过氧化钙因具有可控的O2和H2O2释放能力、热稳定性、反应产物无污染而逐渐应用于环境污染修复中,在多环芳烃、石油烃、农药、重金属等污染的工业场地修复方面展现出良好的发展前景。通过大量文献调研,较系统地总结和概括了过氧化钙释放氧气和自由基的机制、影响因素,在地下水污染修复中其他材料包封过氧化钙的控制释放技术,以及合成过氧化钙纳米粒子的研究进展,最后对过氧化钙缓释技术在工业污染场地地下水污染修复中的应用研究提出建议和展望。
与水驱和聚驱相比,三元复合驱可大幅提高原油驱油效率,是提高采收率技术的发展趋势。三元复合驱含油污水具有水质复杂、黏度大、乳化程度高、胶体稳定性强等特点,导致其难以处理,限制了三元复合驱技术的推广。分析了三元复合驱含油污水的水质特性,综述了三元复合驱含油污水的处理技术,并对今后的研究提出一些建议,旨在为三元复合驱含油污水处理技术的研发和工程应用提供参考。
凹凸棒土具有比表面积大、特殊的孔道结构及表面带有永久负电荷等特性,使其在去除废水中重金属方面有明显优势。改性凹凸棒土合成吸附材料具有低成本、绿色、安全等特性。综述了凹凸棒土功能性改性在吸附废水中Pb(Ⅱ)方面的研究进展。
生物脱氮除磷工艺在城镇污水处理过程中发挥了重要作用,随着排放标准的提升,现有常用工艺出水无法满足排放标准的要求。分析了生物脱氮除磷的机理,比较了不同处理工艺,解析了城镇污水进水碳源不足、不同菌属微生物相互竞争、生物活性影响、污泥膨胀和生物泡沫等生物脱氮除磷工艺存在的问题,提出调整工艺运行条件、改造工艺结构、补充碳源、投加填料、添加化学除磷药剂和使用生物选择器等生物脱氮除磷调控措施。
氧化石墨烯材料具有巨大的比表面积、良好的亲水性和优异的吸附性能,在污水处理方面具有广阔的应用前景。综述了氧化石墨烯在污水处理方面的研究进展,重点分析了氧化石墨烯材料对污水中有机物、重金属和染料的吸附机理和吸附效果;氧化石墨烯作为吸附材料时其效果和成本都优于普通吸附材料;着重阐述了氧化石墨烯对水体污染物吸附性能的影响因素,如初始pH、氧化石墨烯投加量、污染物初始浓度、溶液温度等。总结了氧化石墨烯应用于污水处理时的适宜环境和条件,为未来氧化石墨烯在污水处理方面的应用提供一些思路。
对厌氧氨氧化的脱氮效果受HRT、溶解氧和有机物的影响情况进行研究。采用人工配水,控制pH为7.5~8.0,温度为(35±1)℃,进水NH4+-N、NO2--N质量比为1:1.32,通过进水脱氧和不脱氧改变溶解氧的浓度,有机物影响试验采用厌氧瓶静态试验。以总氮平均负荷为0.472 kg/(m3·d)为前提条件时,得到复合式UASB厌氧氨氧化反应器的最适宜HRT为12 h;改变条件,当溶解氧为0.7~1.0 mg/L,虽然反应受到影响,但还可以稳定运行;将DO降到(0.2±0.1)mg/L,经过一段时间的反应,厌氧氨氧化反应的处理效果恢复;再次改变进水COD为50~150 mg/L,NH4+-N去除率可维持在75%以上,NO2--N去除率可达90%以上,COD去除率最低可达到74%,仍保持在较高水平。对于厌氧氨氧化脱氮效果的影响,HRT、溶解氧较大,有机物较小。
采用首例微气泡催化臭氧化—生化耦合工程装置深度处理煤化工废水,对其长期连续运行性能进行评估。结果表明,该工程装置能够稳定可靠运行,微气泡催化臭氧化可有效降解大分子有机污染物并改善废水可生化性,耦合生化处理可进一步去除小分子产物。较优运行条件下,整体COD去除率为57.5%,臭氧投加量/COD去除量为0.63。生化处理中细菌种群受有机污染物变化和DO浓度影响较大。该工程装置为微气泡催化臭氧化-生化耦合工艺实际应用提供了良好示范。
