剩余污泥中存在大量的微生物, 微生物的细胞质富含丰富的有机质(包括糖、蛋白质和脂肪等),但微生物的细胞质被细胞壁包裹, 限制了污泥的厌氧发酵。想要改变污泥中有机物的可利用性, 必须采用适当的预处理技术, 破坏细菌的细胞壁使有机质溶出, 以利于后续厌氧发酵产氢。系统介绍了物理(微波、超声波和热预处理)、化学(酸、碱预处理)、生物(酶预处理)等预处理方式及其他因素对污泥厌氧发酵产氢率的影响。
水平潜流人工湿地中氮的去除方式主要包括植物吸收、基质吸附和硝化-反硝化作用等, 其中硝化-反硝化作用是其最主要的脱氮机理。水平潜流人工湿地的构造决定了其内部整体厌氧的环境, 使其具有较好的反硝化脱氮效果。影响水平潜流人工湿地脱氮的主要因素包括溶解氧、基质、植物、碳源及运行条件等。探讨了影响湿地脱氮的主要因素, 同时论述了提高湿地脱氮效果的措施, 并对今后的相关研究方向进行了展望。
循环冷却水系统中有机磷系阻垢缓蚀剂的降解是关系到系统安全运行的重要因素。为保障循环冷却水系统的安全运行, 以广泛应用的有机磷酸、有机磷酸酯和有机磷羧酸为目标, 通过总结现有文献中关于上述药剂在天然水体和污水处理中降解的相关报道, 预测了这些药剂在循环冷却水系统内的降解行为, 分析了可能存在的降解途径和降解产物, 预测了有机磷系阻垢缓蚀剂的降解对循环冷却水系统的影响。
关于膜法污水回用过程中的膜污染的研究一直备受关注。膜污染限制了膜的渗透通量, 使膜的使用寿命缩短, 严重制约着膜技术的应用和发展。结合膜技术在石化污水回用方面的应用和本实验室的研究成果, 主要从膜前预处理工艺、膜材料、膜孔径的选择方面介绍了膜污染的防治措施, 旨在给膜技术处理领域研究人员的研究提供一个简单的参考。
在水体重金属离子的去除中, 吸附法与其他处理方法相比, 因具有许多突出的优点而备受关注。综述了以纤维素、木质素、壳聚糖这些天然高分子材料及其衍生物, 以及脂肪族和芳香族合成高分子材料作为吸附剂去除水体中重金属离子的研究进展, 并对其发展前景做了展望。
回顾了我国合成氨工业水污染物排放标准的发展历程, 结合行业发展现状和污染情况, 分析了标准修订的必要性和目的;从适用范围、体系结构、污染物项目、污染控制水平等几个方面, 介绍了新标准调整的主要内容。新标准的实施将有显着的环境效益, 有利于推动合成氨工业的可持续发展。
为了研究混合液内回流对分段进水循环A/O工艺脱氮性能的影响, 对比分析了不同内回流比下的COD、NH4+-N和TN去除情况, 结果表明:在一定范围内提高内回流比可显着提高TN去除率, 但超出这个范围则效果不明显, 甚至会降低TN去除率, 说明内回流比并不是越大越好, 而是有一个适当的范围;分段进水循环A/O工艺在处理低碳氮比污水方面具有独特的优势, 与分段进水A/O工艺相比, TN去除率可从60%多提高到80%以上, 出水各项指标均能稳定达标;该系统在内回流比为100%时可实现低费用、高去除率的效果。
碳源是影响脱氮效果的关键因素之一。在A/O-MBR中进行了葡萄糖、乙酸钠和厨余发酵液的脱氮性能对比。结果表明:3种碳源条件下反应器对NH4+-N的去除率都较高, 达到98%以上;以葡萄糖为碳源时, 反硝化作用不够彻底, TN去除率只有60%,而乙酸钠和厨余发酵液的反硝化作用明显, TN去除率达到80%.通过批式实验得出, 葡萄糖的比反硝化速率最低, 乙酸钠和厨余发酵液的比反硝化速率较高, 且相当;同时, 葡萄糖的反硝化COD利用效率也比乙酸钠和厨余发酵液低, 说明其脱氮能力低于后两者。
