焦化废水是煤焦化过程产生的废水,含有高浓度的酚类、苯系物、杂环化合物、多环化合物等有机污染物,并且高盐、高氨氮,是一类难处理的工业废水。随着国家对焦化废水的管理日趋严格,传统的“预处理+生化处理”工艺很难满足排放或回用要求,因此对焦化废水的深度处理势在必行。从物化法和生化法两个方面对目前焦化废水深度处理常用技术的研究和应用情况进行了介绍,并探索性地提出了焦化废水深度处理技术未来的研究和发展方向。
随着“十一五”污水处理厂建设数量的大幅增加,我国污泥产量也随之急剧增长,污泥的处理处置已成为制约社会经济发展的重要问题。综述了近十年国内外有关污水污泥脱水的最新研究进展,提出了存在的问题,并对未来研究方向进行了展望。
好氧反硝化菌是一类可利用好氧反硝化酶,在有氧条件下进行反硝化作用的细菌。综述了好氧反硝化作用机理及其酶系统,重点阐述了好氧反硝化菌筛选方法以及已分离获得的好氧反硝化菌类群及生长特性,并介绍了好氧反硝化实际工艺应用情况。同时,归纳总结出相关研究及应用中存在的问题,提出了好氧反硝化的研究方向。
硫酸盐还原、自养反硝化和硝化集成工艺(sulfate reduction,autotrophic denitrification and nitrification integrated,SANI)是一种基于硫循环、低污泥产出的污水处理新工艺。该工艺不仅可实现去除有机物、脱氮、消毒等水处理要求,还从源头上解决了污水处理产生大量污泥的问题。对SANI工艺及其改型工艺的起源、形式、原理、研究现状进行了详细综述,对该工艺存在的问题进行了分析,并对未来研究方向进行了展望,以期为污水处理行业的发展提供新思路。
固体缓释碳材料可在地下水异氧反硝化过程中作为电子供体。目前,所研究的缓释碳源主要分为两大类:一类为天然释碳材料;另一类为人工合成释碳材料。复合释碳材料的制备工艺主要为挤出成型法、注塑成型法和压膜成型法3类。
利用人工合成的水铁矿对水中的铬(Ⅵ)进行吸附研究,考察了吸附时间、吸附剂用量、离子强度等对吸附效果的影响。结果表明,在室温条件下,水铁矿吸附Cr(Ⅵ)达到吸附平衡用时约120 min,吸附剂水铁矿的最佳投加量为2 g/L;在pH为2~4、离子强度为0.01~0.02 mol/L时,Cr(Ⅵ)的去除率较高。水铁矿吸附Cr(Ⅵ)的动力学过程可用准二级动力学方程描述,而吸附平衡过程符合Freundlich等温吸附模型。
为了阐明在印染废水循环过程中积累的无机盐对生物处理系统的影响,本研究通过NaCl渐增实验研究了印染废水处理系统中活性污泥微生物的耐盐特性,并采用Biolog技术研究了NaCl浓度逐渐升高过程中活性污泥微生物的代谢特征和多样性变化。结果表明,进水NaCl浓度逐渐升高会减少微生物的多样性,抑制微生物的活性,削弱其对酸类和酯类的利用能力。
针对制浆造纸废水二级生化处理难以实现达标排放的问题,对比研究了混凝法、Fenton氧化法及混凝-Fenton氧化法作为深度处理技术对其二级生化出水的处理效果,并分析了污泥产量和经济性。结果表明:混凝-Fenton氧化法是较适用于制浆造纸生化出水深度处理的技术,其预处理混凝阶段投加350 mg/L的Al2(SO4)3和0.5 mg/L的阳离子聚丙烯酰胺,并根据混凝出水COD按n(H2O2):n(COD):n(FeSO4)=2:1:1投加H2O2和FeSO4,处理后出水可满足国家排放标准的要求。混凝-Fenton氧化法的污泥产量约为0.85 g/L。
采用低基质模拟废水[NH4+-N、NO2--N分别为(25±0.4)、(33±0.6)mg/L],在温度为(23±0.5)℃的条件下,研究了厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动。第Ⅰ阶段HRT为24 h,pH不控制,菌体自溶期出水NH4+-N为69 mg/L,活性停滞期出水NH4+-N与进水几乎相等;第Ⅱ~Ⅲ阶段,菌体处于活性提高期,HRT分别为12、8 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH4+-N降低到1.6 mg/L,NO2--N均先升高后降低;第Ⅳ阶段HRT为4 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH4+-N和NO2--N均低于1 mg/L,TN去除负荷为352.3 mg/(L·d),△m(NH4+-N):△m(NO2--N):△m(NO3--N)=1:(1.33±0.02):(0.26±0.02),反应器启动成功。
