全氟/多氟烷基化合物(Per- and polyfluoroalkyl substances,PFAS)是一种持久性有机污染物,化学性质稳定,难以降解。目前水和土壤等环境介质中均能检出PFAS,且PFAS能由食物链累积至人体,毒害生殖和免疫等系统,因此如何高效降解PFAS受到广泛关注。碱性水热法(Hydrothermal alkaline treatment,HALT)利用亚临界水(170~350 ℃,2~22 MPa)在强碱性条件下产生·OH,再利用·OH攻击PFAS中的羧基或磺酸基,实现PFAS的脱羧基或磺酸基、水解脱氟,是一种高效、低能耗和低成本的PFAS处理工艺。总结了HALT对PFAS的降解、脱氟效果,以及反应条件(如碱浓度、反应温度、催化剂和环境基质等)对HALT降解PFAS的影响;阐述了HALT工艺降解PFAS的脱羧-羟基化-消除-水解路径;综述了HALT工艺处理水性成膜泡沫废水、修复受PFAS污染的土壤和水体、再生吸附PFAS饱和的活性炭和处理蓄积PFAS的宽叶香蒲等实际工程的效果;展望了HALT工艺的未来研究方向,为推动HALT处理PFAS的发展提供一定的理论指导和技术参考。
光催化技术在工业废水处理中展现出极大潜力,开发在可见光下高效的光催化剂成为了目前废水处理领域研究的热点。Bi2O3具有特殊的电子结构和良好的光吸收性能,使其在光催化领域表现出极大的应用潜力。介绍了Bi2O3基催化剂光催化机理,并在此基础上综述了Bi2O3的多种改性策略,包括掺杂、负载、表面修饰和与其他纳米材料复合等,同时详细总结了其在光催化领域的最新研究进展;然后对Bi2O3基复合光催化剂在有机物降解、重金属离子去除和抑制有害微生物3个方面的应用进行了总结,并对Bi2O3基复合光催化剂重复回收利用方法进行了归纳和评述;最后对Bi2O3基复合光催化剂存在的问题及未来的发展方向进行了总结和展望,旨在为开发高效、稳定和廉价的Bi2O3基复合光催化剂提供参考。
提高工业生产过程中换热设备的换热效率对节能减排有着重要意义,抑垢阻垢是提高换热效率的有效途径,也是当前能源动力工程领域达到“双碳”目标的重要手段。磁场、超声场、高压静电场等物理场抑垢阻垢技术具有操作简单,杀菌灭藻,不停机处理,不产生化学废液等优点。首先,介绍了恒定磁场和高频电磁水处理技术抑垢阻垢的研究现状,并详细讨论了不同工况下磁场的最佳阻垢频率/频段;其次,介绍了国内外超声场和高压静电场在抑垢阻垢方面的最新研究成果,超声场的空化作用及预处理作用,能够提前过滤去除污垢,高压静电场处理后,垢层变得疏松,形貌和特性均发生改变;最后提出了磁场、超声场、高压静电场等物理场抑垢阻垢存在的不足,并对未来关于物理场抑垢阻垢研究在协同作用和分子动力学模拟方面进行了展望。
污水处理过程中会排放大量CO2,占全社会碳排放总量的1%~2%。微藻具有生长速度快、环境适应性强、固碳效率高、成本低等优点,故微藻技术被认为是目前污水处理中最环保、安全、可持续的CO2生物固存方式。微藻废水处理技术是一种很有前景且具有成本效益的方法,既可以用于CO2的生物固定,也可以用于废水的处理与修复。基于当前研究现状,综述了微藻技术在不同体积分数CO2曝气条件下减污降碳的效能,分析了影响微藻碳固定效率的因素并介绍了微藻技术的强化措施,探讨了单一微藻技术和菌藻共生技术减污降碳的机制,同时展望了未来需重点关注的研究方向,为实现“碳中和”目标及该集成技术的规模化发展打下基础。
电容去离子(Capacitive deionization,CDI)作为一种新兴的海水淡化技术,具有低成本、低能耗和无二次污染等特点,在水处理领域展现出巨大的应用潜力。然而,电极腐蚀问题已成为限制CDI技术实际应用的主要难题。针对这一问题,详细阐述了不同类型电极材料的腐蚀机理,说明了运行参数变化和电解液性质对CDI系统电极腐蚀的影响,并探讨腐蚀对电极材料性能和使用寿命的潜在危害。此外,从装置构型的设计、电极材料的改性和操作参数的优化等方面总结了减缓CDI系统电极腐蚀的策略,最后讨论了未来CDI技术抗电极腐蚀可能的研究方向。今后,开发具有卓越抗腐蚀性能的电极材料,并不断改进装置构型和优化操作参数将推动CDI系统电极抗腐蚀性能,拓宽CDI在水处理领域的应用。
