除了具有传统厌氧膜生物反应器的优点,厌氧动态膜生物反应器(AnDMBR)以其膜材料成本低、膜污染容易控制等独特优势逐渐成为目前研究的焦点。简要分析了厌氧动态膜的运行过程,总结了长期运行条件下AnDMBR的工艺性能,讨论了工艺性能的影响因素。最后探讨与展望了AnDMBR工艺的研究方向与应用前景。
污染物在人工湿地中的去除机理包括了物理、化学及生物学过程,人工湿地能同时去除多种污染物质正源于其中的协同机制。影响人工湿地水质净化的主要因素包括:植物、碳源、基质、溶解氧和微生物。探讨了人工湿地对氮、磷和有机物的去除机理,同时论述了影响人工湿地去污的主要因素,并对今后的相关研究方向进行了展望。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道形成的只有一个碳原子厚度的二维碳质新材料,优异的特性使其在很多领域有着广泛应用。简述了石墨烯的特性,介绍了石墨烯及其氧化物的制备方法,详细阐述了石墨烯及其氧化物的复合材料在水处理领域的应用。石墨烯及其氧化物加入到其他材料中可提升其他材料的性能,但它们对水中有机物及重金属离子吸附机理还有待进一步研究。
面对我国日益严峻的环境污染与资源短缺形势,分别从优化循环冷却水系统、污水深度处理回用以及冷却水余热回收等方面介绍了近年来国内工业循环冷却水系统在节能、节水、减排方面的优化措施。用实例证明,我国工业循环冷却水系统降耗(水耗、能耗)减排的潜力巨大,这些优化措施可促进资源节约型、环境友好型工业的建设,并为工业企业带来十分可观的经济效益。
异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)技术可在好氧的情况下同步去除水中的COD与总氮,其脱氮产物大多为无温室效应的氮气,脱氮过程中酸碱中和。然而实际废水成分复杂且水量水质不稳定,这使HN-AD技术的应用受到了限制。近年来不少学者针对不同的环境限制因子对HN-AD菌脱氮能力的影响进行了探索。为此,综述了近几年HN-AD菌在不同环境限制因子影响下的研究进展。
以胺甲基化聚丙烯酰胺(APAM)、二硫化碳、氢氧化钠为原料合成了二硫代羧基化胺甲基聚丙烯酰胺(DTAPAM)。考察了DTAPAM的制备条件。结果表明,在APAM质量分数3.0%,APAM、CS2、NaOH物质量比1:2:2,预反应时间30 min,预反应温度25℃,主反应时间90 min,主反应温度40℃时,DTAPAM除镉性能最好,其最佳投药量随着Cd(Ⅱ)初始浓度的增加而增加。
从土壤中分离霉菌,筛选得到对含铅废水吸附效果较好的黑曲霉Z1菌株。首先综合考察了培养时间、pH、孢子悬液接种量、装液量等对菌体成球状况的影响。其次,对吸附条件研究发现,当Pb2+初始质量浓度为80 mg/L、温度为30℃、pH=5时,菌体吸附率最高可达89.5%。最后,通过扫描电镜观察,发现菌体多孔网状结构有利于对重金属离子的吸附。
以聚苯乙烯树脂小球为前驱体,采用气相沉积法合成了碳纳米管小球型材,将其应用于对放射性废水中铀酰离子的吸附。测试结果显示,当pH处于4~8时,吸附量达到最大值。铀酰离子的吸附为Langmuir单层吸附,理论最大吸附量为73.42 mg/g。同时吸附动力学分析表明,该吸附为拟二级化学吸附。
对压裂返排液在蒸馏过程中污染物向馏出液迁移的规律与不同预处理工艺配合下的蒸馏馏出液水质进行了探究。结果显示,馏出液瞬时COD随蒸馏的进行呈对数下降的趋势。配合气浮预处理工艺,在弃流比为16.0%条件下,馏出液COD仅为163.5 mg/L,接近《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570—2015)二级排放标准。
研究采用UV-Fenton联合的方法深度处理紫胶洗色废水,通过单因素实验研究了各因素对紫胶洗色废水污染物降解的影响。基于Box-Behnken复合原理,通过数学回归模型和响应曲面法优化得到UV-Fenton氧化法深度处理紫胶洗色废水的最优条件:初始pH=3.0,H2O2投加质量浓度为13.7 g/L,FeSO4投加质量浓度为0.6 g/L,反应时间为2.0 h。最优条件下的COD去除率达87.37%。