采用循环伏安法在草酸电解质中于铜电极表面修饰聚N-乙基苯胺/十二烷基磺酸钠(PNEA/SDS)复合层。该复合电极呈颗粒紧密堆积的多孔结构。电化学分析结果显示,修饰后的电极在循环冷却水中的稳定性得到提升,同时SDS的掺入使复合电极的稳定性得到进一步改善。以PNEA/SDS复合电极为阳极,304不锈钢为阴极可高效去除循环冷却水中的细菌,以单因素法明确了最佳电化学除菌工艺:电流密度15 A/cm2,极板间距2 cm,停留时间10 s。
在超声波催化条件下,构建以TiO2/BiOBr和MoS2为电极的超声催化燃料电池系统,对废水中的污染物罗丹明B(RhB)进行降解。该体系以复合材料TiO2/BiOBr作为阳极,MoS2为阴极,通过控制变量法改变二者催化剂比例、有无曝气条件、光照条件、底物浓度、电阻大小等单一变量研究对RhB的降解性能,对比不同催化剂负载量的降解效果,确定了MoS2和TiO2/BiOBr的负载量最佳比例。研究结果表明,在曝气、自然光条件下,m(TiO2/BiOBr):m(MoS2)为1:5时,超声波辐照120 min后降解率最高达到99.7%。此外,可通过协同半导体材料的催化与压电性能来提高污染物的降解效率。
采用二氧化氯灭活再生水中的4龄摇蚊幼虫,分别探讨了二氧化氯投加量、pH、接触时间、虫体密度及共存有机物等对灭活效果的影响。结果表明:二氧化氯投加量为52 mg/L、接触60 min时可达到100%的灭活率。二氧化氯的灭活效果受接触时间的影响较大,受pH影响较小。虫体密度对灭活效果影响较小,在实际应用中可将水中虫体先浓缩富集后再进行集中灭活处理。
采用升流式厌氧流化床反应器,研究高浓度厌氧氨氧化工艺的脱氮效能。接种普通好氧活性污泥,以低浓度配水(NH4+-N 60 mg/L,NO2--N 50 mg/L)驯化厌氧氨氧化菌,经150 d富集,填料表面形成红色生物膜,NH4+-N和NO2--N同步去除率高于80%,反应器成功启动;采用低基质进水(NH4+-N 60~300 mg/L,NO2--N 100~355 mg/L),随着进水容积负荷的增加,总氮去除负荷从0.39 kg/(m3·d)提升至1.29 kg/(m3·d);采用高基质进水(NH4+-N 390 mg/L,NO2--N 400 mg/L)时,总氮去除负荷降至1.08 kg/(m3·d),150%回流能有效缓解基质对厌氧氨氧化菌的活性抑制,反应器总氮去除负荷逐渐恢复并升高至1.76 kg/(m3·d),脱氮效能提高63%。
采用共沉淀法耦合溶胶-凝胶法制备了核壳结构的磁性颗粒Fe3O4@SiO2@TiO2,将其负载在活性炭(AC)表面,制得新型光催化剂Fe3O4@SiO2@TiO2-AC。采用SEM、FTIR、XRD、VSM对材料进行表征,并探究该催化剂对水中腐殖酸(HA)的去除效能。结果表明,以400 W高压汞灯作为光源,投加量为200 mg/L时,60 min内对初始质量浓度为5 mg/L、pH为7的含HA水样去除率可达96.1%。Fe3O4@SiO2@TiO2-AC对HA的光催化降解符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。Fe3O4@SiO2@TiO2与AC存在协同作用,可有效增强复合光催化剂的催化效能。材料具有较好的催化稳定性,5次重复使用后,对水样中HA的去除率仍能达到84.7%。
通过介质阻挡放电等离子体技术对剩余污泥进行预处理及厌氧消化实验,研究了介质阻挡放电主要参数对剩余污泥的水解效果及污泥性质的影响,对处理后污泥进行厌氧消化实验。考察了介质阻挡放电产生的主要自由基在污泥水解过程中的贡献。结果表明,经介质阻挡放电预处理后污泥的SCOD显著提高,由160 mg/L提升至811 mg/L,污泥上清液中的蛋白质、多糖及氨氮均提高,且·OH在此过程中的贡献明显优于O2·-。介质阻挡放电能显著改善污泥厌氧消化性能,其20 d中温厌氧消化累计甲烷产量可达452 mL,相比原污泥提升105.4%以上。
