污泥资源化不仅可以减少环境污染,还可以实现资源的再利用,促进经济可持续发展。深入探索污泥的高效资源化路径、不断增强污泥资源化利用水平,是污水处理厂践行绿色、循环发展理念的重要举措。根据污泥的理化性质,综述了城镇生活污水处理厂污泥资源化综合利用的不同路径,主要包括污泥还田利用、有机质回收、能量利用、制备建材等方面,并指出要综合考虑成本效益、市场需求、政策支持、环境效益等方面选择适应实际状况的最佳污泥处理处置方案,实现能源与资源的有效利用,促进经济循环发展,减少对环境的负面影响,实现可持续发展。
现有的污水处理系统存在自动化水平低、运行成本高和出水不稳定等问题,优化算法的应用可以提高水处理过程的处理效率和自动化控制水平。综述了污水处理系统几种主要的优化算法,包括遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)、随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、模糊逻辑控制(FLC)和混合优化算法,并介绍了各类优化算法的优缺点及适用范围,随后讨论了优化算法在水质异常数据监测与补偿、运行参数预测、控制参数优化和多目标优化控制等不同水处理环节中的应用。优化算法的应用提升了污水处理的自动化控制水平、出水质量,降低了运营成本,可有效预测和调节操作参数。最后,探讨了优化算法在实际工程应用中面临的挑战,指出优化算法和系统集成技术仍存在局限,并为优化算法在水处理领域的深入研究与应用指明了发展方向。
非均相光催化活化过硫酸盐技术已被广泛应用于有毒和难降解有机污染物的去除,展现出环境友好性,在水处理领域受到了广泛的关注。根据非均相光催化活化过硫酸盐技术的研究,从直接光解、电子还原、空穴氧化3个方面深入探讨了非均相光催化活化过硫酸盐的活化机制,介绍了铁基、钴基、钛基、碳基等光催化材料,并总结了各类催化材料的优势和缺点,具体讨论了关键因素(过硫酸盐投加量、催化剂投加量、污染物初始浓度、溶液pH、共存离子等)对非均相光催化活化过硫酸盐体系氧化效能的影响,对该技术面临的前景和挑战进行了讨论,期望能够推动非均相光催化活化硫酸盐体系在水处理领域的进一步发展。
随着城市化的迅速发展,各类含有大量难降解有机污染物的废水排放量激增,对生态环境造成严重威胁。Saccharibacteria_genera_incertae_sedis(S. gen_inc_sed)是一种有机物降解菌,基于其可有效代谢吡啶、甲苯、氯酚等有毒害性有机化合物的功能优势,在高浓度有机废水的生物处理中得到广泛应用。综述了S. gen_inc_sed的表观特征和功能特性,归纳了营养成分和环境因素(曝气量、温度、pH)对S. gen_inc_sed富集的影响,并总结了近年来关于S. gen_inc_sed对高浓度有机废水(化工废水、制药废水、食品加工废水、畜禽养殖废水、垃圾渗滤液等)处理效能的研究情况,分析了其对废水中各类污染物的降解作用。最后,从功能预测、生物强化培养、工程应用等角度提出未来S. gen_inc_sed在处理高浓度有机废水中的研究方向,为其工程化应用提供参考。
炼化污水经生化处理后,NH4 +-N全部转化为NO3 --N,出水C/N极低,使用传统异养反硝化工艺需外加碳源,处理成本较高,增加了企业运行负担。采用不同电子供体驱动混养反硝化系统已被认为是一种高效、低碳的脱氮新技术。以硫磺、聚己内酯和蛋壳制备混养反硝化复合滤料,并探究不同硫磺(自养反硝化电子供体,e )与聚己内酯(异养反硝化电子供体,e )配比的复合滤料对混养反硝化体系脱氮性能的影响,采用最佳复合滤料开展复合滤料长周期混养反硝化脱氮性能评价实验。