介绍了一种适用于海上油田水处理的非离子型缓蚀剂。考察了温度、二氧化碳压力、缓蚀剂浓度、硫化氢浓度和盐含量对该缓蚀剂缓蚀效果的影响,并与几种常规阳离子型咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果进行了对比。现场使用表明,当该缓蚀剂投加量为35 mg/L时,挂片腐蚀率在0.009 mm/a以内,缓蚀效果优异。同时,该缓蚀剂的使用可以解决与阴离子型清水剂和絮凝剂作用互相抵消的问题,在海上油田具有广泛的应用前景。
采用水热法制备了GO/Fe3O4/ZnO复合材料,并用SEM、FT-IR、XRD等手段对其进行了表征。以苯酚为降解目标,探讨了GO/Fe3O4/ZnO复合材料用量、H2O2投加量、苯酚浓度和pH等因素对降解苯酚效果的影响。实验结果表明,在GO/Fe3O4/ZnO投加量为200 mg/L,H2O2投加量为12 mmol/L,pH=7.2的条件下,利用该复合材料对苯酚质量浓度为88.85 mg/L的油田污水进行光催化Fenton降解,60 min后,苯酚降解率可达98%。
应用新型高效厌氧反应器处理中药提取废水。从有机物去除率、产气效率及颗粒污泥增殖等方面评估了系统的运行效果。结果表明,经过2个多月的启动运行,该系统的COD去除率平均达到98%以上,出水COD<500 mg/L,COD容积负荷高达25 kg/(m3·d),甲烷产率为0.31 L/gCOD。水力停留时间为12~24 h,系统运行稳定,抗冲击负荷能力较强。启动过程中,颗粒污泥粒径增大到1.8~2.5 mm。
利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对钠基蒙脱土进行改性,得到一种表面有正电荷,能够吸附富集水中带负电荷的色素分子的复合材料CTAB-钠基蒙脱土。利用XRD、FTIR和SEM等手段对材料的结构进行了表征,并考察了该复合材料对焦化废水的脱色效果。结果表明,对于800 mL色度为1 420度的焦化废水,当复合材料投加量为1.0 g时,废水色度可降至小于80度,达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的二级标准要求。
择优选取对TP及COD去除效果均较优的3种混凝剂AlCl3、FeCl3、Fe2(SO4)3,以依次投加的方式进行复配,考察了复配混凝剂对生活污水中TP和COD的去除效果及影响因素。研究结果表明,当复配混凝剂按m(AlCl3):m(FeCl3):m[Fe2(SO4)]=5:6:7投加时,对污染物的去除效果最好;pH是影响污染物去除效果的关键因素;在最佳配比条件下,当复配混凝剂投加量为160 mg/L时,出水TP可达0.402 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准,COD去除率比单一混凝剂高12.9%~20.1%。
通过合成和阻垢实验及垢样形貌分析,研究了聚柠檬酸对CaCO3和CaSO4的阻垢性能。结果表明,聚柠檬酸对CaCO3的阻垢率很低;对CaSO4的阻垢效果很好,当聚柠檬酸投加量为2 mg/L时,阻CaSO4垢率可达到90%以上。与传统阻垢剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和聚环氧琥珀酸(PESA)相比,聚柠檬酸对CaSO4的阻垢效果明显优于HEDP和PESA。加入聚柠檬酸后CaCO3垢晶体变成片状,垢质疏松;CaSO4垢晶体长度变短,晶体表面不再光滑致密,出现严重畸变,垢质也比较疏松。
在高盐废水的生物处理中,由于高盐度胁迫作用,生物除磷效能普遍偏低。针对SBR系统生物除磷过程,通过监测出水总磷、磷酸盐、亚硝态氮的浓度,探究了甜菜碱的投加时期和投加量对高盐废水生物除磷的影响。研究结果表明:投加适量的甜菜碱能有效应对环境和盐度突变对系统除磷带来的负效应,增强SBR系统的鲁棒性;甜菜碱关键作用于好氧阶段,在曝气开始时投加甜菜碱更有利于生物除磷;在盐度突变的情况下,增加甜菜碱的投加量正反馈于磷酸盐去除率,但持续性不高。
以平顶山某石材加工厂排放的废水为研究对象,对比研究了传统混凝剂与KMnO4/FeSO4协同强化混凝的处理效果。结果表明,利用KMnO4/FeSO4协同强化混凝处理该废水,在最佳条件下,处理后废水浊度为6 NTU,浊度去除率达到99%,浑液面沉速可达1.55 cm/min,处理出水水质及沉淀效率均高于传统的混凝药剂。KMnO4/FeSO4协同强化混凝技术能快速有效地处理高浊度废水。
