含盐废水广泛产生于化工、印染、制药及垃圾渗滤液处理等领域,其高盐度特性不仅抑制传统生物对其的处理效能,还易造成土壤盐渍化、水体生态失衡等环境风险。随着“双碳”目标的深入落实和循环经济发展需求的持续升级,含盐废水的处理技术不断发展,但仍面临挑战。采用文献调研和文献计量学相结合的方法,以聚类分析结果系统展示了近年来含盐废水研究进展及发展趋势。综述了热力法、吸附法、膜分离法、高级氧化法、化学沉淀法、电化学法、生物滤池和膜生物反应器等物理、化学和生物法的原理、适用对象和优缺点。重点列举了“减量化-无害化-资源化”组合工艺的协同增效原理及应用案例,同时聚焦了多维度资源协同回收(盐、水、能源、有价金属)、低能耗材料开发(如抗污染膜、高效电极)和智能调控系统构建(基于AI的动态工艺优化)等技术进展,并根据不同行业含盐废水的特点综述了其适用的处理技术,以期为构建低碳、高效的含盐废水管理体系提供理论依据与实践启示,推动含盐废水从“达标排放”转向“资源循环”,为工业绿色升级与生态环境安全提供技术支撑。
纳滤膜是纳滤技术的关键,其性能提升对海水淡化、盐湖提锂及高盐废水处理等领域意义重大。聚酰胺薄膜复合纳滤(TFC)膜的性能不仅受分离层固有特性的影响,多孔支撑层的结构与化学性质也对其分离性能、抗污染性能及长期稳定性具有关键调控作用。系统阐述了支撑层的共混改性(引入有机聚合物、无机纳米材料)和表面改性(涂覆、真空过滤沉淀、原位生长等)方法,分析了改性后支撑层在亲水性、孔隙率及表面形貌等方面的变化,及其对界面聚合反应过程的调控、分离层性能、薄膜复合纳滤膜性能的影响规律。结合近年来支撑层改性纳滤膜聚酰胺层的研究,总结了各类改性策略的优势和局限性,展望了支撑层改性薄膜复合纳滤膜未来的研究方向,为高性能纳滤膜的设计开发与构筑提供理论依据。
生物滞留设施作为海绵城市雨洪管理核心设施,其脱氮除磷效能受填料性能制约。系统综述了生物滞留设施填料的类型、作用机理及研究与应用现状,传统砂石填料对TN和TP的去除率(20%~40%,40%~60%)普遍低于海绵城市地表径流污染物去除标准(TN≥50%,TP≥60%),主要是因为反硝化电子供体不足与吸附容量有限。新型填料对污染物的去除效能显著提升:黄铁矿等铁基填料利用硫自养反硝化及金属络合作用,对TN、TP去除率分别达89%和81%以上;环氧树脂黄土等改性材料可将TN、TP的去除率提升20%~98%;粉煤灰等工业固废既可实现成本降低(降幅达67%~88%),又可实现58%~90%的TP去除率。生物滞留设施对氮素的脱除以反硝化为主(贡献60%~90%),对磷的去除主要依赖化学沉淀与吸附的协同作用,硫-铁耦合系统(PSADB)通过电子转移与功能菌群协同作用实现N、P同步去除。我国生物滞留设施填料仍以砂石为主(TN去除率56.6%),而国外开始采用有机堆肥(TN去除率67%)、改性粉煤灰等填料,并与气候进行适配设计以提升污染物去除效能。当前填料面临长效性不足、低温效率下降(20%~30%)及二次污染等挑战,未来需研发智能缓释填料、构建多工艺耦合系统,并通过NRM-SWMM模型优化设计参数,推进固废资源化利用,支撑海绵城市可持续发展。