以壳聚糖(CS)为原料,先用苯甲醛对壳聚糖中的C2—NH2进行保护,再用环氧氯丙烷对壳聚糖中的C6—OH进行环氧化反应并与乙二胺交联,最后在酸性条件下脱去保护基苯甲醛,制备了多胺基壳聚糖(MCS)。实验结果表明,在298 K下,MCS对活性艳蓝X-BR(RBB)平衡吸附量为1 290.12 mg/g,是CS的6.28倍,吸附行为符合Langmuir等温吸附,吸附动力学符合准二级动力学模型,升高温度有利于吸附的进行。
以氧化镍、氧化铜为活性组分,以γ-Al2O3为载体,采用浸渍的方法制备催化剂,考察了各因素对催化剂活性的影响。结果表明,负载氧化镍和氧化铜的催化剂活性较高,在浸渍液浓度为1 mol/L,镍铜离子浓度配比为2:1,干燥时间为2 h,焙烧时间为3 h,焙烧温度为500℃条件下制备的催化剂用于抗生素废水的处理,在臭氧流量为2 L/min,pH=7,催化剂投加质量浓度为1 g/L,反应时间为50 min条件下,废水COD的去除率为52.10%。
研究了粉末活性炭(PAC)吸附去除水溶液中的Cr(Ⅵ),利用基于单因素实验的响应面法优化了Cr(Ⅵ)的去除条件。结果表明,模型能很好地拟合实验数据。当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L时,由响应面法得到的Cr(Ⅵ)最佳去除条件是:pH=3、吸附时间为21.56 min、PAC投加质量浓度为2.40 g/L,相应的Cr(Ⅵ)的去除率为86.00%。实验值和预测值的相对偏差仅为1.07%,证实模型合理可行。
设计了1 套可自动控制溶解氧浓度和反应器内部压力的生化反应器,在加压状态下,氧传递速率加快,微生物活性更高,加快了处理效率。试验进水来自深圳市危险废物处理站有限公司,水质复杂,进水指标变化系数大,平均COD 为1 349.1 mg/L,平均氨氮质量浓度为237.7 mg/L。当水力停留时间(HRT)为14 h,反应罐内DO 质量浓度为3.5 mg/L 时,COD 去除率稳定在64%左右,氨氮去除率56%左右,相比于其现有工艺,HRT 减少了16 h 左右。
通过富集驯化获得具有高效降解苯酚能力的苯酚降解菌群PDBC-1,对菌群降解苯酚的性能及影响因素进行了分析。结果表明,红球菌属细菌是该菌群中的优势菌种。在初始苯酚质量浓度低于1 200mg/L 时,菌群能够在72 h 内完全降解苯酚,但在更高苯酚浓度下,苯酚对菌群生长造成明显抑制,苯酚降解能力显著下降。该菌群降解苯酚的适宜盐度为0~5%,温度为25~40℃,pH 为7.0~8.0。
利用餐厨垃圾为基质进行酸性发酵并利用其发酵产物作为反硝化碳源,结果发现餐厨垃圾酸性发酵过程中具有明显的阶段性。利用不同阶段的发酵液作为反硝化碳源,得出以乳酸为主的发酵液与乙酸钠相似,具有良好的反硝化能力和较快的反硝化速率的结论。而以VFAs 为主的发酵液能够彻底实现反硝化,但容易导致NO2--N积累。
采用Fenton 试剂氧化与生化耦合技术处理某化纤企业的RO 浓水,考察了各因素对Fenton 氧化过程的影响,并用SBR 法对Fenton 氧化出水做进一步的生化处理。结果表明,用Fenton 试剂氧化RO 浓水的适宜条件为:pH=3.5、n(H2O2):n(Fe2+)=5:1、H2O2(30%)用量1 mL/L、反应时间120~180 min,耦合处理后,RO浓水COD 由180 mg/L 降到50 mg/L 以下,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。
针对我国某炼油厂含油系列污水处理生化段缺氧/好氧(A/O)工艺,利用BioWin 5.0 模拟软件,进行了模拟和优化。结果表明,校正后的模型能够较好地反映目前A/O 工艺的运行状况。然后调节工艺参数对校正后的模型进行优化,结果表明:在优化后的运行条件下,出水COD 几乎没有变化,TN 去除率提高2.9%,曝气能耗下降了17.8%,节约了运行费用。
