粉末活性炭(PAC)在饮用水脱色除嗅、深度处理及污水回用领域应用广泛。大量吸附污染物后的PAC若不经处理直接排放至环境,易造成二次污染,若作为污泥处置又将增加处置费用。因此,再生利用废弃PAC具有重要的经济效益和环境效益。分析了PAC再生时面临的问题,概述了目前PAC再生的传统方法(热法、湿式氧化法)和新方法(微波法、光催化法、磁性复合物法)的研究进展,综述了各个方法的优缺点及其应用前景。
啤酒生产过程中会产生大量的废水,必须经过处理达到排放标准后排放或者达到回用标准后回用。根据啤酒废水来源不同其水质明显不同,这是废水回用的基础。对啤酒生产工艺及废水产生情况进行了介绍,综述了几种新型废水回用技术,主要包括膜过滤、膜生物反应器、低温等离子体以及电化学方法,总结了这些新技术各自的优缺点,并对其在废水回用中的应用情况作相关展望。
对近年来国内外关于反硝化除磷的原理及其影响因素进行了综述。讨论并分析了NO3-、NO2-、碳源、污泥龄、溶解氧、碳氮比和碳磷比对反硝化除磷的影响,并指出了反硝化除磷作为一种绿色可持续发展污水处理工艺的发展方向。
设计了两相厌氧系统,以生活污水厂好氧污泥为种泥,对合成制药废水进行启动试验研究。控制水温在(35±1)℃,产酸反应器进水pH在5.5~6.5、产甲烷相进水pH在7.0±0.3,通过交替提高进水COD与增大进水流量提高系统容积负荷(VLR)。经过51 d的启动运行,系统的VLR达到4.7 kg/(m3·d), HRT为36 h,COD去除率达到89.5%。产酸和产甲烷反应器均培养出足量的适于处理该废水的厌氧污泥,表明两相厌氧反应启动成功。
新建一套基于磁性树脂吸附-混凝工艺的自动化中试设备,对A、B两厂的印染废水生化出水进行深度处理,COD去除率>70%,SS去除率接近90%,色度去除率在80%左右。磁性树脂可去除中低分子质量有机物,与混凝去除有机物形成了互补。该工艺对印染废水生化出水中比例最高的疏水有机组分去除效果最好。该工艺对A、B两厂废水的可吸附有机卤素(AOX)去除率分别达89.41%、88.27%,出水的急性毒性由微毒性降至无毒性,慢性毒性满足美国USEPA标准要求。
用生物质海绵基活性炭纤维 (LSF-ACF)吸附模拟废水中的苯酚,考察了温度、pH、投加量以及苯酚初始浓度对吸附效果的影响,研究了吸附平衡模型和吸附动力学模型。结果表明:酸性或弱碱性(pH≤9)条件下有利于LSF-ACF吸附苯酚;当投加量>8 g/L时,LSF-ACF对苯酚的去除率趋于最大值(96.5%),达到动态平衡;由Langmuir和Freundlich吸附等温模型拟合出来的吸附曲线R2都达到0.95以上;LSF-ACF对苯酚溶液的吸附符合拟二级反应动力学,R2为0.999 8。
采用刷涂法制备了Ti/TiO2-SnO2-RuO2电极,并用SEM、XRD对电极形貌及结构进行表征。利用该电极作阳极,石墨板为阴极,对含奥克托今(HMX)的废水进行电催化氧化降解处理,探讨了Na2SO4电解质浓度、反应温度、溶液pH、电解电压等因素对HMX去除率和COD去除率的影响。结果表明,在Na2SO4质量浓度为7.5 g/L、反应温度为35℃、溶液pH为3、外加电解电压为3 V的条件下处理50 mL含HMX的废水,HMX的去除率达到91.76%,COD去除率达到99.86%。
采用双分子亲核加成反应,以三丁基膦、1,6-二溴己烷和1,12-二溴十二烷为原料,在一定条件下分别合成了1,6-亚己基双(三丁基溴化鏻)(HBTP)和1,12-亚十二烷基双(三丁基溴化鏻)(DBTP),并对离子液体产物进行结构表征。采用绝迹稀释法评价杀菌性能,结果表明:在相同的药剂浓度及作用时间下,DBTP的杀菌效果最好,质量浓度为20 mg/L、接触时间为0.5 h 时,其对腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌的杀菌率分别为98.40%、96.44%、99.73%。对比实验表明,DBTP的杀菌能力比四羟甲基硫酸鏻(THPS)强。
