有提高临界通量、降低操作压差、改善出水水质、提高系统抗冲击性能等作用,同时对于消除泡沫、提高污泥脱水性能也有一定效果.