在人工湿地污水处理系统中,溶解氧对脱氮效果起着非常重要的作用。由于人工湿地自身构造的限制,湿地内溶解氧水平普遍较低,利用增氧技术可明显改善人工湿地内部的溶解氧水平,提高湿地硝化脱氮作用。对溶解氧在人工湿地脱氮中的作用及其主要来源进行了描述,探讨了影响人工湿地溶解氧水平的因素,重点论述了提高人工湿地溶解氧水平的途径,并对今后的相关研究方向进行了展望。
随着炼油企业规模的不断扩大、原油劣质化趋势逐步加剧及排放标准的日益提高,水资源短缺和达标排放成为限制企业发展的瓶颈。从实际情况出发,分析了炼油企业在节水和污水资源化方面存在的问题,并对完善节水制度、推行清洁生产、严格水平衡测试、实施污水分流分治、强化分级控制、加强综合利用和优化处理工艺诸方面提出了相应的对策措施。
产氢/产甲烷的两相厌氧技术在国内外受到普遍关注,如何提高产氢反应器的氢气产率和系统生物能源的高效转化成为两相厌氧研究的关键问题。总结了近年来两相厌氧技术研究和应用的最新成果,介绍了两相厌氧基质利用的运行情况、相分离的优势及两相中的优势菌种。同时,就氢/甲烷两相厌氧发酵的前景提出了建议。
生物流化床反应器通过控制推动力使反应器内的气、固、液三相充分混合,并添加适当的填料,使反应器内部水流处于紊动状态,提高传质效率。按循环方式可将生物流化床分为内循环式和外循环式。简述了生物流化床在国内外的研究现状,对反应器结构、反应器内相态及流态特征、生物膜等方面进行了总结、分析,并对其研究方向和应用前景进行了展望。
以典型氯代烃污染场地为试验基地,采用原位注入方法,研究了添加强化药剂对地下水氯代烃厌氧还原脱氯降解和化学环境变化的影响。结果表明,强化药剂能有效促进氯代烃污染地下水的原位还原修复,且对1,1,1-三氯乙烷、1,1-二氯乙烷的去除效果(平均去除率>99%)好于对1,1-二氯乙烯的效果(平均去除率78.9%);药剂最佳作用时间为注入后90 d内,最佳作用半径为1.5 m,主要作用途径为药剂中缓释有机碳介导的厌氧生物还原脱氯。
制备了两类壳聚糖-无机混杂膜(CS/C和CS/SiO2),考察了其对Pb2+的吸附能力。结果表明,壳聚糖与活性炭(或SiO2)的用量存在最佳配比;Freundlich方程更适合模拟CS/C膜的吸附,而Langmuir吸附模型能更准确地描述CS/SiO2膜的吸附;吸附过程均符合准二级动力学模型;CS/C膜具有较好的重复使用性能,而CS/SiO2膜用盐酸再生时发生溶蚀。当Pb2+初始质量浓度为3 780 mg/L时,CS/C膜(质量比5:3)在pH=5.0、30℃下,48 h后吸附容量达181.35 mg/g。
筛选出产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶的菌株,对城镇污水处理厂的活性污泥进行摇瓶减量试验。结果表明:采用单菌株处理时,产蛋白酶菌株对污泥减量的效果最好,培养第3天减量效果最高达到15.3%,纤维素酶降解菌的减量效果最差,只有4.7%。采用复配菌株处理,蛋白酶菌株、淀粉酶菌株、纤维素酶菌株体积比为7:2:1时,培养第3天减量效果最高达到16.4%。单菌株和复配菌株在试验第3天都达到最高的减量效果,第4天分别下降为12.1%、9.4%,总体来看复配菌株的减量效果比单菌株减量效果好。
以钢渣为主要原料,添加少量黏土和造孔剂制备钢渣陶粒,用于生物接触氧化处理微氧反应器出水。结果表明,钢渣陶粒生物接触氧化工艺能同时去除COD和脱氮除磷。在接触氧化时间为2.5 h,进水COD、TP、NH4+-N、TN的质量浓度分别为20~86、0.8~6.0、8.2~31.4、9.9~33.2 mg/L的条件下稳定运行,出水COD、TP、NH4+-N、TN的平均质量浓度分别为18、0.6、0.2、3.5 mg/L,满足GB 18918-2002的一级标准要求。
以某金矿区含重金属酸性废水为研究对象,采用石灰作为中和剂,花生壳、改性花生壳、玉米芯、花生壳+粉煤灰作为吸附剂进行处理,比较分析了其对酸的中和能力以及重金属的去除效果。结果表明,石灰投加量为20 g/L时,废水pH提高到6.21;投加石灰对废水中As、Cd、Pb、Zn都有明显的去除效果。4种吸附剂对废水中的重金属也有一定去除效果,其中对Pb和Zn的去除效果最好;不同吸附剂对重金属的去除效果存在差异,花生壳+粉煤灰的效果最好。该金矿区废水经石灰中和处理及花生壳+粉煤灰吸附处理后,废水pH升至6.63,As、Cd、Pb、Zn的去除率分别达到96.5%、44.9%、85.4%、97.2%,可形成一种有效的金矿区含重金属废水的处理方法。
