综述了不锈钢酸洗废水中酸和金属离子资源回收技术。其中酸回收技术包括:扩散渗析法、双极膜电渗析法、蒸发法、树脂吸附法;金属离子回收技术包括:选择性沉淀法;酸和金属离子联合回收技术包括:热解法、纳滤-结晶法。比较了各种资源化处理技术的优缺点、适用范围以及工业化应用,展望了优势技术的发展方向及应用前景。
磁性生物吸附剂具有吸附性能好、机械强度高、化学稳定性好、廉价和易于再生等优点,可通过磁分离技术实现固液的简单分离,在水处理工程中有很好的应用前景。介绍了磁性生物吸附剂的制备技术,综述了磁性生物吸附剂在水处理中的应用进展,最后对该技术的发展前景进行了展望。
简单叙述了矿井废水和粉煤灰的产生、组成及其性质,主要介绍了原状粉煤灰和改性粉煤灰在矿井废水处理中的应用研究进展及其作用机理和影响因素,并对粉煤灰的未来研究方向提出了展望。
陶瓷膜污染的有效防治已成为制约陶瓷膜技术大规模应用的关键问题。结合文献资料和大庆油田现场试验,从膜性质的改良、原料液预处理和分离操作条件的优化3个方面综述了水处理,尤其是油田采出水处理中陶瓷膜污染的预防及应用,详细地介绍了陶瓷膜的物理清洗和化学清洗方法及应用实例。最后提出,对膜污染的防治要做到预防与清洗相结合,普遍性和针对性相结合。
富含石灰的碱性废水来源广泛,目前的处理方法一般费用较高,而应用人工湿地处理该类废水具有建设运行费用低、环境友好的优点。因此,对应用人工湿地技术处理富含石灰的碱性废水进行了初步探讨,分析了净化机理,并对湿地面积设计、湿地基质填料和植物种植的特点进行了总结。
研究了不同NH4+浓度下SBR系统脱氮中的N2O排放,并采用PCR-DGGE技术分析了微生物群落特征。结果发现,随着NH4+浓度的提高,氮素转化效率下降,此时脱氮中N2O-N所占比例明显增加,实验条件下N2O-N在脱氮中所占比例在0.25%~6.35%之间;当氮素转化顺利进行时,N2O的排放时期主要在SBR工艺好氧硝化段的同时硝化反硝化阶段,当氮素转化受到抑制时,在好氧硝化段和缺氧反硝化段均有大量N2O排放;不同NH4+浓度下微生物群落会发生相应变化。表明污水脱氮中的N2O排放不仅受氮素转化的影响,同时还受微生物群落结构的影响。
对腈纶废水生化出水进行混凝处理,通过比较确定三氯化铁为絮凝剂,考察了三氯化铁投加量、助凝剂聚丙烯酰胺投加量、pH对絮凝效果的影响及搅拌速度对絮体的影响。结果表明:当三氯化铁投加质量浓度为90 mg/L,PAM投加质量浓度为2.1 mg/L,搅拌速度为80 r/min时形成的絮体最理想,出水COD、浊度等指标均能满足后续膜分离处理的要求,COD去除率达到22%以上。核算药剂成本为0.14元/m3,具有可行性。
采用前置生物选择器的Carrousel氧化沟系统研究生物选择器对氧化沟运行效果的影响。结果表明:生物选择器的体积比对COD的去除和硝化反应影响不明显,但对反硝化反应和总磷的去除有一定影响;当体积比<4.86%时,随着体积比的增大,总氮去除率呈上升趋势,而总磷去除率则逐渐增大。继续增大体积比,总磷变化不明显而总氮去除率下降。生物选择器能显著提高污泥沉降性能,SVI维持在63~139 mL/g。
以某城市污水处理厂的实际污水为试验对象,通过测量清水和不同COD污水中的氧总转移系数KLa和饱和溶解氧浓度Cs,研究了污水COD对KLa以及清污修正系数α和β的影响。结果表明:在水温为(23.5±1)℃、曝气量为1.0 m3/h、进水COD为200~550 mg/L的条件下,KLas随污水COD的升高而降低,平均变化率为-0.018%;α值随COD的增加而减小,平均值为0.48;β值随COD的增加变化不大,平均值为0.89。
