人工湿地脱氮与其类型有着重要联系。不同类型人工湿地的构造、运行方式及复氧能力存在差异,因而脱氮效率有所不同。复合人工湿地的脱氮效率明显优于单一湿地系统。为了克服湿地脱氮中存在的不足,近年来涌现一批新型人工湿地,通过人工增氧、固定化微生物、电化学等新技术优化湿地构造、强化湿地脱氮过程。在总结不同类型人工湿地脱氮特性的基础上,重点分析各类型人工湿地脱氮效率的差异,并对今后的相关研究方向进行展望。
微生物燃料电池(MFC)依阴阳极室是否直接连通,分为单室与双室型,依电极室(区)相对位置,分为水平、竖直及内外布设式。不同MFC结构影响电池内溶氧量、微生物选用、产电水平、底物降解能力等。对不同分隔材料在MFC中应用、不同MFC构型、各构型工作原理及功能特性进行了总结,在此基础上探究MFC技术的发展趋势和研究方向。
随着国家环保法律制度的不断完善,污染物排放标准也不断提高,石油炼化企业污水处理场为满足法律法规的排放要求,需对污水处理设施进行必要的提标改造。对污水场提标改造的必要性,改造前期工艺的选择,施工过程中面临的困难、注意事项,以及污水场提标改造后正常生产运行等方面进行了阐述,可为今后石油化工行业企业污水处理场提标改造工作提供借鉴。
采用批式实验探究了碳源、抗生素、重金属对好氧反硝化苯胺降解菌株同步脱氮降解苯胺特性的影响。结果表明:经生理生化反应和16S rDNA测序,鉴定为不动杆菌属(命名为Acinetobacter sp.H3)。在30℃、90 r/min振荡培养条件下,异养硝化率、TN去除率、苯胺降解率最大分别达57.98%、54.24%、100%。在35 μg/L抗生素和80 mg/L重金属胁迫下,苯胺仍能完全转化降解,好氧反硝化则受到了不同程度的抑制。
直接计算3倍浓缩低温多效海水淡化蒸发设备传热系数所需的一些参数难以测量。推导出平均传热系数计算公式。借助流程模拟软件PROⅡ建立1 000 t/d装置数学模型,通过实际运行数据验证模型可靠性,再利用模型求取部分参数。在此基础上计算了2.5~3倍浓缩范围内的平均传热系数。研究表明,产品水闪蒸汽量约占总凝液量的2%,总沸点升约占总换热温差38%,3倍浓缩平均传热系数可达2 900 W/(m2·℃)。平均传热系数在3倍浓缩时数值最小,但随浓缩比的变化不大。
在低温低浊条件下,研究了聚合硫酸铁(PFS)、硫酸铁(FS)、氯化铁(FC)、硫化钠、聚丙烯酰胺(PAM)等单一混凝剂以及经该5种混凝剂自由排列组合形成的二级复合混凝剂对锑的去除效果;选取硫化钠+PAM复合混凝剂,考察了pH、硫化钠投加量、PAM投加量及搅拌时间4个因素对锑去除效果的影响。以期为突发性锑污染事件的应急处置提供技术支持。
探讨了氧化铝对水体中硅酸的吸附去除潜力、影响因素及机理。结果表明,pH 4~8时吸附量随pH、吸附剂投加量的增大而增加,说明氧化铝具有吸附去除硅酸的能力。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式,最大吸附量达39.82 mg/g。结合27Al MAS NMR与SEM-EDX分析,氧化铝吸附硅酸的机理是通过硅酸分子与氧化铝中4配位的铝发生化学反应,硅原子取代原来Al-O-Al键上的铝原子形成Al-O-Si键而被固定在氧化铝表面。
以丙烯酰胺(AM)、二硫化碳和氢氧化钠为原料合成了一种重金属捕集剂二硫代羧基化丙烯酰胺(DTAM),以含Cu(Ⅱ)的水样作为考察指标,通过单因素实验法和正交实验法研究了DTAM的制备条件。结果表明,当AM质量分数为3%,n(NaOH):n(CS2):n(AM)为2:2:1,预反应温度为35℃,预反应时间为60 min,主反应温度为50℃,主反应时间为150 min时,制备的DTAM对Cu(Ⅱ)去除率最高可达97.38%。
以折流电化学反应器为核心,构建除垢中试系统,研究不同参数对水垢去除过程的影响。结果表明,中试条件下垢样为层叠状的方解石型碳酸钙。阳极酸性区对碱度有去除作用,使得碱度去除率高于硬度去除率,降低水体结垢倾向。阴极电流密度过大造成水垢沉积效率降低;优化阴极电流密度为1.5 mA/cm2。阴极面积对水垢沉积过程影响较大,大阴极面积有利于提高沉积速率、降低能耗。数学建模表明箱体扁平化有利于提高装置除垢能力。
