阐述了高浓度有机废水的特点及危害,系统地介绍了国内外目前高浓度有机废水的主要生物处理技术及其研究现状,并提出今后高浓度有机废水治理的重点是优化组合技术及新技术的研究开发。
水体中的铅是环境的危险污染物之一,寻找经济、高效的废水中铅的去除方法是水处理研究的热点问题。低成本生物吸附剂具有操作简单、去除重金属离子效果好的特点,对当前低成本生物吸附材料在含铅废水处理中的应用情况进行了总结探讨,分析了低成本生物吸附剂处理含铅废水的影响因素及机理,探析了吸附剂再生的可行性,并指出了目前研究中存在的问题以及发展趋势。
各种污水或污物厌氧消化反应器中分布着大量的微生物,它们在厌氧条件下相互协作将复杂的有机物分解为二氧化碳和甲烷,成为废弃物厌氧处理的功能基础。不依赖于培养的分子生物学技术,使大量的细菌和古菌类群在此生态系统中得以发现,但它们大多数仍未被成功培养,其生态功能也未得到阐明。总结了基质种类、有机负荷、pH、温度等各种厌氧消化反应器运行条件下,微生物群落结构的特点和演化规律,以及未培养微生物的原位功能研究技术的进展,展望了稳定性同位素标记、宏基因组学、蛋白质组学和代谢物组学等新技术在未培养微生物功能研究中的潜力。
介绍了无机陶瓷膜的结构、原理及特性;综述了陶瓷分离膜技术的发展过程及其国内外发展现状;分类介绍了其在给水处理、海水淡化、废水处理等方面的应用研究及进展;最后讨论了陶瓷膜在水处理应用中存在的问题及发展趋势,指出其在水处理中具有良好的应用前景。
腐蚀和结垢是循环冷却水系统中主要的水质故障,人们常采用水质判断指数来判断循环冷却水水质的腐蚀和结垢趋势。主要研究了国内外判断循环冷却水水质稳定性的水质指数,并将其按照基于碳酸钙溶解平衡和基于多参数分析进行阐述,最后提出了一种基于数据的智能预测方法,旨在为准确、合理判断水质的腐蚀特性和结垢特性提供一个方向和参考。
针对水厂运行过程中原水水质、水量变化容易引起混凝效果下降的情况,为了及时准确调节混凝剂的投加量,使出水水质达到最优,进行了一系列模拟实际水厂运行的混凝实验,考察了不同混凝剂投加量对原水浊度去除率的影响。并以净水厂常规水质实验中混凝实验数据结果、混凝曲线图为参考,提出净水厂生产运行中三种关于混凝剂投加量的选择方法,就如何高效地使用混凝剂,使其既能高效发挥作用,同时寻求允许条件下的最低使用量,达到节支降耗、经济运行目的,作出新的尝试。
根据喷涂车间有机废气吸收尾液难生物降解的特点,采用Fenton 试剂氧化预处理,考察了H2O2和Fe2+浓度、pH、反应时间等因素对去除效果的影响。在H2O2投加量为1.4 mol/L,FeSO4·7H2O 投量为62.3 mmol/L,pH 为7.4,反应3 h 的条件下,初始COD 为40 000~45 000 mg/L 的含丙酮、乙酸乙酯、二甲苯的有机废气吸收尾液的COD去除率可达到78%。结果表明,Fenton 试剂对该废水可以取得很好的预处理作用。
以超高盐(7%NaCl)高磷榨菜废水为研究对象,考察了DO 以及曝气方式对磷酸盐还原除磷工艺的影响。试验结果表明,DO 主要通过影响生物膜内微环境的分布,导致除磷效能随DO 的降低而降低。只有当DO 高于5.5 mg/L 时,才能构建出适合磷酸盐还原菌生长的特殊区域(ORP>-150 mV)。同时曝气量的不同,还会影响生物膜内的传质过程,进而影响微生物基质降解和膜内微生物种群分布。同DO 水平下,微孔曝气较穿孔曝气有利于膜内的对流传质过程以及各菌种间的协同作用。DO 过高(DO>6.0 mg/L)或曝气搅动过大(穿孔曝气方式)会导致生物膜脱落,造成出水COD 升高。因此,好氧磷酸盐还原除磷工艺宜采用微孔曝气方式,并将DO 控制在6.0 mg/L。
利用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)制备含有阴离子和阳离子基团的两性聚丙烯酰胺(ACPAM)反相乳液,考察了反相乳液分别与聚氯化铝(PAC)、聚氯化铁(PFC)和聚氯化铝铁(PFAC)三种无机絮凝剂对高含磷有机废水混凝脱磷的效率, PFC 的脱磷效率明显优于PAC 和PFAC。ACPAM 和PFC 复合使用时,大大提高了脱磷效率,显著地减少了絮凝剂的用量。实验结果表明:总磷为124.5 mg/L 的有机废水, 混凝脱磷时最佳pH 在7.2~10.0 之间,PFC 用量100 mg/L,ACPAM 用量3.0 mg/L 时,除磷率达到99.9%以上,处理过的水中含磷≤0.05 mg/L。
