人工湿地是近些年发展起来的一种生态污水处理技术,它集经济效益、环境效益和社会效益于一体,具有较高的应用价值。人工湿地处理含药物与个人护理品(PPCPs)废水的去除机理主要包括吸附、降解和植物作用,影响其去除率的主要因素为温度、人工湿地构型、植物、氧化还原电势等。作为一种高效的污水处理系统,人工湿地在处理PPCPs上将有广阔的应用前景。
活性污泥是污水处理系统中脱氮、除磷以及有机污染物质转化的主体,其生物活性的高低从根本上决定了污水处理系统的处理能力。认识活性污泥系统中微生物菌群的结构和功能特性对于污水处理工艺性能的改良和优化有现实指导意义。综述了活性污泥系统中原核细胞型微生物和原生动物的群落结构,以及两者各自的功能特性,包括原核细胞型微生物对氮、磷和其他特定污染物的去除作用,原生动物的指示作用。
屠宰废水富含油,碳氮比、碳磷比高,且水质变化较大,是一类典型的有机废水。系统地介绍了目前国内外屠宰废水的主要生物处理技术及其研究现状,结果表明: 单一的生物处理技术降解此类废水,很难达到预期效果,SBR组合工艺将是处理屠宰废水经济有效的工艺。
臭氧是一种强氧化性物质,对其的研究和应用给予了广泛的关注。主要利用维普、万方、CNKI和中国国家知识产权局专利检索系统,查阅了近年来发表的有关臭氧化气体的增压增浓工艺。综述了现有的各种工艺,如变压吸附、水蒸气压缩、臭氧结露和氧气选择性透过膜等的原理、实施过程和优缺点,最后提出了一种新的增压增浓工艺及其发展方向。
邻甲酚作为一种顽固性的甲酚异构体,由于其废水来源广、毒性大、处理难而备受水处理行业的关注。总结了现阶段邻甲酚废水处理的主要方法,重点阐述了吸附法、光催化氧化法在邻甲酚废水处理中的研究进展,并对今后邻甲酚废水的处理发展方向进行了展望。认为当前各种处理方法间的结合将成为有效降解邻甲酚废水的有效途径。
制备了一种新型阴离子β-CD磁性微球吸附剂,用SEM、XRD对其进行了表征,并研究了该吸附剂对Zn2+的吸附性能。结果表明,合成出的吸附剂成规整的球状,且粒径多数在120 μm左右,结晶度达37.43%。在最优吸附条件下吸附量和Zn2+去除率可分别达到2.71 mmol/g、97.2%,吸附效果良好,该吸附剂有望用于废水处理中。
采用大蒜茎叶为原料,经异丙醇、氢氧化钠和柠檬酸处理,制备出改性吸附剂并用于吸附Pb(Ⅱ)的实验。考察了溶液酸度、吸附平衡时间、最大吸附量、固液比等因素对金属离子吸附平衡的影响。结果表明: 改性剂柠檬酸最佳浓度为0.6 mol/L,最佳的制备温度是80 ℃。经柠檬酸改性的大蒜茎叶吸附剂对Pb2+的最佳吸附pH=5,在120 min内建立了反应平衡,对Pb2+的最大吸附量是119.62 mg/g。
研究了回流次数对间歇厌氧-好氧反应器处理效果的影响。结果表明,回流对硝化过程没有明显影响,3种条件下NH4+-N去除率均能达98%以上。而在回流次数较少的情况下,反硝化过程易受进水负荷的影响。增加回流次数有利于反硝化电子受体(NO3--N)的转移,并充分利用进水中的有机物进行反硝化过程,提高脱氮率。同时,反硝化速率也随回流次数的增加而增加。
实验对比分析了有无磁化预处理条件下纳滤膜的无机垢污染情况。研究结果发现,磁化预处理能够有效减缓膜比通量的衰减,低压冲洗后膜比通量恢复率可高达90%,而无磁化预处理的纳滤膜通量恢复率仅为68%。SEM分析发现,加上磁化预处理后,纳滤膜表面生成的CaCO3垢不再是致密的方解石,而是质地松软、易脱落的文石结构,这更有利于维持纳滤膜的稳定运行。
采用Fenton试剂为主体的高级氧化法,分别比较了UV-Fenton和US-Fenton两种常见的高级氧化技术对偶氮染料废水的深度处理效果及理论能耗。结果表明,当染料质量浓度在400 mg/L时,UV-Fenton和US-Fenton均可使偶氮染料废水的脱色率达到95%以上,综合理论试剂投加费用、耗电量以及反应时间等因素,US-Fenton拥有更好的应用前景。
首次采用辣根过氧化物酶催化降解直接黑38和偶氮荧光桃红染料,发现pH、反应温度、H2O2浓度对酶促反应有重要影响。辣根过氧化物酶可以在pH为3.0~9.0、温度25~65 ℃范围内有效去除直接黑38和偶氮荧光桃红。动力学实验结果表明,辣根过氧化物酶催化反应动力学符合一级反应动力学,并利用双倒数作图法测定了酶催化直接黑38动力学参数Km。
