吸附法具有容量大、耗能少、污染小、去除快、可循环等优点, 在废水除磷领域有广泛的应用前景, 适用于水量大和停留时间短的污水处理厂二级出水的除磷。介绍了活性炭、生物质、金属(氢)氧化物、硅基介孔分子筛和黏土矿物等吸附剂及其改性态吸附剂除磷的研究现状, 详细分析了共存离子、温度、粒径、pH、初始磷浓度、反应时间和改性方式等对除磷的影响。指出了吸附法除磷的不足和待改进之处, 展望了吸附法除磷未来的研究方向。
综述了包括物理法、化学法、生物法在内的对地下水中三氯乙烯(TCE)污染修复的研究现状。从经济有效性和降解产物无害化角度, 指出以脱氯菌(Dehalococcoides spp.)降解TCE是目前最为安全的修复方法之一。为进一步提高其处理效率, 综合考虑脱氯菌所需合适的电子供体、适宜pH和氧化还原电位条件等方面, 提出了以天然矿物电气石协同脱氯菌降解地下水中三氯乙烯的研究思路。
随着核电的崛起和放射性核素的广泛应用, 水体受到放射性污染的潜在风险逐渐增加, 尤其是饮用水的核污染风险受到更多的关注。介绍了吸附法、离子交换法、化学沉淀法和膜分离法在水体放射性碘去除中的研究与应用现状, 对已有文献和技术特点进行了简要总结和分析。分析表明, 开发高效实用的新技术和工艺从水体中去除放射性碘仍需深入研究。
含镍电镀废水含有对人体危害极大的重金属离子, 如果不加处理任意排放, 将对环境造成严重的污染, 同时也是对宝贵资源的浪费。分别对化学、物理、生物等方法处理含镍废水进行了综述, 并对处理含镍电镀废水的新方法、新工艺优缺点进行了概述, 同时针对含镍电镀废水的处理技术和方法做出展望。
从皮革固体废弃物中提取胶原蛋白, 以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵对其改性, 制备了阳离子胶原蛋白絮凝剂(PCDMC)。研究了PCDMC对污泥脱水性能的影响, 同时对PCDMC的絮凝机理进行了探讨。研究表明:质量浓度为1 g/L的PCDMC调质100 mL污泥时, 在投加量为4 mL, 搅拌速度为120 r/min, 污泥pH为6~7时, 脱水效果良好, 且在5~40 ℃的污泥温度下, PCDMC的絮凝效果随温度的升高而提高。
通过凹土对以活性艳蓝KN-R、活性艳红X-3B为代表的活性染料的吸附脱色研究, 探讨了处理含活性染料印染废水用凹土的有机改性技术及工艺参数。研究发现, 活性染料去除率随着有机改性剂中碳含量的增加而增加, 改性效果排序为:STAC>CPB>CTAB>DTAC>TPA>TEA;考虑技术经济指标, 优选CPB为有机改性剂;改性比为9%时, 20 mL染料溶液中投加0.1 g CPB改性凹土对两种活性染料去除率均较高。
以钛酸四正丁酯、硝酸钆、硫脲为原料, 采用溶胶-凝胶法制备了Gd、S掺杂TiO2光催化剂。实验结果表明:少量Gd的掺杂能提高TiO2的光催化效率, 掺杂过多Gd对光催化剂有抑制作用。当煅烧温度为650 ℃, 钆、硫的掺杂比分别为0.2%、1.0%时, TiO2光催化剂效果最好, 而且其光响应范围也明显拓展。XRD表征表明, 当TiO2锐钛矿晶型中掺杂少量金红石相时, Gd、S共掺杂TiO2光催化性能最好。
以总磷为去除对象, 采用臭氧氧化—化学沉淀法联合工艺进行电镀含磷废水的处理。考察了臭氧投加量、臭氧反应时间、废水中总磷初始浓度、废水初始pH对非正磷酸盐氧化率的影响以及沉淀剂种类和浓度对沉淀效率的影响。实验结果表明, 经过臭氧氧化—化学沉淀法联合工艺的处理, 电镀废水总磷指标可以稳定达到《电镀污染物综合排放标准》(GB 21900—2008)表3中水污染物特别排放限值。
采用表流+砾石潜流和表流+炉渣潜流2组复合人工湿地处理高污染河水, 对2组复合人工湿地的净化效果进行了对比研究, 考察了基质类型对复合系统中二级潜流湿地的影响作用, 并探究了2种基质的除磷能力。研究结果表明:两组复合湿地对SS、COD、BOD5的去除主要在一级表流湿地中完成, 避免了在二级潜流湿地中堵塞;炉渣复合湿地更利于硝化的进行和对磷的去除。炉渣对磷的去除率和抗负荷能力均高于砾石。
以可溶性淀粉为原料, 采用水热合成法制备了碳球吸附剂, 研究了淀粉溶液浓度和水热时间对所制备碳球吸附铜离子和铅离子效果的影响。结果表明, 扫描电镜(SEM)显示铜离子吸附在碳球表面, 傅里叶红外光谱(FT-IR)显示碳球和金属离子间产生了相互作用, 碳球对铜离子和铅离子的吸附具有选择性, 其对铜离子的吸附效果较好, 所制备的碳球在工业废水处理中具有潜在的应用前景。