在全球气候变化和“双碳”目标的双重驱动下,城市污水处理行业正加速向低碳化和资源化方向转型。系统梳理了污水处理技术的优化、创新路径,重点探讨了传统活性污泥法的升级策略及新型生物处理技术〔好氧颗粒污泥(AGS)、厌氧氨氧化(Anammox)、厌氧-好氧-缺氧工艺(A/O/A)和膜曝气生物膜反应器(MABR)〕的开发与应用。通过精准曝气、优化碳源利用及构建集成固定化活性污泥/生物膜反应器(IFAS/MBBR)系统,传统工艺的能耗显著降低,处理效率得到显著提升。新型污水生物处理技术在减少碳排放、提高处理效率和降低能耗方面展现出巨大潜力。同时,再生水利用、资源回收和能源转化已成为污水资源化利用的3大核心方向,为缓解水资源短缺、降低碳排放和推动可持续发展提供重要的解决方案。未来,技术创新与工艺优化仍将是实现污水处理低碳化与资源化的关键途径,通过进一步探索高效、低耗的处理技术,推动污水处理行业向绿色、可持续的方向发展。
原油开采、集输与加工过程中的乳液分离在石油工业发展中至关重要。系统梳理了破乳技术的发展进程,着重介绍了工业实践中应用最广泛的化学添加剂破乳技术,综述了传统聚醚破乳剂、树状聚合物、可生物降解破乳剂、离子液体、纳米破乳剂和氧化破乳材料的研究进展,并对重力沉降、离心分离、聚结分离、加热破乳、电场破乳、超声破乳和膜分离等物理/机械破乳方法进行了概述和对比分析,介绍了工业上联合破乳技术的应用案例。最后,从乳液黏度与破乳效率定量关系、破乳剂传递过程及破乳材料和设备开发等方面,对未来石油工业乳液分离技术发展进行了展望。
掺硼金刚石(Boron-doped diamond,BDD)作为高性能的电化学阳极材料,在废水中难降解有机物的矿化处理领域有广泛的应用。以BDD为阳极材料,探究电化学处理未加盐/加盐二甲基亚砜(DMSO)工业废水的效能与污染物去除机制。结果表明,未添加盐时,BDD阳极能够有效去除DMSO和COD,在电流密度3.33~23.33 mA/cm2下反应120 min,去除率分别超过90.43%和62.35%。反应过程中仅检测到微量的活性自由基,DMSO和COD的去除以直接氧化为主。外加氯化钠和硫酸钠均可提高DMSO工业废水的电导率,并可促进活性氧自由基的生成,加速电化学氧化反应速率。投加氯化钠后,在电流密度40 mA/cm2和55 mA/cm2下反应20 min即可完全去除DMSO。自由基猝灭实验证实,BDD阳极对加盐DMSO工业废水中DMSO和COD的去除机制仍以阳极氧化为主,自由基氧化为辅。对比不加盐/加盐DMSO工业废水,适量添加电解质(尤其是氯化钠)可大幅缩短反应时间,降低能耗,为电化学法高效节能处理DMSO工业废水提供理论参考。
针对赣南离子型稀土矿区尾水氨氮高(100~150 mg/L)、pH低(3.5~5.0)且碳磷匮乏的特点,构建了以回收瓦楞纸为载体的耐酸微藻贴附培养系统,通过调控碳源(NaHCO3)与磷源(KH2PO4)投加,揭示了营养元素对微藻生物膜形成及污染物去除效果的影响。结果表明,当NaHCO3投加量为400 mg/L时,总生物量较悬浮体系提高40%,微藻贴附率提升至58%,6 d内NH4 +-N和TN去除率分别达98%和90%;投加30 mg/L KH2PO4微藻系统可在48 h将NH4 +-N去除率提升至94%。微生物群落分析显示,体系中假单胞菌门和蓝细菌门为优势菌群,通过分泌胞外聚合物促进生物膜稳定生长。该研究为稀土矿区酸性尾水的低成本生物治理提供了创新性解决方案。