将改性甘草废渣生物吸附剂(SGR)用于对含结晶紫和甲基橙染料模拟废水的吸附。通过扫描电镜、红外光谱和表面官能团的测定对改性前后的甘草废渣进行了表征。结果表明: 经硫酸改性后,甘草废渣表面结构发生了变化,表面活性基团的数目也相应增加。根据Langmuir等温方程式计算SGR对结晶紫和甲基橙的饱和吸附量分别为157.60、64.86 mg/g。改性甘草废渣吸附剂对两种染料的吸附符合二级动力学方程。
以马来酸酐(MA)、乙酸乙烯酯(VA)和丙烯酸(AA)为单体,过硫酸铵为引发剂,异丙醇为分子质量调节剂,合成了水溶性马来酸酐三元共聚物阻垢剂PMVA。通过研究各合成条件对聚合物阻垢性能和生物降解性能的影响,得到最佳工艺条件。并对最终产品进行多方面性能测试,结果表明: PMVA具有优良的碳酸钙、硫酸钙阻垢分散性能,较强的稳锌性能和良好的可生物降解性能。
采用矩形错流式中空纤维膜接触器进行脱除水中氨氮的实验研究,考察了操作条件对脱氨过程总传质系数(K)的影响。结果表明,料液pH和料液流速对总传质系数影响显著。料液pH=10.5时,料液流速由0.016 m/s 增大到0.051 m/s,而硫酸浓度对总传质系数影响较小。实验获得了较高的K值,最高可达1.96×10-5 m/s。在最佳的脱氨条件下连续运行10 h,料液氨氮质量浓度由1 000 mg/L降至0.11 mg/L,具有广阔的工业化前景。
通过实验研究了微电解和Fenton高级氧化单独处理DDNP废水,结果表明: 两者单独处理DDNP废水时,COD去除率可分别达到60.28%、80.54%。同时对微电解与Fenton耦合预处理DDNP废水进行了实验研究,静态实验结果显示,用这一方法在降低成本的同时,COD去除率可进一步提高,耦合效果明显;动态处理实验结果表明,连续运行156 h,在前72 h内,其COD去除率在80%以上。
用桔橙小单孢菌、类棒菌状红球菌、赤红球菌组成的菌剂处理合成萜烯类化合物废水。菌株放大培养后,按照体积比2:4:4和4:3:3的比例投加到生产企业的污水处理厂,在一级、二级曝气活性污泥池分别流加500 L,CASS池内流加200 L。结果表明,该菌剂强化处理合成萜烯类化合物废水,出水COD和氨氮基本满足了企业对出水水质的要求。
通过试验比较了一种新型液态除磷剂与固态聚合氯化铝对北方冬季某市生物处理出水的除磷性能。结果表明,在聚丙烯酰胺的助凝作用下,新型除磷剂与PAC的最佳投药质量浓度分别为96、106 mg/L,出水总磷质量浓度分别为0.42、0.49 mg/L,去除率分别达到86.0%、85.3%;另外,通过综合比较不同药剂投加量下浊度和色度的变化,以及最佳投药量时对成本的分析,得出新型除磷剂在北方冬季城镇污水处理方面存在独特的优势。
研究了电气石粉的粒径、用量、pH、吸附时间等因素对铅蓄电池废水的总铅、总镉吸附去除率的影响,处理的铅蓄电池废水初始总镉质量浓度0.2~1.5 mg/L、总铅质量浓度18~41 mg/L,当电气石粉粒径为0.5 μm,反应pH=6.0,吸附时间为20 min时,镉、铅去除率可达99.5%。出水可达到《电池工业污染物排放标准》(GB 30484—2013)中第一类污染物最高允许排放标准总镉<0.05 mg/L、总铅<0.7 mg/L的要求。
采用载铁竹炭非均相Fenton催化剂处理苯酚模拟废水,研究了反应体系中各因素对废水处理效果的影响。结果表明: 载铁竹炭是一种具有多重优势的非均相Fenton催化剂,在其投加质量浓度为6 g/L、H2O2投加浓度为180 mmol/L,无需调节pH的条件下处理500 mg/L的苯酚废水,苯酚和TOC去除率分别达到99.2%、51.5%。催化剂在参与反应的同时发挥了竹炭本身的吸附作用,且拓宽了Fenton反应的pH范围,能被重复利用。
采用电渗析-生物方法对环氧氯丙烷(ECH)生产过程中产生的高含盐废水进行了处理。通过多次更换去离子水汲取液,电渗析装置可使废水的电导率由36.5 mS/cm降到3.29 mS/cm,脱盐率达到90%以上。脱盐后的ECH废水,进一步经驯化的活性污泥处理,COD可降到100 mg/L以下。试验结果为高含盐废水的处理提供了新的途径。