对采用铁铜双金属微电解技术及铁铜双金属微电解-Fenton组合工艺去除水中磺胺甲 唑(SMZ)和卡马西平(CBZ)的效果及机理进行研究。考察了进水pH、反应时间、铁投加量和铜铁质量比等因素对铁铜双金属微电解降解SMZ及CBZ效果的影响,并通过响应面法优化了工艺条件。在此基础上考察了双氧水(H2O2)投加量,Fenton反应时间对铁铜双金属微电解-Fenton组合工艺去除CBZ、SMZ效果的影响。结果表明,铁铜双金属微电解可以高效去除SMZ,当pH为2.61、反应时间为69.26 min、Fe投加量为70.57 g/L、铜铁质量比为4.15∶1时,SMZ的去除率接近100%,但单独的铁铜双金属微电解工艺对CBZ的去除率小于10%;铁铜双金属微电解-Fenton组合工艺对废水中的CBZ有较好的处理效果,Fenton工艺中H2O2最佳投加量为0.3 mL/L,最佳反应时间为60 min,在最优条件下对CBZ去除率可显著提高至88.2%;通过机理分析确定铁铜双金属微电解对有机污染物的去除以还原作用为主,铁铜双金属微电解-Fenton组合工艺对有机污染物的去除则是先进行还原后进行氧化。
砷化镓晶片加工生产过程中,产生大量有毒有害的含砷有机废水。采用“除砷预处理+生化处理+深度处理”工艺对砷化镓晶片加工废水进行达标处理及近零排放的中试研究。除砷预处理采用“两级混凝+离子交换树脂”工艺,砷去除率达(99.998±0.003)%以上,出水砷含量稳定达到排放标准。生化处理采用“O3氧化+水解酸化+生物接触氧化”工艺,COD去除率为(95.7±0.3)%,出水水质满足当地园区纳管标准。深度处理采用“超滤+两级反渗透+三效蒸发结晶”,实现废水回用及资源回收。经计算,该中试工艺处理含砷有机废水的成本约为36.11元/m3。该中试研究验证了砷化镓晶片加工生产废水的资源回收和近零排放的可行性,为该行业含砷废水的达标排放和资源回收利用提供了可靠的工艺支持和技术保障。
浓海水吸收CO2沉淀钙镁离子的过程中,使用MgO调控溶液的pH在6.5~7.2,沉淀浓海水中的钙离子,钙离子沉淀平衡后,使用NaOH作为第二步沉淀的pH调节剂,沉淀溶液中的镁离子,从而得到两种纯度较高的碳酸盐沉淀。通过单因素实验对第一步反应中MgO添加量、气体流量、温度和第二步反应中气体流量、温度、pH等对沉淀的影响进行研究,初步确定了适宜的实验条件,之后分别对第一步和第二步反应条件进行响应面优化,得到第一步沉淀的最佳实验条件为MgO添加量7.43 g/L、温度42 ℃、通气时间为23 min;第二步沉淀的最佳条件为温度45 ℃、pH 9.0、通气时间25 min。在响应曲面优化得出的最佳实验条件下,模拟浓海水反应后钙镁离子浓度与预测结果基本一致,实际浓海水反应后钙镁离子去除率略有下降,但钙离子、镁离子去除率仍分别高达90.2%、85.6%,且对沉淀物的XRD分析结果表明沉淀得到的钙盐和镁盐纯度较高。研究结果为利用浓海水减排CO2并回收资源提供了一种新方法。
