近年来发现了一类具有异养硝化-好氧反硝化功能的细菌,其能够实现同步硝化反硝化(SND)的特性引起了人们广泛的关注。研究表明,异养硝化-好氧反硝化菌具有良好的脱氮性能,并且与传统脱氮过程相比,其N₂O释放量占总脱氮量的比例可低至0.04%,COD的去除率有所提高。综述了影响异养硝化-好氧反硝化菌脱氮性能的因素,以及该菌在N₂O生物控逸方面的应用,并提出了未来对异养硝化-好氧反硝化应用研究的方向。

超临界水氧化技术(SCWO)是近20a来发展起来的极具潜力的有机废物处理技术,但该技术存在的设备腐蚀等问题制约着其推广应用。为解决设备腐蚀问题,研究者对SCWO进行了试验与改进。综述了基于解决设备腐蚀问题的SCWO研究进展,并对相关问题进行了讨论。

随着有机废水污染问题的日益严重,电催化降解有机废水越来越受到关注。而电极是电催化氧化技术处理有机废水的“心脏”。简述了不同方法制备的钛基体PbO₂电极,总结了该种电极的优缺点和降解有机废水的效果。最后对电催化氧化处理有机废水中钛基体PbO₂电极的发展方向做出展望。

考察了低盐度条件下启动厌氧氨氧化反应器及其处理高氮高盐废水的可行性。结果表明,在NaCl为3.0 g/L的低盐度、氮负荷为130 mg/(L·d)的条件下采用普通活性污泥作为接种污泥,可在165 d内成功启动UASB厌氧氨氧化反应器,对TN、NH₄⁺-N、NO₂^--N的平均去除率分别达到80.0%、98.8%、90.0%,NH₄⁺-N、NO₂^--N去除量与NO₃^--N生成量之比为1:(1.15±0.08):(0.20±0.02),出水pH稳定在8.42左右,污泥呈棕褐色颗粒状,存在部分浅红色颗粒污泥。将总氮容积负荷和盐度(NaCl)逐步提高到258 mg/(L·d)和12.0 g/L,反应器脱氮效率保持高效、稳定。在低盐度条件下启动厌氧氨氧化反应器之后,通过适当的氮负荷和盐度提升方式,可以处理高氮高盐废水。

垃圾沥滤液生化出水中的胶体物质含量较高,采用膜技术进行深度处理时膜污染问题比较严重。采用电化学氧化法对垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水中的胶体物质进行脱除处理,以改善其过滤性能。结果表明:电流密度为2×10-2A/cm²时,电化学处理时间、比电极面积、处理后废水的静置时间都会影响处理后废水的过滤性能。适宜的处理条件:电化学处理时间为15 min,比电极面积为30.4 m2/m3,处理后废水的静置时间为24 h。在此条件下处理废水,过滤通量显著增加。电化学处理后废水中的COD和余氯随静置时间的延长呈不断降低趋势。废水中的余氯在静置过程中可破坏废水中的胶体物质,分解废水中的有机物,在降低COD的同时改善废水的过滤性能。

针对某印染工业园废水集中处理厂的印染废水,选择聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS)进行絮凝预处理,研究了投药量、初始pH及温度对有机物去除效率的影响,结合过程ζ电位变化探讨了絮凝机理,对絮凝剂的污泥产量进行了系统研究,并与聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)的处理效果进行了比较。结果表明:当温度为25℃,pH=10.0,投药量为620 mg/L时,PAFC、PAFCS的COD去除率分别达到52.6%、43.6%,污泥产率系数分别为1.33、0.80 g/g。与PAC、PFS等常规絮凝剂相比,复合铝铁絮凝剂的处理效率高、投药量低、污泥产量少,可在印染废水处理工程中推广应用。

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过酸(草酸)-碱(氨水)两步催化,采用溶胶-凝胶法常压干燥制备了改性SiO₂气凝胶,并用其处理Cr³⁺废水,考察了改性剂种类、气凝胶用量、吸附时间、pH对吸附率的影响。结果表明:利用V(HMDZ):V(正己烷)为1:15的改性气凝胶,当pH为6.0、吸附时间为20 h时,吸附率最高,达到99%,能有效处理含Cr³⁺废水。

在设计并建立的连续列管式光催化反应器中,以纳米TiO₂为催化剂对甲基橙水溶液进行光催化降解性能研究,系统考察了管程数、连接方式、气体流量、液体流量、pH、催化剂用量以及被降解物初始浓度等参数对降解率的影响。最适宜条件:管程为4且采用首尾相互连接方式,液相和气相流速分别为0.5 L/h、3 L/min,pH为4.0。在给定条件下反应器对质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液的光催化脱色率达最大值97.7%。