采用沉淀分级的方法对所制备的聚丙烯酸钠粗品进行了分级,得到了具有不同分子质量及分布指数的聚丙烯酸钠。通过静态沉积法研究了不同分子质量及分布的聚丙烯酸钠与其阻垢性能的关系。研究结果表明,聚丙烯酸钠分子质量越小(最佳相对分子质量范围为小于1 900)、分布越窄越有利于其对碳酸钙阻垢性能的提高。
采用好氧/缺氧循环SBR工艺对屠宰加工废水进行处理,通过增加循环次数、调整运行工况实现了废水氨氮指标的稳定达标排放,为进一步提高传统SBR处理工艺的脱氮效率提供了一种有效方法。在进水平均氨氮为109 mg/L时,最终出水氨氮低于10 mg/L,平均去除率为97%,COD平均去除率为90%,均达到广东省《水污染排放限值》(DB 44/26—2001)第二时间段一级标准。
歧口18-1油田生产井出现严重结垢现象。通过分析电潜泵表面垢样组分,判断该生产井结垢原因,针对性开发出适用于该油田的阻垢剂TS-6611。对其阻碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸钡(锶)垢的性能进行了实验室评价。结果表明,该阻垢剂在30 mg/L的投加质量浓度下,具有良好的阻垢效果,并具有较好的耐高温性,可在宽泛的pH条件下来应用,可以满足现场生产需要,有效解决了该油井结垢的问题。
用取自现场聚合物驱采出液脱后污水配制模拟污水,通过实验研究了不同条件下阴离子型部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的降解情况。结果显示,与单独臭氧氧化法相比,微波强化臭氧氧化法对聚丙烯酰胺具有降解率高、反应时间短、臭氧用量少等优点。同时用微波强化臭氧法处理油田现场实际含聚污水,出水水质完全能满足污水回注需要,表明该方法具有较好的可行性。
建立了应用紫外分光光度计直接测定氮基三亚甲基膦酸氮氧化物(ATMPO)浓度的分析方法,研究了pH以及H2O2、ATMP、PO43-浓度对ATMPO测定的影响。结果表明,在204 nm处,当pH为2~9、H2O2质量分数<1%、ATMP质量分数<2%、PO43-质量分数<2%时,对ATMPO测定的影响可以忽略,吸光度与ATMPO浓度之间呈良好线性关系。方法简单快速、准确度高,检出限是3 mg/L,可作为ATMPO含量的分析方法。
为了满足产业集聚区的发展需求和严格的排放标准,许昌某产业集聚区污水处理厂在充分利用原处理设施的基础上,实施了升级改造工程。针对进水多为造纸废水的特点,强化预处理并将原有的SBR池改为水解酸化—完全混合式曝气池,增加混凝沉淀/过滤深度处理设施。实际运行结果表明,出水水质能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。
某纺织集团以河水为水源水用于工业生产,其采用电吸附除盐技术对河水进行脱盐,在原水平均电导率为389 μS/cm,平均硬度、氯离子质量浓度分别为119、64.7 mg/L的情况下,出水的平均电导率为118 μS/cm,平均硬度、氯离子质量浓度分别为40、13.6 mg/L,出水指标完全满足宁波某纺织集团分公司对工业生产用水的要求。
采用负压蒸发法浓缩回收硫酸、NaClO氧化、聚合氯化铝混凝沉淀组合工艺处理二硝基氯苯生产废水,并进行了废水处理系统工程设计。出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)三级排放标准,硝基苯类化合物≤5 mg/L。该工艺经济效益显著,系统年回收90%的硫酸8万t,按50元/t计算,可节约资金约400万元/a。
为加强对工业园区各企业污水排放的现场监督,从而确保污水处理厂的正常、安全运行,针对工业污水的流量、COD、氨氮、pH等4个参数,开发了一套在线监测系统。从而,实现了对排污企业实时、不间断的连续监测,保证了监测数据的准确性和代表性,有效避免了人工监测工作量大、监测频次低和成本高的缺点,能够真实且全面地反映排污企业的水质情况。该系统已投入使用,运行稳定、可靠。