经传统三联箱处理后的脱硫废水具有高碱度、高硬度和高硫酸根的特点,会使后续处理设备出现结垢、堵塞等问题。针对该难题,采用偏铝酸钠(NaAlO2)可与废水中的Ca2+、SO4 2-反应生成难溶性钙矾石的方法,同步高效去除Ca2+、SO4 2-。通过单因素实验考察NaAlO2投加量〔n(Ca2+)∶n(Al3+)〕、搅拌速度、反应时间、反应温度等因素对NaAlO2混凝同步去除脱硫废水中Ca2+、SO4 2-效果的影响,进而确定NaAlO2混凝同步去除Ca2+和SO4 2-的最佳反应条件。结果表明:在室温条件下,按照n(Ca2+)∶n(Al3+)=2∶1向原水(初始溶液pH=11.9)中投加NaAlO2,以300 r/min搅拌30 min即可将Ca2+、SO4 2-有效去除,其去除率分别达到(95.7±0.1)%和(81.1±2.5)%。此外,研究还发现向反应系统中投加0.2 g/L水铝钙石作为晶种,可大幅缩短絮凝体的沉降时间。通过XRD、SEM分析可知,加入晶种后,柱状钙矾石晶体附着在片状晶种上,形成密实的异晶包裹体,从而有效提高了其沉降性能。与传统碳酸钠软化工艺相比,NaAlO2同步去除脱硫废水中的Ca2+和SO4 2-药剂成本降低了25.97%,并且减轻了后续纳滤工艺的处理压力,是一种更为经济高效的处理工艺。
核能的广泛使用给废水处理带来了新的挑战,亟待开发具有应用前景的吸附材料处理含放射性元素废水。通过包埋法构建介孔硅(HMSS、MCM-41、SBA-15)/海藻酸钠(SA)复合材料,探究原料配比、溶液pH、吸附时间、初始Sr2+质量浓度、吸附剂投加量、竞争离子对复合材料吸附Sr2+性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对吸附前后的复合材料进行表征分析。结果表明:在T=298 K、pH=7.0、t=240 min的条件下,HMSS/SA(1∶3)、MCM-41/SA(1∶3)、SBA-15/SA(1∶3)对Sr2+的平衡吸附容量分别达到49.67、40.54、34.90 mg/g。吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级反应动力学模型,吸附过程是以单层吸附为主的化学吸附。在竞争离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+存在的情况下,对Sr2+吸附抑制程度遵循Na+≈K+<Mg2+<Ca2+,并在Cs+、Sr2+共存体系中,对Sr2+仍拥有较高的选择性。此外,HMSS/SA(1∶3)、MCM-41/SA(1∶3)和SBA-15/SA(1∶3)拥有良好的循环使用性能。
采用颗粒粒径选择压与沉降速率选择压相结合的策略,在120 d内成功培养出白色除磷颗粒污泥,颗粒成熟后在反应器内因粒径分化出现分层,按粒径筛分为R1(<2 mm)、R2(2~4 mm)、R3(4~7 mm)、R4(>7 mm)共4组,考察了白色颗粒污泥的除污效能和理化性质。除污效能实验结果表明,在4组粒径范围内,白色颗粒污泥对COD去除效果均较好;4~7 mm的颗粒污泥对TP的去除率最优,达到99.94%;TN的去除率随着粒径的增大而增大,>7 mm的颗粒污泥对TN的去除率最优,达到82.15%。理化性能分析表明,在0~7 mm范围内,污泥含水率与粒径呈负相关,湿密度、平均沉降速率、VSS/SS与粒径呈正相关,EPS含量随粒径增大总体上也呈增加趋势,粒径2~7 mm时,EPS中PN/PS较大,颗粒理化结构较为稳定,大于7 mm颗粒内部出现明显的羟基磷灰石核心,可作为富磷资源收集利用。综合考虑除污效能和稳定性,处理含磷废水时应将粒径2~7 mm作为颗粒污泥定向调节目标。
为了研究农膜掺杂对秸秆生物质炭材料结构和吸附性能的影响,以聚乙烯农膜和玉米秸秆为原料,无水碳酸钾为改性剂,制备了石墨化生物质炭SPS600-B,通过SEM、TEM、BET、XRD、元素分析等对材料进行了表征,考察了其吸附亚甲基蓝(MB)的性能和机理。研究结果表明SPS600-B高度石墨化,表面具有很多不穿透介孔以及碳微球结构,比表面积达到了821.96 m2/g。在25 ℃、pH=7时,0.2 g/L SPS600-B对100 mg/L MB的去除率为93.2%,吸附容量为466.2 mg/g,经过5次解吸附循环利用,去除率仍可达79.4%。吸附机理研究表明:吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,以化学吸附为主。吸附过程受到包括孔吸附作用、π-π电子作用、静电引力作用和氢键作用等的共同影响,吸附行为属于自发的吸热反应。