针对垃圾发电厂UASB-AOAO-MBR工艺处理高浓度钙离子渗滤液时运行不稳定的问题,研究含2 000~8 000 mg/L钙离子渗滤液对UASB、AOAO单元处理效果的影响,并分析了钙离子冲击下UASB、AOAO单元内细菌群落结构的变化情况。结果表明:调节池、UASB均能去除渗滤液中的部分钙离子,当渗滤液中钙离子质量浓度为2 000~8 000 mg/L时,调节池、UASB分别去除400~1 820、1 620~3 300 mg/L钙离子,有效降低钙离子对AOAO池及膜处理单元的冲击;当渗滤液钙离子质量浓度超过6 000 mg/L时,极易引起UASB中水质酸化,同时AOAO氨氧化功能减弱,导致脱氮系统崩溃。钙离子冲击造成UASB单元内Methanosaeta丰度从9.21%降至2.01%,抑制了废水中乙酸向甲烷的转化,引发反应器内pH降低;钙离子冲击使AOAO池Nitrospira丰度从7.57%减少至1.21%,导致氨氧化活性降低;钙离子冲击还造成AOAO池Thauera丰度从4.44%上升至16.85%,强化了对COD的去除,但对反硝化作用贡献极少。钙离子冲击抑制了UASB单元、AOAO单元对渗滤液的处理效果,建议在UASB前加装除硬设施,确保UASB进水钙离子质量浓度小于3 800 mg/L,减少对渗滤液生化系统的冲击。研究为UASB-AOAO-MBR垃圾渗滤液处理系统的稳定运行提供借鉴。
厌氧氨氧化(ANAMMOX)技术凭借无有机碳源依赖、高效脱氮及低污泥产率等特性,成为污水处理领域可持续脱氮的核心工艺。通过硫自养反硝化(SAD)与ANAMMOX耦合一体化反应器处理含氮废水,系统解析进水负荷及基质比对系统脱氮效能的影响。结果表明:在进水NH4 +-N和NO3 --N分别为26.40、38.01mg/L,温度为(33±2) ℃,S/N=8.8,进水pH=7.8的条件下,反应器成功启动并实现SAD与ANAMMOX的高效耦合。当进水总氮容积负荷(TNLR)增幅过大(95%)时,系统崩溃,但通过降低TNLR可使系统恢复正常运行,当逐步提升TNLR,增幅不超过35.36%时,系统可稳定高效运行,TNLR由0.19 kg/(m3·d)增至0.92 kg/(m3·d),总氮去除率(TNRE)最高达93.34%。当S/N=1.5、n(NH4 +-N)/n(NO3 --N)为1/1.38~1/1.72时,系统脱氮以硫自养半程反硝化耦合ANAMMOX途径为主导,NH4 +-N和NO3 --N去除率分别达85.17%~94.79%和88.86%~95.70%。该研究结果为SAD-ANAMMOX一体化反应器启动及智能控制提供关键技术参数,并建立了反应器失稳恢复策略,为工程设计中安全系数的确定提供了量化依据,为解决污水脱氮领域的关键技术瓶颈提供了创新性解决方案。
采用研磨-焙烧法制备了CuFe2O4/g-C3N4(CFCN)异质结催化剂,并采用XRD、SEM、UV-Vis、XPS对其物相、形貌与光电化学性质进行表征。在可见光照射下,考察了该催化剂活化过一硫酸盐(PMS)降解水中磺胺甲 唑(SMX)的性能。结果显示,当复合催化剂中CuFe2O4质量分数为80%、投加量为1.0 g/L,SMX初始质量浓度为10 mg/L,PMS投加量为0.4 mmol/L,pH=7,温度为20 ℃(室温)时,可见光下反应30 min,SMX去除率可达94.42%,拟一级反应速率常数(k obs)为0.124 66 min-1。猝灭实验结果表明,SMX的降解是由体系中5种活性物种共同作用的结果,相对贡献率大小顺序:1O2>h+>O2 ·->·OH>SO4 ·-。另外,反应前后催化剂的XPS分析证实,CuFe2O4/g-C3N4异质结催化剂中Cu+/Cu2+和Fe2+/Fe3+氧化还原电对间存在协同作用,可以实现循环再生,从而持续活化PMS产生活性物种。该研究构建了一种高效且稳定的Vis/CFCN/PMS体系,为降解SMX等有机污染物提供了一种新思路。