结果显示:复合滤料PSD-Ⅱ(e ∶e =1∶1)驱动的混养反硝化体系,NO3 --N去除率可达99%,且无NO2 --N累积;长周期实验过程,水力停留时间从2.5 h缩短至1.25 h,升流式填充床反应器的NO3 --N去除率仍保持在90%以上;混养体系中,Thiobacillus、Sulfurimonas等自养反硝化菌有所减少,异养反硝化菌得到富集,最终自养和异养反硝化脱氮贡献率分别为59%和41%;而总的硝酸盐还原酶基因(NARG、NAPA)、亚硝酸盐还原酶基因(NIRK、NIRS)丰度显著增加,混养反硝化系统整体脱氮效率提升。该研究开发的复合滤料适于驱动混养反硝化系统处理低C/N污水,为石化企业外排水脱氮处理提供技术参考。
生物炭吸附除磷是兼具废物资源化和环境保护双重功能的可持续处理技术。以花生壳为原料,Fe/Ca为改性剂,制备Fe/Ca改性生物炭,并对其制备条件进行优化。考察了初始磷质量浓度和pH对改性生物炭吸附磷性能的影响,分析了改性生物炭对磷的吸附动力学和热力学,表征了吸附沉积物组分。结果表明,当铁溶液浓度为1 mol/L,Fe/Ca改性生物炭(1FCBC)具有良好的孔隙结构,在pH 3~9范围内都具有良好的磷吸附量;当初始溶液pH=7,初始PO4 3--P质量浓度500 mg/L时,1FCBC对磷的吸附量达301.62 mg/g。改性生物炭1FCBC对磷的吸附符合准二级反应动力学方程及Freundlich等温方程,属于不均质表面的多相化学吸附,PO4 3--P最大吸附量可达658.69 mg/g。吸附产物主要为蓝铁矿和少量的铁钙磷复合物质,磷含量接近天然磷矿,具有良好的回收价值。
以放射性废水中60Co和54Mn的高效处理为目标,采用高锰酸钾+活性炭的协同处理方法,通过降流式固定床动态吸附实验,研究了溶液pH、共存离子、高锰酸钾浓度、废水流量和活性炭投加量对Co2+和Mn2+吸附效果的影响,并验证了最优实验条件下对模拟放射性废水中Co2+和Mn2+的去除效果。结果表明:当废水中Co2+、Mn2+质量浓度均为5 mg/L时,高锰酸钾质量浓度为9 mg/L,pH为7.5,流量为5 mL/min,活性炭投加量为10.5 g,能够取得最佳的吸附效果。在最优吸附条件下处理模拟放射性废水,吸附Co2+的穿透时间为795 min,在90 min内,体系对Co2+去除率接近100%;在1 830 min内,体系对Mn2+的去除率保持在90%~95%之间,未达到穿透点。
为了净化地表雨水中重金属离子,通过溶剂热法制备了一种高活性g-C3N4/MgAl-LDHs(CN/LDHs)复合材料,并将其作为光催化活性中心负载于再生骨料,制备了净水型光催化透水混凝土。研究了净水型光催化透水混凝土的透水性能和力学性能,以及不同条件下对Cr(Ⅵ)的去除性能。结果表明:随着CN/LDHs负载量的增加,透水混凝土的透水性能降低,力学性能得到提升;pH=2、Cr(Ⅵ)质量浓度100 mg/L、CN/LDHs负载量2.0%时,透水混凝土表现出优异的Cr(Ⅵ)去除效果,Cr(Ⅵ)的去除率达到了96.53%;CN/LDHs负载量2.0%透水混凝土的有效孔隙率和透水系数分别为14.32%和1.68 mm/s,28 d抗压强度为27.9 MPa;透水混凝土重复使用5次后仍表现出96.11%的Cr(Ⅵ)去除率,具备良好的重复使用性能。净水型光催化透水混凝土在地表径流和矿山重金属废水净化领域具有潜在的应用价值。
