炸药废水具有毒性大、成分复杂、性质稳定且难降解等特点,对环境造成严重污染,威胁着人类的身体健康。从高级氧化法和其他化学处理法两个方面介绍了化学法处理炸药废水的原理、特点以及研究进展,并指出发展高效、节能、环保的处理方法将是今后处理炸药废水的研究方向。
新的《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287—2012)增加了可吸附有机卤素(AOX)的排放指标,对现有的印染废水处理技术和工艺提出了新的挑战。综述了AOX的界定和性质、印染废水中AOX的来源及其测定方法,AOX的去除方法等,并在此基础上对印染废水中AOX的处理研究进行了展望。
从温度、盐度、悬浮固体等常规水质指标和表面活性剂、油脂等典型污染物两个方面综述了水质条件对氧传质影响的国内外研究进展。温度、盐度等指标虽然有相应修正公式,但不足以体现实际过程;表面活性剂等污染物对氧传质过程是抑制还是强化与具体物质及浓度等有很大关系。目前研究多为清水实验,后续应强化实际活性污泥系统的研究。
饮用水的预臭氧化技术近年来倍受关注,臭氧预氧化技术的功效有很多,但是目前人们比较关注的是其对饮用水消毒副产物的控制,笔者综述了近几年国内外的研究结果,总结了预臭氧化工艺控制饮用水消毒副产物的机理,也指出了目前预臭氧化技术存在的不足并为以后的研究工作提出了建议和展望。
将混凝沉淀法应用于低浓度含氟废水处理,同时对其影响因素进行了系统的研究。结果显示:当进水pH控制在6.6~7.0,PAC投加量为800 mg/L,PAM投加量为3 mg/L时,可将原水中氟离子质量浓度从20 mg/L降至5.0 mg/L,远远低于国家规定的《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中的一级排放标准。
研究了高分子螯合剂乙硫氮处理铜冶炼工业废水的工艺条件。实验结果表明:在常温下,将铜冶炼工业废水的pH调至6~7,质量分数为10%的乙硫氮溶液用量为2 mL,快速搅拌(300 r/min)1 min,慢速搅拌(100 r/min)10 min,处理后的废水中Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Ni2+等重金属离子的残留浓度均为微量,低于国家污水综合排放标准(GB 8978—1996)允许值或一级标准。
以带结构正电荷的镁铝层状双金属氢氧化物(Mg-Al-LDH)溶胶为吸附剂系统研究了不同因素对磷吸附去除性能的影响,结果表明:其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级、Elovich速率方程和Langmuir方程,理论饱和吸附量可达55.99~60.90 mg/g。吸附过程的ΔG0为-28.78~-20.67 kJ/mol,吸附机理以静电吸引和化学吸附为主导。无机和有机阴离子会抑制磷在吸附剂上的吸附。200 mg/L的Mg-Al-LDH可以吸附90%以上的溶解性反应磷和84%的总磷,可以实现废水和富营养化水体中过量磷的吸附去除。
以市政污泥为主要原料,掺加少量玉米秸秆,采用化学活化与高温热解的方式制取污泥基活性炭,通过对活性炭表征分析得出秸秆最佳质量掺合比为10%,对垃圾渗滤液尾液动态吸附结果表明污泥基活性炭深度处理效果良好。物料平衡与能量衡算结果显示:污泥热解制备活性炭过程中产生的能量大于外界加热所需能量,理论上可在不消耗外界能量下进行规模化生产。
对三相内循环流化床式光催化反应器进行优化改造。应用改造后反应器及UV/TiO2技术进行酸性红A废水降解的动力学考察,结果显示:在空气流率为0.8 m3/h,二氧化钛投加量为1 g/L条件下,废水经75 min反应,脱色率接近100%;经400 min反应,总有机碳去除率达到87%。借助液相色谱-质谱的检测,推断出酸性红A可能有的降解路径。
