污泥的稳定化处理、安全处置和资源化利用已成为城市污水处理领域亟需重点解决的问题。生物淋滤技术可以有效地去除污泥中的重金属、改善污泥脱水性能、消除病原菌、控制污泥恶臭,是一种具有广泛应用前景的污泥处理处置技术,对污泥的安全处置和资源化利用具有重要意义。从生物淋滤的作用机理、影响因素、反应器及工艺流程等方面对污泥重金属生物淋滤技术进行了详细介绍,并对目前污泥生物淋滤技术研究和应用上存在的问题和发展方向进行了探讨。
综述了近年来反渗透膜有机污染控制方法的研究进展,其中进水预处理、优化操作条件、添加阻垢剂、膜表面改性和清洗对反渗透膜的有机污染均能进行有效的控制,提出了反渗透膜有机污染控制方法的研究方向。
通过分析焦化废水的来源和成分,阐述了焦化废水在物理化学、生物方面的处理方法,并介绍了焦化废水处理的最新进展。IE-UASB-A/O2和A1-A2-O-MBR-NF-RO 等组合工艺的实践表明,采用组合工艺是焦化废水处理的发展趋势,继续研究和开发新技术也是焦化废水处理的必然方向。
ZnO-石墨烯纳米复合材料能促进电子-空穴的有效分离,有较大的表面积,有利于污染物和自由基的扩散和传质,电子可从ZnO的空穴高能导带直接转移到石墨烯,可提高复合材料在紫外或可见光下的光催化性能,因而ZnO-石墨烯纳米复合材料在光催化领域中被广泛研究。综述了ZnO-石墨烯纳米复合材料的制备,及其在光催化降解污染物应用中的最新研究进展。
以天然沸石制取铁锰氧化物改性沸石材料,开发用于吸附去除制药废水中的CPZ和CTX头孢菌素类药物。结果表明:开始的10~20 min内吸附速率最快,随后逐渐降低,并分别在50、70 min内达到表观吸附平衡。CPZ的去除率明显高于CTX,改性沸石对二者的去除率随初始浓度的增加而降低。Langmuir方程可较好描述吸附等温过程。动态吸附试验表明,改性沸石对CPZ和CTX最大去除率均在93%以上,吸附容量优于表面活性剂改性沸石等材料。
以Bi2O3 和MnCl2·4H2O为原料,利用水解法合成了Mn/BiOCl催化剂。用XRD、HRTEM等对其进行了表征。以苯酚作为光催化反应模型化合物,考察了Mn/BiOCl催化剂的紫外光催化活性。并评价了清除剂对催化剂紫外光催化活性的影响。结果表明:Mn的含量对Mn/BiOCl催化剂的光催化活性有很大影响。当n(Mn):n(Bi)为1:100时,所合成的Mn/BiOCl催化剂光催化活性最高,苯酚的光催化降解率达到70.3%。
采用水力搅拌共沉淀-微滤组合工艺处理含锶废水,着重考察水力停留时间和晶种投加量对除锶效果、沉淀物浓缩效果以及膜污染的影响。研究中设计水力反应器,以CaCO3 为晶种,Na2CO3 为沉淀剂,膜分离器中投加FeCl3为絮凝剂,去除废水中的锶元素。结果表明:除锶效果受晶种投加量和水力停留时间的双重作用影响。当晶种投加量为0.340 g/L,水力停留时间为60 min时,出水锶平均质量浓度为7.84 μg/L,平均DF达到842,CF达到2 790。
以钨酸为原料,在不使用任何添加剂的条件下,采用水热法制备纳米WO3。利用X射线粉末衍射与激光拉曼光谱对其物相结构进行表征,并通过紫外-可见分光光度计分析纳米WO3 光降解亚甲基蓝(MB)试验来研究其光催化活性。结果表明:以钨酸为原料,110 ℃水热反应7 h制备的纳米WO3 具有较高的光催化降解MB活性,其降解率可达81%。
采用微波辐射的方法对某焦化厂的焦化废水原水进行降解,考察了废水的pH、初始浓度、微波辐射的时间和功率对去除COD的影响。试验结果表明:pH=9、微波功率800 W、微波辐射4 min时,COD去除率最高达到29%。在此条件下,对焦化废水进行微波处理,用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析微波处理前后焦化废水中有机物组分的变化情况。结果表明,焦化废水经微波预处理后含氮杂环及其他多环有机物减少,而易生物降解的苯酚类单环有机物增多,其可生化性得到改善。
以高纯环烷酸等为原料,合成了一种含双键酰胺咪唑啉季铵盐缓蚀剂(DAQS),采用挂片失重法和电化学方法评价了其缓蚀性能。失重法结果表明:该药剂对碳钢具有良好的缓蚀效果,在强酸性溶液中,控制适当的条件均可使缓蚀率达90%左右;极化曲线表明,该药剂是以阴极型为主的混合型缓蚀剂;交流阻抗谱得出其缓蚀率随药剂浓度变化的顺序关系与碳钢挂片试验结果相一致。