以杭州市某垃圾渗滤液处理设计的两种方案比选为例,全面分析了垃圾渗滤液处理系统特点,从垃圾渗滤液处理系统的安全性、可靠性和经济性3个目标层上综合考虑,建立垃圾渗滤液处理系统的模糊综合评价模型,确定目标层、属性层的评价因素,通过专家问卷调查方式收集获得模糊判断矩阵,计算目标层、属性层、方案层的权重,实现定量评价两种系统方案的目标。模型评价结果显示:采用氧化沟的设计方案A1比采用UNITANK的设计方案A2更好,并通过已建工程应用案例验证了方案A1确实优于方案A2。对于其他类似定性且难以定量的方案比选,均可以借鉴模糊综合评价模型进行评价。目标层和属性层考虑的因素越多,计算结果越准确,但计算难度也越大。该研究所采用的将定性问题转化为定量问题的方法,不仅具有可操作性,而且具有推广使用的价值。
石化工业废水因其COD高,含有毒及难降解物质且成分复杂,可能对生态环境、水体安全、人类健康造成严重危害,需要进行有效处理才能排放。构建了厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)-SBR-臭氧氧化组合工艺,考察其对某石化企业产生的废酸再生(SAR)浓缩冷凝液、RO浓水、顺酐废水及聚丙二醇(PPG)废水等混合水的处理效果。结果表明,在厌氧处理中,EGSB工艺对该混合水的处理效果较好,当进水COD为4 000~9 000 mg/L时,容积负荷(以COD计)可达到5 kg/(m3·d)左右,COD去除率可稳定在80%以上,CH4产率(以消耗单位质量COD产生的CH4标准体积计)可达300 mL/g。厌氧工艺的出水经好氧SBR工艺进一步处理,COD平均去除率可达80%以上,最高污泥负荷(单位质量VSS处理COD的质量)达到0.22 kg/(kg·d)。好氧SBR出水经臭氧氧化工艺深度处理,臭氧投加比在3.6以下,COD平均去除率达60%。EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺对目标混合废水的处理效果较好,在实际工程项目中,经后续吸附、高盐生物滤池工艺进一步处理后能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)二级标准。
聚环氧琥珀酸(PESA)作为绿色阻垢剂,具有较好的阻垢作用,但其缓蚀作用一般。为增强其缓蚀能力,采用L-半胱氨酸和氨基乙磺酸作为改性剂对PESA进行改性得到聚环氧琥珀酸衍生物PESA-Lcy-Sea,利用红外光谱仪(FTIR)和氢核磁共振谱仪(NMR)对PESA-Lcy-Sea的结构进行表征,通过热重分析(TGA)研究PESA-Lcy-Sea的热稳定性,用失重法和电化学法探究PESA-Lcy-Sea的缓蚀性能,并以扫描电镜(SEM)和接触角对添加PESA-Lcy-Sea后Q235碳钢试片的形貌和表面变化情况进行分析。结果表明,PESA-Lcy-Sea具有PESA、L-半胱氨酸和氨基乙磺酸的结构官能团,合成成功,具有良好的热稳定性;PESA-Lcy-Sea在0.5 mol/L HCl溶液中对Q235钢有较好的缓蚀作用,在加药量为400 mg/L时,缓蚀率最高可达81.23%;PESA-Lcy-Sea分子在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温线;极化曲线证明了PESA-Lcy-Sea为混合型缓蚀剂;钢表面的SEM和接触角分析证明了PESA-Lcy-Sea在其表面形成了保护膜,从而有效减缓了溶液对Q235钢的腐蚀。
