染料广泛应用于纺织印染、造纸印刷等行业,其产生的废水严重污染了环境。近年来,利用微生物对染料进行脱色降解的研究报道很多,包括细菌、真菌、藻类等。主要论述了染料微生物降解研究的一系列方法,包括染料降解微生物的获取方法、染料微生物降解机理和代谢途径研究方法和酶学研究方法,为以后运用微生物对染料废水进行脱色处理和降解研究提供参考和依据。
目前垃圾渗滤液的处理越来越引人关注,鉴于常规处理方法在渗滤液处理方面的不足及超临界水氧化的技术优势,介绍了国内外垃圾渗滤液超临界水氧化处理的研究现状。目前的研究方向主要集中在渗滤液的处理效果、过程控制参数的影响、宏观反应动力学等方面,虽然超临界水氧化技术实现垃圾渗滤液的无害化处理是可行的,但是在腐蚀、管道堵塞、催化剂、反应机理、氮氧化物排放等问题的研究不足,仍需深入研究。
催化湿式氧化(CWO)是一种有效处理难降解有机废水的新技术。催化剂是CWO技术的一个关键因素,碳材料催化剂是一种新型的催化剂。活性炭、碳纳米管及碳干凝胶在CWO处理中可直接做催化剂,也是一种良好的催化剂载体。炭材料催化剂在CWO处理中具有良好发展前景,全面介绍了炭材料催化剂在CWO中的应用。
以价格低廉的葡萄糖为模板剂,合成了磁性介孔γ-Fe2O3,其比表面积为99.97 m2/g,平均孔容为0.25 cm3/g,孔径为33 nm。 采用批量平衡试验,研究了300 K下介孔γ-Fe2O3对Cr(Ⅵ)的吸附特性和介孔γ-Fe2O3的再生及Cr(Ⅵ)的回收。试验结果表明:pH 为3.5时,介孔γ-Fe2O3对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量达到44.56 mg/g。Freundlich方程比Langmuir方程更好地描述了介孔γ-Fe2O3吸附Cr(Ⅵ)的行为,表明此吸附是多分子层物理吸附。300 K下,用0.01 mol/L 的NaOH 处理吸附有Cr(Ⅵ)的介孔γ-Fe2O3,可以实现介孔γ-Fe2O3的很好再生。再生的γ-Fe2O3经过5次循环使用,仍具有很好的吸附能力。
对钢渣进行粉碎和烧结造粒,通过批次试验考察了其吸附除磷的特性。结果表明:钢渣陶粒的除磷效果显著,且对进水pH有较好的适应性。与颗粒内扩散模型相比,准二级动力学方程能更好地描述钢渣陶粒对磷的吸附全过程;钢渣陶粒对磷的等温吸附是以化学吸附为主的单层吸附,符合Langmuir模型,是自发、吸热的熵增型反应,升温有利于吸附的进行。
在温度为15~20 ℃条件下,利用MBR对化粪池出水进行了处理,考察了MBR的生物接触氧化区和超滤膜区对浊度、COD和氮素污染物等指标的去除效果。结果表明:MBR的生物接触氧化区和超滤膜区对化粪池出水的浊度平均去除率分别为81.3%和72.3%,对COD的平均去除率分别为37.1%和4.2%,而对TN的平均去除率分别是46.3%和31.5%。从组合式填料上的生物相分析发现了极为丰富的生物相。
对聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜进行共混改性,制备了3组不同纳米TiO2质量分数的膜组件。通过对膜的微观结构、接触角、孔隙率、平均孔径和水通量等参数进行表征,及放置膜生物反应器内处理生活污水的小试试验研究,对比了3组的出水水质、膜通量和通量恢复率。结果表明:3个膜组件的出水水质均能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T 18920—2002)的要求,纳米TiO2改善了PVDF中空纤维膜的亲水性,提高了其抗污染能力,有利于延迟膜的清洗周期。
向序批式活性污泥反应器中投加对甲苯胺降解菌(Stenotrophomonas sp. AT1-3),强化易降解有机物蔗糖与对甲苯胺共存废水中对甲苯胺的生物降解。研究结果表明:生物强化有助于提高污泥沉降性,并引起pH的急剧下降。电导率和TDS的下降趋势具有一定的对应关系。生物强化能提高对甲苯胺降解率。试验中强化组出水中对甲苯胺浓度远低于对照组,去除率由40%提高到70%以上,且在研究的近百个周期内效果保持稳定。