利巴韦林(RBV)作为典型抗病毒药物,使用量激增,现有污水处理工艺对其去除效能极为有限,导致其向外界水环境释放,引起水生态安全隐患。考察了真空紫外(VUV)/亚硫酸盐体系对RBV的降解效能与机制。结果表明,VUV/亚硫酸盐体系可以高效降解RBV。当亚硫酸盐投加量为10 mmol/L,溶液pH=9,紫外光辐照度为4 800 μW/cm2时,初始浓度为41.0 μmol/L的RBV经VUV/亚硫酸盐体系反应180 min,降解率超过95%,RBV降解的表观速率常数为0.013 5 min-1。相较于单独VUV体系,VUV/亚硫酸盐体系中RBV降解率的提升主要由强还原物种水合电子(eaq -)增加引起。RBV降解速率随紫外光辐照度和溶液pH的升高而加快,随RBV初始浓度的增加而减慢。共存离子Br-、HCO3 -和有机物HA均会抑制VUV/亚硫酸盐体系对RBV的降解。RBV在VUV/亚硫酸盐体系中存在3条降解路径,主要涉及酰胺键的断裂、羧基的形成及脱羧、呋喃核糖上羟甲基的氧化、醚键和碳氮键的断裂。
炼化企业生产工艺流程复杂且装置繁多,污水水质和水量波动大,下游响应调控滞后,水质超标问题难以避免,亟需构建高效水质预测模型。以广东省某炼化企业2023年全年监测池出水水质数据为基础,构建水质预测模型。结果表明:插值算法可以实现对炼化污水缺失数据的有效填充;出水硫化物(HS)、总氮(TN)、总有机碳(TOC)、五日生化需氧量(BOD5)、pH与化学需氧量(COD)未表现出明显的相关性,多参数预测模型无法捕获数据特征;选用反向传播-神经网络(BP-NN)与支持向量回归机(SVR)为基础算法构建的时间序列预测模型可以大幅提高预测准确性,变异粒子群算法(MPSO)可以实现对BP-NN权值、阈值以及SVR惩罚因子c和核函数参数g的显著优化;MPSO-BP-NN模型在测试集中对COD的预测精度最高,决定系数(R 2)和相关系数(r)分别为0.81和0.89,MAE、RMSE、MBE和MAPE分别为1.10 mg/L、1.63 mg/L、-0.25 mg/L和2.58%;现场验证结果表明MPSO-BP-NN模型有较好的稳定性和泛化能力,可以显著提升预测水质数据的时效性,为炼化污水处理系统上游工艺参数的调控提供理论指导,保障系统长周期平稳运行。
针对中东某油田高温高盐回注水处理难题,采用超磁分离技术去除无机胶体悬浮物和溶解性Fe离子。根据超磁分离后出水悬浮物及Fe离子浓度两个指标确定了最佳磁性加载剂粒径为75 μm,最佳投加量为6~7 g/L。磁场强度对悬浮物及铁离子的去除率影响并不明显,但对磁性悬浮物絮体的去除效率有直接影响。利用COMSOL Multiphysics软件进行多物理场耦合分析和颗粒轨迹追踪,揭示了影响高盐废水速度场均匀性和絮体稳定性的关键因素。研究发现,进水区域易形成滞水导致盐结晶,通过优化进水口设计控制初始速度、调节装置液位和降低筒体外层转速,可有效优化速度场分布,避免絮体解絮和盐分结晶。絮体颗粒与流体间的相对速度在被磁分离鼓吸附时达到最大,与筒体转速正相关,高转速会增加絮体破碎风险。研究为超磁分离技术在油田水处理中的应用提供了理论依据和参数优化指导。
使用硫代硫酸钠为硫源,硫酸铜为铜源,通过水热法合成硫化铜(CuS)颗粒,随后以CuS作为光热转换材料,聚乙烯醇(PVA)水凝胶作为基底,通过冷冻干燥法制备CuS/PVA多孔复合凝胶,研究了m(CuS)∶m(PVA)、凝胶固含量和光照强度对海水淡化效率的影响。结果表明,光热转换材料CuS占比越高,复合凝胶对太阳能的吸收性能、光热转换效果以及海水淡化性能越好。固含量10%,m(CuS)∶m(PVA)=0.2∶1时制备的CuS/PVA(0.2,10%)多孔凝胶对太阳光的吸收率可以达到94%,在1 sun(1 kW/m2)照射7 min后凝胶表面最高温度可达72.4 ℃。通过模拟海水蒸发实验发现,CuS/PVA(0.2,10%)、CuS/PVA(0.2,15%)多孔水凝胶具有最佳的太阳能蒸发性能,在1 sun照射下,水蒸发速率为1.92 kg/(m2∙h)和1.93 kg/(m2∙h),蒸发效率为90.8%和91.3%,具有优异的海水淡化能力。