针对内蒙古某电厂循环冷却水中的异养菌进行了模拟杀菌实验。实验采用非均匀横向脉冲磁场、脉冲方波,在方波频率1 000 Hz、输出电压10 V、水温30℃、流量170 L/h条件下测定不同占空比的杀菌率。当循环冷却水做切割磁力线流动时,不同占空比对水中异养菌的杀菌效果不同,占空比为50%时杀菌率最好,为84.6%;10%的低占空比和90%的高占空比下杀菌率曲线出现正负波动,表明不同占空比的脉冲方波会影响异养菌细胞的正常生理功能。
以微生物的耗氧呼吸速率(OUR)为指标,从废水的可生化性出发,考察了O3与H2O2物质的量比、pH和羟基自由基抑制剂等因素对O3/H2O2氧化工艺提高克林霉素废水可生化性的影响。研究结果表明:O3/H2O2氧化工艺极大地提高了废水的可生化性,在n(H2O2):n(O3)为0.9、溶液pH为10.5 的条件下,废水OUR能够从0升高到0.45 mg/(g·min),同时还证实在O3/H2O2氧化过程中主要是羟基自由基发挥作用。
采用电絮凝-电解耦合技术处理船舶生活污水,研究了电絮凝过程中电流密度、电絮凝时间、污水盐度、极板间距、污水初始pH等因素对船舶生活污水COD去除率的影响;进一步采用自制Ti/SnO2-Sb2O3/β-PbO2-La电极深度电解处理电絮凝后的污水,并对电解过程中的电流密度、电解时间等进行考察。结果表明:在最佳电絮凝条件下,COD去除率可达到64%;在随后的电解深度处理过程中,当电流密度为0.06 A/cm2、电解时间为180 min时,COD总去除率为93%。
采用微电解-絮凝法预处理含油乳化废水。结果表明,铁投加量为60 g/L,铁炭质量比为20:1,微电解反应16 h,复配絮凝剂PAC用量为120 mg/L、PDA用量为12 mg/L时,对含油乳化废水的预处理效果最佳,COD去除率最高可达45%以上。
葡萄酒废水是一种具有季节波动性的高COD、高色度有机废水,生产旺季时其水质水量的大幅度变化会给正常的好氧生化处理造成不利影响。研究了Fenton试剂预处理工艺对葡萄酒废水的处理效果及其主要控制参数。结果表明,Fenton试剂预处理对COD的去除率最高可达到54%。采用SBR对预处理出水进行好氧处理时,经过15 h的曝气,COD可降至40 mg/L以下,而未经Fenton氧化的废水曝气40 h后COD仍高达105 mg/L。高效液相色谱分析显示,葡萄酒废水的主要成分为乙醇、乙酸和酒石酸,经Fenton处理后,出水只检测到乙酸,显示Fenton预处理可改善原水水质,提高生化处理效果。
对电催化氧化法预处理焦化废水进行了实验研究。以COD、SCN- 和挥发酚作为考察目标,在不同电流密度及初始pH条件下对废水进行预处理,较大的电流密度及酸性条件下电催化氧化法对COD、SCN- 、挥发酚的降解效果较好。考察了预处理后出水的生物降解速率并进行效能评价,得出电催化氧化预处理焦化废水时电流密度为2.03×10-2 A/cm2、pH<7为最佳工况,有利于后续生化处理的进行。
详细分析了Sohio法丙烯腈污水的组成、特点和国内处理现状,在工艺对比的基础上,提出了生物倍增和缺氧组合工艺+曝气生物滤池+臭氧催化氧化+曝气生物滤池的处理流程。试验结果表明,稀释后的丙烯腈污水COD、BOD5、TN、3-氰基吡啶分别为1 600、800、250、400 mg/L时,采用该流程处理后出水COD≤40 mg/L,BOD5≤5 mg/L,TN≤30 mg/L,NH3-N≤5 mg/L,3-氰基吡啶≤1 mg/L。
针对生物流化床处理乙二醇污水过程中容易产生污泥膨胀的问题,对生物流化床运行工艺条件进行详细考察,并总结出产生丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀的原因。结果表明,当生物流化床污泥沉降比为15%~40%,系统运行温度≥25℃,乙二醇污水pH控制在5~11,COD容积负荷<6 kg/(m3·d)时,可以有效防止污泥膨胀现象的发生。
研究了异养菌和余氯对无磷共聚物AA/AMPS/HPA稳定锌盐、磷酸盐性能的影响及对配方缓蚀性能的影响,结果表明:在Ca2+为1 000 mg/L、碱度270 mg/L条件下,余氯和异养菌对AA/AMPS/HPA稳定锌盐性能影响较小,46 d后稳锌率均高于80%;异养菌对AA/AMPS/HPA稳定磷酸盐性能的影响要大于余氯的影响,含异养菌配水46 d后稳磷率仅为67%,而含余氯配水稳磷率高达88%;余氯会加剧碳钢的腐蚀,现场应用时应控制余氯的量。