选用絮状腐殖酸作为吸附剂脱除废水中的活性艳红X-3B。研究了絮状腐殖酸对废水中活性艳红X-3B的吸附动力学、等温吸附模式以及pH、腐殖酸投加量对吸附效果的影响。结果表明,其吸附动力学符合准二级速率方程;吸附等温式满足Langmuir方程,最大单分子层吸附量为526.32 mg/g;废水中染料的去除率随溶液pH的减小而增加,随腐殖酸投加量的增加而增加。说明絮状腐殖酸可以作为一种廉价吸附材料,用于处理含染料废水。
考察了不同微电解方式对含高浓度阴离子表面活性剂(AS)废水的预处理效果,结果表明,在铁炭填料分别为F3(铁屑,规格3 mm×10 mm)、C3(活性炭,规格D 2 mm×3 mm),进水pH为3.5,停留时间为30 min的相同条件下,当m(F3)∶m(C3)=2∶1时,二元微电解法对废水AS及COD的平均去除率分别为51.32%、48.9%;当m(F3)∶m(Cu)∶m(C3)=60∶60∶40时,三元微电解法对废水AS及COD的平均去除率分别为54.14%、49.0%。从处理效果和实际工程应用综合考虑,选用二元微电解法预处理该废水。
研制开发了高浓度絮体化好氧颗粒污泥流化床装置,针对生活废水进行了半工业性实验。3个月的连续运行结果表明,高浓度絮体化好氧颗粒污泥流化床具有较高的生物降解效率,且能够稳定运行。实验表明,该装置内MLSS达到14 g/L,是AA/O氧化沟(MLSS为3~4 g/L)的4倍。其水力停留时间为1 h时的出水COD是45 mg/L,达到国家排放标准;控制水力停留时间为4 h时,出水COD稳定在23 mg/L左右,其处理效率是传统AA/O氧化沟工艺的4倍。
采用零价铁去除不锈钢酸洗废水中的硝酸盐,探讨了初始pH、铁粉投加量、反应温度、共存离子等因素对处理效果的影响,并采用2种方法对实际酸洗废水进行处理。结果表明:较低的初始pH、较高的铁粉用量以及反应温度对零价铁脱氮反应均有促进作用,不同共存离子对硝酸盐氮的去除有不同的影响。反应产物以NH4+为主,达到64.4%,零价铁对模拟废水和实际废水的硝酸盐氮去除率分别为90.5%和61.6%。
2-氯-6-氟氯苄和2-氯-6-氟苯甲醛等为关键医药中间体,在其生产过程中产生了大量高浓度含氟芳香烃废水,造成环境污染。本研究采用大孔吸附树脂对该废水进行了治理。结果表明,在温度为303 K、pH为3~6、流速为5 BV/h的条件下,LS600和LS106树脂对COD的去除率达73.4%,对3-氯-2-甲基苯酚、2-氯-6-氟苯甲醛和2-氯-6-氟苯甲酸的去除率达98.1%以上,可去除氟离子100~120 mg/L,同时废水中有用资源可得到有效再生利用。
以人工模拟氨氮废水为研究对象,采用序批式活性污泥法,研究了实时控制条件下短程生物脱氮的实现及稳定性。结果表明:控制硝化过程中pH在7.7~8.6、DO在0.35~0.80 mg/L,经过24 d的运行,曝气结束时出水主要以亚硝酸盐为主。在此基础之上,逐渐提高曝气量、降低进水pH,短程硝化并没有被破坏,亚硝化率依然维持在70%以上。过度曝气6 d之后,硝化类型由亚硝化率为90.7%的短程硝化转变为亚硝化率为40.7%的全程硝化。
研究了水热辅助Fenton试剂氧化法对中和沉淀-气浮工艺处理后的显影废水的深度处理效果和影响因素。结果表明,在最佳反应条件下,当进水CODCr为300~400 mg/L时,处理出水CODCr<60 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准要求。在实验条件下,最佳反应参数为:初始pH为2.5,反应温度为110℃,FeSO4.7H2O投加质量浓度为3.6 g/L,30%H2O2投加质量浓度为3.3~3.7 g/L,反应时间为1~2 h。水热辅助Fenton试剂氧化法的CODCr去除率可达85.2%。
北京京润新技术发展有限责任公司利用"三法净水"设备对沧州大化集团TDI公司9#线排水进行了处理,试验结果显示,"三法净水"设备对TDI公司9#线污水的浊度、硬度、SS具有非常高的去除率,对COD、油具有一定的去除率,同时该设备具有非常低的运行成本,能够作为TDI公司9#线污水回用深度处理的前处理。