利用白酒酒糟制备生物炭,采用KHCO3活化后,再利用酸溶液浸渍进行改性,制备了酸改性酒糟生物炭(H-BC)。对H-BC的制备参数(热解温度、活化剂比例、改性酸种类及浓度)进行优化,得到热解温度为700 ℃,酒糟生物炭与活化剂(KHCO3)为1∶1.5,采用0.5 mol/L硝酸改性制备的H-BC对Cr(Ⅵ)的吸附性能最优。探讨了初始pH(2.0~6.0)、初始Cr(Ⅵ)质量浓度(100~600 mg/L)、吸附时间(0~27 h)、吸附温度(20~60 ℃)、背景离子等因素对H-BC吸附Cr(Ⅵ)效果的影响,结果表明,在pH=2.0时吸附性能最好,其吸附量为171.05 mg/g,去除率为86%;生物炭投加量为2.5 g/L时,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为100~400 mg/L范围内酒糟生物炭表现出较好的吸附性能,H-BC的吸附量为151.36 mg/g,去除率为94.54%;吸附过程可分为快速吸附阶段(0~1 h)、缓慢吸附阶段(1~20 h)、平衡阶段(20~27 h);H-BC对Cr(Ⅵ)的吸附是一个吸热过程,吸附温度升高,吸附量随之增加;背景电解质(NaCl、KCl)浓度对Cr(Ⅵ)的吸附具有较大影响;吸附过程更符合Langmuir等温模型与准二级吸附动力学模型。H-BC对Cr(Ⅵ)的吸附机理涉及静电引力与氧化还原作用。
通过不同孔径膜分级分离煤矿矿井水混凝处理进出水,并采用三维荧光光谱寻峰法及荧光区域积分法对混凝处理进出水溶解性有机物进行解析,以探究混凝沉淀处理对矿井水溶解性污染物组分产生的影响。结果表明,PAC投加量350 mg/L条件下混凝处理效果最佳,煤矿矿井水中胶体态溶解性有机物(1 nm~0.45 μm)可通过混凝沉淀去除(去除率97.78%),涉及的胶体态溶解性有机物包括富里酸类、微生物代谢产物及腐殖质类,矿井水中溶液态溶解性有机物(<1 nm)仍全量保留于混凝处理出水中,主要包括芳香类化合物和富里酸类。此外,混凝药剂过量投加将导致出水COD上升,归因于过量PAC失活导致水中还原性无机离子浓度升高引起。
对硝基苯酚废水具有高化学需氧量(COD)、生物危害性和难降解性等特点,采用传统方法难以高效处理。利用硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电化学氧化法降解对硝基苯酚。考察了电流密度、溶液流量和对硝基苯酚初始质量浓度对对硝基苯酚降解效果的影响,发现随着电流密度、溶液流量增大,对硝基苯酚去除率增加;而随着对硝基苯酚初始质量浓度增加,对硝基苯酚去除率反而减小。利用叔丁醇和甲醇作猝灭剂验证羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4 ·-)的活性作用,发现添加叔丁醇和甲醇猝灭剂后,对硝基苯酚去除率从99.5%下降至76.2%和56.2%。利用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对不同初始质量浓度对硝基苯酚降解过程的中间产物进行了检测,确定降解路径主要由·OH取代硝基并加成直至不稳定裂环。通过检测对硝基苯酚降解过程中COD的变化,计算电流效率和能耗,分析BDD薄膜电极电化学氧化处理对硝基苯酚的经济性,并提出未来的研究方向。