对电化学还原—氧化降解甲苯硝化废水进行了研究,考察了不同电流密度和反应时间对降解效果的影响,并且考察了出水的可生化性以及生物毒性的变化。结果表明:在最佳电流密度20 mA/cm2,最佳处理时间4 h下,硝化废水的SUVA(废水芳香性指标)去除率可以达到56.4%,COD去除率为26.6%,B/C由原水的0.115提高到0.435,急性生物毒性也有明显降低,TU值由原先的285.7降低为41.7。说明电化学还原—氧化法对硝化废水可生化性的提高,毒性的降低是有显著作用的。
核苷酸厂废水污泥具有丰富的多糖和蛋白质,研究其综合利用具有重要意义。实验采用多种物理和化学预处理方法,发现热-碱耦合预处理效果最佳。污泥发酵采用两段控温法,初始pH=4.5,前96 h控温55 ℃水解酸化,之后控温35 ℃甲烷发酵,并研究了添加外源牛粪菌群对废水污泥消化的影响。预处理后添加牛粪厌氧发酵,最大SCOD达到6 300 mg/L,最终240 h时产气率达到276 mL/g,TS去除率达到36%,为后续深入研究和实现污泥的资源化利用及污泥减量化提供了基础。
采用普通溶液共聚合方法合成了一系列表活性单体QARBC改性的阳离子型丙烯酰胺三元共聚物P(AM-DMC-QARBC)。通过对高岭土模拟污水体系的絮凝实验和对日落黄染料体系的脱色实验表明:P(AM-DMC-QARBC)与普通的阳离子型丙烯酰胺共聚物P(AM-DMC)相比体现出很好的絮凝性能,表活性单体QARBC的引入改善了P(AM-DMC-QARBC)对高岭土的絮凝效果,提高了对阴离子染料日落黄的脱除率。
采用内循环厌氧反应器(IC)处理餐厨垃圾废水。结果表明:采用快速提升负荷至5 kg/(m3·d)并稳定运行19 d这一启动方式有利于提高污泥的活性。负荷提升中后期,出水pH高于进水pH。IC处理餐厨垃圾废水的最大容积负荷为25.2 kg/(m3·d),此时COD去除率下降到86%。稳定运行期,当进水COD达到22.4 mg/L,出水COD稳定在1 650~1 950 mg/L,COD去除率高达91.8%。
超声波对膨润土进行改性制得一系列改性土。研究结果表明:改性土对重金属离子Cu2+、Zn2+、Mn2+、Co2+的吸附好于原土,且超声时间越长吸附性能越好。与单一离子体系比较,超声改性土在混合离子体系中对各离子的吸附量均有不同程度的下降。超声改性土对四种金属离子的吸附顺序与重金属离子的水合能密切相关。
针对南方某生物滤池(BAF)工艺污水处理厂,分析了初沉污泥、生物污泥、石灰调质污泥中Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、Cr六种重金属含量及形态分布。结果表明:三种污泥中生物污泥的重金属含量较低,可作为污泥农用和污泥制砖资源化;石灰调质过程使污泥中Zn、Cu、Pb的总量升高,Cr总量降低,Cd和Ni的总量变化不大;石灰调质过程有利于污泥中的Zn、Cu和Cr从不稳定态向稳定态转化。
采用升流式厌氧污泥床(UASB)-序批式反应器(SBR)组合工艺研究对小麦酒精废水的处理效果。研究结果表明:在中温(37±2)℃条件下,采用UASB反应器处理小麦酒精废水,容积负荷可达到13.0 kg/(m3·d),COD去除率稳定在85%左右,厌氧出水COD保持在1 650 mg/L以下,出水挥发性脂肪酸(VFA)稳定在3.5 mmol/L以下,反应器的沼气产量维持在17 L/d左右,反应器运行稳定;采用SBR反应器处理小麦酒精废水厌氧出水,容积负荷为1.6 kg/(m3·d),COD去除率基本保持在80%以上。经过两级生物处理,出水COD在300 mg/L以下,达到接入市政污水管网的标准。
