随着升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)、内循环反应器(IC)等厌氧反应器在高浓度有机废水处理中的应用,其启动及运行过程中出现的酸化现象日益受到关注,酸化问题一定程度地抑制了厌氧反应器的推广。针对厌氧酸化问题的产生及危害,着重讨论了厌氧酸化后物理、化学和生物恢复方法,以期为高效厌氧反应器的稳定化运行提供技术参考。
内分泌干扰物是一类能够影响人类和动物生殖发育的化学物质。水环境中内分泌干扰物的存在对人类的身体健康存在潜在性危害。近年来,在多个污水处理厂的进水中均检测到了内分泌干扰物。生物处理是有效去除该种类物质的方法之一。分析和综述了内分泌干扰物生物去除方法的主要工艺、作用机理和影响因素,提出了目前存在的主要技术难点和未来研究发展的方向。
在废水生物处理的过程中,氧化还原电位(ORP)与污染物的浓度以及生化反应进行的程度有着良好的相关关系,其对判断反应器的运行状态,节省能源,提高反应器的运行效果具有重要的指导作用。介绍了ORP作为有机物降解过程及硝化过程的控制参数在好氧生物处理中的控制策略,ORP作为反硝化过程的控制参数在缺氧生物过程中的控制策略,以及ORP作为控制参数在厌氧发酵以及厌氧释磷中的应用。
作为21世纪最具潜力的水处理技术之一,膜生物反应器受到越来越多的重视,在污水处理与回用中有着良好的应用前景,但膜污染和膜再生技术已成为制约其发展的瓶颈。介绍了膜污染的分类和机理,并从膜的性质、混合液的性质以及操作条件等方面对形成膜污染的影响因素及膜污染的防治进行了综述,同时阐述了几种常用的膜污染再生方法。
一体化污水生物处理工艺以其占地小、投资少、运行方式灵活、操作管理方便等优点而成为研究热点。按其分类,综述了近年来一体化活性污泥工艺、一体化生物膜工艺和一体化活性污泥-生物膜复合工艺的国内外研究现状与发展趋势,分析了一体化污水生物处理工艺在容积负荷率、结构设计、填料性能和同步除磷脱氮方面存在的问题,指出了今后的研究方向。
采用Fenton氧化法对高浓度有机胺废水进行预处理,研究了催化剂的种类、反应时间、过氧化氢投加量、催化剂的投加量对TOC去除率的影响。结果表明:在反应pH为3.0~3.5,反应温度30℃,过氧化氢投加质量分数为3.5%,混合催化剂的投加质量浓度为5 g/L条件下反应2.0 h,混合废水TOC可由815 mg/L降至315 mg/L,TOC去除率达到61.3%。分别对有机胺废水中的特征污染物--乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺进行预处理,去除率可分别达到35.5%、51.5%、61.8%。
分别以典型煤基活性炭和椰壳活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/AC复合光催化剂,采用低温氮气吸附、X射线衍射、扫描电镜等对其性能进行了表征,分析了活性炭载体对复合光催化剂性能的影响。结果表明:TiO2在椰壳活性炭载体上的负载率高于煤基活性炭,TiO2负载使椰壳活性炭的比表面积和微孔容明显减,TiO2溶胶对微孔的堵塞作用显著,煤基复合光催化剂对苯酚的吸附和光催化效果优于椰壳复合光催化剂。
研究了高铁酸钾对各种污水的COD去除效果,发现高铁酸钾对水可溶性有机物如苯酚、葡萄糖等引起的高COD污水处理效果不好,而对COD主要来源于不溶或微溶于水的有机物的污水,如皮革综合废水、造纸综合废水、鱼塘水、人工甲苯污水等效果较好,结合理论分析,认为高铁酸钾对COD的强力去除功能主要依靠于新生成的(OH)3的多相絮凝功能,其强氧化性只起辅助作用,进而有助于揭示高铁酸钾去除污水中COD的作用机理。
通过单因子试验考察了进水pH、预氧化时间及原水本底成分对高锰酸钾、高锰酸盐复合药剂(PPC)预氧化去除受污染地下水中铁、锰效果的影响。试验结果表明,在使用KMnO4及PPC预氧化时,进水无需调节pH便能取得较好的铁、锰去除效果;综合技术经济因素考虑,PPC及KMnO4的预氧化时间应定为10 min;原水本底成分极大地影响着PPC的预氧化效果,而KMnO4预氧化受此影响略小;在原水含有某些还原性有机物的情况下投加PPC预氧化更为合理,反之,则应投加KMnO4药剂。