利用土豆淀粉、玉米淀粉、正硅酸乙酯为原料, 氨水为催化剂, 通过溶胶-凝胶法制备了淀粉/二氧化硅复合微球, 研究了该复合微球对水中铅离子的吸附性能。结果表明, 在弱碱性条件下, 淀粉/二氧化硅复合微球对水中铅离子表现出良好的吸附性能, 其对铅离子的吸附行为符合Langmuir模型和Freundlich模型, 对铅离子的饱和吸附量为31.34 mg/g.动力学研究表明, 淀粉/二氧化硅复合微球对铅离子的吸附符合拟二级动力学模型, 在淀粉/二氧化硅复合微球的活性点上的化学反应为吸附控制步骤。
针对多组分煤矿酸性废水(AMD)污染程度严重、治理费用高的特点, 选取麦饭石、铁屑作为AMD井下原位处理的试验材料, 开展了动态土柱试验研究。试验结果表明, 由麦饭石及铁屑复合组成的1#柱对AMD的去除效果明显好于仅由麦饭石组成的2#柱, 其对Fe2+、Mn2+、SO42-、COD的平均去除率分别为99.9%、64.5%、60.0%、53.8%,出水pH为8.0.该方法为AMD的井下原位廉价处理及麦饭石的新应用提供了参考。
为使沈阳北部污水处理厂二级生化处理出水达到回用水水质, 在中试规模(1 m3/h)下采用污泥回流高效絮凝+过滤工艺对其进行了深度处理。试验结果表明, 经该工艺处理后, 色度、浊度、CODCr、总磷平均去除率分别达到43%、90.6%、65.6%、86.3%,出水色度为19.7度, 浊度为0.6 NTU,CODCr 为25.3 mg/L,总磷为0.6 mg/L,出水色度、浊度、CODCr、总磷达到《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923-2005)的要求。但系统对氨氮的去除率仅为19.7%,有待进一步提高。
采用60Coγ射线辐照预处理城市污水处理厂剩余污泥, 通过污泥比阻的变化, 研究了辐照中污泥pH、辐照剂量以及曝气处理对污泥脱水性能的影响。结果表明:在γ辐照预处理中, 当pH为7左右时, 污泥比阻最低, 污泥脱水性能最佳;随着辐照剂量的升高, 污泥中可溶性有机组分和氨氮含量逐渐增大, 污泥比阻降低, 污泥脱水性能随之改善;经曝气处理后进行辐照, 能进一步降低污泥比阻, 显着改善污泥脱水性能。污泥比阻的变化服从一级反应动力学方程。
对剩余污泥吸附废水中汞和砷的特性进行了研究。以模拟废水为实验对象, 探讨了pH、剩余污泥投加量、吸附时间等对吸附过程的影响。结果表明, 在模拟水样环境下, 当pH=7,剩余污泥投加量为150 g/L,吸附时间为12 h时, 可以获得最佳吸附效果;吸附过程遵循Langmuir定律。研究同时发现, 溶液中汞和砷的初始浓度与吸附率成反比, 与吸附容量成正比。利用此方法处理环境水样可达到很好的效果。
采用钙矾石(AFt)化学沉淀法去除镁剂烟气脱硫废水中的SO42-,探讨了废水浓度、pH、Al3+用量、搅拌速度、反应时间等因素对SO42-去除率及Ca2+、Al3+残留量的影响。结果表明, 对经预处理后SO42-质量浓度为2 086 mg/L的镁剂脱硫废水, 当pH=11,n(Al3+):n(SO42-)=0.575,搅拌转速为300 r/min,反应时间为10 min时, SO42-去除率可达到92.1%,Ca2+、Al3+残留质量浓度分别为187、4 mg/L.SEM/EDS测试结果表明, 沉淀产物为针状纳米钙矾石结晶, 其在混凝土膨胀剂和阻燃领域具有良好的应用前景。