目前有机染料的高效脱除已成为染料废水深度处理和回用中需要解决的重要问题。以聚偏氟乙烯(PVDF)膜为基膜,聚吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,聚多巴胺(PDA)和纳米氧化锌(ZnO)为改性剂制备PDA@ZnO/PVDF复合膜。通过正交试验优化PDA@ZnO/PVDF膜制备过程中PDA、PVP、ZnO的添加量,随后对该复合膜的微观结构进行了表征,并对其机械性能、亲水特性以及渗透分离性能进行了测试。正交试验结果表明,PDA@ZnO/PVDF膜制备中PVP质量分数、PDA质量分数、ZnO质量分数分别为2%、0.8%、1.2%时,膜的渗透分离性能最佳。X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析证实了PDA@ZnO纳米颗粒与PVDF膜成功复合。扫描电镜(SEM)和膜孔隙结构测试表明,PDA@ZnO的加入显著改善了膜的内部孔隙结构。与未改性的对照膜相比,优选复合膜的机械性能和亲水性均有显著提升,膜的脆性降低,其断裂伸长率达到19.5%。膜的渗透分离性能表明,优选复合膜的通量和截留率有明显提高,其纯水通量高达1 196.21 L/(m2·h),对分散深蓝HGL的截留率超过95%。研究结果显示,经过优化的PDA@ZnO/PVDF膜在染料废水处理方面具有较大的应用潜力。
为了实现对火力发电厂脱硫废水中高毒性Cr(Ⅵ)的去除,通过原位生长法制备了活性炭(AC)耦合富氮氮化碳(C3N5)复合材料(C3N5/AC),采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、N2吸附脱附仪(BET)、紫外可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS)、稳态荧光光谱仪(PL)、电化学交流阻抗谱仪(EIS)等对C3N5/AC的物相晶型、特征基团、元素组成、比表面积和孔隙孔径、光谱吸收范围和响应强度、光生载流子复合能力、电荷传导阻力等进行了详细的表征,考察了C3N5/AC处理含Cr(Ⅵ)模拟废水的光催化活性和稳定性。结果表明,AC耦合量为3%(质量分数)时复合材料的比表面积达到了51.24 m2/g,是纯C3N5的8倍。AC耦合提高了C3N5材料的可见光响应强度,实现了光生载流子的高效分离,有效降低了电荷传导阻力。C3N5/AC表现出良好的Cr(Ⅵ)去除活性,AC耦合量3%的C3N5/AC在可见光照射下对Cr(Ⅵ)的去除率达到了92.46%,循环5次后表现出良好的稳定性。推测C3N5/AC光催化去除废水中Cr(Ⅵ)的机理:酸性条件下,e-和O2 ·-将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。
通过液相共沉淀法制备了芦苇秸秆生物炭负载锌铝层状双氢氧化物(ZnAl-LDHs)复合材料(ZnAl-LDHs@BC),考察了复合材料中ZnAl-LDHs质量分数、溶液pH、共存阴离子对水中磷酸盐〔Cr(Ⅵ)〕的吸附性能,并对吸附过程进行了吸附动力学和吸附等温模型模拟分析,最后考察了复合材料对磷酸盐和Cr(Ⅵ)二元废水中磷酸盐、Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,ZnAl-LDHs和生物炭之间存在协同效应,76.7% ZnAl-LDHs@BC对磷酸盐〔Cr(Ⅵ)〕表现出优异的去除效果。