采用柱状降膜介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge,DBD)反应器处理初始质量浓度为100 mg/L的亚甲基蓝(MB)模拟废水,通过研究放电电压、液体流速对降膜DBD降解MB的效果,确定最佳反应条件为放电电压70 V,泵转速100 r/min。在最佳反应条件下,对比了添加酸、碱对MB降解率的影响,结果表明:H2SO4的加入能提升DBD放电初期对MB的降解速率,NaOH的加入显著提升了放电后期对MB的降解速率。根据实验结果改进降解过程中酸碱投入方式为放电前期投入H2SO4放电后期投入NaOH,1 h内MB降解率高达92%。考察了H2O2、O3与叔丁醇的添加对DBD降解MB的效果及能量利用率,结果表明H2O2与O3对MB降解有促进作用,叔丁醇的加入对MB的降解有明显的抑制作用,H2O2与O3的加入可以明显提升DBD反应装置的能量利用率,H2O2投加量为400 μL反应30 min时能量利用率最高,为587.698 mg/(kW·h),O3投加量为600 mL/min反应30 min时能量利用率最高,为307.600 mg/(kW·h)。拉曼光谱表明H2O2、O3与DBD耦合可以产生更多的·OH,由MS分析推测DBD耦合添加剂降解MB有3种途径。
含磷废水排放引起的水体富营养化为水环境生态带来了诸多危害,吸附法能有效处理含磷废水。以废弃桑枝为原料制备磁性桑枝生物炭,并负载铁锰氧化物制备铁锰改性桑枝生物炭复合材料,对复合材料进行XRD、FTIR、SEM、BET、VSM表征并研究其吸附除磷性能及循环使用性能。结果表明,复合材料具备Fe-Mn复合氧化物结构,具有较强的磁性,吸附除磷主要通过磷酸盐与金属活性位点吸附以及与表面羟基的配位交换作用。在温度25 ℃、吸附剂投加量0.20 g、吸附时间260 min、废水磷质量浓度7.5 mg/L、溶液pH=6时,复合材料对磷的吸附率达到98.08%,溶液剩余磷质量浓度为0.14 mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准的排放要求。共存离子Cl-和NO3 -对吸附磷酸盐干扰较小,而CO3 2-影响较大;通过磁性回收和酸洗再生5次,复合材料对磷的吸附率仍保持在67%以上;复合材料对磷的吸附过程符合准二级反应动力学方程和Langmuir等温线模型,反应自发进行且为放热反应。铁锰改性桑枝生物炭复合材料为含磷废水的净化提供了有效解决方案。
液体分布器的出流均匀性是影响高效污水处理工艺的关键指标,当前对于其出流均匀度的评价方法还没有统一的标准,尤其是对于对称结构液体分布器的出流均匀性尚难以评价。针对两级液体分布器结构,建立了基于组分输运模型的简化有限元分析方法,并验证了该分析方法的适用性,研究了不同进液方式和不同尺寸液体分布器出流流量分布情况,并选用合适的出流均匀度评价方法进行评价。结果表明:两端进液和中间进液结构液体分布器的出流均匀性要明显优于一端进液结构,而两端进液结构的出流均匀度又要略优于中间进液结构;Killat分区法相比克里斯琴森均匀系数法和白跃华区域面积法更加适合大尺寸对称型液体分布器出流均匀度的评价。
针对高COD含氟有机废水难以处理的问题,开发了一种新型复合除氟剂TS-F1,在相同条件下考察TS-F1、CaCl2、AlCl3对不同COD的含氟有机废水的去氟效果,并考察了TS-F1投加量、反应时间、反应温度对TS-F1去除含氟有机废水中氟离子效果的影响。结果发现:TS-F1除氟剂具有较高的除氟率,优于传统的CaCl2和AlCl3除氟剂,能够将氟离子质量浓度从50 mg/L降至1.5 mg/L以下,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)地表水Ⅳ类排放标准;随着TS-F1投加量的增加、反应时间的延长、温度的增加,氟离子去除率增大。结果还发现,COD对氟离子去除率有显著影响,当COD≤60 mg/L时,TS-F1除氟剂能够达到最佳的除氟效果,而当COD>60 mg/L时,可以通过催化氧化技术进行预处理,降低废水中COD至60 mg/L以下再去除氟离子。TS-F1除氟剂是一种高效、经济的除氟剂,该研究为实际工程中高COD含氟有机废水处理提供了参考。