染料废水具有高COD、高色度、高含盐量和低可生化性的特点。在前期研究的工艺(混凝+气浮+水解酸化+好氧)基础上,采用臭氧紫外工艺对好氧池出水进行深度处理。结果表明:臭氧紫外工艺协同深度处理染料废水的处理效果要明显好于臭氧和紫外单独处理染料废水时的效果;当pH为6~8时,臭氧质量浓度为50 mg/L,紫外线照射强度为40 μW/cm2,反应时间60 min情况下,COD的去除率为69.9%~72.1%,出水中COD为83.7~90.3 mg/L,达到纺织染整工业污染物排放标准(GB 4287—1992)(小于100 mg/L)。
以聚丙烯酰胺(PAM)为添加剂,对复合铝锌铁(PAZF)混凝剂进行有机改性,制备无机有机复合混凝剂(PPAZF),同时对比研究PPAZF、 PAZF、与聚合氯化铝(PAC)对生活污水的处理效果。结果表明:三种混凝剂在相同的最佳投加量为148 mg/L时,PPAZF不仅对生活污水的浊度、COD和总磷去除效果最高,而且产生的絮体较大且密实。与PAZF相比,低投加量时PPAZF除磷效果大幅度提高。另外,PPAZF对pH的适应性更强。
基于自制CaCO3溶液临界过饱和度实验装置,通过测量加磁与未加磁对比实验的碳酸钙溶液电导率-滴定液容积,研究了电磁场作用对CaCO3过饱和度及成核诱导期的影响。在不同频率的电磁场作用下观察了CaCO3过饱和度及成核诱导期的变化,大量实验结果表明:在电磁场作用下,CaCO3的过饱和度减小,成核速率加快,成核诱导期减小。
通过胶体滴定法对固体和液体PAC产品进行实验,研究了PAC浓度、pH、盐基度等因素对电荷密度测定的影响规律;当实验pH为5.5左右,混凝剂质量浓度为10~25 mg/L,采用返滴定法可测定PAC的电荷密度。通过对湖水和染料水溶液的混凝脱色实验,表明电荷密度高的PAC产品浊度去除率、脱色率高。
通过对某印染废水处理站的现场实际调研,总结问题,进行了以“生化+臭氧+反渗透”为主的中试研究。结果表明:在采用该工艺的条件下,系统出水稳定,COD和色度的去除率均达到95%以上;回收率为50%的情况下,反渗透出水完全可以满足生产回用要求,同时反渗透浓水还可以达到当地排放标准。
采用氧化破乳—混凝气浮—UASB—接触氧化—沉淀工艺处理某飞机制造厂荧光废水,运行结果表明:当进水COD、BOD5、SS、色度分别为7 000、2 000、200 mg/L、400度时,出水COD、BOD5、SS、色度分别为105、24、20 mg/L、57度,出水可稳定达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的二级排放标准要求,处理效果稳定。
通过对中药废水特点的分析,结合现有同类污水站的实践经验,最终提出水解酸化与生物接触氧化法相结合,同时由絮凝沉淀工艺辅助处理中药废水。运行结果表明:出水COD、BOD5、NH3-N、SS分别为62、18、12、50 mg/L,最终出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。
采用UASB—生物接触氧化池—Biofor(一段式生物过滤氧化反应器)工艺处理异VC钠食品添加剂废水,结果表明:经过该工艺深度处理出水COD在40 mg/L左右,SS在30 mg/L左右,色度大约20倍。出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准。
机械加工行业排放含乳化液的废水一直是污水处理难题,台州机械加工企业众多,数量较多的小型机械加工企业较多采用老旧的传统工艺对乳化液废水进行处理,出水中油类含量经常达不到相应的排放标准,迫切需要进行工艺改造。笔者拟通过设置一体化超声波气振装置和改造生化池等对小型乳化液废水处理工艺进行改造设计过程中尽可能依托原有设备,从而达到经济效益和环境效益的双赢。
介绍了反渗透技术在北方某电厂大型水处理项目中的应用情况,该公司以附近的黄河水为水源,用反渗透技术作为主要脱盐工艺来制备锅炉补给水。运行结果表明:反渗透系统运行良好,有效保证电厂的稳定运行,带来良好的社会和经济效益。