市政污水具有氨氮浓度低、有机碳源含量低、微生物数量大等特点,而传统的生物脱氮工艺很难在低碳源情况下高效脱氮。厌氧氨氧化(Anammox)工艺具有无需外加有机碳源、氨氮降解途径短、节省基建费用、氨氮去除率高等优点,成为新一轮市政污水处理工艺革新的焦点。对国内外利用Anammox处理市政污水最新研究进展进行了系统总结,以期为Anammox实际工程应用提供参考。
含酚废水主要来源于石油化工厂、染料厂、焦化厂、制药厂等化学工业的生产过程中,其毒性大、衍生物繁杂、来源广泛、危害严重、难以自然降解。炭材料因其物理微观结构的优势,作为催化载体和吸附材料已广泛应用于各类化学、化工、环保技术之中。综述了国内外各类先进炭材料深度净化含酚废水新技术及其工艺,比较和分析了这些技术的优缺点及其工程应用的可行性,展望了未来深度处理技术的发展方向。
铀水冶和精制过程中会产生大量的低浓度含铀废水,对环境造成了严重污染。本研究对膜萃取技术处理含铀废水进行了综述,主要归纳了液膜、中空纤维膜、聚合物包容膜这3种膜在膜萃取处理含铀废水中的具体应用情况,简要说明了膜萃取技术在含铀废水处理中所具有的优点和应用潜力。同时对膜萃取技术的应用特点、机理进行了分析,并对膜萃取技术未来的发展趋势进行了展望。
以玉米秸秆、枫杨树枝、花生壳为生物质材料,分别在450、550、650℃下,对3种生物质材料进行厌氧热解制备了9种生物炭,对溶液中的Cd2+进行吸附试验,研究了pH、生物炭投加量、吸附时间和Cd2+初始质量浓度对Cd2+吸附效果的影响。结果表明,吸附过程与Langmuir、Freundlich和准一级动力学方程拟合的相关性较好。pH对吸附的影响较大,吸附率与生物炭的投加量呈正比,650℃制备的3种生物炭的吸附能力更强,花生壳生物炭对溶液中的Cd2+具有更好的吸附能力。
采用孔径与比表面积分析仪、SEM、FTIR及Boehm滴定对小麦秸秆生物炭(XM300、XM450、XM600)进行表征,考察了生物炭对诺氟沙星(NOR)的吸附机制。结果表明,随着热解温度的升高,生物炭比表面积与孔容积增大,孔径变小,表面羧基、内酯基与酚羟基等酸性官能团数量减少。伪二级动力学方程和Langmuir等温模型更适合描述3种生物炭对NOR的吸附,颗粒内扩散方程拟合发现生物炭对NOR的吸附包括快速外扩散与缓慢内扩散;XM300对NOR的吸附容量最大(40.30 mg/g),得益于低热解温度生物炭中存在大量非碳化有机质的分配作用。
采用臭氧氧化处理分散染料实际生产废水,紫外-可见吸收光谱分析表明,碱性条件下芳香族有机物去除率约为酸性条件下的1.23倍,弱酸性条件下苯并异噻唑类有机物去除率为酸性条件下的1.05倍。碱性条件下废水的臭氧氧化以HO·氧化为主,其对特征指标UV254、UV350、UV435的去除速率分别为臭氧的22、7.5、180倍,同时实现有机物结构破坏和矿化。废水中的主要有机物为苯胺类和苯并异噻唑类,其助色基和生色基被氧化脱落,生成硝基苯、苯酚及有机酸等。
采用2种新型重金属絮凝剂巯基乙酰化胺甲基聚丙烯酰胺(MAAPAM)和聚乙烯亚胺基黄原酸钠(PEX)处理含铜废水,分别考察了其单独和复配处理对废水中Cu2+的去除效果。结果表明,PEX和MAAPAM对不同Cu2+浓度的废水均具有良好的去除性能,且PEX对Cu2+的去除效果优于MAAPAM。当采用PEX和MAAPAM复配处理含Cu2+废水(Cu2+质量浓度为100 mg/L,pH为6.0)时,先投加340 mg/L的MAAPAM进行絮凝试验,在快搅2 min时投加10 mg/L的PEX继续搅拌,出水中Cu2+的剩余浓度可以满足排放标准要求,且具有较低的处理成本。