以N-(6-氨基己基)-1,6-己二胺、亚磷酸、甲醛为主要原料合成新型亚甲基膦酸水处理剂N-(6-氨基己基)-1,6-己二胺五亚甲基膦酸,通过正交试验,优化了最佳合成条件。考察了单体及其复配物对碳酸钙和硫酸钙的阻垢性能,结果表明:N-(6-氨基己基)-1,6-己二胺五亚甲基膦酸对碳酸钙和硫酸钙均具有优良的阻垢效果。其单体阻垢率分别为86.53%和98.51%;复配物阻垢率分别为89.43%和99.73%。
为了构建合理的废铁屑耦合矿化垃圾反应床工艺,分别进行了停留时间对铁屑处理填埋场渗滤液和矿化垃圾反应床出水的影响对比分析,并据此研究了前置铁屑固定床耦合矿化垃圾反应床处理填埋场渗滤液的效能。结果表明,在不进行pH 调节的条件下,前置铁屑固定床和间歇曝气沉淀具有明显强化反应床体系去除COD 和氨氮的能力,出水COD 和氨氮分别小于150 mg/L 和5 mg/L。随着铁屑内电解反应器的不断完善,前置铁屑固定床和间歇曝气沉淀可作为强化矿化垃圾反应床处理填埋场渗滤液的有效途径,为经济有效地处理填埋场渗滤液提供了一条新思路。
通过混凝烧杯实验,考察了特征黏度系列化的聚合硫酸铁(PFS)/聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)复合混凝剂在秋季长江水处理中的混凝处理效果。结果表明:对温度为16~18 ℃,浊度为57~62 NTU 的秋季长江水,复合混凝剂脱浊效果明显,达到南京某水厂6 NTU 的沉淀出水余浊标准时,可显著降低PFS 的投加量,PFS/PDM 复合配比越低,PDM 特征黏度越大,脱浊效果越好;PFS/PDM 复合混凝剂混凝产生絮团大,沉淀快,在实际生产中可增大出水产量,提高生产效率。为适应未来发展水质要求,使沉淀池出水达到2 NTU 左右,PFS/PDM 复合混凝剂依然可发挥好的作用。
以羧甲基壳聚糖和羧甲基壳聚糖铁(Ⅲ)为絮凝剂处理染料废水,试验研究了其对染料废水的絮凝性能、脱色性能。初步考察了pH、投加量、搅拌时间与沉降时间等影响絮凝效果的因素,Fe3+的引入增加了合成絮凝剂处理染料废水的絮凝作用。在羧甲基壳聚糖处理染料红、黄、兰、黑废水的脱色实验中,脱色率达到76.3%~93.5%,COD 去除率为85.5%~89.9%;而羧甲基壳聚糖铁(Ⅲ)的脱色率则达到78.5%~96.7%,COD 去除率为91.1%~94.2%。结果令人满意。
用水热法制备了不同尿素浓度下的Zn-Al 水滑石,焙烧后制得焙烧态水滑石,用XRD、SEM、BET、FTIR等方法对样品进行了表征,考察了水滑石及焙烧产物对水中磷酸盐的吸附性能。结果表明:水滑石对磷酸盐的吸附基本符合假二级动力学方程和Langmuir 吸附等温式, 当尿素浓度为0.6 mol/L,150 ℃水热24 h,300 ℃焙烧6 h 制得的水滑石产物对水中磷酸盐的吸附效果最好,其饱和吸附量高达197.24 mg/g。。
通过对粉煤灰进行改性,研究其对模拟含酚废水中苯酚去除效果。探讨了pH、吸附时间、投加量、吸附温度及水样中苯酚初始浓度对粉煤灰去除苯酚效果的影响。实验表明,选用碱改性的粉煤灰,投加15 g/L 处理苯酚质量浓度30.0 mg/L 的模拟含酚废水,当吸附时间为30 min,pH 为6~7 时,对苯酚去除率达98%,吸附等温线拟合结果表明,该吸附过程符合Freundlich 公式。改性粉煤灰可作为废水去除苯酚的吸附剂。
采用酸碱联用水处理工艺对选矿废水中的水玻璃进行混凝反应,消除了废水中悬浮物和重金属对选硫和选钨指标的影响。其次,利用聚丙烯酸/硫酸酸化膨润土(PAA/HB)复合物对混凝后选矿废水中的COD 去除进行了研究。结果表明,经酸碱联用混凝沉淀后的澄清选矿废水1 L,在20 ℃下,吸附剂用量为1.0 g,pH=5.0,100 r/min 振荡2 min 时,处理效果最好,COD 去除率最高达78.9%。处理后的废水可全部回用到磨矿、选硫及重选作业,真正实现了“零排放”,达到了清洁生产的目的。