针对村镇生活污水,开展水力负荷对潜流与复合垂直流人工湿地脱氮效果影响的研究,结果表明:两种人工湿地对村镇生活污水均有较好的处理效果;随水力负荷升高,两种人工湿地除碳、脱氮率不同程度降低。潜流人工湿地除碳效果优于复合垂直流人工湿地,复合垂直流人工湿地脱氮效果更佳;水力负荷≤0.25 m3/(m2·d),两种人工湿地对COD去除率均大于90%,复合垂直流人工湿地对NH3-N、TN去除率保持在60%以上,出水水质优于一级A标准。动力学研究表明一级动力学模型能较好拟合两种人工湿地的COD、NH3-N、TN去除规律。
在微波辐射下制备了壳聚糖/Y分子筛复合材料(CTS/Y),考察了其对Cu2+吸附性能。结果表明:Y分子筛质量分数为6%时CTS/Y对Cu2+吸附量最大;随交联剂用量增大,树脂吸附量先增加后降低;溶液pH为5.2时对Cu2+吸附量最大。动力学研究表明吸附过程符合准二级动力学模型。
以匀浆破解为预处理,考察了其结合臭氧氧化对污泥破解效果的影响。结果表明:在污泥浓度20.912 g/L、转速6 000 r/min下匀浆破解2 h,污泥MLSS减少率达到36.9%;先调pH后匀浆破解+臭氧氧化的污泥破解效果优于匀浆破解后调相同pH下+臭氧氧化,同时污泥MLSS减少率随pH的升高递增;在臭氧投加量0.15 g/g下,pH=13匀浆预处理结合臭氧氧化破解污泥MLSS减少率达到58.3%,较无匀浆破解预处理直接臭氧氧化破解提高36.7%。
管件生产废水属于高酸性废水,废水含有高浓度的氨氮以及Fe2+、Zn2+等金属离子,缺少有机物,水质呈现 “低碳高氮”特征。通过水质分析,选用“物化+生化”的组合处理工艺处理该废水。利用二级中和、混凝沉淀作为物化预处理工艺,并采用“A/O/A/O”型SBR反应器进行生物脱氮。针对组合处理工艺的试验研究表明:该工艺对TFe、Zn2+的去除率可达99%以上,出水TN<10 mg/L。处理水水质优于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准,可全部作为厂区回用水。
对MnO2/膨润土催化臭氧化氯苯废水试验效果和影响因素进行了研究,初步研究了反应动力学特征。试验结果表明:催化剂粒径、投加量、臭氧通量等对试验效果有很大影响。臭氧通量在5.0 mg/min,载体粒径为0.150~0.125 mm(100~120目),催化剂投加量为1 g时,氯苯最佳去除率可达96.56%。MnO2/膨润土催化臭氧化氯苯废水反应遵循一级反应动力学;催化臭氧化体系中氯苯的降解表观速率常数0.056 min-1,是单独臭氧氧化速率常数的1.6倍。
研究利用MnO2和FeSO4共同催化的新型Fenton试剂处理纸机白水的生化出水,考察了初始pH、FeSO4投加量、H2O2投加量以及MnO2的催化氧化对废水中COD和色度去除率的影响。结果表明:在pH=3.0、FeSO4投加量为300 mg/L、H2O2投加量为0.5 mL/L,反应时间为1 h,出水COD可降至60 mg/L以下,色度可达到4倍。投加MnO2可提高Fenton试剂对COD去除率,且可减少H2O2投加量。
以苯酚、聚乙二醇(PEG-6000)、腐殖酸为研究对象,采用活性炭为吸附剂,对椰壳活性炭在4组不同粒径范围(150~2 000 μm)的吸附能力进行比较。结果表明:活性炭对苯酚的吸附量与微孔比表面积成正比;对PEG-6000的吸附量与中孔比表面积成正比。在吸附苯酚时,粒径小于150 μm的活性炭吸附能力是粒径1 000~2 000 μm活性炭的1.2倍;吸附PEG-6000和腐殖酸时,粒径小于150 μm活性炭的吸附能力是粒径1 000~2 000 μm的4倍和1.2倍。
采用水溶液聚合法合成聚二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺(Poly-DMDAAC-AM,PDA),研究了体系溶液的pH、n(AM):n(DMDAAC)、引发剂投加量等因素对合成PDA的影响,当pH=3、n(AM):n(DMDAAC)=4:1、引发剂浓度为1.0×10-4 mol/L时,合成的PDA产品相对分子质量和阳离子离子度最高。采用合成的PDA与无机盐对城市污泥进行调理后顺利达到国家环保部关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治的要求,成功实现污泥深度脱水。