ZnAl-LDHs@BC复合材料吸附去除磷酸盐、Cr(Ⅵ)的最佳pH分别为4、6。共存阴离子对ZnAl-LDHs@BC吸附磷酸盐效果的影响大小为Cl-<SO4 2-<CO3 2-,对吸附Cr(Ⅵ)效果的影响大小为Cl-<HPO4 2-<SO4 2-<CO3 2-。Langmuir模型拟合得到的最大磷酸盐和Cr(Ⅵ)吸附量分别为191.8 mg/g和109.7 mg/g,其吸附机制均为单分子层化学吸附。ZnAl-LDHs@BC复合材料处理磷酸盐-Cr(Ⅵ)二元体系研究表明,Cr(Ⅵ)的存在对复合材料吸附磷酸盐具有增效作用。
设计了一种旋转阴极电化学处理装置,内部设置有过流式板式电极组,由10片DSA阳极(Ti/RuO2-IrO2)和11片钛板阴极交替排列组成,将该装置应用于氨氮废水处理,并对电化学处理装置制氯效率、去除氨氮的影响因素及能耗进行了研究。结果表明:该电化学装置处理氨氮的最佳反应条件为pH 9左右、电流密度25 mA/cm2、停留时间3 min;当废水中COD与氨氮共存时,电化学装置对氨氮的氧化效果一定程度上被抑制。最后以某厂内两种实际废水为试验对象,在最佳工艺条件下考察了电化学处理装置的运行效果,氨氮去除率分别为93.0%和94.5%,去除1 kg氨氮的能耗分别为70.75、83.20 kW·h,运行费用分别为28.30、33.28元,对比折点加氯方法能够节省运行费用50.9%~58.3%。
镁铝类水滑石(MgAl-LDH)的层间阴离子交换是其吸附磷酸根的主要作用机理,增强层间离子交换作用,有望实现对磷酸根的高效去除。采用铁离子对MgAl-LDH改性制备铁镁铝类水滑石(Fe x MgAl-LDH,x为铁离子浓度,mmol/L),用来吸附溶液中的磷酸根。结果表明,Fe50MgAl-LDH在pH为3.0~8.0具有较好的吸附性能,受共存离子干扰较小,循环再生性能良好;Fe50MgAl-LDH对磷酸根的最大吸附量为53.47 mg/g,且对磷酸根的吸附速率〔0.12 g/(mg·min)〕是MgAl-LDH的2.4倍;对磷酸根的吸附过程符合拟二级反应动力学模型和Langmuir等温线模型,以单分子层化学吸附为主。结合X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)表征对类水滑石材料吸附磷酸根进行机理研究,表明Fe50MgAl-LDH对磷酸根优异的吸附性能主要是由于层间离子交换能力及配体交换作用的增强。
针对餐厨废水油脂含量高,极易造成排水管道堵塞问题,采用Fenton法预处理餐厨含油废水,分别考察了H2O2投加量、反应时间、n(Fe2+) n(H2O2)、pH等4个因素对Fenton预处理餐厨含油废水的影响,并通过自由基猝灭实验、三维荧光、气相色谱进行反应效能和机制的探究。研究结果表明,在pH为3、反应时间60 min、H2O2投加量2.0 mL、n(Fe2+) n(H2O2)=2∶3时,油类物质、COD的去除率最高可达87.24%、78.96%,TP由70.92 mg/L最低降至4.56 mg/L。自由基猝灭实验结果表明,·OH是此反应的主要活性物种,对污染物的降解起到主要作用。三维荧光光谱及气相色谱分析结果表明,采用Fenton法预处理餐厨含油废水后,原水中溶解性有机物被氧化,大量脂肪酸被降解,相对不饱和度降低,可以有效抑制油脂沉积物的形成,极大延缓管道堵塞问题。