对A/O-MBR工艺处理高COD、高氨氮餐厨废水进行了研究。结果表明,在为期140 d的运行过程中,出水平均COD、NH4+-N、TN分别为277、2.16、271 mg/L,平均去除率分别达到95.68%、99.78%、79.43%;当硝化液回流比为300%,反应器进水补充甲醇作为碳源时,出水平均COD、NH4+-N、TN分别为275、2.10、71 mg/L,平均去除率分别达到95.35%、99.77%、95.01%;当污泥质量浓度维持在9~13 g/L时,可减缓膜污染的速度,TMP的增长较为缓慢。
研究了活性炭吸附膜浓水的穿透曲线,并针对吸附饱和的活性炭,考察了超声再生、热再生、化学再生、电化学再生4种常用再生方式的再生效率和再生次数。结果表明电化学再生具有相对较高的再生效率和相对稳定的再生效果,其最高再生效率为87.5%,采用该方法进行4次再生后效率仍有60%。
渤海油田某些海上钻井平台含油废水的水质特点,在室温条件下采用NaOH破乳-混凝-絮凝方法对其进行处理,出水水质可满足下一单元的进水要求,为进一步深度处理提供了较为良好的进水条件,同时该方法对来水水质的多变性具有很强的适应性。
采用浊度法对循环水中的聚丙烯酸(PAA)的浓度进行测定,并讨论十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)最佳投加量、pH、放置时间等对吸光度的影响,确定了最佳测试条件,并研究了循环水中共存物质对PAA测定的影响。当循环水中的Ca2+<200 mg/L、PO43-<50 mg/L、SO42-<360 mg/L、NaCl<400 mg/L时对PAA的测定几乎没有影响;水质稳定剂HEDP<50 mg/L、ATMP<20 mg/L、BTA<4 mg/L时对PAA的测定几乎无影响,六偏磷酸钠的影响可以通过加酸蒸煮消除。此法准确、实用性强,检测限为0.112 mg/L。
采用ABR(厌氧折板反应器)+生物接触氧化组合工艺对乳业废水进行处理,当进水COD约为800~3 500 mg/L、BOD5约为600~2 100 mg/L、SS≤500 mg/L、动植物油≤500 mg/L时,经该工艺处理后出水COD稳定在44~62 mg/L、BOD5稳定在8.2~11 mg/L、SS稳定在14~20 mg/L、动植物油脂≤10 mg/L,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准的要求。工程运行实践表明,该系统运行稳定,处理效率高,具有良好的经济效益与环境效益。
采用EGSB+A/O+BAF工艺处理某中成药废水,处理水量1 000 m3/d,水质为COD 500~3 000 mg/L,BOD5 500~800 mg/L,SS 300~500 mg/L,处理后出水符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准要求。
采用UASB+A/O+Fenton氧化工艺处理某工业园废水,该废水主要由精细化工企业经过预处理后的废水组成。经该工艺处理后废水COD从500 mg/L左右降到90 mg/L以下, BOD5从300 mg/L左右降到20 mg/L以下,处理效率均达到82%以上,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)中的一级标准要求。
目前国内工业循环冷却水处理大多采用磷系配方,易引起水体富营养化。随着环保要求的不断提高,磷系配方的应用越来越受到限制。凤台发电厂采用绿色无磷方案,使系统在自然pH条件下运行,浓缩倍数3~4倍,且可以减少杀菌灭藻剂的用量。运行结果表明,该方案达到良好的防腐蚀、阻垢和微生物控制效果,同时具有很好的环境效益和经济效益。
介绍了某发电厂锅炉补给水处理系统中超滤、反渗透和离子交换工艺设计参数,阐述了各设备的运行状况,分析了运行参数存在的问题,计算了整个系统的运行能耗。结果表明,整套系统运行稳定,由于存在反渗透的预脱盐,离子交换器周期制水量大幅增加,保障了锅炉用水的水质和水量。