以煤矸石为原料制备了聚硅铝铁(PSFA)絮凝剂。考察了pH、n(Si):n(Al+Fe)对矸石基聚硅铝铁絮凝剂絮凝能力的影响。结果表明:在高温灼烧过程中煤矸石的晶型结构发生了变化,采用向碱提取液中加入酸提取液并加压的方式制得的絮凝剂具有最佳絮凝效果。红外光谱表明所制得的聚硅铝铁絮凝剂中硅、铝、铁均以聚合态存在。当n(Si):n(Al+Fe)=1:1,pH在3~4时为其最佳絮凝条件,用于胜利油田钻井废水处理时,COD去除率>95%。
为解决某大型氟化盐厂高含氟废水达标排放的问题,采用石灰乳-聚合氯化铝两段法除氟工艺进行处理,确定了一段和二段的最佳工艺条件,同时对比了聚合氯化铝和硫酸铝两种絮凝剂的除氟效果。结果表明:一段工艺在将废水pH调节至12左右,即控制石灰乳投加量达到m(Ca2+实际)/m(Ca2+理论)为2.0~2.5,以及搅拌时间为0~50 min,搅拌速度为150 r/min,沉淀时间为90~120 min条件下,二段工艺参数在聚合氯化铝投加质量浓度为500 mg/L,絮凝沉降pH为6~8时,能将废水中残留氟的质量浓度控制在10 mg/L以下,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的一级标准。聚合氯化铝的处理效果优于硫酸铝。
研究了盐质量浓度为5×104~2×105mg/L的高含盐采油污水的油水乳化、腐蚀、结垢特性。结果表明,溶解盐的含量和离子价态、水质结垢趋势等因素影响油水乳化情况;温度、盐含量、溶解氧浓度对采油污水腐蚀性有影响;由于伴生可溶性盐垢,高含盐采油污水结垢情况比理论推导情况严重。
通过混凝除磷试验考察了不同混凝剂对微污染的校园景观水系中痕量磷的去除效果及其影响因素,同时研究了硫酸亚铁强化混凝对水中不同形态磷的去除效果及聚丙烯酰胺的助凝作用。小试结果表明硫酸亚铁的除磷效果最好,最适投加质量浓度为8 mg/L,最佳pH为7,在投加质量浓度为2 mg/L时就能将水体中各形态的磷有效去除。示范工程运行结果表明,硫酸亚铁处理效果稳定、除磷率高,是经济有效的除磷混凝剂。
以浸渍法制备了负载型光催化剂PW/MCM-41,并对催化剂进行了表征,考察了催化剂在光催化模拟染料废水亚甲基蓝(MB)溶液降解反应中的催化活性。实验结果表明:催化剂负载量为30%、催化剂投加质量浓度为3.0 g/L、MB溶液的初始质量浓度为10 mg/L、pH=5、光照时间100 min时,对亚甲基蓝降解率可达91%以上,且催化剂可重复使用。
以甘氨酸、甲醛、亚磷酸二乙酯为主要原料,合成甘氨酸二亚甲基膦酸(GDMP)。通过正交实验筛选出最佳合成工艺条件:n(甘氨酸):n(甲醛):n(亚磷酸二乙酯)=1:1.9:2.1,反应温度90~100℃,pH 3.5~4.0,反应时间3.0~3.5 h。所制得的甘氨酸二亚甲基膦酸熔点测定结果与文献值相符合,红外光谱分析结果表明目标产物具有甘氨酸二亚甲基膦酸的各官能团,产品纯度达到进行缓蚀阻垢性能研究的要求。
调节废水的pH,使用破乳剂从高浓度敌百虫生产废水中提取敌敌畏,再用电解的方法对提取敌敌畏后的废水进行处理。结果表明:调节废水的pH至碱性,经破乳化方法提取敌敌畏后,COD平均去除率达56.1%,总磷去除率平均为22.2%;电解后COD平均去除率达到64.2%,经混凝后总磷为7 600 mg/L,总去除率达57.6%,BOD/COD提高到0.38,可生化性明显提高。
以钛铁矿废渣为原料,采用正交实验设计,制备了无机高分子絮凝剂。实验表明最佳合成条件为:酸浸液pH为2.2,反应温度为45℃,聚合时间为2 h。探讨了所制絮凝剂对印染废水的处理效果,并借助FT-IR、SEM分析了产品的结构和形貌特征。表明球形、具有掺杂结构、无定型态的聚铁絮凝剂具有良好的絮凝沉积效果。
采用两段BAF处理城市污水,探讨了气水比对反应器处理效果的影响。在A段水力负荷为0.81 m/h、气水比为3:1时,分析了B段气水比分别为3:1、2:1和1:1时反应器的运行情况。结果表明:A段反应器对TN基本上没有去除效果,因NH4+-N的部分氧化使得出水中NO2--N质量浓度介于0.45~0.70 mg/L之间,NO3--N质量浓度则介于6.09~41.04 mg/L;B段反应器气水比为2:1时,TN的去除效果最好,平均去除率为50.02%,出水中硝酸盐含量达到最小值。