为评价吸附后活性炭再生效果,对吸附重金属离子活性炭的再生工艺进行了研究。考察了各因素对再生活性炭性能的影响。结果表明:升高再生温度及延长再生时间,活性炭质量损耗率随之上升,活性炭性能恢复率随之增加。增加再生次数,活性炭质量损耗率随之上升,活性炭性能恢复率随之降低。
以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,通过无皂乳液聚合制备了流动性好的疏水改性阳离子型高分子絮凝剂P(DMC-MMA),并考察了不同因素对P(DMC-MMA)除油效果的影响。结果表明:在单体总质量分数为30%、n(DMC):n(MMA)=7:3、反应温度75℃、引发剂用量为0.5%、反应时间8 h 条件下制备的P(DMC-MMA)具有良好的絮凝效果,最高除油率可达96%,且絮体不黏壁。
大庆油田开发后期进入三次采油阶段,存在受来水水质变化造成的处理效果和效率不高的问题。将水力旋流与气浮选分离有机结合起来,并将两项水处理技术放置在同一容器内,实现先旋流后气浮的油水分离过程,具有停留时间短、占地面积小等特点,大大提高了聚驱采出水的处理效果和效率,同时通过试验确定该处理设备的设计结构及运行操作参数,为今后的推广应用提供参考。
首次提出流场形全固态(FFSS)电极的概念,设计并制备了FFSS丝网印刷电极,结合3D打印薄层流通池(TLFC),在流动状态下对邻菲啰啉-二价铁络合物进行循环伏安法(CV)扫描。结果表明,该体系对铁的测量灵敏度高、重现性好,线性范围为0.02~2.0 mg/L,检出限0.006 mg/L,比邻菲啰啉分光光度法更适用于水质的日常监测。该方法成功用于对循环冷却水中总铁的测定,加标回收率为97%~102%。
将高级氧化技术、生活污水稀释与厌氧、好氧技术组合工艺应用于低pH、高含盐的含邻硝基对甲酚废水处理站改造工程,运行结果表明,当H2O2添加量为5 kg/t,FeSO4·7H2O的添加量为6.8 kg/t时可对含邻硝基对甲酚废水中的苯环有效断链,提高废水的可生化性。预处理后的废水在UASB停留时间1.4 d,缺氧、好氧停留时间均为1 d时,出水COD<500 mg/L,达到《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343—2010)中A等级的标准。
以内蒙古某煤化工公司气化污水处理项目为例,分析了其气化炉的废水水质,并根据水质特点选择了混凝沉淀+气浮池+二级破氰+A/O+MBR+超滤+反渗透处理工艺。出水达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050—2007)中的再生水水质要求。实践表明,该工艺路线选择合理,运行稳定可靠,可为同类煤化工废水处理工艺路线选择提供参考。
采用物化(电催化氧化、铁炭微电解)预处理高、中浓度混合废水后,利用厌氧+两级A/O工艺处理综合废水,处理量为300 m3/d。运行实践表明:物化预处理对COD 的去除率为32%,整个工艺处理后出水COD 低于500 mg/L,氨氮低于35 mg/L,盐分低于0.6%,出水水质达到接管要求,工艺处理效果明显。
某电厂2×1 000 MW新建机组,凝结水100%通过精处理,精处理再生方式为高塔法。在调试过程中发现,1#机组凝结水精处理系统1#混床下布水板损坏,针对该问题,进行了原因分析及比较,并最终予以解决。诱发该问题的原因相对较隐蔽,因此问题的分析及解决具有一定的借鉴意义。
分析了宽流道反渗透膜的抗污染效果,并结合电厂应用案例,以煤矿井水为原水,对宽流道反渗透膜和混床工艺制备锅炉补给水的实际应用进行验证。结果表明,宽流道反渗透膜表现出较高的耐污染性,用于处理原水水质较为复杂的锅炉补给水的工艺可靠,产水水质满足电厂锅炉补给水的要求。