论述了国内外煤层气产出水的水质特征及其处理技术的研究进展。煤层气产出水具有高钠度和高矿化度的特征。反渗透法普遍运用于处理煤层气产出水,并且已投入实际工程应用,通常和纳滤或超滤联用,处理后的产出水可进行再利用。而其他处理技术如离子交换法、电容去离子法、电絮凝法、吸附法和化学法等仍处于试点研究阶段。
生物流化床技术因具有处理效率高、容积负荷大、传质速度快、应用范围广等优点受到了广泛的关注。介绍了近年来国内外生物流化床技术在废水处理中的应用研究情况,并指出了生物流化床技术目前存在的主要问题及今后的发展方向。
将层次分析法与灰色综合评价法相集成,形成了用于评价炼化达标外排污水深度处理回用技术的新方法。该方法以多层次分析模型为骨架,利用熵权法获得指标权重,并通过求取灰色关联度建立了炼化污水深度处理回用技术评价模型,减少了人为因素的影响,使评价结果更加客观和具有指导性。通过实际案例,给出了该模型的计算流程及评价方法。
介绍了兰炭废水的水质特点和处理现状,指出开发经济有效的预处理技术对兰炭废水的处理具有重要的意义。综述了当前兰炭废水预处理方法的实验室进展,其对兰炭废水预处理方法的选择具有重要的参考价值。
以华北地区某电厂的循环冷却水系统补充水为试验介质,以其凝汽器使用的HSn70-1A、HSn70-1B、BFe30_1_1 3种铜合金为试验对象,采用循环冷却水动态模拟、电化学阻抗谱(EIS)测试、电子显微镜(SEM)观察及金属表面元素分析(EDS法)的方法对2种药剂(A、B)的阻垢缓蚀性能进行了研究。结果表明:现场循环冷却水浓缩倍率维持4倍时,2种药剂均可保障机组安全运行,其中药剂B的缓蚀效果较好。
以Ti/IrO2为阳极,通过实验研究了电化学氧化法对2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚(TNPG)的去除效果,同时考察了电流密度、极板间距、电解质浓度、TNPG初始浓度等运行参数对TNPG处理效果的影响。研究结果表明,电化学氧化法可以有效去除水中的TNPG,最佳运行工艺条件为电流密度20 mA/cm2、极板间距10 mm、NaCl质量浓度0.3 g/L、Na2SO4质量浓度0.5 g/L。在最佳运行条件下,当TNPG初始质量浓度为400 mg/L时,电解240 min,溶液COD去除率为65.4%;当TNPG初始质量浓度为50 mg/L时,电解80 min,溶液COD去除率为100%。
采用硫酸亚铁和过氧化氢所构成的Fenton试剂,对经生化处理后的焦化废水进行Fenton高级氧化深度处理,重点考察了废水初始pH,FeSO4·7H2O、H2O2及PAM投加量对焦化生化废水处理效果的影响。结果表明,采用Fenton高级氧化法可使经生化处理后的焦化废水中的COD、NH3-N和色度得到进一步有效去除。对于中等浓度的焦化生化废水,较适宜的Fenton氧化工艺条件:废水初始pH为8~10,FeSO4·7H2O投加量为500 mg/L,H2O2投加量为3.5 mL/L,PAM投加量为4.0 mg/L。在此条件下,COD、NH3-N和色度的去除率分别可达85.9%、97.3%和84.6%。
在不同条件下对3种湿地植物枯落物进行水解,以获得相应的植物碳源。利用提取的植物碳源,研究了进水碳氮比对水平潜流人工湿地脱氮效果的影响。结果表明,对以硝态氮为氮源的反硝化过程,补充碳源对硝态氮和总氮的去除有明显的促进作用;对以氨氮和硝态氮为氮源的脱氮过程,随碳氮比的升高,硝态氮和总氮去除率增大,而氨氮由于受到溶解氧的制约,其去除率下降,并最终制约了总氮去除率的增大程度。
通过活性污泥对阿特拉津的等温吸附和动力学吸附试验,研究了活性污泥对阿特拉津的吸附特性。结果表明:活性污泥对阿特拉津具有一定的吸附能力,且加入HgCl后吸附效果较好,原因是抑制微生物活性的污泥,化学稳定性好,吸附能力也相应加强;另外,硝化污泥对阿特拉津的吸附能力要好于普通活性污泥;伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程能更好地拟合活性污泥对阿特拉津的动力学吸附特征,表明吸附是化学吸附和颗粒扩散共同作用的结果。
