介孔分子筛MCM-41具有高度有序排列的孔道结构、孔径均匀且尺寸可调、高比表面积、较大的孔体积及吸附容量,孔道表面具有易于修饰的硅羟基,在废水处理中吸附重金属离子、有机污染物等方面具有很大的应用价值。对近几年介孔分子筛MCM-41用于处理废水中污染物的应用情况进行了综述。
针对污水处理过程中环境雌激素(EEs)的存在和迁移转化现象,综述了污水中EEs的来源与危害、污水中典型EEs 的分布及其主要处理技术进展,还提出了一些目前尚待研究的关键技术和相关机理,包括污泥中EEs的检测方法有待完善;污水处理不同单元中EEs的去除对比有待深入分析;污泥对EEs的吸附作用机理及影响因素有待系统性的研究。
厌氧消化在处理有机废物的同时可产生大量的甲烷资源,是能源可持续发展的重要处理技术。作为微生物生长的营养物质之一,氨在厌氧消化过程中发挥重要作用,然而高浓度氨会抑制微生物活性,造成厌氧消化系统的失效。在总结国内外研究进展的基础上,讨论了氨抑制的形成机理及氨对产甲烷菌的抑制作用,并分别从氨浓度和微生物两个角度总结了当前解除氨抑制的技术和方法,为厌氧消化的工程应用和进一步氨抑制研究提供参考和建议。
随着液化天然气在全球范围内需求量的增加,对其气化后所产生高品质冷能的利用,是各个国家特别是发达国家竞相追逐的对象。对冷冻法海水淡化和LNG冷能结合冷冻法趋势进行讨论,分析了各种工艺的优缺点以及应用前景,提出了LNG冷能冷冻法与膜法联用是目前利用LNG冷能淡化海水的最适合方法。
分别针对沉淀池进水、沉淀池中部水样、沉淀池出水开展了超滤中试试验,研究了在不同混凝沉淀段位耦合时超滤膜出水水质的变化情况以及超滤膜的污染特性。结果表明,对于浊度、CODMn、UV254等水质指标而言,不同段位混凝沉淀-超滤的耦合工艺对水质的净化作用基本相当。但从膜污染上看,耦合段位设置在沉淀池进水端时,超滤膜的污染非常严重;而设置在出水端则可明显减缓膜污染;将耦合段位设置在沉淀池中部时,膜污染速率虽略有升高但幅度不大,同时可以显著减小水厂的占地面积。
研究了将经乙醇型发酵后剩余污泥上清液作为反硝化外加碳源的可行性,并进行了上清液、甲醇和生活污水作为外加碳源的对比试验。结果表明,在相同的试验条件下,采用上清液和生活污水作为反硝化碳源时,系统反硝化过程中NO3--N的降解过程分为三个阶段,而以甲醇作为碳源时,NO3--N的降解过程为两个阶段;对比试验还发现,采用上清液代替甲醇作为反硝化系统的外加碳源,可在保持高反硝化速率的同时降低运行成本。
采用填充沸石的电化学反应器对20 mg/L的氨氮模拟污水进行处理研究,考察了影响氨氮去除效果的主要因素及处理效果。结果表明:当采用不锈钢板作为阴阳极、电流密度8 mA/cm2、电源电压60 V、初始pH=5、载铁斜发沸石填充量为200 g/L、曝气量为7 L/min、反应时间20 min时,废水中氨氮质量浓度能从20 mg/L降低到5 mg/L左右,达到国家城市污水处理厂一级A的排放标准(GB 18918—2002)。
用低取代度的醋酸酯淀粉与阳离子醚化剂反应而合成了一种新型两性淀粉印染废水处理剂,通过考察醚化反应体系的pH、反应时间、反应温度及醚化剂的用量对阳离子取代度的影响,确定最佳反应条件为:反应体系pH=11,反应温度45℃,反应时间8 h。并测试了不同阳离子取代度的醋酸酯阳离子两性淀粉水处理剂对印染废水色度去除率,确定阴离子取代度0.074 5、阳离子取代度0.013 1的两性淀粉脱色效果最好。
