可持续污水处理技术及资源管理的核心就是降低能耗、回收资源以减轻环境影响.厌氧膜生物反应器(AnMBR)具有能耗低、产泥率低、污泥自然回流等优点.从AnMBR技术组成、膜结构形态、应用、膜污染原因、厌氧微生物生态学等方面介绍了AnMBR技术的最新研究状况,指出其面临的难题及今后的发展方向,以期为后续研究以及实际应用提供理论参考.
随着药物及个人护理品(PPCPs)的广泛使用,水环境中PPCPs的污染越来越严重.吸附技术对于去除PPCPs表现出一定的优势,其中碳材料对PPCPs的吸附去除被广泛研究.针对碳材料(活性炭和碳纳米管)对水体中PPCPs的吸附机理和研究进展进行了总结和分析,并进一步探讨了碳材料在当前应用中存在的问题及今后的发展方向,以促进相关研究工作的发展.
邻苯二甲酸酯作为增塑剂被广泛应用于工业领域,导致了较为普遍的环境污染.简要介绍了邻苯二甲酸酯的理化性质及对人体的危害,综述了水中邻苯二甲酸酯类化合物的前处理技术以及检测技术,并对检测过程中存在的问题进行了讨论,对邻苯二甲酸酯检测方法的未来发展进行了展望.
当前是纺织工业发展新的历史时期,印染废水水质特征及治理技术发生了新的变化.在分析印染废水现状的基础上,剖析了当前印染废水治理中的主要现实问题;针对利润率偏低的典型印染行业特征,提出未来印染废水治理的方向性建议.
针对电容吸附除盐法中电压低、处理效率低、电极易腐蚀等缺点,对活性炭纤维电极表面进行了覆膜绝缘处理.NaCl模拟溶液实验结果表明,覆膜电极电吸附除盐的最佳操作电压为20 V,最佳作用时间为30 min.对低浓度NaCl溶液(<300 mg/L),溶液电导率去除率可达80%以上.吸附等温线拟合结果表明,低电压(<10 V)时,吸附倾向于Langmuir模型;高电压时,吸附更加符合Freundlich模型.
针对某煤矿废水处理站对低浊废水混凝处理效果不佳、混凝剂投加量大等问题,通过正交试验及单因素试验对混凝条件进行了优化.试验结果表明,最优混凝操作条件:以PAC为混凝剂,投加量为20 mg/L;原水pH为8;依次快速(250 r/min)搅拌30 s,中速(100 r/min)搅拌8 min,慢速(40 r/min)搅拌12 min;在快速搅拌之后投加PAM,投加量为0.5 mg/L,投加时间为30 s.在最优混凝条件下,低浊废水的SS去除率高达90%以上.
研究了m-s-m系列双季铵盐杀菌剂对海水中异养菌的杀菌性能及构效关系.结果显示,双季铵盐杀菌剂的杀菌性能明显优于对照单季铵盐十二烷基三甲基溴化铵和十二烷基二甲基苄基氯化铵,达到相同杀菌效果,双季铵盐用量仅为单季铵盐的1/20~1/10.双季铵盐的杀菌性能与烷烃链长和连接基团长度均有一定相关性.
采用O3/UV/H2O2耦合工艺对成分复杂、可生化性差的兰州某石化企业二级出水进行预处理,分析了不同因素对COD去除率及废水可生化性的影响.结果表明,当O3投加量为62.63 mg/L,UV功率为25 W,照射时间为15 min,n(H2O2)/n(O3)为0.5,原水pH为9时,COD去除率可达29.34%,BOD5/COD可由0.05增加到0.34.此工艺对石化二级出水水质具有明显的改善作用,同时大幅提升了废水的可生化性.
接种稳定运行的UASB厌氧氨氧化反应器污泥至厌氧发酵罐进行批式实验,研究了进水HCO3-浓度对厌氧氨氧化反应的影响.结果表明,当进水HCO3-质量浓度 <0.8 g/L时,发酵罐出水pH迅速大幅度升高,抑制了厌氧氨氧化细菌活性,氮去除速率大幅下降;随着进水HCO3-质量浓度从0.8 g/L增加到1.2 g/L,厌氧氨氧化细菌的活性增加;进一步提高HCO3-浓度,氮去除速率下降,厌氧氨氧化细菌的活性又受到抑制.HCO3-对厌氧氨氧化反应的影响表现为提供充足碳源和调节反应器pH的综合作用.
研究了无机混凝剂(PAFC和PAC)与壳聚糖(CTS)联合调理对污泥脱水效果的影响.结果表明:联合调理污泥脱水效果明显优于单一混凝剂调理.当无机混凝剂PAFC和PAC投加量(以干污泥量计)分别为60 mg/g,CTS投加量(以干污泥量计)为3.0 mg/g时,PAFC+CTS、PAC+CTS调理污泥比阻比原泥分别降低了87.90%和84.93%,滤饼含水率降到76.3%和76.9%,污泥平均粒径从原来的8.70 μm分别增大至59.07 μm和54.69 μm.相同投加量下,PAFC+CTS联合调理的污泥脱水效果优于PAC+CTS联合调理.