印刷线路板含铜蚀刻废液经电解回收铜后,残留硫酸根质量浓度仍高达72 g/L,盐度极高,难以后续生物处理。采用优化三步沉淀技术,溶液中硫酸根质量浓度下降到4.1 g/L,硫酸根回收率为94.33%。然后用NaOH直接沉淀Cu2+,溶液中Cu2+从748 mg/L下降至4 mg/L,铜的回收率高达99.37%。该技术既去除了废水中大部分的盐分离子,又回收了硫酸根和铜,为后续生化处理奠定了良好的基础。
采用微波组合微电解及Fenton试剂共同处理橡胶助剂废水,控制废水pH为3.5,加入6 000 mg/L H2O2后导入微电解反应器反应120 min,调整微波功率为450 W,微波辐照反应3 min后,出水调节pH为9,静置、分层后,分离出上清液,其出水COD≤500 mg/L,满足污水综合排放三级标准,为高浓度有机含盐废水的化学处理探索了新途径。
用静态阻垢法对聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、马来酸/丙烯酸共聚物(MA/AA)的阻垢性能进行测试,对温度和浓度以及3种阻垢剂的动力学和最佳活化温度进行研究。研究结果表明:PASP、PESA分别在70、75 ℃对碳酸钙垢具有较高的阻垢率,但MA/AA的阻垢效果远大于PASP、PESA,MA/AA存在剂量效应。从3种阻垢剂的动力学研究和笼蔽效应来看,PASP和PESA为扩散控制,而MA/AA为活化控制。
用KOH对市售的粉末活性炭进行表面改性。采用BET分析改性前后活性炭的表面结构,并采用活性炭涂层电极构建电容去离子吸附装置,研究改性后电极的去离子效果。研究表明:经过KOH改性后,活性炭的比表面积从519.25 m2/g增加到975.07 m2/g,提高了87.78%,中孔孔容占总孔孔容的百分比提高了48.28%,改性后活性炭的孔隙结构和孔径的分布更有利于溶液中的Na+和Cl-通过,提高了电极的吸附速率。
利用花生壳及炭化花生壳作为吸附剂研究对荧光素的吸附情况。试验表明:吸附剂的吸附量在溶液pH为3,吸附时间为8 h时达到最大;分析了该反应体系的热力学过程,两种材料均符合Langmuir和Freundlich 吸附模型,R2均大于0.90,Qmax在61.728~303.030 mg/g之间,而且炭化花生壳的最大吸附量显著大于花生壳的最大吸附量,RL均小于1。Freundlich模型的吸附强度n值在1.218~2.022之间。
利用低温等离子体技术降解恶草酮工业废水,对比了不同进气方式和不同放电功率对COD降解效果的影响,探索了最佳的进气结构和处理条件。结果表明:低温等离子体对该工业废水的有机物含量、颜色、COD、BOD5和含盐质量浓度的削减均有比较积极的影响。该废水从棕红色、刺激性气味转变为无色无味;含盐质量浓度由269 000 mg/L降至79 500 mg/L;COD由28 250 mg/L降至2 883 mg/L;BOD5由7 769 mg/L降至2 463 mg/L。废水的可生化性得到了明显提高,经低温等离子体处理后的废水样品直接采用生物法处理3 d,COD由2 833 mg/L降至853 mg/L。
利用溶胶凝胶法实现了N掺杂改性的TiO2在粉煤灰漂珠(FAC)表面的负载,成功制备出N-TiO2/FAC复合光催化剂。以亚甲基蓝为降解对象,研究了不同煅烧温度、不同N掺杂量的复合光催化剂在可见光条件下的光催化活性与反应动力学性能。试验表明:煅烧温度为450 ℃,N掺杂量为25%的条件下制备的N-TiO2/FAC光催化降解亚甲基蓝的效果最优,对亚甲基蓝的降解效率比N-TiO2高10%,比TiO2/FAC高40%,且该催化剂漂浮于水面可通过相分离得以回收。
具有自主知识产权的5株高效焦化降解菌株,在自行设计的生物活性炭塔里制备成生物活性炭,用于焦化废水的深度处理中试研究。在中试试验过程中,塔内微生物的降解活性较高,出水平均COD小于60 mg/L,平均脱除率大于50%,出水COD基本达到国家再生水的水质要求,COD脱除率的变化和温度的变化趋势基本吻合,随流量的增大急剧下降。出水气质联用分析的结果表明,生物活性炭技术对焦化废水中难降解有机物有很好的降解效果。
油田回注水中的二价铁离子会降低部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的黏度。采用化学氧化法去除油田污水中Fe2+,试验了双氧水、次氯酸钠和高锰酸钾对Fe2+的去除效果,并考察了Fe2+去除后HPAM黏度的恢复情况。实验表明,3种氧化剂皆能快速去除油田污水中的Fe2+,并有效改善Fe2+造成的聚合物黏度损失。经过使用安全性、方便性和性价比对比,发现固体次氯酸钠不仅能快速有效地去除Fe2+,改善聚合物黏度,且价格合理,使用方便,是最优的氧化剂。