以有机污染反渗透系统为背景,对系统中前后不同膜段、不同高程膜壳、不同位置元件与元件内部的污染物质量分布进行了全面分析。明确了不同系统流程位置膜元件的污染程度与其给水污染物浓度、运行膜通量及元件回收率相关,相同膜段中不同膜壳的污染程度与其安装高程及给浓水管路压降相关,元件内部不同位置膜片的污染程度与膜片的位置高程、膜片与中心管的距离以及膜片污染面的朝向相关。
采用超高石灰铝法向含氯废水中添加氧化钙和偏铝酸钠,使钙离子、铝离子与氯离子形成不溶性的沉淀,达到去除氯离子的目的。考察了时间、温度、氧化钙添加量、偏铝酸钠添加量对溶液中氯离子去除的影响,结果表明:超高石灰铝法可以有效去除氯离子,当温度为40℃,搅拌时间为40 min,n(Ca):n(Al):n(Cl)为5:3:1时,氯离子去除率达到80.05%,石化废水处理后的氯离子质量浓度为193 mg/L,达到回用水要求氯离子低于200 mg/L的标准。
为解决丁苯橡胶废水处理不达标问题,采用Fenton试剂法对丁苯橡胶废水生化出水进行后续处理试验研究,考察初始pH、H2O2投加量、n(H2O2):n(Fe2+)、反应时间对COD、磷和SS去除率的影响。结果表明:Fenton试剂法处理丁苯橡胶废水,在初始pH为7,H2O2投加量为0.4 mL,n(H2O2):n(Fe2+)为2:1,反应时间为70 min时,COD的去除率可达到81%左右,磷和SS的去除率接近100%。出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准。
以中试规模EGSB反应器为研究对象,采用处理同类废水的厌氧污泥进行接种处理废纸造纸废水,研究了快速启动过程中水力停留时间(HRT)、上流速度、反应器容积负荷、pH、VFA及污泥特性等关键因素的变化。结果表明,EGSB反应器在三周即可达到4.85 m/h的上流速度和2.9 h的HRT,COD去除率稳定在70%~90%之间。反应器运行后期,颗粒污泥的产甲烷活性是接种初期的1.63倍,VSS/TSS比值达到88%。
利用连续流式反应器,以普通活性污泥为种泥,通过逐步缩短沉降时间和提升进水负荷培养亚硝化颗粒污泥,并对该过程进行考察。结果表明:系统运行125 d后,获得成熟的亚硝化颗粒污泥,颗粒污泥颜色为黄色,平均沉降速率达26.8 m/h,其中粒径大于0.58 mm的约占总数的99%;出水中亚硝酸盐累积率稳定在90%以上,亚硝酸盐累积速率达4.8 kg/(m3·d);高浓度游离氨(FA)与游离亚硝酸(FNA)是研究亚硝化成功实现的主要原因。
通过柠檬酸络合法合成硼和铒共掺杂BiVO4,并对其进行 XRD、UV-Vis的表征以分析合成材料的物相、形貌。同时考察溶液的初始浓度、pH、催化剂投加量以及光照强度等因素在可见光的照射下对罗丹明B光催化降解的影响。实验结果表明:在50 mL罗丹明B水溶液中,初始质量浓度为10 mg/L,pH=3,催化剂投加量为0.015 g,光照距离14 cm,B-Er共掺杂BiVO4对罗丹明B有较好的光催化活性,反应50 min 后,降解率可达90%以上。
采用Fenton氧化+电絮凝+膜过滤+活性炭工艺对东莞某线路板生产企业的废水进行处理,通过中试实验考察了该工艺的可行性。结果表明:此工艺的COD去除率为99%,氨氮的去除率达98%,对TP的去除率达78%~90%,对TN的去除率达99%,对Cu、Pb、Cr、Ni的去除率分别为98.38%、98.16%、59.11%、57.61%,出水水质均达到(GB 21900—2008)表3标准的要求。