研究了二氧化氯消毒中水COD与二氧化氯最小投加量的定量关系及确保二氧化氯持续消毒能力的剩余剂量.结果表明:在室温,COD为 15~50 mg/L,浊度为1.00~6.37 NTU,大肠菌群数 <106数量级的条件下,中水COD与二氧化氯最小投加量定量关系满足一元线性方程.为保证二氧化氯的持续消毒能力,消毒30 min水样的剩余二氧化氯质量浓度不能低于0.10 mg/L.二氧化氯浓度随时间的衰减规律符合一级反应动力学模型,且随二氧化氯浓度的减小,其衰减速率逐渐减小.
从处理糖蜜酒精废液的UASB反应器颗粒污泥中筛选出优势菌株,并对优势菌的生态位、代谢产物及降解性能进行了研究.结果显示,优势菌种组成的复合菌群有很宽的生态位,且在不同的生态位都有相应的优势菌种,具有生态位的多样性和稳定性;复合菌群能通过调节代谢产物适应外界条件的改变,并逐渐使外界环境向菌群适宜的生态位迁移.通过温度、COD、pH等生态因子对复合菌群降解性能影响的研究,得出了复合菌群适宜的降解条件,为优势菌群的应用奠定了基础.
为了探讨负荷效应对微氧污泥床反应器运行特征的影响,研究比较了上升流式微氧污泥床反应器(UMSB)和好氧对照系统(ACS)在3种不同负荷水平下的运行特征.结果表明,负荷较低时,UMSB和ACS的COD去除率没有显著性差异,而UMSB的TP去除率显著高于ACS.负荷较高时,UMSB和ACS的COD去除率存在显著性差异,而UMSB和ACS的TP去除率不存在显著性差异.有机负荷对UMSB中COD和TP的去除具有较大影响.
采用自行研制的上旋流厌氧反应器处理酒精生产废水,研究了反应器的启动运行效果及影响因素.研究结果表明,SCOD去除效果明显,SCOD去除率均值为84%;当COD容积负荷提高到20 kg/(m3·d)以上时,SCOD去除率为84%,系统没有出现酸累积现象;COD污泥负荷(以VSS计)不超过0.55 kg/(kg·d)时,SCOD去除率最高可达86%.调试35 d后,实现了厌氧反应器的快速启动,且系统运行稳定.
针对印染生化尾水中残留色度及营养盐去除难的问题,提出了人工光源强化沉水植物深度净化的新方法.实验结果表明,人工光源补光条件下,金鱼藻和苦草对印染生化尾水中色度、TP和NH4+-N的去除效果均优于无补光组.其中,采用红光辅助金鱼藻的净化处理效果最好,当停留时间为5 d时,可将印染生化尾水中的色度从40倍降至8倍左右,TP从1.50 mg/L降为0.11 mg/L, NH4+-N从8.00 mg/L降为1.83 mg/L,色度、TP、NH4+-N去除率分别达到80.0%、92.6%和77.1%,处理出水达到地表水环境V类水标准(GB 3838—2002).
采用模拟生活废水对比分析了生物膜反应器的2种挂膜方法(自然挂膜法和接种挂膜法),并探究了HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH4+-N的影响.结果表明:同等工况条件下,采用接种挂膜法和自然挂膜法的COD和NH4+-N去除率分别为85.3%、67.8%和84.6%、66.2%,采用自然挂膜法完全可以取得接种挂膜法的效果;HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH4+-N有着重要影响,当HRT为6 h,DO为4.0 mg/L时,COD和NH4+-N去除率分别为90.2%和85.5%.
采用水热合成法分别制备了TiO2、Si-TiO2、Ce-TiO2以及Ce和Si共掺杂TiO2(Ce0.010Si0.10TiO2)光催化剂,利用XRD和TEM对制备的样品进行了晶型和形貌的表征,并在可见光照射下用其催化降解甲基橙水溶液,考察了催化剂的可见光催化活性.结果表明,对于Si和Ce共掺杂TiO2,Si的引入可显著提高TiO2颗粒的分散性,提高其比表面积,而Ce的引入可提高其可见光催化活性;Ce0.010Si0.10TiO2具有较好的催化活性,其在可见光条件下对模拟废水中甲基橙的降解率达到了 95.3%.
采用预处理—厌氧—两级SBR组合工艺处理保险粉废水.试验研究结果表明:预处理可提高废水的可生化性;当厌氧系统COD污泥负荷(以VSS计)不超过0.5 kg/(kg·d),两级SBR曝气时间分别为11、8 h时, 厌氧及两级SBR 的COD去除率可分别达到69%、97%,组合工艺COD总去除率达到98%,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的二级标准.