为了强化立体弹性填料(TEF)的挂膜性能,提升设置TEF的一体化固定膜活性污泥(IFAS)工艺(简称泥膜复合工艺)的污染物去除性能,通过熔融共混法制备了聚季铵盐-10与四氧化三铁复合改性的TEF,以商用TEF为对照,构建两组IFAS反应器(T1采用商用TEF;T2采用改性TEF),系统考察了两种填料表面的理化性质、挂膜性能,探究了T1、T2反应器对污染物的处理效果,并利用高通量测序技术从微生物层面解析了改性TEF强化反应器脱氮的机制。结果表明:改性TEF表面的水滴接触角为75.2°,低于商用TEF(85°),Zeta电位提升至-17.5 mV(商用TEF为-51.1 mV),且表面粗糙度增加,单位质量改性TEF的生物膜附着量高达48.02 mg/g,是商用TEF的1.27倍;反应器稳定运行后,添加改性TEF的反应器出水CODCr、氨氮、TN平均值为33.55、1.40、4.84 mg/L,较商用TEF的反应器出水COD、氨氮及TN平均去除率分别提高了6.96%、3.61%、11.19%,表现出更好的污染物去除能力和稳定性,且可以快速适应系统内环境的变化;高通量测序结果显示,改性TEF能够富集脱氮相关的功能性菌群,并且提高与污染物去除相关的功能基因丰度,从代谢层面支持了其优异的污染物去除性能。
为响应中国“双碳”战略目标,针对污水处理系统碳减排需求,对比了系统1(S1,以乙酸钠为碳源)和系统2(S2,以餐厨垃圾厌氧发酵液为碳源)对环境的不同影响。基于生命周期评价的框架,针对S2采用了放大实验室规模数据的方法完善了生命周期清单,然后对两系统运营阶段的资源消耗与排放清单进行分析。结果表明,S2所有环境影响评价指标均优于S1,因此采用餐厨垃圾产酸发酵液替代乙酸钠具有一定环境效益。电力消耗为两系统主要环境影响因子,但S2通过替代碳源减少了18.3%的全球变暖潜值。敏感性分析显示,S1用电量及光伏比例变化对环境影响敏感;而S2中餐厨垃圾运输距离与氢氧化钠用量对污水处理系统生命周期的环境影响较小;减少发酵液使用量时,臭氧层耗竭潜值和非生物资源耗竭潜值增大最明显。建议未来通过中试或实际工程试验优化数据精度以提升评价可靠性。
为高效去除废水中的甲醛,从活性污泥中分离出7株具有甲醛降解能力的菌株。依据菌株对甲醛的降解率筛选出4种甲醛降解能力较强的菌株,对其进行复配,并通过单因素试验考察了复合菌群的生物活性和对甲醛的降解特性,最后将复合菌群固定化并通过正交试验优化了固定化条件,探究了固定化复合菌群对甲醛的降解性能。结果表明:4种甲醛降解菌株的11种组合中对甲醛降解效果最好的是Q3(JZ1&JZ7),Q3复合菌群由细菌Achromobacter sp. JZ1和真菌Geotrichum sp. JZ7组成,当二者菌液体积比为3∶1时,甲醛降解率最高,可达到98.01%。固定化试验结果表明,固定化菌群的最佳制备条件为聚乙烯醇20 g/L、海藻酸钠60 g/L、氯化钙30 g/L、包菌量20%(体积分数)。在温度25~40 ℃,pH 5~8,NaCl质量浓度不大于40 g/L的条件下,固定化复合菌群对甲醛具有较好的降解效果,降解率均在80%以上。在最佳降解条件下循环使用20次,固定化复合菌群对200 mg/L甲醛仍保持90%以上的降解率,为该固定化复合菌群的实际应用提供数据支持。