本研究以苯乙烯(St)、丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酰胺(AM)为原料,利用乳液聚合法,合成了一种丙烯酸酯共聚物类反相破乳剂BH-532,并研究了其处理海上油田采出液的除油能力。结果表明,当破乳剂投加量达到30 mg/L时,除油率达96.4%。在海上油田开展现场应用实验,结果表明,一级分离器(V-2140)出口、撇油器入口、撇油器出口、浮选器出口水质平均含油质量浓度分别降低了21.8%、27.8%、31.4%、36.4%,排海水质稳定且满足排放标准。
随着我国沿海液化天然气(LNG)接收站的迅速发展,LNG冷能有望成为冷冻法海水淡化的低成本冷源。在此前提下,研究了人工海冰在不同融化率下的重力脱盐效果,结果表明,当融化率达到79.53%时,Cl-、TDS、总硬度这3项指标可达到饮用水标准。当融化率为39.81%时,将冷冻-重力脱盐产水作为反渗透系统进水的运行模式,相较单纯冷冻-重力脱盐模式,饮用水产水率由20.47%上升到45.1%;相较直接将原海水进行反渗透处理,水泵吨水能耗从3.39 kW·h下降到0.87 kW·h。
利用城市污水处理厂的剩余污泥对水中F-进行吸附处理,通过污泥投加量、F-初始质量浓度、时间、pH等反应条件的研究,探讨除氟效果和影响因素。结果表明,室温下,污泥对F-的吸附在60 min后达到平衡;20 g/L的污泥投加量对10 mg/L含氟水的F-去除率可达83.1%;污泥可在3~10的较大pH范围内保持稳定的除氟效果。准二级动力学模型很好地拟合了污泥对F-的吸附行为,Langmuir和Freundlich模型均符合污泥对F-的吸附特性,热力学参数的计算表明该吸附过程是自发的放热反应。
以硝酸铋、碘化钾和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,钙基蒙脱石为载体采用水热法合成了具有可见光响应的蒙脱石负载型BiOI/BiOBr异质结光催化剂。采用SEM、XRD、FT-IR、UV-Vis DRS等表征方法对其组成、晶型、形貌和光学吸收性能进行了研究。以有机染料罗丹明B(RhB)为目标降解物,考察了合成的负载型异质结催化剂的光催化活性,并初步探讨了其光催化性能提高的机理。
通过3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)改性壳聚糖(CS)制备壳聚糖季铵盐(CS-CTA),并将其应用在混凝-微滤工艺中来研究其对出水水质和膜污染的影响。结果表明,在CS-CTA投加量为4 mg/L时,出水水质最好,此时UV254去除率为81.8%,浊度去除率为99%以上;在CS-CTA投加量为3 mg/L时,混凝出水引起的不可逆膜阻力最小,膜通量最高;与PAC相比,CS-CTA作为混凝剂能更有效地减缓膜污染。
以光合混菌PB-Z为阳极菌,在室温、自然光照和静置的环境下以高浓度淀粉废水为基质,探讨微生物燃料电池(MFC)的处理效果,并通过更换氮源、优化氮源浓度和添加Ca2+的方式进行改善。结果表明,PB-Z在初试实验中,COD去除率为61.84%,TN去除率为62.89%。更换氮源、优化氮源浓度和添加Ca2+都可以提升其COD的去除率,确定了最佳氮源为氯化铵,最佳氨氮浓度为6 mmol/L和最佳Ca2+质量浓度为30 mg/L,优化后的COD去除率为94.64%,氨氮去除率为70.13%,为MFC处理淀粉废水的工业化提供了实验基础。