实验研究了威灵仙提取液的制备及其对模拟工业循环冷却水中Q235钢的缓蚀性能。紫外吸收光谱、电化学极化曲线、阻抗谱以及腐蚀失重等实验结果表明,综合考虑溶出率与缓蚀率,80℃水溶提取效果好于醇、酸助提;提取液投加量为7.52×10-3 g/mL时对Q235钢的缓蚀率达92.1%、腐蚀速率降至0.043 0 mm/a;缓蚀类型属于阳极型腐蚀抑制。
为了提高PVDF中空纤维膜在处理含油废水过程中的亲水性能、抗压实性能和抗污染性能,实验以介孔Al2O3为无机添加粒子,采用溶液纺丝法制备出介孔Al2O3/PVDF复合中空纤维膜。通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱观察介孔Al2O3/PVDF复合中空纤维膜的形貌和成分,结果证明介孔Al2O3成功地添加到PVDF中空纤维膜中。通过接触角,纯水和含油废水通量的测试,结果表明介孔Al2O3的添加改善了PVDF膜的亲水性能、抗压实性能和抗污染性能。
为了实现在养殖废水厌氧处理的过程中同时除磷,自行制备改性硅酸钙(MCS),并对其物相和微观进行了表征;随后将其投加到正在运行的厌氧反应装置中,以考察其对养殖废水厌氧处理过程中除磷效果的影响。结果表明:制备的MCS纯度高、粒径小,为半结晶低有序度的水合硅酸钙单相,磷吸附量高达111.04 mg/g。重要的是,MCS的投入不仅未对UASB反应的运行和处理效果产生不良影响,而且可以提高反应器中污泥的活性,并可大幅提高反应器中磷去除率到99.5%,而未投加MCS的对照组中磷去除率仅为50%。
以新型缺氧序批式反应器和潮汐流生物滤池串联(ASBR-TFBF)组合工艺对不同回流比下的脱氮效能进行研究。ASBR-TFBF组合工艺在整个运行过程中完全未进行曝气,在反应器80 d的运行过程中改变TFBF出水回流液进入ASBR反应器中的比例,并对ASBR及TFBF反应器在各回流比下周期内污染物变化规律进行了研究。结果表明,回流比为50%、100%、200%、300%下,NH4+-N 和TN去除率分别为54.37%±1.74%、73.61%±2.96%、83.72%±2.23%、84.06%±1.57%和35.76%±2.89%、50.74%±2.56%、61.55%±3.04%、59.49%±2.33%,COD去除率一直维持在85%左右。
以钠蒙脱石和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有机改性蒙脱石为吸附剂对水溶液中的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)进行了静态吸附对比。考察吸附时间、溶液初始pH等因素对吸附效果的影响,研究了DBP在蒙脱石有机改性前后的两种吸附剂上的吸附机制。结果表明,有机改性后的蒙脱石吸附效果更好,吸附的主要机制是表面吸附,有机改性蒙脱石还存在分配吸附作用。
通过分子前驱体Zn[Biedta]2·8H2O热分解得到Zn-Bi-O三元复合氧化物,采用XRD、漫反射光谱、FT-IR等方法探索灼烧时间对复合氧化物的结构和性质的影响。同时以甲基橙的光降解为模型研究了灼烧时间对复合物催化性能的影响。结果表明,灼烧时间对复合物物相、吸光度、催化效果等均存在影响。制备的复合物对甲基橙光降解均具有不同程度的催化能力,其中灼烧2 h所得复合物的催化效果最好,在中性环境中,对20 mg/L的甲基橙而言添加量2 g/L为最佳,光照3 h的褪色率达90%。