对比研究了铁改性膨润土(Fe-BT)和钙改性膨润土(Ca-BT)对水中磷酸盐的吸附效果及其抑制底泥磷释放的能力。结果显示,Fe-BT对水中磷酸盐的吸附动力学符合Elovich模型。溶液初始pH升高会抑制Fe-BT对磷酸根离子的吸附;高NaCl浓度有利于Fe-BT对磷酸盐的吸附;阳离子,尤其是二价阳离子能促进Fe-BT对磷酸盐的吸附,而HCO3 -抑制吸附过程。Fe-BT对磷酸盐的吸附机理是Fe—OH与磷酸盐形成Fe—O—P内层络合物。底泥培养实验结果表明,Fe-BT能够有效抑制底泥磷释放,但其所固定的磷酸盐主要是以氧化还原敏感态磷(BD-P)存在,在缺氧状态下存在二次释放的风险。Ca-BT对水体磷酸盐具有一定吸附能力,最大吸附量为0.113 mg/g,且去除效果随投加量增加而提升。Ca-BT添加初期能有效抑制底泥磷释放,但长期抑制效果有限,且其固定的磷酸盐中高达40%为易解吸磷形态,易再次释放。相比Ca-BT,Fe-BT在抑制底泥磷释放方面效果更优,可作为磷污染底泥修复的潜力材料。
针对油田采出水多介质过滤系统处理不达标及改造难度高等问题,通过构建多相流耦合过滤动力学模型,系统探究了滤层厚度与粒径比(L/d 10)及清洁滤床最大吸附力(Fz )与深度过滤性能及反冲洗再生效率的相关性,旨在通过分析L/d 10或Fz 调整滤床级配改善过滤性能。结果表明,L/d 10、Fz 能表征过滤性能及反冲洗效果,其中Fz 对复杂过滤体系的适用性更优,而L/d 10因参数易获取更适用于现场快速诊断,并首次提出了油田采出水悬浮物和含油质量浓度均低于2 mg/L的深度过滤下,L/d 10的最优区间为1 600~2 100,Fz 的合理范围为200~1 567 kN。研究结果为油田采出水处理工艺优化提供了关键参数选择依据与理论支撑。
通过Fe2+活化过硫酸盐(过二硫酸盐PDS)体系强化聚磺钻井废液固液分离。单因素实验表明,在pH为3~11,PDS投加量为12~32 mmol/L,Fe2+投加量为12~32 mmol/L的条件下,出水率均在85%以上,最高可达91.66%。采用响应曲面法系统考察了Fe2+投加量、PDS投加量以及pH对上清液悬浮物浓度的影响,并建立了相应的多相回归模型。结果表明,固液分离效果最佳的反应条件为PDS投加量19.8 mmol/L、Fe2+投加量24.8 mmol/L、pH 6.72。此条件下,上清液悬浮物预测值为80.36 mg/L,实际实验结果为82.33 mg/L,与预测值接近,证明了该模型的可靠性。通过猝灭实验发现该体系中SO4 ·-及非自由基1O2发挥着主要破胶作用。Zeta电位分析表明,聚磺钻井废液中固体颗粒脱稳主要通过吸附架桥和网捕卷扫机制实现。经济评估显示,该技术的处理成本为17.88元/m3,低于现有其他研究技术,具有进一步研究及工业化应用潜力。
诱晶载体的选择和优化一般通过对比目标物的去除效果,载体选择范围窄、过程耗时长、人力物力消耗大。为了提高诱晶载体选择和优化过程的工作效率,探讨以Zeta电位为指标进行诱晶载体选择的可行性。考察了相同体系中天然石英砂、精制石英砂、分析纯石英砂、石榴石、硫铁矿、白云石、长石、萤石等8种诱晶载体的Zeta电位、诱晶沉淀去除Hg2+的效果,分析了载体在Hg2+去除中的作用机理,探讨了载体的Zeta电位与诱晶沉淀去除Hg2+效果的相关性,以及基于Zeta电位的HgS诱晶载体选择方法。结果表明:载体诱导HgS结晶效果与载体表面性质有显著相关性,体系中载体表面Zeta电位越接近零电点,载体诱导HgS结晶效果越好,载体表面的Zeta电位能较好地解释不同载体诱导效果间的差异,可作为HgS诱晶载体选择的参考依据。