采用单独臭氧氧化、MnO2吸附和O3/MnO2催化氧化3种体系对经过混凝处理后的钻井废水进行深度处理,重点研究了O3/MnO2催化氧化体系去除钻井废水中有机物(以COD计)的效能。结果表明:相比单独臭氧氧化和MnO2吸附体系,O3/MnO2催化氧化体系能显著提高COD和TOC的去除率;COD去除率随着臭氧投加量和催化剂投加量的增加、pH的升高和反应时间的增加而增大;在臭氧投加量为80 mg/L、pH为11.5、催化剂投加量为20 g/L、反应时间为40 min的最佳工艺条件下,COD和TOC的去除率分别达到87.51%、83.18%,COD从686.28 mg/L降至85.72 mg/L,出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的一级标准要求。
采用水解酸化-A2/O-MBR中试工艺处理某城市混合污水,当进水COD、NH3-N、TN、TP分别为394~894、33.5~133.5、48.6~145.4、4.9~15.4 mg/L时,该工艺对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为81.9%、96.9%、30.9%、49.6%。其中,TN去除率随着碳氮比的增大而增大,表明可生化碳源不足影响了TN和TP的去除效果。工艺运行期间,MBR膜低压运行可有效减缓膜污染。
采用进水pH从中性偏碱(pH=8.0)逐步降低到酸性(pH=6.0)的方式启动ASBR,然后在酸性条件下(pH=6.0)运行,考察ASBR对2,4,6-TCP的降解效果,发现投加零价铁有利于2,4,6-TCP的降解:与单独厌氧微生物体系相比,零价铁/厌氧微生物联合体系在三氯酚负荷为112.1 μmol/g、进水pH为6.0及持续运行43 d条件下较完全地将2,4,6-TCP降解为苯酚。零价铁有调节体系pH,并保持产酸微生物与耗酸微生物良好平衡关系的作用。
模拟水厂现行工艺对含镍污染原水进行处理,当原水中镍质量浓度超过0.03 mg/L时,经处理后无法保证镍去除达标。在水厂现有工艺基础上,通过投加高锰酸钾、助凝剂PAM和调节pH来强化镍的去除,试验结果表明,pH和高锰酸钾投加量是影响镍去除效果的两个主要因素。最佳去除率方案:高锰酸钾投加量为1.5 mg/L,调节pH为9.5,PAC投加量为18 mg/L,PAM投加量为1.0 mg/L。在此条件下处理镍质量浓度为0.1 mg/L的原水,出水剩余镍为0.009 mg/L,去除率达到91%,同时该条件可使质量浓度<0.22 mg/L的镍污染原水处理后达标。高锰酸钾预氧化强化混凝可作为柳江沿岸水厂应对镍污染的一种有效应急处理措施。
以衣康酸和丙烯磺酸钠为单体,采用双氧水-次亚磷酸钠氧化还原类引发体系,合成了集羧酸基、磺酸基和膦基于一体的水溶性共聚物。讨论了反应温度、反应时间、次亚磷酸钠用量及单体质量比对共聚物阻垢性能的影响,确定了最佳合成工艺条件,采用红外光谱对共聚物进行了表征。
环氧树脂废水的盐分和有机物浓度很高,无法采用常规方法进行有效处理。采用催化湿式过氧化物氧化法(CWPO)处理环氧树脂废水,考察了氧化剂(H2O2)和催化剂(Fe2+)投加量及投加方式、pH、反应温度和时间等对环氧树脂废水TOC去除效果的影响。结果表明,CWPO处理环氧树脂废水的适宜工艺条件为H2O2 75 mL/L、FeSO4·7H2O 6.5 g/L、pH=3.0、温度90℃、反应时间200 min。在氧化剂和催化剂总投加量相同的条件下,两者分多次投加时的TOC去除效果明显优于一次性投加。优化条件下进行中试发现,TOC为2 500~2 700 mg/L的环氧树脂废水经CWPO工艺处理后,出水TOC稳定在150 mg/L左右,可作为生产氯气和烧碱的原料。
凹土基滤料经水热固化后,微观结构从棒晶状转变成片状,抗压强度显著增加,比表面积明显增大,孔径略有减小。采用水热固化后的凹土滤料对苯胺进行吸附,8 h前处于快速吸附阶段,12 h时达到平衡,单位吸附量为49.34 mg/g;pH =6时吸附效果最好。对于低浓度的苯胺溶液,滤料投加量为20 g/L时去除率最大,达到79.4%。