为了探索高氨氮水产养殖废水处理新技术, 采用短程电极生物膜工艺同时在硝化区、反硝化区各设1组电源控制反应。研究结果显示:亚硝化细菌利用好氧区阳极碳棒电解产生的氧使氨氮转化为亚硝酸盐氮;反硝化菌利用反硝化区阴极碳棒电解产生的氢实现脱氮。实验的主要影响因素是pH和温度, 反硝化区的电流对实验有一定的促进作用, 次要的影响因素为C/N、水力停留时间和氨氮浓度。
以衣康酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体, 通过水溶液聚合的方法合成了新型四元共聚物阻垢剂, 并通过红外光谱确定了共聚物结构。探讨单体配比、反应时间、引发剂用量对共聚物阻垢性能的影响。将合成共聚物与市售阻垢剂进行分散氧化铁性能对比试验, 结果表明:该四元共聚物的分散氧化铁性能优于市售阻垢剂, 在共聚物质量浓度为40 mg/L时, 对CaCO3的阻垢率为92.7%, 对Ca3(PO4)2的阻垢率为88.5%。
通过对常规A/O脱氮工艺的泥水回流方式和污泥培养方式进行改变, 并增设特殊填料后, 得到兼具同步脱氮除碳功能以及生物膜特点的改良型A/O生物膜工艺, 并以预处理后的实际印染废水为对象考察了工艺的脱氮除碳等性能。结果表明:改良型A/O生物膜工艺能有效改善传统A/O脱氮工艺的缺陷, 出水可达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB 32/1072—2007)的排放指标。
利用厌氧/缺氧SBR驯化成功的反硝化聚磷污泥进行试验, 研究了泥龄对反硝化除磷及COD去除效果的影响, 通过比较不同SRT污泥性质的变化, 分析产生不同除磷效果的原因, 探讨SRT与污泥浓度、除磷机制的关联性。结果表明:稳定运行的反硝化除磷系统在不排泥情况下, 最多可连续运行36 d。
通过电化学试验测定了4种钛基金属氧化物DSA阳极的析氯、析氧电位, 优选了Ti/RuO2-IrO2(R2)电极进行高盐高氨氮废水的电解试验, 研究电流密度、TDS、pH、极板清洗等因素对电解除氨氮及制氯过程的影响。试验结果表明:电流密度、极板清洗对氨氮的平均降解速率影响较大, 而水样的pH、TDS的影响较小。高盐废水中氨氮的电解降解过程符合准零级反应动力学规律。
采用EF-H2O2-FeOx—絮凝处理含油乳化废水。结果表明, 电解电压8 V, pH=2.5, 电解反应时间75 min, PAM投加质量浓度为2 mg/L时, 对含油乳化废水的处理效果最佳, COD的去除率最高可达93%以上。此方法具有高效、去除效果好、经济适用等优点, 在含油废水的处理领域具有广阔的应用前景。
选用廉价的粉煤灰对焦化废水中的挥发酚吸附去除。考察了粉煤灰不同用量、吸附时间、初始pH、不同盐度和不同温度等条件对吸附的影响, 讨论了粉煤灰对焦化废水中挥发酚的吸附特性和吸附机理。结果表明, 焦化废水复杂体系中挥发酚在粉煤灰上的吸附规律更符合准二级动力学吸附模型和Langmuir等温模式。粉煤灰对挥发酚的最大平衡吸附量为39.5 mg/g, 可以作为焦化废水的预处理手段, 实现"以废治废"。
氧化锡(SnO2)电极在电解处理水性油墨废水领域具有广泛的应用前景。首先通过酸析降低水性油墨废水的固体悬浮物(SS)、化学耗氧量(COD)和色度, 并在使用自制氧化锡电极和添加电解助剂条件下, 进行了电流密度、极距以及pH等条件的优化。实验还对比了自制氧化锡电极与常用电极对水性油墨废水电解处理的效果。
采用新型内循环厌氧(IC)—气升式环流反应器(ALR)工艺处理生活垃圾焚烧厂渗滤液。结果表明, 负荷提升期, 由于负荷提升过快而导致IC反应器发生酸化, 采取降低负荷, 增加碱度的方法重启反应器, 12 d后IC反应器即可恢复正常运行。稳定期, 当进水COD为10.8 g/L时, COD去除率达到86%, 出水中8.3~9.0 mmol/L的VFA不会对IC反应器稳定运行产生不利影响。
以电镀废水尾水为目标废水, 联合生活污水处理, 以提升目标废水的可生化性, 并经过增设填料的改良型倒置A2/O工艺处理, 研究了工艺对电镀废水尾水的脱氮处理效能。结果表明:在电镀废水尾水所占的体积百分数为30%时, 工艺运行效益较好;在DO为1.90~2.10 mg/L, 回流比在150%左右, 系统对NH4+-N、TN、COD的去除率分别达到93%、80%、85%;当有足够的易降解有机碳源, 即提高COD/TN时可使TN去除率≥84%。