针对兰炭废水高COD、高氨氮、B/C极低以及具有较强生物毒性的特点,采用具有自主知识产权的除油-微电解-吹氨-高效菌种生化技术-混凝沉淀-催化氧化联合工艺对兰炭废水进行处理。试验结果表明:兰炭废水经预处理工序后,B/C由0.1提高至0.3~0.6;生化工序处理后出水的COD和氨氮分别为300、15 mg/L;最终通过深度处理后出水水质符合《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)中的现有企业直接排放标准,该组合工艺对COD和氨氮的总去除率分别可达99.5%和99%。

采用硝酸对粉煤灰进行酸化处理,再通过溶胶-凝胶法在酸化粉煤灰基材上负载二氧化钛,利用XRD和UV-Vis对改性二氧化钛进行表征与分析,对比了粉煤灰负载前后及纯二氧化钛对金色葡萄球菌的抑菌性能和对甲基橙的脱色能力。结果表明,光照下改性后的光催化剂具有最优抑菌性能,对金色葡萄球菌的日抑菌圈的当量直径高达15.54 mm,较纯二氧化钛抑菌圈的当量直径6.94 mm高一倍以上;在50 mL 10 mg/L的甲基橙脱色实验中,当催化剂用量为7 g、反应时间为12 h,改性催化剂对甲基橙脱色率高达98.51%,较粉煤灰提高38%。

针对印刷业油墨污水色度高、COD高、难以生化降解、通常的生化处理难以达标排放的特点,采用酸析加化学氧化工艺处理,比较了不同种类的酸、氧化剂与助凝剂组合对油墨废水COD和色度的处理效果,同时分析其经济合理性。研究结果表明:酸析-Fenton氧化工艺和酸析-次氯酸钠氧化工艺对COD去除率与脱色率均达到90%以上,均可达标排放且经济上可以接受。

以无机水合肼与二硫化碳作反应物,环己醇与丙酮的混合溶液作溶剂,合成了一种新型重金属捕集剂四硫代联氨基甲酸(TBA)。重点考察了水合肼与二硫化碳的物质的量比、混合有机溶剂的用量、混合溶剂的配比、反应温度等因素对产物得率的影响,并对产物进行IR、NMR表征。研究结果表明,水合肼与二硫化碳的物质的量比为1:1、有机溶剂(环己醇和丙酮混合物)与二硫化碳的体积比为2:3、反应温度为30℃、反应时间为2h时,二硫化碳的转化率最高可达92.96%。将合成的重金属捕集剂四硫代联氨基甲酸用于含铜模拟废水的处理,结果表明其对于含铜废水具有优良的捕集性能。

针对某炼油污水深度处理进行了中试研究,分析了臭氧、生物活性炭(BAC)的作用。研究结果表明,二级生化后污水中仍含有较高浓度的难降解有机物,是后续除盐装置运行不利的主要原因,该类物质难以被陶粒滤料曝气生物滤池有效去除,但可被BAC滤池有效降解。对于有机物的去除,生物活性炭的作用占主导地位,是否投加臭氧影响较小。臭氧对以生物絮体为主的悬浮物质有明显的氧化分解作用,实际应用时应采取必要的预处理措施,减少臭氧的额外消耗。

天然橡胶加工废水是含NH₃-N的高浓度有机废水,采用培养、驯化后的MEM菌生物强化厌氧-接触氧化工艺处理此类废水,以有效降低污染物浓度。试验结果表明,在MEM投加比例为1:700、HRT为168 h、气水比为80:1、曝气配比为2:1的最佳条件下,废水的COD、BOD₅、NH₃-N、SS去除率分别达到97.9%、99%、98.6%、93%,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8987-1996)的一级排放标准要求,有效提高了天然橡胶废水的处理效果。

使用微波辅助合成了水处理剂KP550(十四烷基三丁基氯化),考察了原料物质的量比、反应时间、反应温度、溶剂及其用量对产率的影响,并通过核磁、红外、质谱对产物进行表征。在最优合成条件下产率可达88.8%,传统加热法产率仅为59.9%。与传统加热法相比,微波辅助合成法合成KP550的反应时间大大缩短,产率显著提高,具有反应速度快、操作简单、溶剂用量少等优点。