采用三级升流式水解酸化污泥膨胀床+A2O中试装置处理焦化废水,研究升流式水解酸化污泥膨胀床对污染物的去除率及抑制来水污染物浓度波动的效果,并对比研究了中试全流程生化系统与现有系统对焦化废水的处理效果和系统各反应器中微生物的分布。中试结果显示,系统稳定运行后,三级升流式水解酸化污泥膨胀床平均COD去除率为57.72%,最高为66.67%,出水COD波动量为进水COD波动量的29.85%,中试全流程生化系统平均COD去除率为91.38%,最大COD去除率为95.73%,平均氨氮去除率为97.20%。特征污染物分析显示,系统稳定运行后,氰化物和硫化物平均去除率分别为81.53%和92.07%。微生物高通测序显示中试装置中具有更丰富的微生物群落,尤其在富集去除特定污染物的微生物方面优势明显。三级升流式水解酸化污泥膨胀床+A2O中试工艺流程在更短停留时间内取得了更优的处理效果,为焦化废水处理提供了新的工艺方向。
针对锂电池生产废水水质特征,采用阴极废水预处理去除重金属离子后和阳极废水合并,然后通过电Fenton-混凝反应-DF-厌氧反应器-AO组合工艺对锂电池生产废水进行处理。研究结果表明,该工艺对锂电池废水中的污染物有较高的去除率,对Ni2+、CODCr、BOD5、NH3-N、TN、TP和SS的去除率分别达到了89.3%、98.7%、97.6%、94.9%、84.5%、93.6%和98.5%,出水水质可以达到《电池工业污染物排放标准》(GB 30484—2013)表2新建企业水污染物间接排放标准要求。最后对工程投资和运行费用进行了分析,采用该工艺处理锂电池生产废水,设计处理量为1 000 m3/d,工程投资共计866万元,其中土建投资435万元,设备投资431万元,运行费用包括电费、药剂费、人工费和污泥处置费,实际水量为900 m3/d时,运行费用合计为7.48元/m3,为类似企业生产废水的处理提供参考。
随着电子行业的快速发展,印刷电路板(PCB)制造量增长迅速,其生产过程中会产生大量电镀废水,重金属、难降解有机物含量高,处理难度大。以某工业园区的电镀废水处理工程为例,根据分类收集、分质处理的原则,将8股不同废水(含氰镍废水等)分类收集,经分质调节后进入化学预处理单元,出水达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)后,进入综合废水处理系统,采用“混凝沉淀池+水解酸化池+脱氮A/O+二沉池+高效沉淀池+高级催化氧化池+曝气生物滤池(BAF)+次氯酸钠消毒”工艺处理。总结了PCB电镀废水处理的工艺流程设计要点,并探讨了设计过程中关键参数的选取及成本效果分析。PCB生产废水经化学预处理、生化处理、深度处理后,出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级标准中的A类标准,为类似污水处理设计与运行提供参考。
维生素B12制药生产废水具有高COD、高盐、高氨氮、高硬度等特点,常规处理工艺难以达到相关排放标准。采用“生化处理-膜系统浓缩分盐-蒸发结晶”的工艺路线,实现了维生素B12制药废水的零排放处理和资源化利用。其中生化处理采用“水解酸化+厌氧+好氧”污泥耐盐驯化培养的生化工艺,后采用“化学软化+反渗透预浓缩+纳滤分盐+反渗透再浓缩+纯化”的膜处理工艺,实现了浓缩和分盐的目的,产水满足中水回用标准,膜浓缩液进行蒸发结晶,产出的NaCl纯度≥99.0%,Na2SO4纯度为96.0%,分别达到《工业盐》(GB/T 5462—2015)和《工业无水硫酸钠》(GB/T 6009—2014)中相应标准。生化处理-膜系统浓缩分盐-蒸发结晶处理维生素B12制药废水为同类废水的零排放处理和资源化利用提供工程案例参考。