以焦化尾水为处理对象, 用Fe2+活化S2O82- 产生的强氧化性硫酸根自由基对其进行处理, 探讨了初始pH,Fe2+和S2O82- 投加量对焦化尾水脱色率和COD去除率的影响, 并在此基础上进行了正交实验。结果表明:各因素对焦化尾水脱色率和COD去除率影响大小的顺序为n(Fe2+)/n(S2O82-)>pH>c(S2O82-);相应的优化条件:pH=3.0,c(S2O82-)=28 mmol/L,n(Fe2+)/n(S2O82-)=0.45.在此优化条件下, 处理COD为145~172 mg/L的焦化尾水, 常温下反应120 min时, 脱色率和COD去除率分别可达89.4%、68.5%.UV-vis分析表明, 尾水中的芳香族化合物、多环芳烃等难降解有机物结构易于被破坏, 但难以进一步矿化。
采用鸟粪石法对氧化铁红厂高氨氮废水进行处理, 以pH、n(N):n(Mg)和n(N):n(P)为主要影响因素, 通过响应面法对处理过程进行了优化设计, 得到拟合程度高的二次响应曲面模型。预测的最佳实验条件:pH=9.40,n(N):n(Mg):n(P)=0.8:1:1,此条件下氨氮去除率为99.77%.通过对镁盐和磷酸盐投加量的分析得到, 当n(N):n(Mg):n(P)=0.9:1.25:1时, 出水氨氮能够达到排放标准的要求, 且出水正磷酸盐浓度较低。SEM和XRD表征结果显示, 所得沉淀物大部分为磷酸铵镁。
循环冷却水在工业生产中占有很大比重, 而腐蚀是循环冷却水系统中常见的水质故障, 严重影响工业生产中设备的运行。通过对某石化公司水质数据的分析, 选取对腐蚀速率影响较大的水质参数, 凭借神经网络良好的非线性能力, 基于NARX神经网络建立了腐蚀速率预测模型。利用该模型对循环冷却水系统腐蚀速率进行预测, 结果较好, 说明该模型可行, 且具有良好的应用前景。
为进一步提高TiO2的光催化性能, 克服TiO2使用过程中存在的缺陷, 通过溶胶-凝胶法与提拉法, 成功地制备出TiO2-ZrO2无机复合膜, 并对其进行了红外光谱分析(FT-IR)、断面扫描电子显微镜分析(SEM)、透射率分析以及光催化性能分析。结果表明, TiO2-ZrO2无机复合膜在光学性能、机械性能以及光催化性能上均优于TiO2无机膜。
通过对高分子聚合物在水溶液中的有效粒径和Zeta电位的研究, 探讨了无机盐对高分子聚合物絮凝性能的影响。研究结果表明:无机盐的存在对高分子聚合物的絮凝性能有不利影响, 但随着无机盐浓度的增加, 无机盐对高分子聚合物絮凝性能的不利影响有减弱趋势。就油田污水处理而言, 低含盐情况下, 应优先选用非离子聚合物作为絮凝剂;高含盐情况下, 应优先选用阳离子聚合物作为絮凝剂。
模拟火电厂反渗透进水, 进行了氧化还原电位(ORP)的静态和动态试验, 研究了温度、溶解氧和电极表面状态对ORP测量的影响。静态试验结果表明, 当温度从15 ℃升至35 ℃时, ORP降低了12%;通高纯氮除氧, ORP可降至除氧前的37%.动态模拟冬夏两季电厂在线监测反渗透进水ORP,结果表明, 温度为28 ℃时的ORP比温度为14 ℃时降低了17%.ORP电极的表面状态对ORP测量的准确性影响较大。根据分析结果, 提出了提高火电厂在线监测反渗透进水ORP准确性的建议。
采用溶胶-凝胶法合成Cu-Ce/TiO2,以制备的Cu-Ce/TiO2对甲醛溶液的光催化降解率为评价指标, 通过L16(45)正交实验对制备条件进行了优化, 并对产物的结构进行了表征。结果表明:各因素对Cu-Ce/TiO2光催化降解效果的影响大小依次为Cu-Ce掺杂负载量 >n(Cu):n(Ce)>烧结温度;最佳制备条件:Cu-Ce掺杂负载量为3%,n(Cu):n(Ce)为1:1,烧结温度为550 ℃;以最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2于可见光条件下光催化降解甲醛溶液, 经过240 min后, 甲醛降解率达到56.35%.