研究了天然沸石的改性及其去除模拟中低放废水中痕量放射性核素的性能。将预处理好的天然沸石在浓度为0.25 mol/L的NaCl溶液中浸泡并在25℃、转速为200 /min下恒温振荡24 h,洗净烘干后得到钠型改性沸石。研究了吸附时间、溶液pH、沸石投加量和竞争离子对沸石吸附Co2+的影响,得到了最佳吸附条件:Co2+起始质量浓度为400μg/L,25℃,pH=7,恒温振荡的平衡时间是8 h,固液比为1:800。竞争离子的存在对吸附效果的影响不大。吸附规律符合Langmuir和Freundlich等温式。
针对上海石化循环水系统排污水磷含量超标排放的问题,通过阻垢、动态、配伍性等试验,确定了以聚环氧琥珀酸(PESA)为主要成分的无磷药剂配方。动态试验证明,无磷药剂配方具有较好的缓蚀及阻垢性能,可替代磷系配方在循环水中应用。
城市污水处理厂二级出水可以作为城市非常规再生水的原水,经过深度处理后能够解决城市的缺水问题。对北方某城市再生水原水的水质特征进行了调查分析,结果表明,含碳指标(如CODCr,BOD5)基本满足GB18918-2002二级标准,但是色度、氮、磷、重金属、指示性病原菌等指标的污染水平不容忽视,在再生水处理工艺中需要特别关注;此外,缺乏再生水作为原水时相对应的标准,现有的城市污水厂二级出水排放标准与再生水利用标准相比,存在很多指标不一样或测试方法不一样等问题需要解决和协调。
提出了一种采用物理手段进行氧化消解水样的方法,对总氮总磷国标法中传统的氧化消解方法进行了改进。研究开发了一套集臭氧、紫外光、超声波、高压静放电等高级氧化技术协同的氧化消解装置,并结合分光光度法,实现了对水中总氮总磷的在线连续检测。进行了精密度检验,将检测结果与标准值进行比对,表明其具有较好的准确度。与标准方法相比,该设备具有无需添加化学氧化剂,测量准确、快速、方便等特点,适用于工业废水及城市污水的在线监测系统,具有良好的应用推广价值。
为了满足惠州炼油厂排海污水中金属元素分析的需要,建立了快速而准确地测定排海污水中金属元素的方法。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定排海污水中Fe、Ni、V、Cu、Pb和As等12种元素,优化了ICP仪器工作参数。结果表明:各元素的方法检出限在0.000 1~0.03 mg/L,标准曲线相关系数均≥0.999,加标回收率97.3%~106.6%,RSD;3%,结果令人满意。
石化工业循环水系统中油料泄漏是一个普遍存在的问题,针对炼油厂油料泄漏对催化裂化装置循环水系统所造成的危害,研制出一套综合的微生物控制技术,并制定出了相应的工艺实施方法,抑制了微生物的繁殖和黏泥的滋生,很好地控制了系统的腐蚀与结垢,使循环水系统在发生油料泄漏后能迅速由恶性运行状态转化为良性循环运行状态。
生产规模扩大,废水排放量增加,原有苎麻脱胶废水处理工程需要改扩建。设计重点强化了生物处理的作用,具体措施包括:采用生物膜和活性污泥共同起作用的复合生物处理法,并且分级、分段运行。投产后出水满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)二级排放标准的要求,通过了环保部门验收。
含盐量大、COD高/有机组分复杂、生物毒性大是精细化工废水,尤其是医药与染料中间体生产废水的共性。在对原水水质特点深入分析的基础上,提出了"分类收集+分质预处理+强化生化处理"的工艺,并对工程的调试过程及运行状况进行了归纳总结。实践证明,所采取的处理工艺针对性强、效果好,处理出水能够稳定达标,水处理成本约为16.37元/t。
鲁奇加压气化产生的废水成分复杂,其生化处理和后续应用均较困难。河南某气化厂借鉴国外应用实例,将鲁奇加压气化产生的含酚废水生化处理后直接回用至循环水系统,回用近1a来,碳钢腐蚀速率平均为0.029 8mm/a,不锈钢腐蚀速率平均小于0.001 mm/a,且节约了大量水资源,减少了排污总量,取得了良好的综合经济效益。