油田开采过程产生大量压裂返排液,在淡水资源匮乏的油田开采地,处理后的压裂返排液要进行回注或者重新配制成压裂液。为了满足回注水水质的要求,针对压裂返排液中悬浮物、含油量和色度高的问题,研究了电离辐照及其耦合工艺对实际压裂返排液废水的处理效果,其中耦合试剂包括H2O2、过硫酸钾、膨润土及混凝剂。结果表明,单独电离辐照处理压裂返排液后,出水含油量不能满足《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》(SY/T 5329—2012)中平均空气层渗透率<1.5 μm注入层水质的要求;在废水中加入H2O2、过硫酸钾和膨润土能显著增强电离辐照对压裂返排液中油类物质和悬浮物的去除效果,但对色度去除的促进作用并不显著,出水含油量能满足SY/T 5329—2012中平均空气层渗透率(0.5~1.5] μm注入层水质的要求;聚合硫酸铁(PFS)耦合电离辐照与单独使用PFS相比,不仅能减少PFS的投加量,还能显著提高废水各项指标的去除效率,油类物质、悬浮固体、色度去除率分别达到86.3%、76%、92%,出水含油量能满足SY/T 5329—2012中平均空气层渗透率(0.05~0.5] μm注入层水质的要求。
针对高盐高COD电镀废水,开发了碳基、硅基Fenton催化剂,通过扫描电镜、比表面积及孔径分析仪、热重仪、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等对Fenton催化剂进行了形貌、孔径及结构的表征,考察了pH、反应时间、废水电导率对碳基、硅基Fenton催化剂处理模拟电镀废水效果的影响,最后考察了碳基、硅基Fenton催化剂处理实际电镀废水的效果。实验结果表明,碳基催化剂表面有许多不规则的片块结构,具有较大的比表面积,硅基材料有许多不规则的层状堆叠和明显的孔结构,具有较大的孔径和较高热稳定性。碳基催化剂和硅基催化剂中铁锰以氧化物的形式与碳基和硅基相结合,适用pH广泛,在pH为2~9时,COD去除率保持较高水平。对于不同含盐量的电镀废水,碳基催化剂和硅基催化剂展现出不同的催化性能和稳定性,在处理高电导率和复杂水质的电镀废水时,硅基催化剂表现更优;而在处理低电导率废水时,碳基催化剂效果更好。
为防止Pb2+过量流入环境对生态产生危害,利用三乙烯四胺和二硫化碳在碱性环境下制备出一种含有双二硫代氨基甲酸基团(DTC)的螯合剂TETA-DTC,对比了TETA-DTC与市售螯合剂处理Pb2+的性能,筛选了TETA-DTC与Pb2+螯合反应的最佳条件,并采用分子动力学模拟的方法揭示了其螯合作用机理。研究结果表明:在Pb2+质量浓度25 mg/L、pH=5的条件下,较市售螯合剂,TETA-DTC对Pb2+具有优良的去除效果,且用量更少;当Pb2+质量浓度为25 mg/L时,TETA-DTC的投加量越大,螯合体系的pH越大,Pb2+去除率越高,综合考虑TETA-DTC投加量60 mg/L、pH=5为螯合去除Pb2+的最佳条件,最佳反应条件下Pb2+去除率达95.21%;分子动力学对TETA-DTC中官能团、原子与Pb2+之间的径向分布模拟表明,TETA-DTC结构中C—S—S基团与Pb2+的作用半径最小,作用强度最大,N1原子次之,N2原子最小,C—S—S基团是关键的螯合基团;分子动力学对不同浓度的螯合剂与Pb2+之间相互作用能的模拟表明,TETA-DTC分子和Pb2+之间的螯合作用较稳定,稳定性随着TETA-DTC分子数量的增加而增加。
采用诱导结晶法软化煤制甲醇气化灰水,研究了不同诱导晶种(石榴石、方解石、石英砂等)及其加入量(2.5、4.0、5.0、6.0、7.5 g/L)、pH、药剂NaAlO2、搅拌速度(100、200、300、400、500 r/min)对煤制甲醇气化灰水软化效果的影响。结果表明,使用石榴石作为诱导晶种,在pH 11、石榴石和NaAlO2投加量为6.0 g/L和0.1 g/L、搅拌速度300 r/min、结晶时间1 h下,总硬度由670 mg/L降至19 mg/L,去除率达到97.16%,全硅(以SiO2计)由180 mg/L降至24 mg/L,去除率达到86.67%。通过SEM-EDS表征发现,石榴石表面负载了CaCO3、Mg(OH)2及硅铝酸盐结晶,证实通过提供异相成核位点,有效实现了对煤气化灰水中钙镁离子、硅的去除。
