对海河和太湖流域200余家工业园区的水污染防治政策和管理现状进行了调查,分析了园区污染减排管理中存在的问题,提出了构建以工业园区为管理对象、以污染物减排为管理目标的区域化、系统化、规范化、可持续的水污染减排机制,并对新形势下工业园区水污染减排机制的定位、总体构架和构建思路给出了建议。
在我国微污染水源水中,氨氮污染问题尤为突出,而目前自来水厂大多采用传统工艺,主要针对悬浮物、细菌和病毒,对氨氮的去除效果差,所以必须进行工艺改造。针对我国的微污染水源水中氨氮的污染现状,对当下去除微污染水源水中氨氮的常见物化法、生物法和联合处理法进行综述,介绍了它们的原理和优缺点,并对未来微污染水源中氨氮的去除技术进行了展望。
异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)细菌能在好氧条件下快速将氨态氮降解为含氮气体,其高效的氮消除能力及在氮降解中的优势使其成为近几年脱氮技术的研究热点。对已分离的HN-AD菌的脱氮能力进行整理,分析了它的作用特点以及代谢机理,并综述了碳源、碳氮比、溶解氧、pH和盐度等主要环境因素对HN-AD菌脱氮效果的影响,对其应用前景和发展方向进行了展望。
简述了膜污染机理,从污泥混合液性质、微生物群落、膜的性质、操作条件、进水水质等方面阐述了膜污染影响因素,并介绍了膜的清洗方法。今后应在膜污染机理、膜材料的选择及操作条件、膜组件的优化等方面作进一步研究。
采用活性炭纤维(ACF)固定化漆酶处理模拟废水中的苯酚,通过SEM、FTIR、DSC及TG表征,研究不同因素对苯酚去除效果的影响,确定了最佳工艺参数:最佳反应温度为50℃,最适pH为4.0~7.0,且循环使用7次后去除率仍有63.4%,去除效果明显好于ACF和漆酶。通过超声协同作用的方法,提高了固定化漆酶处理苯酚废水的效果,去除率最高能达到95.1%。
利用催化铁内电解法对酸性品红模拟印染废水进行处理,采用循环伏安法评价了酸性品红在铜电极和石墨电极上的电化学特性,结果表明催化铁内电解法与传统铁炭内电解法降解污染物的反应机理不同,通过对比发现,催化铁内电解法可以明显改善铁炭内电解法在碱性条件下的处理效果。单因素实验结果表明,进水pH为3,反应时间为1.5 h,铁铜质量比为6,不加入电解质时,对144 mg/L酸性品红模拟废水去除率能达到97.7%。废水中存在电解质时,可提高处理效果,去除率能达到99.5%;废水中加入过量铁铜填料对处理效果的改善并不明显。
从活性污泥中分离筛选到一株具有高絮凝性能的菌株ZY36,通过菌株形态、生理生化特征和16S rDNA测序分析,鉴定该菌株为巨大芽孢杆菌属。该菌株产生的絮凝活性物质为分泌型胞外物质,通过实验确定了最适絮凝条件,在此条件下进行放大实验,菌株ZY36发酵上清液对啤酒废水的COD去除率可达到94.68%。
将活性污泥分别在14.68、30.72、43.84 mg/L 3种臭氧浓度下进行氧化,同时以纯氧曝气作为平行实验,考察臭氧尾气对活性污泥的影响。结果表明,污泥经纯氧曝气后,在反应时间内并无明显变化,但在臭氧氧化过程中,污泥ATP下降,同时上清液中COD、TP、TN上升,且臭氧浓度越高,变化速率越大,其原因为污泥发生了溶胞现象;臭氧氧化后,污泥MLSS、MLVSS减少,污泥呼吸速率下降,但沉降性得到改善,同样随着臭氧浓度的升高,变化更为显著。经14.68、30.72 mg/L臭氧氧化后的污泥,其硝化能力、生化能力与反应前并无明显差距,而经43.84 mg/L臭氧氧化后污泥的硝化能力、生化能力明显弱于反应前。
采用SBR反应器考察了Cu(Ⅱ)短期作用对亚硝化反应器的影响规律,结果表明,低浓度的Cu(Ⅱ)(≤10 mg/L)对亚硝化有促进作用,并且在3~10 mg/L范围内影响规律相似。高浓度的Cu(Ⅱ)(≥20 mg/L)抑制AOB的活性,同时诱导了NOB的活性。Cu(Ⅱ)≥30 mg/L时NOB也被抑制。Cu(Ⅱ)对AOB的半抑制质量浓度为21.8 mg/L。在短期作用后,污泥中的铜含量增加。AOB被Cu(Ⅱ)完全抑制后,通过向反应器中投加20 mg/L EDTA螯合提取污泥中的铜离子,可使亚硝化得到恢复,同时污泥中的铜减少。
以DOP生产废水为研究对象,考察了投加SDC-03生物填料的厌氧/特异性移动床生物膜反应器对废水COD的去除效果,并探讨了进水COD、水力停留时间(HRT)、溶解氧(DO)3个因素对反应器处理性能的影响。结果表明:在水温18~30℃,进水pH为6.0~8.0,COD为2 500~4 000 mg/L,系统水力停留时间(HRT)为5 d的操作条件下,出水COD可稳定在100 mg/L以下,平均去除率为97.1%,最高可达98.39%。该废水处理工艺运行稳定,各项出水水质指标均满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)三级排放标准的要求。