以粉煤灰(FA)经碱熔融和酸处理制得活性粉煤灰(AFA),并将其用于模拟废水中活性深蓝K-R的吸附,探讨了AFA的制备条件和影响吸附的因素。结果表明:在m(Na2CO3):m(FA)为1:5,焙烧温度为850 ℃,HCl浓度为4 mol/L ,搅拌溶解温度为80 ℃的制备条件下,所制得的AFA对3 500 mg/L活性深蓝K-R的吸附量为335.98 mg/g,活性深蓝K-R去除率达94.5%;染料起始浓度、pH、吸附时间和温度均对吸附效果产生影响;吸附动力学可用准二级吸附动力学方程进行描述(R2=1.000);等温吸附符合 Langmuir方程。AFA可有效去除水溶液中高浓度的活性深蓝K-R。
采用浸渍-焙烧法制备了Cu/C-Al2CO3。以Cu/C-Al2CO3为催化剂,臭氧为氧化剂,对印染废水进行了催化臭氧化处理,考察了催化剂投加量、氧化剂浓度、pH和反应时间等因素对处理效果的影响。结果表明:当pH为9,催化剂投加量为10 g/L,O3质量浓度为55 mg/L,反应时间为60 min时,COD去除率达到60%,色度去除率达到96%。
通过试验对比考察了投加不同形式Fe(Ⅲ)在兼氧/厌氧条件下异化铁还原协同降解模拟DMAC废水的效果,结果表明,在兼性厌氧条件下,不同形式Fe(Ⅲ)源体系对DMAC降解效果的大小依次为氧化铁皮> Fe(OH)3> 生物海绵铁铁泥;在严格的厌氧条件下,降解效果则无明显差异。同时考察了添加氧化铁皮反应器对DMAC进水负荷的耐受能力,结果显示,该体系表现出明显的DMAC降解效果,出水DMAC浓度随进水DMAC负荷的增加有所提高。
利用自制的活性污泥曝气池,通过试验研究了投加轻质填料对该曝气池处理模拟生活污水效果的影响。试验结果表明,当进水CODCrCr、NH4+-N、TN和TP分别为101~136、7.87~20.01、22.14~29.16、1.76~2.74 mg/L时,投加轻质填料的活性污泥曝气池对污水中CODCrCr、NH4+-N、TN和TP的去除率分别达到83%、89%、60%和38%,与未投加轻质填料时相比,CODCrCr、NH4+-N、TN和TP去除率分别提高4%、9%、11%和3%。此项研究为污水处理厂曝气池的升级改造提供了一种新的方法。
以含锌硫酸废水、铁屑、硅酸钠为原料制备聚硅酸铁锌絮凝剂。对制备条件的优化结果表明,当SiO2质量分数为0.020~0.025,n(Fe+Zn)/n(Si)为1.5~2.0,硅酸活化的pH为 1.56~2.12,活化时间为12~16 h时,制备的聚硅酸铁锌絮凝剂的絮凝性能优良。用制备的聚硅酸铁锌絮凝剂二段处理含肼废水,结果表明,经该絮凝剂处理后,废水COD从7 065 mg/L降低到1 235 mg/L,COD去除率达到了82.5%,pH从13~14降低到9~10,降低了含肼废水后续生物处理的负荷和冲击。
以某淀粉企业废水生化处理出水为研究对象,采用化学沉淀法对其进行处理,以解决淀粉废水生化处理出水总磷超标问题。通过小试考察了不同絮凝剂对总磷的去除效果及影响因素,并进行了中试研究。结果表明,在所考察的4种絮凝剂中氯化铁的除磷效果最佳,但其处理后出水pH呈酸性,达不到国家排放标准要求。采用氯化钙和氯化铁联合作用,出水pH为6.92,总磷去除率可达97.05%,最终出水总磷可达4.66 mg/L,达到当地纳管排放的要求(总磷<8 mg/L)。中试结果进一步验证了联合作用的处理效果。
通过实验比较了不同粒径Anammox颗粒污泥的物理性质和处理效果的差异。实验结果表明,Anammox颗粒污泥粒径的增大有助于减小颗粒污泥受到的不利条件的影响;粒径为0.5~1.0、1.0~1.5 mm及1.5 mm以上3组Anammox颗粒污泥的比反应速率(以N计)分别为0.52、0.62 、0.55 g/(g·d)。综合考虑去除效果及稳定性,在本实验系统中,粒径在1.0~1.5 mm的Anammox颗粒污泥的综合性能最佳。
采用铁炭微电解-微波协同氧化技术预处理垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液膜分离浓缩液。结果表明:当铁炭微电解处理的进水pH为3.0,铁炭质量比为1:1,气水比15:1,反应时间为4 h;氧化预处理的进水pH为3.0,氧化剂质量浓度为2 g/L,反应时间为10 min;微波功率为600 W,反应时间为10 min时,系统出水COD为280 mg/L,色度为40倍,总COD去除率及总色度去除率分别达91.4%、96.8%;出水B/C从0.006提高到0.17,出水的可生化性得到较大的改善。