采用电催化+电絮凝的双电解工艺处理食用油生产废水中有机磷,首先用电催化氧化有机磷为PO4 3-,然后采取电絮凝产生的Fe2+、Fe3+与PO4 3-发生沉淀反应,即可实现出水总磷≤1.0 mg/L的排放要求。分别考察了单体式双电解反应器和分体式双电解反应器的最优运行条件。结果表明,在食用油废水硬度、Cl-、有机磷分别为31、505、1.78 mg/L时,单体式双电解工艺和分体式双电解工艺最佳试验条件均为pH=8,电流密度150 A/m2,无需补充硬度和Cl-。此条件下,将75 L/h食用油废水电解1 h,出水总磷分别为0.94、0.81 mg/L,吨水能耗分别为5.76、5.79 kW·h,分体式双电解反应器比单体式双电解反应器去除单位质量总磷能耗低18.5%,效率更高。后续可通过优化电极板等措施提升双电解反应器的效率,从而有效降低工艺能耗,解决工业化推广中运行费用偏高的难题。
以西南地区某锌冶炼废水工程为例,针对锌冶炼废水系统存在的产水率低、产水水质差的情况,从工程概况及物料计算出发,重新设计深度处理工艺及选型设备,最终确定采用“中、高压反渗透浓缩减量+低压反渗透脱盐淡化”深度处理工艺。废水依次经过多介质过滤器、外压式超滤装置、螯合树脂软化,出水进入中压反渗透(一级RO)+高压碟管式反渗透(DTRO)浓缩,中高压RO浓水冲渣消耗,中高压RO产水再辅以低压反渗透(二级RO)脱盐淡化,二级RO产水回用作循环水系统的补充水。该改造工程实现了废水高倍浓缩,产水总溶解性固体(TDS)26~37 mg/L、总硬度(以CaCO3计)2~8 mg/L、电导率34.8~78.2 μS/cm,浓水外排率≤15%,系统回收率≥68%,脱盐率≥98%,废水资源化的运行成本为7.63元/m3(扣减收益),为锌冶炼废水反渗透高倍浓缩处理提供借鉴。
随着我国经济技术的发展,污水和污泥的处理量都随之增加,对于不同污水来源,污泥处理工艺的选择不同。某综合污水处理厂,进水中80%为工业污水,采用“多段AAO生物池+多效澄清池+臭氧氧化+曝气生物滤池+加炭澄清池”为核心的污水处理工艺,结合项目现状、污水处理工艺流程、污泥的特点,对污泥处理工艺、污泥处理设备进行比选,最终采用“污泥浓缩+污泥脱水+污泥处置”的处理工艺,其中污泥浓缩采用带式浓缩机,污泥脱水采用高压板框压滤。经过一年多的运行,该工程处理后的污泥含水率低于60%,污泥处理处置费701元/t(污泥含水率60%),为类似工程提供借鉴。
采用硫酸吸收荒煤气中氨气生产硫酸铵过程中,随着硫酸铵母液的循环使用,母液中的金属离子、有机物、氯离子等杂质不断累积,为避免影响硫酸铵产品质量和设备的稳定运行,通常需要置换出部分硫酸铵母液来降低杂质含量。由于被排出的废硫酸铵母液中氨氮、COD、氯离子及金属离子浓度极高,不满足直接排入焦化废水处理系统的水质要求。针对某煤精厂高盐高有机物废硫酸铵母液,采用氨气将硫酸铵母液pH调节至7.5~9.0,使母液中粗吡啶析出后溢流去除,使金属离子形成的氢氧化物沉淀,通过板框压滤机过滤去除,净化后的硫酸铵母液经蒸发结晶回收硫酸铵和氯化铵的混盐,蒸发结晶过程中产生的冷凝水满足焦化废水处理系统进水水质要求,可直接排入焦化废水处理系统,实现了废硫酸铵母液处理的同时回收了粗吡啶和混合铵盐,较直接稀释排入焦化废水处理系统,处理成本降低52.56%,为其他焦化厂或煤精厂废硫酸铵母液的处理提供参考。