以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为研究对象,用SPE-GC-MS、UV-Vis及HPLC研究了微波诱导ClO2催化氧化水中DBP的过程。结果表明,与水浴法相比,微波的引入能较好地提高DBP去除率,微波-ClO2-催化剂具有较高的协同氧化效应。微波诱导ClO2催化氧化反应的中间产物为邻苯二甲酸(PA),提出了DBP被氧化降解的反应途径,并指出微波诱导ClO2催化氧化DBP反应首先进行单电子转移,再进行自由基的氧化反应,进攻位点为芳环侧链的酯基,而不是芳环。
以猪骨为原料制备羟基磷灰石(HAP),考察了其对重金属离子铀(Ⅵ)的吸附性能,探讨体系pH、含铀废水初始浓度、羟基磷灰石用量、吸附时间、体系温度对吸附性能的影响,并研究其作用机理。结果表明,吸附剂主要组成为羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2,其晶体结构由短棒状结构转变为层片状结构。温度为25℃、pH为4时,羟基磷灰石吸附溶液中的铀在80 min内达到平衡,最大吸附量达到483.10 mg/g。吸附量随着体系温度的升高逐渐增大,升温有利于吸附;伪二级动力学方程能更好地拟合吸附过程,吸附行为更符合Langmuir模型。表征与吸附试验表明,吸附机理为铀(Ⅵ)与HAP活性基团的表面络合反应及离子交换反应。
采用石墨相氮化碳(g-C3N4)和过硫酸盐(PS)的异相体系,在暗反应条件下处理亚甲基蓝印染废水(MB)。结果表明:光照不是反应发生的必要条件,暗反应条件下,溶液初始pH为5、反应温度为室温(30℃)、g-C3N4投加量为0.8 g/L、PS投加量为0.5 g/L时,反应10 min MB降解率可达92.86%,60 min降解率仍稳定在90%以上。通过自由基捕获实验,确定·OH、SO4·-、h+与O2·-均为参与g-C3N4/PS暗反应降解MB的活性物质,其作用程度依次降低。催化剂循环使用4次后性质稳定,对MB去除率仍在85%以上。
研究了聚环氧琥珀酸接枝聚丙烯酸/烯丙氧基羟丙基磺酸钠(PESA-g-PAA/AHPS)对CaCO3、CaSO4、Ca3(PO4)2的静态阻垢性能、稳定锌盐性能、缓蚀性能和生物降解性能。结果表明,投加量为10 mg/L时,PESA-g-PAA/AHPS对CaCO3和CaSO4的阻垢率分别达到99.6%、99.8%;投加量为50 mg/L时,PESA-g-PAA/AHPS对Ca3(PO4)2的阻垢率、锌盐稳定率、Q235碳钢的缓蚀率分别为93.7%、91.1%、66.2%,性能较未改性的PESA大幅提高。PESA-g-PAA/AHPS保持了PESA的可生物降解性,28 d的生物降解率达到71.6%。PESA-g-PAA/AHPS是一种综合性能良好的绿色阻垢剂。
化工企业生化尾水水质复杂、可生化性低,含有稳定的难降解、有毒污染物。前置反硝化生物滤池具有良好的脱氮效果,投资及运行成本低,广泛用于尾水的深度处理。采用该工艺对某化工企业生化尾水进行深度处理,考察了水力停留时间、硝化液回流比及碳氮比等参数对前置反硝化生物滤池工艺处理效果的影响。结果表明,停留时间为6 h、回流比为100%、碳氮比为4时脱氮效果较好,装置运行稳定,出水COD在80 mg/L以下,TN在15 mg/L以下,达到当地排放标准要求(COD≤100 mg/L,TN≤15 mg/L)。
采用絮凝-超滤组合工艺处理低温低浊水,考察了聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PFS-PDMDAAC)絮凝剂对低温低浊水的絮凝效果,分析了pH、Zeta电位、絮凝指数、分形维数及絮体的抗破碎能力等絮凝特征,并考察了絮凝对超滤膜污染的影响作用。结果表明:PFS-PDMDAAC对有机物、浊度的去除率明显高于PFS,且对pH的适用范围更广,絮体结构更加密实;PFS-PDMDAAC对芳香族蛋白类有机物和溶解性微生物代谢物有明显的去除效果。当搅拌速度分别为200、300 r/min,破碎絮体的再絮凝恢复程度较好;随着破碎次数增多,絮体的恢复能力未明显减弱。PFS-PDMDAAC的絮凝作用可有效减缓膜通量的衰减速率。