由于羧基化碳纳米管孔径结构和表面性质在制备过程中具有广泛的可调控性,通过聚乙烯亚胺(PEI)对其进行化学改性和表面修饰。系统地研究了改性碳纳米管(PEI-CNT/COOH)与污染物吸附特性之间的关系。实验证实PEI-CNT/COOH对甲基橙的吸附符合假二阶方程与Langmuir等温吸附模型。通过研究热力学参数证实PEI-CNT/COOH对甲基橙的吸附是一个自发放热过程。25℃下,PEI-CNT/COOH对甲基橙的吸附量为1 218.8 mg/g,远远高于未改性CNT/COOH对甲基橙的吸附量(466.6 mg/g)。
通过对西江油田FPSO水处理系统腐蚀失效案例的分析,发现除了二氧化碳的腐蚀以外,硫酸盐还原菌(SRB)也是系统腐蚀的主要影响因素。针对油田生产系统腐蚀的原因,除了日常的缓蚀剂的注入外,定期对生产系统进行杀灭SRB的处理,可以使生产系统的腐蚀状况得到很大改善,目前油轮整个生产系统的腐蚀速率基本都保持在0.125 mm/a以下,系统各点SRB细菌数均控制在25 mL-1以下。
采用原位盐脱水-顶空气相色谱技术对煤焦化废水中的苯酚含量进行了测定。废水经脱水盐吸收后其所含苯酚自然由水相进入气相,用顶空-气相色谱仪进行检测。结果表明:无水氯化钙脱水效果较好;5.2 g无水氯化钙在90℃平衡12 h可完全吸收500 μL样品中的水分;顶空分析的平衡温度为150℃、时间为30 min时可达到苯酚的全气化;该方法平行检测的相对标准偏差为4.0%,最低检测极限为3.25 μg,回收率在91.1%~104%。方法操作简单、准确性高、无试剂干扰,适于检测煤焦化废水中的苯酚含量。
介绍了某生物工程厂采用厌氧工艺(循环式颗粒污泥反应器,即MQIC反应器)、氨氧化工艺和絮凝沉淀池处理厂区生产废水,处理量为10 000 m3/d,该工艺系统对原水中COD、NH4+-N、TN的去除率分别可达97%、98%、90%,运行稳定,整个工艺处理出水水质可达到园区接管要求。同时,对厂区MQIC反应器和氨氧化工艺的启动调试进行了阐述,实践证明该工艺系统对处理高氨氮有机废水效果显著。
介绍了混凝沉淀-水解酸化-SBR工艺处理乳胶漆废水的工程设计及运行效果。实践表明,混凝沉淀单元可去除大部分的COD、BOD及SS,水解酸化能提高废水的可生化性,为后续生化系统创造了条件。在进水COD、BOD、SS分别为10 253、1 490、7 106 mg/L的情况下,出水COD、BOD、SS分别为125、25、110 mg/L,完全满足排放要求。
结合吉林省榆树市江北污水处理厂CAST工艺污水处理工程实例,归纳总结自动控制系统设计方案、系统组成及其功能,阐述控制策略,并利用污水厂运行结果对控制系统性能及控制策略进行评价。运行结果表明,采用自动控制系统后,污水处理厂运行稳定性增强,出水达标率提高,吨水耗电量可低至0.31 kW·h/m3左右。
西安某深度脱水项目采用钢制高压板框机作为核心脱水设备,配合污泥的化学调理,可将污泥含水率降低到50%左右。介绍了钢制高压板框机的工作原理、关键参数以及工作流程。通过工程应用的实例,对其处理能力以及能耗进行分析,得出单台压滤机(单面过滤面积50 m2)平均处理量为40~41 t/d,单次出泥量约为1.5 t,钢制高压板框机及配套系统用电成本约为18元/t。并就工程应用和相关技术参数与常用的隔膜压滤机加以横向比较。
介绍了反渗透技术在四川某公司大型超纯水项目中的应用情况,该公司以当地的自来水为水源,用反渗透技术作为主要脱盐工艺来制备电子超纯水。运行结果表明,反渗透系统运行良好,为后续的处理工艺提供了稳定而优质的水源,有效保证该厂超纯水项目的稳定运行。