为提高纤维素乙醇废水厌氧出水的可生化性,采用臭氧氧化法对其进行强化处理,考察了反应时间、臭氧投加量、初始pH及反应温度对纤维素乙醇废水可生化性、COD和氨氮去除效果的影响。结果表明,在初始pH为8~10,臭氧投加量为5 g/h,反应时间为80 min,反应温度为30℃的最优条件下,出水COD为1 450 mg/L左右,COD去除率稳定在35%左右;出水氨氮为220 mg/L左右,氨氮去除率稳定在40%以上,出水BOD5/COD由0.1提高到0.3左右,废水的可生化性得到较大程度的提高。
采用无动力高效吸收-再生技术处理氨氮废水。实验结果表明,吸收液的盐度对氨氮废水的处理效果影响不大。在料液侧pH>11、流速为11.25 L/(h·m2),吸收液侧pH<2、流速为18.75 L/(h·m2)的条件下,当进水氨氮为1.2~45 g/L时,可确保出水氨氮<10 mg/L。吸收液以铵盐形式回收,回收率高达99%以上。采用无动力高效吸收-再生技术处理氨氮废水具有运行成本低、资源可回收、操作简单、管理方便以及无二次污染等优点。
研究了2种离子液体[Omim]PF6(1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)和Aliquat 336(甲基三辛基季铵盐)对Cd(Ⅱ)的萃取性能,考察了离子液体种类、初始浓度、萃取时间、离子液体相与水相体积比(相比)及酸浓度对萃取率的影响。实验结果表明,[Omim]PF6对Cd(Ⅱ)的萃取率很低,而Aliquat 336对Cd(Ⅱ)的萃取率可以高达97%。随着废水中Cd(Ⅱ)初始浓度的增大,萃取率呈先略微升高,然后急剧下降的变化趋势。以Aliquat 336作为萃取剂,优化萃取时间为10 min,相比为1:5,酸浓度为0.5 mol/L。
针对页岩气水平井开发水力多段压裂作业产生的返排液数量多,添加剂、悬浮物含量高的环保技术难题,以再利用为目标,严格控制引入干扰离子,保留有效成分,去除有害成分,开发了压裂返排液复合混凝-过滤-吸附净化处理及配液工艺。将该工艺在涪陵页岩气示范区焦页2号和57号等23个平台进行了推广应用,累计处理压裂返排液7万余m3,重复利用率大于93.5%;配制的降阻水压裂液性能满足压裂作业要求,实现了节能减排和页岩气的绿色开发。
为了解决处理含钒有毒废液带来的困扰,对钒钼黄法测定水和废水中的活性磷进行了改进。水样取样量和加入试剂量同步缩小10倍,运用哈希COD消解管进行显色反应并于DR890分光光度计上进行比色测定。改进后方法最低检出限为0.22 mg/L,同时将测定上限扩大到25 mg/L,其精密度好,准确度与国标法保持一致。
江西某化工厂采用高级氧化-厌氧-好氧-混凝处理相结合的主体工艺处理2,3-二氯吡啶生产过程中产生的废水。对工艺选择的依据、工艺流程、工艺参数及运行效果进行了介绍。运行结果表明,废水经该工艺处理后,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的三级标准,达到当地污水处理厂进水水质要求。
介绍了中钢住友越南合资公司冷轧废水处理工程的废水性质、主要工艺流程、相关设备及构筑物设计运行参数和实际运行效果。运行实践证明,该工程系统运行稳定,工艺可靠,出水水质优于合同约定的排放标准要求。
采用流化床Fenton-混凝沉淀工艺对某钢铁公司冷轧废水进行深度处理,处理水量50 m3/h。列举了主要设备及构筑物的数量、型号、规格尺寸等相关参数,并对工艺的技术经济性进行了分析。实际运行结果证明,各单元运行状态稳定,出水水质达到了《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)污染物排放限值的要求。
某330 MW机组炉水氢电导率偏高,导致锅炉排污量大,造成水汽损失和热量损失,影响了机组运行的经济性。通过对机组的水汽品质和水处理药品进行检测分析,发现水汽系统加药用的氨水质量不合格,其中氯离子和硫酸根离子明显超标。此质量不合格氨水进入系统导致炉水氢电导率偏高,更换质量合格的氨水后炉水水质恢复正常。
采用铁碳微电解工艺深度处理阿维菌素废水好氧出水。结果表明,当好氧系统二沉出水COD为1 000 mg/L时,在停留时间为1 h,进水pH为2.5,混凝pH为6,溶解氧为0.9~1.4 mg/L的最佳工艺条件下,COD去除率达到56%。铁碳微电解法适用于处理阿维菌素废水好氧出水,该方法COD去除率高,运行稳定,操作简单。