对比了SBR与SBR-HASP系统对含苯酚废水的去除效果。由于腐殖活性污泥的作用,SBR-HASP系统对苯酚的去除效能要高于传统的SBR系统。对高浓度含苯酚废水处理工艺进行优化,与蛋白胨、苯酚作碳源相比,蛋白胨、甲醇和苯酚为碳源时对污泥有良好的驯化效果。
以复杂染料废水为研究对象,从活性污泥中筛选出高效脱色菌株,经鉴定为路德维希氏肠杆菌株,编号N1。研究了温度、pH、NaCl浓度等因素对菌株N1脱色效果的影响。结果表明,随着pH和温度的增加,菌株N1对复杂染料废水的脱色率均呈先升高后降低的趋势,温度为35℃、pH为7时其脱色率分别可达91.2%、93%。增大NaCl浓度,菌株N1的脱色能力降低,盐度为10 g/L时其脱色率仅为28%。紫外和GC-MS分析表明发色基团—C═O和—N═N—消失,出现苯酚和芳香胺类物质。
建立了一种酸化解聚—电感耦合等离子体原子发射光谱仪快速同步测定聚氯化铝中的砷、镉、铬、铜、铁、汞、锰、镍、铅、锑、硒、锌元素的方法。通过对各元素谱线的优化,可以有效去除基体、波长等干扰。对该测定方法的检出限、精密度、回收率进行分析,结果表明:各元素的检出限在0.040~2.06 μg/g,精密度在0.146%~4.63%,回收率在83.8%~110%。该方法具有操作简单、快速准确等优点,适于聚氯化铝水处理剂中多种有害元素的测定。
针对某危废处置企业各车间产生废水的水质特点,分别对各车间废水进行预处理,再分类收集到废水站进行集中处理。其中高浓废水经Fenton预处理后,与其他废水在综合调节池内混匀,最终经水解酸化+接触氧化+MBR的生化处理工艺,使出水达标排放。工程运行结果表明,废水经分类处理及最终综合处理后,出水可达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)中的准Ⅴ类排放标准。其中COD平均为30.6 mg/L,NH3-N平均为1.28 mg/L,TP平均为0.32 mg/L。
阐述了A/O+MBR工艺在煤化工综合废水处理中的应用,指出其在煤化工综合废水生化处理的可行性。废水生化处理系统采用A/O+MBR的主工艺,结果表明,废水生化系统实际进水CODCr和氨氮平均分别为165、250mg/L时,出水中的CODCr、氨氮、总氮、浊度、SS、BOD5等优于污水综合排放标准的一级标准;整套工艺系统运行稳定,耐冲击负荷高,达到煤化工企业的环保要求。
合肥某工业园区污水处理厂集中处理园区企业排放的工业废水及少量生活污水,进水具有BOD5低、NH4+低、TN高的特点,采用气浮+水解酸化+SBR+气浮滤池的主体工艺,TN达标排放难度大。在原工艺基础上,对SBR系统实施技术改造及工艺参数优化,总氮去除率由30.2%提高到75.1%,TN排放指标稳定 < 15 mg/L。
山东某炼厂新建一除盐水站,采用多介质过滤器+活性炭过滤器+反渗透装置+阳床+阴床+混床处理工艺,以实现出水水质满足锅炉补水和炼化装置用水的要求。运行过程中出现了反渗透装置污堵快、化学清洗频繁,以及混床再生周期短的问题。对现场工况进行分析,调整了药剂投加量和加药点位置,并用碱液对全部树脂罐中的树脂进行处理,有效延长了反渗透装置的化洗周期及混床的再生周期。
某钢厂空冷器结垢严重,管束外壁被垢物完全包裹,导致空冷器丧失冷却效果。用氨基磺酸对空冷器进行清洗,清洗后空冷器管束表面光洁,恢复冷却能力,未发现垢下腐蚀。每台空冷器清洗费用6万余元,企业完全可以负担。