壳聚糖作为絮凝剂单独用于印染废水的处理效果不明显。研究了在H2O2存在下壳聚糖对不同染料模拟废水的处理效果,发现对于所述的5种染料,其处理效果都较好。以孔雀石绿模拟废水为例,研究了壳聚糖和H2O2的投加量、pH、脱色时间、温度等对处理效果的影响。结果表明,当m(H2O2):m(壳聚糖)为1.91:1,pH为7,脱色时间为1 h,温度为40 ℃ 时,处理效果最佳,脱色率达到99%以上。
使用电化学阻抗法及Tafel极化法在模拟低压工业锅炉炉水介质中研究了HEDP对20#碳钢的缓蚀性能,并探讨了炉水中Ca2+、Cl-以及Cl42-对HEDP缓蚀性能的影响。实验结果表明:在模拟炉水介质中,当HEDP投加量为25 mg/L时,其对碳钢具有最佳的缓蚀效果;HEDP对碳钢腐蚀的抑制主要作用于阳极失电子反应,HEDP是一种以抑制阳极为主的缓蚀剂;炉水中Ca2+的存在会影响HEDP对碳钢电极的极化过程;Cl-、Cl42-等侵蚀性阴离子会促进腐蚀的加剧,影响HEDP的缓蚀性能。
根据甲醛与铵盐反应生成等物质量酸的原理,建立了一种快速测定废水中低浓度氨氮含量的方法——简易甲醛法。利用简易甲醛法对生活污水、印染废水及电镀废水中的氨氮含量进行了测定,并与国标法进行了对比研究。结果表明:当废水中氨氮质量浓度在50 mg/L以下时,简易甲醛法所测得的结果与国标法相比,无显著性偏差。简易甲醛法的测定结果具有较高的准确度,加标回收率在97%~101%。简易甲醛法操作简便,非常适合于现场对废水中氨氮的快速测定。
煤矿矿井水富含悬浮物、铁离子和锰离子等物质,直接外排会污染水体,破坏环境。介绍了辽宁锦州某煤矿的矿井水除铁除锰工程。该工程针对矿井水中悬浮物与铁、锰离子含量过高的现状,采用“调节池(曝气)+絮凝沉淀+锰砂过滤器”工艺对其进行处理。结果表明,处理出水铁离子质量浓度≤0.3 mg/L,锰离子质量浓度≤0.1 mg/L。该工艺处理效果明显,运行稳定,处理出水24 h不返色。
江西某纺织企业采用初沉+水解酸化+CASS+混凝沉淀吸附+过滤组合工艺处理纺织工业印染废水,处理水量为8 000 m3/d。调试运行结果表明,当进水COD、BOD5、SS分别为2 000、450、300 mg/L,色度为800倍时,出水COD、BOD5、SS分别为54、10、30 mg/L,色度为30倍,平均COD、BOD5、SS和色度去除率分别为97.3%、97.8%、90.0%和96.3%,出水水质稳定,达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287—2012)中新建企业水污染物排放限值的要求。
为改善废水资源回用率低的现状,某尼龙化工有限公司采用“固定化微生物曝气滤池(3T-BAF)+混凝沉淀+砂滤+消毒”的处理工艺对尼龙化工生产废水进行深度处理并回用。结果表明,该工艺运行稳定,产水各项指标均满足该公司对回用水的要求,具有显著的环境效益。
采用脉冲厌氧流化床反应器(PAFR)—改良型氧化沟—高级氧化组合工艺处理制浆造纸废水,其中PAFR内设有自动高效脉冲布水器,仅消耗部分势能,无潜水搅拌等辅助设备,池内泥水可充分混合;改良型氧化沟采用“ABR+卡鲁塞尔氧化沟”组合工艺,可有效防止污泥膨胀。介绍了整个工艺流程及主要构筑物;针对运行调试过程中出现的问题进行了分析并提出了解决方案。实际运行结果表明:该组合工艺系统运行稳定,出水COD≤70 mg/L、BOD≤20 mg/L、SS≤30 mg/L。
福建省鸿山热电有限公司DN3 200特大直径无顶压逆流再生离子交换器,再生成功率低,酸碱比耗大,严重影响了电厂对外供热。为此,福建省鸿山热电有限公司与西安热工院合作,进行了该设备的技改试验研究。结果表明,采用气顶压再生工艺,并采用大阻力中排,是确保大型逆流再生离子交换器再生效果的基本因素。
针对抗生素类工业废水难处理的特点,某工业集中区污水处理厂采用“厌氧水解+MSBR+臭氧氧化+絮凝沉淀+曝气生物滤池”复合工艺处理以抗生素类制药生产废水为主的混合工业废水。结果表明:当进水COD、NH3-N、TP平均分别为485、41.2、7.66 mg/L时,出水COD、NH3-N、TP平均分别为81、9.3、0.331 mg/L,出水各项指标达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准。该复合工艺的成功应用为极难生物降解的混合工业废水的处理提供了新途径。