采用臭氧强化混凝的方法对酵母废水二级出水进行深度处理,结果表明,臭氧、三氯化铁投加量分别为120 mg/L、0.5 g/L时,COD去除率为65.0%,与相同投加量下先混凝后臭氧氧化的实验结果相比,COD去除率可提高19.2%,化学污泥产生量可减少50%以上;与单独混凝实验相比,可减少60%以上的混凝剂用量。臭氧强化混凝的吨水处理费用最低,采用氧气源时,吨水处理费为2.5元,分别比先混凝后臭氧氧化和单独混凝减少0.7、1.3元/t。
以养猪废水廉价培养基制备了新型复合型生物絮凝剂MBF-737,将其与化学絮凝剂FeCl3复配使用处理实际印染废水,并确定最佳工艺条件:对于100 mL印染废水,投加2 mL 2.5 g/L的MBF-737、4 mL 5 g/L的FeCl3、3 mL 1% CaCl2,调节初始pH为9,在260 r/min快速搅拌300 s,100 r/min慢速搅拌80 s,絮凝率、除浊率、色度去除率分别为73.81%、 79.91%、86.5%。复合絮凝剂投加量少、去除率高,对印染废水具有较好的预处理效果。
以甲基橙模拟染料废水为处理对象,微电解法为主体工艺,采用铁屑和粉煤灰作为微电解填料,以获得粉煤灰资源化利用的新途径,并探讨稀土Gd催化提高微电解处理效果的新方法。结果表明,粉煤灰可以替代活性炭参与微电解反应,并有良好的处理效果,稀土Gd能明显加快反应速率并提高甲基橙的脱色率和降解率。试验最佳运行参数:进水pH为3.5,反应时间60 min,稀土Gd以Gd3+溶液(3.08 g/L)形式投加,投加量为10 mL,铁粉煤灰投加量为150 g/L,m(粉煤灰):m(铁屑)为2:1。
对造纸中段废水处理中基于Zeta电位的絮凝条件进行优化。利用自主研制的Zeta电位在线测定装置测定絮凝工段的Zeta电位,用来指导絮凝药品的投放量。讨论了废水pH、PAC和PAM的投加量及搅拌速度对絮凝效果的影响,得出絮凝工段的最优pH、PAC和PAM的最佳投加量及最佳的搅拌条件,有效减轻了后续处理负荷,为造纸中段废水的絮凝工段处理提供了详细、可靠的理论依据。
采用静态吸附方法研究了赤泥用量、pH、反应时间和温度对去除废水中镉效果的影响。结果表明,赤泥对镉离子有较好的吸附性能,吸附率达到95.32%。当镉离子初始质量浓度为10 mg/L时,赤泥合适的投加量为1 g/L,反应时间为1 h,温度越高吸附率越高;溶液pH越高吸附率越高,在碱性环境中会发生沉淀作用。
待测水样中若残留过硫酸盐会对COD的测定产生干扰。考察了K2S2O8对COD测定的干扰情况,分析干扰原因,并提出相应的消除干扰措施。研究表明,残留的K2S2O8具有一定的还原性从而使COD测定值高于实际值,其浓度与COD之间呈现显著的线性关系,1 mg K2S2O8对COD变化值的贡献约为0.029 79 mg。在COD标准溶液体系中,ΔCOD1(COD测定值与原水实际COD的差值)和线性方程计算的ΔCOD2(K2S2O8对COD的贡献值)的差值为原水实际COD的0.88%~1.99%;在经生化处理后的垃圾渗滤液体系中,ΔCOD1与ΔCOD2的差值为原水实际COD的1.23%~7.18%。该线性方程较好地反映了实际水样的COD,借此可消除残留K2S2O8对COD测定的干扰。
针对某石英制品企业排放的高浓度含氟废水,采用初沉-混凝沉淀-吸附组合工艺进行处理。工程实践结果表明:在加药量维持相对稳定的情况下,出水氟化物质量浓度可稳定控制在5 mg/L以下,达到了当地环境保护局要求的控制标准。
采用中和-混凝沉淀-活性炭吸附的组合工艺,对铅酸蓄电池生产企业的含铅废水进行处理,出水COD<50 mg/L,Pb2+<0.9 mg/L,满足《污水综合排放标准》的一类标准要求,且具有工艺操作简单、设备使用周期长、运行费用低等优点。
分析了某制革废水水质及原有处理系统运行过程中存在的问题,在充分利用原有设施的前提下,设计合理的改造工艺。结果表明:改造后的处理系统对COD、BOD5、NH3-N、SS的去除率分别为98.3%、99.4%、97.0%、98.9%,出水pH在7.0左右,出水水质达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准要求。
油田污水处理系统常用的过滤器有两种:水力加气方式清洗滤料的多介质过滤器和机械搅拌方式清洗滤料的核桃壳过滤器。改性污水处理工艺产生的污泥主要成分是碳酸钙,过滤时极易穿透吸附在滤床滤料上,使滤料不能彻底洗净,再生难度加大。研制了一种新型体外清洗滤料核桃壳过滤器,采用独特的滤料罐外流化循环大强度清洗技术,能彻底清洗滤料,使滤料再生,同时污水处理能力较多介质过滤器提高了一倍,用水量降至原来的25%左右,具有推广价值。