采用HCl、KCl、NaOH和Fe(NO3)3四种活化剂预处理褐煤,制备得到了活性炭吸附剂,分析了不同活化剂处理获得的褐煤活性炭的比表面积、孔容和吸附性能,研究了不同活化剂处理对活性炭吸附废水中Mn2+的影响。结果表明:负载KCl制备得到的煤基活性炭比表面积和孔容最大;在吸附剂投加量为5 g,温度为25℃,pH=7,吸附时间为60 min时,对水体中的Mn2+去除率顺序为:K-AC > Na-AC > H-AC > SL-AC > Fe-AC,K-AC对Mn2+的去除率达到97.4%。
通过反相微乳液法制备得到了固含量为40%~50%的P(AM-DMC)反相微乳液,并对产品结构进行了核磁及红外光谱表征。针对SAGD采出液深度处理热石灰软化工艺段污水对产品絮凝性能进行了研究,结果表明P(AM-DMC)反相微乳液具有良好的絮凝效果,优于现场絮凝药剂。阳离子度和相对分子质量分别约为22%和400万时絮凝效果最佳,投加质量浓度为3 mg/L的条件下可大幅度降低混凝剂的投加量,显著降低出水的浊度。
选择频繁倒极电渗析作为离子交换树脂再生废水的处理装置。试验利用电渗析可以在难溶盐过饱和状态下运行以及难溶盐在浓度极化时所产生的垢层可以在倒换电极后溶解的特性进行脱盐处理。试验给出了电渗析最佳运行参数、去除效果和吨水能耗以及化学清洗周期,为其工程化应用提供了参考。
采用MABFT工艺对高盐分散染料废水进行生化处理试验研究,考察其对高含盐量(总盐质量分数≥ 1%)进水的生化处理能力、效果及稳定性。试验结果表明,通过连续4个月的实验驯化和运行,当进水中总盐质量浓度稳定在18 000~22 000 mg/L,COD ≤ 2 000 mg/L时,出水COD能稳定维持在500 mg/L以下,满足纳管标准,为后续工程提供了数据参考。
探讨了强酸性H型阳离子交换纤维处理垃圾渗滤液的最佳工艺条件和纤维的再生性能。在纤维投加量12.5 g/L、反应时间30 min、反应温度30℃、初始pH=9.0、振荡强度200 r/min时,NH3-N、CODCr的去除率为93.29%、38.64%,剩余NH3-N为12.9 mg/L,达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)要求。实验结果表明,阳离子交换纤维对垃圾渗滤液中的NH3-N有较好的去除效果,纤维以静态方式再生后性能良好。
以油酸咪唑啉中间体为原料,以2-溴乙基磺酸钠为季铵化试剂制备了咪唑啉磺酸盐。采用单因素分析和响应面法优化了咪唑啉磺酸盐季铵化反应条件,用扫描电镜和X能谱仪分析了N80表面形貌及腐蚀产物元素。结果表明,在响应面法确定的最优咪唑啉磺酸盐季铵化反应条件下,合成的咪唑啉磺酸盐实测的缓蚀率与预测结果非常接近,说明预测模型准确可靠;以咪唑啉磺酸盐为主剂的IM-S缓蚀剂能够有效地抑制CO2腐蚀介质对N80钢片的腐蚀。
在实验室模拟条件下,对比研究了聚乙烯孔板、聚乙烯网片两种载体与着生藻的组合体系对天津市大沽河水中磷的去除效果。结果表明,载体上所形成的藻类生物膜能显著提高磷的去除效果,且不同组合体系差异性显著(P < 0.05),除磷率与稳定性排序为着生藻-网片>着生藻-孔板>着生藻-无载体。着生藻-孔板与着生藻-无载体体系的总磷质量浓度分别为0.06、0.09 mg/L。
研究了高铁酸钾在污水预处理过程中对有机物的降解特性,考察了高铁酸钾投加量、反应时间和pH等因素对有机物降解效果的影响,采用荧光分析的手段,分析了高铁酸钾对水中不同类有机物的降解效果。研究表明,在酸性条件下,高铁酸钾投加量的增加更有助于有机物的降解,投加质量浓度增加到50 mg/L后,COD的降解不再有显著的变化。荧光分析表明,高铁酸钾对水中类酪氨酸、类富里酸类有机物均有较好的去除效果。
研究了偏铝酸钠的投加比、pH对二氧化硅去除效果的影响,同时考察了偏铝酸钠除硅时对Ca2+、Mg2+的去除效果。研究表明,当pH控制在8.5时对二氧化硅的去除效果最佳,同时偏铝酸钠与二氧化硅的投加质量比在2:1时即可将废水中的二氧化硅降至5 mg/L以下,去除率达到95%以上。除硅后产水中残留铝离子仅有0.47 mg/L,不会造成铝离子含量的明显上升;在偏铝酸钠除硅过程中对钙离子几乎没有去除作用,而对镁离子有15%的去除率。