采用气浮-厌氧水解酸化-SBR组合工艺处理高有机物含量的蜜饯果脯与豆干工艺废水。研究结果表明:当PAC投加量为70 mg/L,溶气水回流比为50%时,气浮池对废水中COD、SS的去除率能够达到26%、85%。SBR处理系统中,当SBR反应器的COD污泥负荷为0.31 kg/(kg·d)、曝气时间为15~16 h时,出水COD<310 mg/L。

针对包头市某热电厂供热软化水水质研究了异抗坏血酸钠在不同投加量、pH、温度等条件下的除氧性能,试验结果表明:异抗坏血酸钠的除氧效果优良,在一定范围内除氧率随着投药量、pH、温度的增加而增高。采用失重法研究了异抗坏血酸钠及其复配物在软化水中对碳钢的缓蚀性能,由正交试验得出复合缓蚀剂最佳配比:150mg/L异抗坏血酸钠+50mg/L六偏磷酸钠+25mg/LD-葡萄糖酸钠+2mg/LZN₂₊,在此条件下碳钢的腐蚀率仅为0.0275mm/a。

研究了温度对凹土滤料理化性能的影响,及凹土滤料在BAF中的应用情况。试验结果表明:温度为700~800℃时,烧失量为22%左右,强度为178~286 N,酸碱溶蚀率分别为3.89%~4.14%和0.22%~0.28%,滤料表面粗糙、孔径发达、物理化学性能稳定。该滤料在BAF中启动快、运行稳定,HRT为2 h时,COD、氨氮去除率分别可达83.33%、85.6%。常规范围内不同进水浓度对COD和氨氮去除率影响不大,耐冲击负荷能力较强。

研究了不同类型杀菌剂对腐生菌(TGB)和硫酸盐还原菌(SRB)的最低抑菌浓度(MIC)受Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的影响。结果表明:非离子型杀菌剂异噻唑啉酮受阳离子影响最小,Na⁺对单季铵盐1227影响很小,但Ca²⁺、Mg²⁺对单季铵盐、双季铵盐、有机胍、季盐THPS等阳离子型杀菌剂和非离子型杀菌剂戊二醛影响都很大,可使其MIC增加数十倍,甚至上百倍。

陆丰13-1油田生产水处理系统负荷大、处理时间短。既要维持现有处理量,又不能降低生产水排海指标,这对生产水处理是一个挑战。通过优化化学药剂及其注入量、改造升级设备以及优化生产流程等方法可以降低生产水的含油量,达到生产水排放一类指标要求。

针对水中硝酸根浓度的检测问题,在一定条件下采用恒电位法对苯胺进行聚合并掺杂硝酸根,得到一种固态膜硝酸根离子选择电极。根据正交试验结果得到电极膜的最佳制备条件,并从膜的微观结构分析了其性能差异的原因。采用直接电位法测定得出该电极多项性能指标较好:能斯特斜率为55mV/dec,接近理论值;硝酸根的线性检测范围为10^-4~10^-1mol/L,检出限为5×10^-5mol/L,响应时间在60s以内,重现性和选择性较好。该电极为监测水中硝酸根提供了一种简便有效的方法。

采用气浮-BAF-微絮凝净水装置处理焦化尾水与钢厂杂排水,给出了主要构筑物的设计参数和各处理单元的最佳运行参数,出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)中一级排放标准要求。整个工艺采用自动化控制,操作简单,易于管理。

由于造纸行业用水量大,而造纸企业的水资源利用率低,对日益缺乏的水资源造成了严重威胁。同时造纸行业是污染水环境的主要行业,污染负荷重,治理困难,给生态环境造成了严重的破坏,所以经济高效的处理工艺对企业具有十分重要的意义。现以沈阳某造纸公司处理造纸废水工程为例,介绍了物化+生化+活性炭吸附组合工艺处理造纸排放废水的运行效果及工艺参数。运行结果表明:物化+生化+活性炭吸附组合工艺对造纸废水具有理想的处理效果,能够去除废水中的主要污染物COD、BOD₅、SS,可使出水中COD<80 mg/L、BOD₅<20 mg/L、SS<30mg/L,各项指标均达到设计要求,出水水质稳定,且满足《造纸工业水污染物排放标准》GB3544-2008的要求。

从邯钢西区净化水站近4 a的产水水质超标情况入手,详细论述了水质超标原因,在季节气候、水量波动、水质波动、药剂投加等方面进行分析并提出解决措施,基本实现了邯钢西区净化水站的水质优化。

介绍了中海石油中捷石化有限公司的水平衡测试情况,对存在问题进行分析,并进行设备改造。改造后企业每年可节约新鲜水125.24万t,吨油耗水量接近先进水平,为下一步深化节水减排工作的开展提供了技术支持。