研究了UV/K2S2O8体系对水中四环素的降解效果。首先对比了该反应体系与UV氧化、单独K2S2O8氧化对四环素的处理效果,结果表明UV能有效活化分解K2S2O8,能有效去除水中的四环素。同时探讨了四环素初始浓度、K2S2O8投量、反应时间、溶液初始pH对降解效果的影响,结果表明,在最佳条件下四环素的降解率达100%。同时实验结果表明,UV/K2S2O8体系对四环素的降解过程符合一级动力学规律。最后探讨了UV/K2S2O8技术降解四环素的机理。
为了更好控制火力发电厂循环水系统中海生物的污染问题,针对单一非氧化性海生物杀生剂季铵盐类化合物存在泡沫多、杀生率低下、易产生抗药性等缺点,将单链季铵盐杀生剂AY1001与聚季铵盐杀生剂(A和B)进行复配,评价混合复配药剂体系对海生物的杀灭性能。结果表明:投加3 mg/L(AY1001+A)或3 mg/L(AY1001+B)作用24 h,效果优于同等浓度下单一杀生剂AY1001的效果。
采用单因素方法研究了环境因素对撞击流-水力空化深度处理焦化废水的影响,通过响应面法优选出最佳反应环境条件,以期为撞击流-水力空化在焦化废水深度处理中的应用提供依据。结果表明,水力空化能有效处理焦化废水,3个因素对UV254去除率影响的大小顺序为:初始pH > 温度 > 循环时间。其中初始pH和温度的交互作用对UV254去除率影响最为显著。优化得到最佳工艺条件:pH=2.12,温度为52℃,循环时间为48.15 min,在此条件下,焦化废水的UV254、Vis380、COD去除率能达到47.465%、67.53%、23.63%。
以传统活性炭(木质炭、煤质炭)与碳纳米管为碳基吸附剂,研究不同碳基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,并对其吸附动力学进行研究。结果表明,传统活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能优于碳纳米管,木质、煤质活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量分别为158.23、152.44、48.69 mg/g;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附属于物理吸附。
对比了臭氧、臭氧催化氧化、臭氧/双氧水和臭氧/双氧水催化氧化4种工艺深度处理化工废水的效果,结果表明,当进水COD和色度分别为95.7 mg/L和90倍时,4种工艺出水的COD去除率分别为23.66%、26.77%、29.24%、32.97%,色度去除率分别为64.44%、64.44%、82.22%、82.22%,催化剂和双氧水均能小幅强化臭氧氧化效果。连续臭氧氧化可使出水COD降至20 mg/L,同时当臭氧投加量为60 mg/L时,4种工艺出水均具有一定的可生化性,满足后序生化工艺的需求。
根据农村生活污水水质COD较低、水量较大、面广而分散的特点,依据现有的人工湿地工艺,提出一种BAF型人工湿地,以解决人工湿地工艺处理效果受DO局限的问题。通过控制曝气管的开关及2根进水管流量来探究4种曝气方式和分段进水比对去除效果的影响,结果表明,采用中间曝气方式和分段进水比为2∶1条件下,BAF型人工湿地对COD、氨氮、总氮的去除效果都比较理想,去除率分别为73.17%、87.22%、63.17%,出水可达到一级A标准。
分别采用外循环上流式厌氧污泥床(UASB)和厌氧续批式(ASBR)反应器处理模拟含砷酸性废水,考察2种厌氧反应器对模拟含砷酸性废水的处理效果及运行特性。结果表明,外循环UASB较ASBR能更好地应用于模拟废水的处理,外循环UASB和ASBR对COD、SO42-和As(Ⅲ)的去除率分别达到74.3%、88.7%、63%和42.8%、73.2%、35%。反应体系对模拟废水的处理效果受pH主导:反应体系pH影响SRB的生长、代谢,进而影响对COD和SO42-的去除效果;As(Ⅲ)主要通过与SRB代谢产物(H2S/S2-)的沉淀作用被去除,pH对AsxSy的溶解度影响较大,进而影响As(Ⅲ)的去除效率。
为降低榆林炼油厂的新鲜水用量、充分提高工业用水利用率、减少水资源浪费,开展了废水深度处理回用于循环水补水系统的技术研究,以实现节能减排的目的。对工艺比选及工程化试验进行了介绍,以确定电渗析工艺的可行性。