研究了Cu(Ⅱ)为催化剂的催化湿式过氧化物氧化法(CWPO)处理高盐环氧树脂废水的技术。结果表明,适宜反应条件为:pH=5.0,温度90℃,催化剂(CuSO4·5H2O)质量浓度3.0 g/L,氧化剂(30% H2O2)用量150 mL/L。在优化条件下,初始TOC为5 260 mg/L的高盐环氧树脂废水,经CWPO法处理后的TOC约为100 mg/L,可作为隔膜法生产氯碱的原料。到目前为止,该技术工程化应用已经1 a多,未排放过废催化剂(即催化剂全部循环使用)。
针对工业循环冷却水的结垢问题,实验研究了不同阴极(钛板、铜板和钛网)对电化学处理后水样的总溶解性固体和电导率的影响,得出阴极材料及结构对电化学法水处理性能的影响规律。结果表明,阴极为钛板时,最佳电解电压为25 V;阴极为铜板时,水中成垢离子的去除率与电解电压呈正比;阴极为钛网时,电解电压对电化学法水处理性能影响较小;钛板作阴极时的处理性能优于铜板;阴极为钛板时的处理性能优于钛网。
采用内循环BAF+水解酸化工艺对高浓度炼油污水进行预处理,研究了二者在炼油污水处理中的性能。研究结果表明,该预处理工艺能有效地降低炼油污水中的有机物浓度,污水经过处理后,出水COD、挥发酚、氨氮平均值分别由进水的3 197、17.7、114 mg/L降低至655、0.47、59.6 mg/L,平均去除率分别达到79.5%、97.3%、47.8%,预处理系统性能良好,效果令人满意。
采用Na2EDTA螯合制药工业废水中的金属离子,通过HLB固相萃取柱的富集、净化,经C18色谱柱分离,荧光检测器测定,建立了高效液相色谱法同时测定制药工业废水中14种沙星类抗生素残留量的方法。结果表明:在0.5~100.0 mg/L范围内,14种沙星类抗生素浓度与其色谱峰峰面积具有良好的线性关系,相关系数均≥ 0.999;方法检出限为0.005~0.070 mg/L,测定下限为0.02~0.28 mg/L;加标平均回收率为90.7%~98.1%,RSD为1.1%~3.2%。
以辽宁某公司针状焦生产废水处理项目为例,首先通过复合气浮、蒸氨、离心萃取和树脂吸附预处理工艺,降低废水中特定污染物的浓度,提高废水的可生化性,再采用A2/O工艺进一步去除污染物,最终经过电絮凝工艺深度处理,出水达到并优于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)中间接排放标准,可作为针状焦熄焦水使用,实现废水零排放。
制革及毛皮加工废水属于高浓度难降解有机工业废水,具有排水量大、水质水量不均、污染物高及成分复杂等特点,给废水处理带来极大的难度。以河南省新乡市某皮革企业废水处理工程为例,根据制革及毛皮加工废水的特点,将含铬废水、含硫废水、脱脂废水进行分质预处理再与其他废水混合进行综合处理,出水水质能够满足相关排放标准的要求。
江西某医药企业生产口服液、糖浆剂和煎膏剂等中成药,采用"IC+BCO+BAF"联合工艺处理中成药生产废水,处理水量为600 t/d。运行结果表明,当进水COD为3 000~15 000 mg/L,出水为55 mg/L,去除率达到99.48%;进水SS为500~1 200 mg/L,出水为30 mg/L,去除率达到96.84%,出水水质稳定,达到《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB 21906-2008)要求,工艺处理成本为3.57元/m3。
超滤系统在火力发电厂化学制水中的应用越来越广泛,如何防止运行过程中因超滤膜的污染、污堵导致的超滤系统突发故障,是超滤系统日常运行控制的重点。针对超滤系统突发污堵故障进行研究分析,及时制定化学清洗对策,通过清洗实践进一步体现了化学清洗恢复膜性能的重要性,为今后超滤系统的污染控制找到适宜方法。
随着国家环保部门对磷排放的限制更加严格,攀钢炼钢厂提出循环水系统采用无磷配方药剂产品。根据现场补充水质,通过实验室静态旋转挂片腐蚀实验、静态阻垢测试以及极限阻垢实验,研制出无磷无氮配方产品,用于攀钢集团连铸浊环水系统。同时提出运行系统化学药剂的检测方案,取得了不错的效果。