为解决煤矿矿井水水量和水质波动大而导致浸没式超滤膜产水量低,易污堵和难清洗的问题,开展了陶瓷超滤膜在煤矿矿井水处理系统中的中试研究。结果表明,在超滤进水投加13~15 mg/L聚合氯化铝的条件下,即使进水浊度在数小时内跃升至100 NTU,陶瓷超滤膜均可在260 L/(m2·h)的目标运行通量和315 L/(m2·h)的挑战运行通量下稳定运行。产水浊度稳定< 0.1 NTU,优于后续纳滤系统进水要求。
根据硫酸钠、氯化钠和硝酸钠溶解度曲线及Na+//Cl-、SO42--H2O三元水盐体系相图,制定了分盐结晶工艺方案,考察了一次蒸发率、冷冻温度、二次蒸发率等参数对分离效果的影响。实验结果表明:控制一次蒸发率为68%,冷冻温度为-5℃,二次蒸发率为70%,采用本方案得到了纯度为96.7%的硫酸钠、94.3%的氯化钠和98.4%的硝酸钠,产品都达到工业标准,解决了杂盐危废问题,消除了二次污染,真正实现了盐的资源化利用。
合成了一种阳离子型清水剂,并对其结构进行了红外谱图、核磁共振谱图表征分析,结果表明该产品与目标产物结构一致。在南海某油田对其净水性能做了现场瓶试试验,在投加量为14 mg/L时,其净水效果良好,下层水中含油质量浓度为79 mg/L。在和多种清水剂的对比试验中发现,该产品的处理效果优于其他几种药剂。
选用石墨烯气凝胶(GA)作为载体,负载MnO2纳米颗粒,构建新型石墨烯气凝胶-MnO2复合材料(MnGA),并制备电容电极,研究复合材料的电容去离子性能。结果表明,MnO2在石墨烯片层上可形成一维线状结构,减弱石墨烯片层间的堆叠效应,提升材料电容,从而提高了电极的脱盐性能,最大电容脱盐量达到25.78 mg/g;NaCl溶液的初始浓度、供电电压和进水流速均会对电容脱盐量产生影响。
本研究通过水培实验和等温吸附实验分别考察了7种湿地植物和7种湿地填料对于印染达标尾水中低浓度锑及典型污染物的削减效果。通过动态实验考察不同湿地系统对各污染物的削减效果。结果表明,滴水观音和香蒲可作为印染达标尾水生态净化的优先考虑植物;无烟煤与沸石以质量比2:1混合的填料在组合填料中具有较好的吸附效果;种植滴水观音的表面流湿地和种植香蒲的水平潜流湿地的组合湿地系统对印染达标尾水中低浓度锑具有较好的再削减能力。
采用零价铁(ZVI)/Fe2+/H2O2类Fenton法深度处理造纸法烟草薄片废水(二级生化出水),探讨了反应时间、初始pH、Fe2+浓度、H2O2浓度和ZVI质量浓度对COD和色度去除效果的影响。结果表明,当反应时间为60 min、初始pH为5.0、Fe2+浓度为1.0 mmol/L、ZVI质量浓度为2.0 g/L、H2O2浓度10 mmol/L时,处理后色度为84 C.U.、脱色率为95.5%;COD为73 mg/L,COD去除率为80.4%。与传统Fenton法对比发现,ZVI/Fe2+/H2O2类Fenton法具有可在弱酸性条件下(pH=5.0)使用、总铁需求量少(减少26%)和产泥量少(减少2/3左右)的优点。
利用电化学法处理循环冷却水,探究电解参数对处理效果的影响,并探究不同倒极条件对阴极结垢的剥离效果和剥离方式。结果表明,当水质硬度为800 mg/L、Cl-质量浓度为567.2 mg/L、电流密度为10 mA/cm2、水力停留时间为10 min时,硬度去除质量浓度为300 mg/L,Cl-去除质量浓度为140 mg/L,活性氯质量浓度为8.74 mg/L,电流效率为88.44%;在除垢时间为8 min,倒极电流密度为5 mA/cm2的条件下,阴极结垢剥离率达到了94.3%,以物理脱落为主。倒极电流密度过高会造成水质硬度上升,除垢时间过长会造成电极腐蚀。