采用热改性废茶叶吸附刚果红染料,考察了pH、吸附剂投加量、染料液浓度和温度对热改性废茶叶吸附染料性能的影响。采用SEM和BET研究了热改性茶叶的基本物理化学特性,最后采用伪一阶动力学模型和伪二阶动力学模型拟合了改性废茶叶对刚果红染料的吸附动力学过程,并对其吸附热力学进行分析。结果表明,热改性废茶叶表面出现了形状各异的小孔,其比表面积、总孔容和平均孔径比改性前增加较多;当溶液质量浓度为50 mg/L、pH为4、吸附剂投加量为0.4 g/L、温度为35℃时,染料的吸附率达到最佳,为98.4%,吸附量为123 mg/g;热改性废茶叶对刚果红吸附动力学符合伪二阶动力学模型,吸附过程是由物理吸附和化学吸附共同决定的。热力学分析表明,吸附过程是自发进行的吸热过程。
采用缺氧/好氧-膜生物反应器(A/O-MBR)工艺处理油页岩干馏废水,考察了启动期反应器中COD和NH4+-N的去除情况,探讨稳定期污泥混合液回流比、碳氮比和进水方式对COD、NH4+-N、TN去除效果的影响。结果表明,混合液回流比为300%~700%,TN去除率由87.67%提高至95.99%,但混合液回流比提高至900%时,其对废水处理效果影响不大。废水COD和TN的去除率随进水碳氮比的升高而提高,碳氮比由3提高至8,COD和TN的去除率分别由91.39%、82.81%提高至96.33%、92.21%。进水碳氮比为3,采用分段进水,废水TN去除率为90.05%,可提高废水处理效果。
构建了双室型微生物燃料电池(MFC),探讨了异养反硝化底物降解、产电特性和指示作用。结果表明:有机物是影响异养反硝化微生物燃料电池产电和污水处理性能的关键影响因素,未加入有机物时MFC产电仅有10 mV;MFC的电信号能较好地反映亚硝氮、COD基质浓度的变化情况,因此可用电压变化指示底物的降解过程;在不考虑菌体水解、同化作用所引起氨氮浓度的增加问题时,亦可用时间来指示氨氮的降解过程。
建立了工业水中痕量氯离子的流动注射(FIA)-在线离子交换预富集-分光光度测定法及系统,确定了该方法的最优实验条件。氯离子标准溶液质量浓度在1.0~50 μg/L范围内,测定的标准曲线线性回归系数>0.999,相对标准偏差<5.0%,检出下限为0.5 μg/L。与离子色谱法相比,当水样中痕量氯离子质量浓度≥10 μg/L时,相对误差<10%;当水样中痕量氯离子质量浓度<10 μg/L时,相对误差<20%,适用于水中痕量氯离子的实验室分析检测,操作方便,易于实现在线化。
采用沉淀法-电絮凝法-气浮法-膜分离法四段组合工艺对含砷废水进行处理,原水含砷180~230 mg/L,经该工艺处理后出水含砷<0.03 mg/L,去除率>99.9%。工程运行实践证明:该系统运行稳定、处理效果高,产出的清水用作生产用循环冷却水,大大降低了生产成本。
从废水水质特性、处理工艺分析、设计参数、处理效果及运行成本等方面,介绍了江苏某机械加工厂的废水处理工程。工程实践表明,采用隔油-混凝气浮-混凝沉淀-UASB-生物接触氧化-砂滤组合工艺可有效处理脱模剂废水,工程调试运行后,COD、SS、石油类的去除率都达到90%以上,最终出水水质稳定且均达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)三级标准要求。
针对煤化工企业焦化废水的二级生化出水可生化性差、含盐量与COD高,以及废水中包含多环芳香族化合物、脂肪族化合物等难生物降解污染物的特点,采用Fenton氧化+电渗析+超滤+反渗透膜法组合深度处理工艺对废水进行处理。运行结果表明,产水水质达到并优于《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050-2007)中再生水水质要求,产水可作为厂区生产补充新水使用,废水回收率稳定达到75%。采用Fenton氧化与电渗析粗脱盐技术相结合的强化预处理设施,可以有效缓解反渗透装置的膜污染,延长反渗透膜的清洗周期至3个月。
分析了反渗透膜元件3项测试指标的离散性,提出了系统流程中不同测试指标膜元件安装位置优化的概念,描述了膜元件位置优化的全微分计算方法,明确了全微分法元件位置优化对于降低系统透盐率的有效性,并验证了全微分法元件位置优化方案对给水温度等运行参数变化的稳定性。
分析了工业循环水系统存在的生物黏泥滋生、设备结垢腐蚀的问题,采用AOP臭氧水处理技术,并与加药处理进行对比。结果表明AOP系统能避免药剂杀菌引起的水质变浑、结垢弊端,并具有杀菌、脱垢、阻垢、节能效果。因此该技术是一种更加环保、经济、有效的工业水处理技术。