采用自制厌氧序批式反应器(ASBR), 分别以好氧絮状污泥和厌氧颗粒污泥为接种污泥探究厌氧氨氧化反应器的启动情况。分别经过70、40 d的培养, 厌氧氨氧化反应得以发生。随后通过加大进水基质浓度来提高污泥的脱氮活性, 到第120天时, 两个反应器对氨氮和亚硝氮的去除率分别达到了44.6%、57.5%和64.2%、71.7%;其中氨氮去除量与亚硝氮去除量和硝氮生成量的物质的量之比分别为:1:1.28:0.23和1:1.23:0.23, 接近理论值(1:1.32:0.26)。
将采油污水有效处理后代替清水回注, 已成为节能降耗、节水减排、保护环境、实现油田开发可持续发展的关键问题。腰滩油田以微生物+膜技术为基础设计出1套符合实际需求的采油污水一体化处理工艺和设备, 并进行了现场应用试验。试验结果表明, 出水指标符合《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY/T 5329—1994)中A1级标准, 处理效果达到采油污水零排放、减少环境污染的目的。
对工业锅炉清洗废液全铁含量测定方法进行了系统优化, 考察了各因素对全铁含量测定效果的影响。结果表明, 将样品控制在pH 为 1.5~2.3, 温度为65~90 ℃范围内, 氧化剂过硫酸铵配制时间在20 d内为最佳测定条件。若废液中杂质离子较多, 应先加入掩蔽剂予以掩蔽再行测定;若锅炉废液含Mg2+较高, 掩蔽剂添加质量以5.0 g为最佳。优化实验测定结果接近真实值, 方法准确可靠, 重现性较好。
采用厌氧/生物脱氮/MBR/NF/RO工艺处理含高浓度难降解有机物的垃圾渗滤液。运行结果表明, 该工艺对渗滤液的CODCr、BOD5、NH4+-N、TN的去除率均超过99%, 出水CODCr≤60 mg/L, BOD5≤20 mg/L, NH4+-N≤8 mg/L, TN≤20 mg/L, 达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》(GB 16889—2008)。
某多晶硅厂采用A/O生物接触氧化法处理生活污水, 联合后续的混凝沉淀和过滤工艺, 主要污染物COD、BOD、NH3-N、SS分别降至50、10、10、10 mg/L以下, 达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)要求。出水用于厂区的景观水池、绿化、冲厕等。该厂平均每月回用中水约9 500 m3, 可节省水费约4.43万元。系统通过PLC、在线仪表实时监控水质, 其操作方便、运行稳定, 具有明显的经济效益和环境效益。
以某米糠油厂污水站为例, 介绍了酸析—隔油—ABR—两级曝气组合工艺处理油脂废水的效果。工程规模70 m3/d, 工程自2012年5月投入使用至今处理效果稳定, 各项出水指标均稳定达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中新建企业水污染物排放限值三级标准。
以晋江市仙石污水处理厂改造工程为例, 对污水处理厂改造工程的设计进行了分析, 保留已建工程的初级处理及二级处理单元, 增设深度处理单元及旁路除磷单元, 并对污泥处理系统进行升级。深度处理采用滤布滤池工艺, 污泥处理工艺采用浓缩脱水工艺并增设旁路化学除磷。污水处理厂改造完成后, 其尾水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。
某厂蒸汽锅炉工作压力1.25 MPa, 蒸汽量19 t/h, 除氧器不开。锅炉为企业职工食堂、洗衣间提供蒸汽, 冬天负责供暖。通过添加锅炉除氧剂、阻垢剂、冷凝水缓蚀剂, 有效地控制了水冷壁的腐蚀、结垢和蒸汽管道与冷凝回水管道的腐蚀。药剂现场使用1 a多, 锅炉运行良好, 顺利通过年检。
介绍了光伏企业含氟废水回用处理的工程实例, 将废水通过调节pH, 活性炭过滤预处理后, 采用二级反渗透工艺对含氟废水进行处理, 产水代替自来水回用于纯水站制备纯水并回用于生产。该项目设计处理水量为180 m3/h, 回用率60%以上。项目实施后, 系统运行稳定, 静态投资回报期为2.2 a, 每年可节约新鲜水95万m3, 减少氟化物排放量11.4 t, 经济和环境效益显著。