针对采油污水高COD、高油质量浓度的情况,采用粉煤灰、烟道灰及硫酸铝以不同物质的量比配成复合混凝剂,联合Fenton氧化对其进行处理。考察了复合混凝剂的物质的量比、pH、混凝剂的投药量和反应时间等因素对处理效果的影响。试验结果表明:当复合混凝剂的最佳物质的量比为2:2:1,pH为6.8,投药量为60g/L,Fenton氧化反应时间为35 min时,COD去除率达98.7%、除油率达到97.0%。
针对超高含硫气田碱性采出水的特性和处理应达到的要求,对水质改性、氮气气浮、H2O2预氧化、沉淀复合除硫加絮凝净化处理工艺技术进行了研究。结果表明:当盐酸投加量为2.0~2.5 mL/L,pH控制6.0~6.5,溶气比控制为20:1,气浮初级除硫可将硫离子质量浓度由2 500 mg/L降至400 mg/L,后续H2O2投加量2.5~3.0 mL/L,最佳反应时间15 min,20%沉淀除硫剂ZS-1投加量为2.0 mL/L,20%絮凝剂L-12、0.1%PAM投加量均为1.0 mL/L时,处理水质可达到回注设计要求。
采用国际先进的多功能自动电位滴定仪,实现在同一杯水中自动连续检测多项水质指标,是水处理工作中先进高效的新颖检测方法。然而在同一杯水中测定多项指标,是否会彼此产生干扰,需要进行试验研究。作者为配合该方法的国家标准制订,针对多项目连续检测中氯离子测定的影响因素进行系列研究分析,确认多项目自动检测中氯离子的测定是准确可靠的。
为适应日益扩大的生产规模,解决水源紧张问题,蓝思科技(湖南)有限公司建设了研磨废水处理及回用水厂。该工程不仅可以减小对环境的水污染,解决部分水源问题,同时处理后的废水回用为公司带来了一定的经济效益。该工程处理规模为15 000 m3/d,采用调节池/高效沉淀池/D型滤池处理工艺,处理出水回用做生产清洗水。
对垃圾渗滤液成分复杂、难降解有机物浓度高和高氨氮的特点,通过对废水水质的分析,确定采用物化—生化—反渗透的工艺处理垃圾渗滤液。工程运行结果表明,排放出水指标达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)排放要求。
以某机床厂污水处理工程为实例,介绍机床厂各类生产污水预处理及综合污水处理的工艺、工艺参数及效果。针对机床厂生产污水复杂的来源及成分,首先运用破乳、混凝、中和、气浮等方法对各类生产污水进行预处理,再利用水解酸化、生物接触氧化工艺完成对综合污水的处理。生产污水出水水质符合DB21/1627—2008《辽宁省污水综合排放标准》,综合污水出水可以进行厂内中水回用。该工艺利用自控系统,易于管理,处理效果稳定,实现了污水无害化处理。
某食品添加剂生产厂污水站采用催化内电解/水解酸化/UASB/AO/氧化耦合絮凝处理生产废水,工程设计规模为200 m3/d,3个多月的调试运行结果表明:当平均进水COD 2 000 mg/L,BOD5 400 mg/L,氨氮80 mg/L,总氮220 mg/L时,其去除率分别为97%、95%、87%、86%,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996) 一级标准。
介绍了某热电厂采用污水处理厂中水作为锅炉补给水水源,通过超滤加两级反渗透工艺进行深度处理,详细阐述了各设备的运行状况,分析了运行参数中存在的问题和工艺特点。结果表明,该套处理系统运行稳定,产水指标满足除盐系统进水要求,项目具有良好的经济效益和社会效益。
介绍了中石化武汉分公司中水回用于循环冷却水系统的基本情况,深入研究了中水主要控制指标波动时对循环水水质产生的各种危害和影响,并提出了相应的控制优化措施,有效提升了循环水系统中水回用量,降低了企业新鲜水耗。
针对反渗透设备运行后出现膜污堵的现象,分析了造成污染的原因及污染物种类,确定了清洗方案,并对反渗透设备进行了清洗和清洗效果评价。
探讨了温度对絮凝剂絮凝效果的影响:聚铝受温度影响较大,聚铁的适用温度更广,聚丙烯酰胺受温度影响较小。聚铝和聚铁联用或聚铝和聚丙烯酰胺联用,受温度影响较小,絮凝效果好。在冬季单独使用聚铝处理锅炉原水导致炉水混浊,最终采用聚铝和聚铁联用处理锅炉原水后达到了较好的效果。