以氨基磺酸为磺化剂合成了具有聚乙烯氧基长链的大分子单体聚醚磺酸盐(APES),并以APES和丙烯酸(AA)为单体水相合成了嵌段共聚物AA-b-APES。通过红外光谱、溴值、羟值、元素分析和热重分析对APES和AA-b-APES进行了表征。透射电镜表明,AA-b-APES减小了磷酸钙固体颗粒尺寸。研究表明,APES的磺化率约为90%,AA-b-APES在6 mg/L时的阻磷酸钙垢率为92%,是一种优于商业阻垢剂的阻磷酸钙垢的无磷阻垢剂。
针对高酸重质原油废水的特点,提出了两级臭氧深度催化氧化的处理工艺。采用自主研发的催化剂和设计的试验装置对某炼油企业高酸重质原油废水的MBR出水进行了处理,并对影响因素进行了研究。结果表明,在最佳运行条件下,经该工艺处理后的出水COD和氨氮均达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005)中的敞开式循环冷却水系统补充水的标准要求。试验结束后,对催化剂进行表征,未现失活现象,表明催化剂性能稳定。
用以改性硅藻土干混聚合氯化铝制得的复合絮凝剂进行染料废水脱色研究。实验表明,复合絮凝剂对活性艳红染料溶液的处理效果高于各单个组分的处理效果。在配比一定的情况下,原水pH和药剂投加量对脱色率的影响较大,其他因素对脱色率影响较小。在最佳条件下脱色率高达99.7%。改性硅藻土复配聚合氯化铝絮凝剂具有脱色率高、絮体沉降性能好等优点,适宜碱性染料废水的预处理。
研究了不同氯离子和钙离子浓度下活性污泥系统的沉降性能、COD去除率以及生物相变化规律。结果表明,对于COD为3 500 mg/L的废水,当Cl-<7 000 mg/L、Ca2+<3 940 mg/L时,COD去除率能达到90%以上,钟虫、轮虫等指示性微生物能在此浓度范围内生长、繁殖,污泥活性良好;当废水中Cl-和Ca2+质量浓度分别升至21 000、11 800 mg/L时,COD去除率下降至70.6%,此浓度范围内指示性微生物消失,嗜盐菌逐渐繁殖,活性污泥法仍具有明显的处理效果;继续升高废水中Cl-和Ca2+的浓度,COD去除率急剧下降,污泥解体,活性污泥系统趋于崩溃。
以烘箱代替压力蒸汽消毒器进行消解,采用过硫酸钾氧化—钼酸铵分光光度法测定地表水中的有机磷。实验结果表明,该法可简化消解过程,使温度易于控制,提高了有机磷测定方法的稳定性,同时该方法易于操作,其准确度、精密度、检出限等均令人满意。
针对酒钢集团某子公司废水的特点以及国家对钢铁企业节能减排的号召,确认以反渗透技术处理该钢铁厂废水。运行结果表明,反渗透的产水水质达到了钢厂工艺用水的要求,系统的浓水可用于冲渣和焦化厂熄焦,实现了废水的零排放,并最大限度地利用了钢厂废水。详述了反渗透技术在钢铁厂废水回用系统中的应用情况。
分析了九江石化尿素冷凝液回用工艺存在的过滤水头压力高、树脂中易形成胶状物及处理水量变小等问题的原因,提出了对现有尿素冷凝液的回用工艺进行改进的对策,即通入NH3调节pH,选择合适的除铁设备,控制尿素冷凝液中有机物浓度,使处理后的尿素冷凝液达到高压锅炉补给水的水质标准。
江苏某缎带染色厂设计采用混凝沉淀—水解酸化—CASS—气浮工艺处理生产废水,处理规模为500m3/d。1 a的运行结果表明,该工艺对COD、氨氮、SS、色度的去除率分别达到87%、66%、72%、93%以上,最终出水水质可达到GB 4287—1992《纺织染整工业水污染物排放标准》中的一级标准要求。
分析了常规的静态阻垢法在阻垢剂阻垢率测定方面存在的片面之处,尝试着改进了该方法结果分析时的钙离子测定过程。以水解聚马来酸酐为阻垢剂进行实验验证,结果表明,此种改进方法使加热前后溶液中钙离子的含量变化反映出的阻垢率更加全面、准确。