陕北某页岩气田压裂返排液处理后的出水用于回注和配制压裂液。针对该处理系统局部结垢严重的问题, 对垢样采用扫描电镜/能谱和化学法进行了微观扫描和组成分析, 判定结垢物的主要组成为碳酸钙。探讨了结垢物形成的主要原因, 并进行了工艺改进。工艺改进后, 水处理系统的出水水质稳定, 结垢现象明显减少, 系统运行良好。
建立了用HPLC测定丙烯酸丁酯废水中对甲基苯磺酸的方法。采用C18色谱柱, 以甲醇+磷酸二氢铵水溶液为流动相, 流量为1.0 mL/min,检测波长为221 nm.采用外标法定量, 相关系数为0.999 9.实际检测中, 丙烯酸丁酯废水中的对甲基苯磺酸可与其他物质完全分离。方法相对标准偏差为1.28%,加标回收率为98.1%~102.2%.本方法简单、快速、准确, 适用于丙烯酸丁酯工艺废水中对甲基苯磺酸含量的分析检测。
烟草废水中含有香精香料、生物碱、酚类、醇类等多种难降解有机物, 成分复杂, 浓度较高。采用气浮+水解酸化+接触氧化+斜管沉淀+砂滤活性炭组合工艺处理此类废水。运行结果表明, 当进水COD为550 mg/L左右时, 二级出水COD<70 mg/L,中水出水COD<38 mg/L,出水水质分别达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的一级排放标准和《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)的再生水回用水质标准。该工艺运行稳定可靠, 可操作性强, 具有良好的经济效益和环境效益。
以某羽绒服厂废水处理工程为例, 介绍了水解酸化-接触氧化-斜管沉淀-气浮-消毒-气浮-过滤工艺在羽绒废水处理中的应用。厂内废水量为800 m3/d,废水COD、BOD5、NH3-N和SS分别为800、450、30、250 mg/L,经处理后, 出水COD、BOD5、NH3-N和SS分别为49.1、9.6、4.8、9.0 mg/L,出水水质达到《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)的要求, 可回用作生活杂用水等。废水处理成本为0.49元/m3.
某颜料企业针对其排放的高浓度有机废水, 采用混凝沉淀-生物法-高级氧化的组合工艺进行处理。工程实践表明:在系统维持相对稳定的情况下, 经处理后的出水水质达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的一级标准要求。
锦界煤矿井下排水处理工程设计规模为4.32×104 m3/d,针对原水胶粒含量大、粒径小、比重轻等特点, 矿井水处理采用预沉调节池+改良型机械搅拌澄清池+V型滤池的组合工艺, 煤泥水处理采用直接离心脱水工艺, 出水主要用作锦界煤矿周边电厂循环冷却用水及井下生产用水。介绍了该工程的工艺流程、设计参数及工艺特点, 以期为同类煤矿井下排水处理工程的设计提供参考和借鉴。
秦皇岛某污水处理厂采用A2/O工艺进行污水处理, 设计出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的二级标准限值要求。由于对污水排放要求的提高, 该厂出水不能外排, 需进入中水厂进行深度处理。基于污水处理厂现状, 在分析工艺能耗构成的基础上, 通过合理确定污水处理程度, 调节风机风量分配, 对污水提升泵进行变频改造与优化运行, 达到了降低污水处理厂能耗的目的。
结合生产中的实际运行情况, 介绍了SBR甲醇废水处理装置受到油类污染物冲击时调节池和SBR池表现出的异常现象。从pH、COD、油类和微生物性状等方面的变化过程, 分析了造成调节池和SBR池出现异常现象的原因, 并提出了使系统恢复正常运行的有效措施。