本研究以均苯三甲酸、甲醇、烷烃胺和二乙烯三胺为原料,合成N-烷基苯甲酰胺基双咪唑啉缓蚀剂。研究表明,该缓蚀剂拥有多个吸附中心,加药质量浓度为30 mg/L,在温度为95℃、CO2压力为1.5 MPa、转速为300 r/min的腐蚀介质中,对A3碳钢的缓蚀率高达93%。
采用生化微反应器对废水可生化性的表征方法进行了初步的研究,提出了一种废水可生化性的检测方法,并将测定的指标定义为生化呼吸指数(Ks)。结果表明:在相同HRT的情况下,废水COD去除率的高低与废水的Ks呈对应关系;特殊菌种在很大程度上可以明显改变废水的Ks,同一种废水在不同的生化体系中也可以具有不同的Ks,随着生化体系中SS的增加,废水的Ks也逐渐上升。Ks比常用的B/C更能反映出实际生化体系中废水的可生化性,并将Ks=5.0作为评价废水可生化性的判定值,当Ks < 5.0时,表明废水的可生化性较差;当Ks ≥ 5.0时,表明这种废水的可生化性较好。
某生产清洗剂类化工品的企业属典型小型精细化工企业,生产污水只能采用企业自理的处理方式,随着企业产品种类和数量的增多,产生的污水量及污水污染物已远超过原处理设施的处理能力。本研究采用低温蒸发联合臭氧催化氧化的短流程处理工艺,组装成移动式一体化处理设备处理该废水,处理结果表明,出水COD ≤ 30 mg/L、总磷≤ 0.5 mg/L、浊度≤ 6.0 mg/L、色度接近0,达到国家一级排放标准和回用标准。
采用两级氧化法处理某离子型稀土矿原地浸矿开采方式所产生的低浓度氨氮废水,处理效果非常稳定,出水氨氮在15 mg/L以下,完全满足《稀土工业污染物排放标准》(GB 26451-2011)表2排放标准。详细介绍了该方法的原理、工艺、特点及主要设备参数,该方法具有处理效果稳定、操作简单方便、占地面积小、系统建设周期短、自动化程度高等特点。
文章介绍了HUSB-改良型SBR工艺处理某乳品废水的应用,运行结果表明,该工艺运行稳定、运行费用低、耐冲击负荷、操作灵活,在进水COD、SS、NH3-N分别为987、226、27.2 mg/L时,出水COD、SS、NH3-N分别为56、35、9.3 mg/L,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级排放标准。
简要介绍了臭氧氧化、曝气生物滤池(BAF)、Fenton氧化工艺的常见型式,并从处理规模、进出水水质、设计参数、主要构筑物及设备、经济指标、三废情况等方面介绍了臭氧氧化+BAF和Fenton氧化+沉淀过滤这2种深度氧化处理技术在部分工业废水处理工程中的应用。总结了2种深度处理技术的技术特点和适用范围,为废水深度处理技术的选择提供参考,并发现了在考虑废气处理、污泥处置及废水回用的情况下,臭氧氧化+BAF技术更具优势。
生化池构筑物出现沉降及不均匀沉降问题时,可以通过加固地基、地面防渗等处理措施解决,但生化池底板是否存在渗漏情况尚不得知,研究通过示踪试验对生化池防渗情况进行检测,结果表明,生化池部分伸缩缝存在渗漏情况;在完成修复工作后进行复测,结果表明,修复效果良好,生化池可以投入使用。该方法是一种有效检测泄漏点的方式,可为构筑物出现同类问题的情况提供经验参考。