采用多介质过滤-超滤-反渗透的处理工艺,对某生物制剂厂的厌氧-好氧-混凝气浮出水进行了深度回用处理中试研究.试验结果表明,在试验进水水质条件下,采用PVDF外压超滤膜和陶氏抗污染反渗透膜,可保证系统稳定运行;超滤系统产水SDI <3,反渗透脱盐率为97.5%,各项产水指标均满足冷却塔补水水质要求.工程项目设计日产水量600 m3,投资300万元,年节约费用128万元,投资回报期为2.34 a.
采用SBR反应器培养好氧颗粒污泥,考察了低曝气量下好氧颗粒污泥的性能.研究表明,低曝气量下,好氧颗粒污泥具有较高处理效能,其对校园污水中COD、氨氮和磷的去除率最高可分别达到93.8%、87.7%、87.8%.降低曝气量有利于磷的去除,对COD去除的影响不大,对氨氮去除的影响较大.当曝气量为0.2 m3/h时,氨氮去除率最高.降低曝气量,DO浓度的变化不显著.好氧颗粒污泥能在低曝气量下稳定运行,在保证污染物去除率的前提下可降低能耗,节约能源.
油田回注水中含有大量S2-,其会降低聚合物——部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的黏度,进而影响驱油效果.采用化学氧化法去除油田污水中的S2-,探讨了KMnO4、H2O2和NaClO对S2-的去除效果,考察了油田污水中S2-经氧化去除后聚合物黏度的恢复情况.实验结果表明,3种氧化剂均能有效去除油田污水中的S2-,提高聚合物黏度.经过安全性、方便性、性价比的对比,发现KMnO4既能快速有效地去除S2-,改善聚合物黏度,且使用方便,价格合理,是最优氧化剂.
二氧化氯在360 nm处有最大吸收峰,可以作为紫外分光光度法定量测定的依据.通过实验对分光光度法测定生活饮用水中二氧化氯的干扰因素、波长的选择、测定范围及精确度进行了研究.结果表明,该方法能快速准确地测定生活饮用水中低浓度的二氧化氯;低浓度二氧化氯回收率在91.4%以上,中高浓度二氧化氯回收率在89.8%~91.1%之间.
杭州某卫浴公司针对含镍电镀废水的水质和水量特点,采用了多介质预过滤与树脂离子交换相结合的处理工艺对其进行处理.工程运行实践表明,在处理废水量为6.5 m3/h,进水镍质量浓度为100~150 mg/L,多介质过滤器滤速为8.3 m/h,离子交换总停留时间为37 min的条件下,处理出水镍质量浓度 ≤0.5 mg/L,浊度 ≤1.0 NTU,电导率 ≤100 μS/cm,达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)的限值要求.该工程具有处理效果稳定和环境效益明显的优点.
采用两级厌氧-生物接触氧化法处理淀粉与酒精废水,处理规模为950 m3/d,其中淀粉废水800 m3/d,COD为12 000~20 000 mg/L;酒精废水150 m3/d,COD为50 000~70 000 mg/L.运行结果表明,经该工艺处理后,废水COD、BOD5、SS分别降至100、20、30 mg/L,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准.厌氧处理系统沼气产量为9 000~12 000 m3,用于锅炉燃烧,所产蒸汽供车间使用.
采用络合萃取+蒸发+A/O工艺处理癸二酸生产含酚废水,处理水量500 m3/d.原水pH为2~3,酚质量浓度为3 000~5 000 mg/L,COD达12 000~20 000 mg/L, 还含有约8%的硫酸钠盐,经上述工艺处理后,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准.
山东某啤酒公司采用厌氧IC+好氧+混凝沉淀工艺处理高浓度的啤酒废水,运行结果表明,该工艺对啤酒废水中COD、BOD5、NH3-N 和SS的去除率分别高达98.1%、99.1%、77.3%和96.2%,处理出水达到《啤酒污染物排放标准》(GB 19821—2005)的要求.该工艺具有占地面积小、水质水量适应范围广、运行稳定等优点.
采用"混凝—水解酸化—接触氧化—砂滤—活性炭吸附"工艺处理皮革涂饰废水,通过采取保温、升温,调整运行方式等措施实现了该处理工程的低温快速启动.运行实践表明,该工程处理效果良好,运行稳定,处理出水达到《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923—2005)中洗涤用水、锅炉补给水水质要求.将处理出水回用于企业生产,达到了保护环境、节约用水的目的,并具有一定的经济效益.
介绍了反渗透技术在海上油田实施多元热流体热采技术中的应用情况.针对海上油田可选择的2种水源——地热水和海水,设计了2套不同的水处理系统.现场22口井次的应用情况表明,2套反渗透水处理系统均运行良好,制水稳定,为海上稠油油田的热采增产作业提供了有力的保证,带来了非常好的经济效益.
斜管及斜板沉淀设施在钢铁企业水处理过程中得到了广泛的应用.总结了斜管及斜板沉淀池在多个钢厂水处理应用过程中存在的一些共同问题,并对问题的成因进行了分析.针对问题的成因,结合实际经验从沉淀池设计改进及管理措施强化两方面提出问题的解决对策.