聚天冬氨酸(PASP)是一种新型的可生物降解的环境友好型阻垢缓蚀剂,为了增强阻垢性能,对其进行改性研究。结果表明:用29.4 g马来酸酐通过聚合法得到前驱体聚琥珀酰亚胺,将聚琥珀酰亚胺的1/2为母体,以硫脲对其进行开环,当硫脲用量1 g,改性缩聚温度100 ℃,反应时间2.5 h时,获得改性PASP的阻垢效果最佳;红外光谱证明了硫脲的一个氨基与原支链上的羧基发生缩合生成酰胺键,在PASP侧链上增加了新的官能团而使其阻垢率提高。
主要对储存8周的好氧颗粒污泥进行恢复活性条件的研究,通过正交试验方法确定了运行周期、进水COD、曝气量、沉降时间4个主要因素对好氧颗粒污泥活性恢复的综合作用,同时在此作用下对好氧颗粒污泥的物理性质和对有机物的去除情况进行对比,对试验数据进行多指标试验结果的直观方差分析,确定最优恢复条件,为工程实际的恢复工作提供理论依据。
针对渤海绥中36-1油田配聚水硬度高、黏度损失大的问题,通过静态与动态试验研究了弱酸薄壳型离子交换树脂BHS-1的软化性能。结果表明:该树脂耐温可达75 ℃,最高耐矿化度可达20 000 mg/L,耐铁可以达到5 mg/L。在油藏条件下,树脂的泄漏点能保证在7 h以上,具有良好的除钙能力;BHS-1树脂的耐铁性试验结果表明:随着原水中铁离子浓度的增大,泄漏点将会提前。在铁离子达到5 mg/L时,树脂在5 h内产水基本不发生泄漏,且容易再生,不会产生铁污染问题。
研究水中亚硫酸盐的检测方法,确定最佳检测条件。结果表明:最佳检测方法为酸化—水浴—分光光度法;最佳检测条件为:最大吸收波长618 nm、反应介质为pH=6的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(体积为1 mL)、孔雀石绿体积为1 mL、反应温度5~30 ℃、反应时间为40 min;适用范围:0~5 mg/L(以SO32-计),最低检出限为0.1 mg/L。
介绍了某汽车发动机有限公司车间生产废水处理工程的工艺流程、设计参数、调试和运行结果。该工程采用隔油/Fenton氧化/混凝/气浮/水解酸化/生物接触氧化处理工艺,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准。工程实践表明:该处理系统具有处理效果稳定、操作简便、运行费用低等特点。
小型榨菜加工厂废水为高盐分、高氨氮的有机废水,采用调节池—初沉池—接触厌氧池—CASS池工艺处理,调试75 d后出水达标,系统已稳定运行一年。该工艺简单、操作简便、可适应小型企业生产排水不规律的废水治理。
采用三效蒸发器、膜生物反应器(MBR)与反渗透(RO)组合工艺,对某企业高含盐有机废水进行深度处理,首先通过三效蒸发器去除大分子有机物和盐分,然后利用MBR进一步去除有机污染物,利用RO系统去除剩余的有机物和盐分。运行结果表明:出水水质可满足企业生产工艺用水水质要求,并达到零排放的目的。
采用厌氧污泥膨胀床/膜生物反应器为主体的工艺处理脂类生产废水。工程运行结果表明:原水进水COD为8 216.34 mg/L,BOD5为557.16 mg/L,SS为418.2 mg/L,色度为205倍经过处理后,出水COD为92.85 mg/L,BOD5为16.63 mg/L,SS为6.32 mg/L,色度为13.71倍。出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准。
根据昆山某机械公司排放的含铬、含镍及综合电镀废水的性质,采用分类收集后,分别以物化法及生物法对上述3种废水进行了处理。调试运行结果表明:采用物化法及生物法处理电镀废水稳定可靠,处理效果较好,系统整体出水达到了《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)要求,其中氨氮和TP达到了《江苏太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要污染物排放限值》(DB 32/1072—2007)要求。
通过对错流超滤装置内部、运行操作及预处理系统全面检查,分析了错流超滤膜发生污堵的原因,根据样品分析结果实施了针对性化学清洗,恢复了错流超滤膜的性能,并对现场工艺进行改进有效地避免了错流超滤装置因设置单一“次氯酸钠加强反洗”而引起的膜污堵情况。