试验研究对象为辽宁省某石化公司PTA 综合废水。中试采用了缺氧好氧一体式膜生物反应器(A/OMBR)工艺。经过60 d 左右的运行,试验结果表明,系统处理效果理想。在进水COD 为291~713 mg/L、总氮为19~51mg/L 的情况下,系统出水COD<30 mg/L、氨氮<0.2 mg/L、总氮<10 mg/L,而且MBR 出水浊度<0.2 NTU、SS<5 mg/L、含油量<0.3 mg/L,因此系统出水指标优于《辽宁省污水综合排放标准》(DB 21/1627-2008),同时达到可回用于国家工业循环冷却水系统补水的水质要求。
介绍了工业冷却系统节水及废水近零排放水处理技术及复合药剂TS-50921 的研制、实验评定和现场应用,在高硬度高含盐量循环水中,钙硬度达到1 000 mg/L、电导率达到4 000 μS/cm 的条件下,可保证腐蚀速率和沉积速率符合国标的要求,对循环水高度浓缩后产生的浊度和铁胶体分散性能优异,可以显著降低新鲜水补用量、减少外排污水量。
N-羧乙基壳聚糖(NCECS)分子结构中既有氨基又有羧基, 是一种两性的壳聚糖衍生物,具有生物相容性、生物降解性、无毒性等特点。合成了一种部分取代的NCECS,用傅里叶红外光谱(FTIR)、元素分析仪对其结构及取代度进行了表征, 重点研究了NCECS 浓度、絮凝时间、pH 等因素对重金属Hg2+ 的去除率的影响, 并探讨了NCECS 对重金属的吸附机理,指出NCECS 是一种生物相容的废水处理剂。
利用Design-Expert 7.1 试验设计系统对炭循环微电解反应器处理腈纶废水的试验进行了试验设计和试验结果分析;通过试验设计分析得出了腈纶废水COD 去除率与试验影响因素之间的定量关系模型,并得到了腈纶废水COD 去除率的残差分布以及在不同影响因素变量之间的COD 去除率等值线和三维关系。优化结果表明:利用Design-Expert 7.1 对炭循环微电解反应器处理腈纶废水试验条件进行优化,得到了最佳COD 去除率的操作条件。
建立了环境水中萘磺酸染料中间体α-萘磺酸钠、β-萘磺酸钠同分异构体的离子抑制色谱(ISC)分析方法。以Eclipse XDB-C18 为色谱分析柱,优化出的色谱分离条件:流动相为V(水,pH=4)∶V(甲醇)=90∶10;流速0.7mL/min;柱温40 ℃;检测波长275 nm。α-萘磺酸钠、β-萘磺酸钠的加样萃取回收率为85%和90%,样品的检出限为2.0 μg/L。检测方法简便,快速,经济,数据重现性好。
海上油气田传统的生产水处理方法采用水力漩流器,能耗高,生产水泵维修成本高。近年来出现了采用旋转离心分离和气浮分离为工作原理的新型油田生产水处理设备,大幅度降低了生产水的含油量。装置还具有能耗低、操作简单、成本低、占地面积小等一系列特点。
介绍了湖北新冶钢东钢厂区废水处理及回用工程的概况、设计参数、工艺特点、运行状况及经济分析。为满足反渗透进水要求,根据原水水质对化学除油器+砂滤的钢铁废水传统处理工艺进行改良和优化,采用了具有污泥回流功能的化学除油器混凝系统及具有微絮凝功能的两级砂滤系统。实践表明:各工序出水满足设计要求,系统运行稳定,工程的投产实现了变废为宝,有效地节约了水资源。与同类工程相比,本工程在投资、运行费用及占地面积等方面具有优势,在钢铁企业水系统回用及改造方面具有推广意义。
某服装工业园区污水处理厂进水CODCr≤1 200 mg/L、SS≤300 mg/L、色度≤300 倍,采用物化+水解酸化+活性污泥法工艺对其进行处理。工程实践表明,系统处理效果良好,出水水质达到或优于《纺织染整工业水污染物排放标准》GB 4287-1992 中的一级排放标准。
针对国家对钢铁行业节能减排及可持续发展的战略要求, 作者从钢铁冶金企业给水排水工程设计出发;在满足工艺用水要求的前提下,对间接冷却循环水系统应优先采用软水密闭循环水系统;准确合理确定供水压力、供水流量;合理选择高效率水泵等几个方面的节能途径进行论述。提出了钢铁冶金企业给水排水工程设计节能途径。
介绍了城市污水处理厂污水消毒的必要性,针对乌鲁木齐市河东污水处理厂原有污水消毒技术存在的问题,改用安力斯WSH 紫外线污水消毒设备技术对污水进行消毒,并对新、旧几种污水消毒工艺的出水微生物指标进行了比较,分析该消毒技术运行的可行性及在试运行过程存在的问题,并给出合理化建议。