厌氧折流板反应器(ABR)内部设置多级隔室,沿水流方向能够实现反应器产酸和产甲烷的分离,具有良好的运行稳定性和处理效果。填料的投加可以进一步提升ABR的处理效能,但其对ABR生物相分离和微生物群落特性影响的研究很少。通过在ABR中添加弹性填料、流化床填料和空心球填料考察ABR处理效能、生物相分离及微生物菌落的变化情况。结果表明,在进水COD约2 000 mg/L、HRT=8 h时,无填料、弹性填料、流化床填料和空心球填料的ABR第2隔室中挥发性有机酸(VFA)的质量浓度达到最高,分别为795.59、922.92、943.03、916.22 mg/L,反应器出水VFA质量浓度分别为292.97、71.81、45.00、51.70 mg/L,填料的投加有效提高了产酸过程VFA产量及产甲烷过程对VFA的降解。整个运行期间,添加填料的反应器中COD去除率明显高于无填料反应器。当进水COD约1 000 mg/L、HRT=8 h时,无填料、弹性填料、流化床填料和空心球填料的反应器中COD去除率分别为69.63%、84.63%、89.45%和87.85%。ABR各隔室微生物群落结构分析表明,添加流化床填料的ABR前端隔室中微生物群落的丰富度和多样性明显增加。流化床填料的加入促进了细菌Methanothrix和古菌Methanofastidiosum、Methanothrix_B的生长和富集,增强了微生物之间的互营关系,提高了反应器运行稳定性和处理效果。
针对纳滤膜固有的渗透性和截留率间存在的Trade-off效应带来的高能耗问题,采取构建中间层达到保持纳滤膜通量的稳定性并有效改善其截盐性能的目的。通过席夫碱反应将2,3,4-三羟基苯乙酮(THAP)与四乙烯五胺(TEPA)共沉积到聚砜(PSF)支撑层上作为中间层制备聚酰胺(PA)复合纳滤膜,以改善纳滤膜的截盐性能。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表明席夫碱反应成功构筑了具有高交联度的THAP/TEPA中间层,扫描电镜(SEM)和水接触角测试表明THAP/TEPA中间层显著改善了纳滤基膜的平整度和亲水性。通过调整m(THAP)∶m(TEPA)和沉积时间确定制备中间层的最佳条件为沉积时间10 min、m(THAP)∶m(TEPA)=1∶2,此时所制备的复合纳滤膜对MgCl2的截留率高达92.23%,且改性前后纯水通量保持稳定。该研究可在较短的沉积时间内通过多酚与多胺间的席夫碱反应构筑复合纳滤膜中间层,为提升纳滤膜的截盐性能、增强纳滤膜通量的稳定性提供了一种简便有效的方法。
机械蒸汽再压缩(Mechanical vapor recompression,MVR)真空膜蒸馏系统是处理硫酸废液的新技术,对其进行性能预测是实现系统智能化与高效稳定运行的关键。搭建了一套MVR真空膜蒸馏系统试验装置,以硫酸溶液为处理对象,开展了不同工况试验(进料硫酸质量分数5%~30%、温度70~90 ℃、流量5~25 m3/h、蒸汽压缩机频率5~50 Hz),共获得了170组有效数据样本。在此基础上,构建了多层感知器(Multi-layer perceptron,MLP)-支持向量回归(Support vector regression,SVR)预测模型,用于预测系统单位质量产水的能耗。选取136、34组数据分别作为训练集、测试集对模型进行训练和测试。结果表明,MLP-SVR模型对系统单位质量产水能耗的预测值和真实值高度吻合,其训练和测试过程的R 2分别达到0.998和0.980,平均绝对误差分别为2.749 kW·h/t和6.201 kW·h/t,相对误差均小于20%。模型在保持高拟合精度的同时表现出良好的泛化能力。因此,所建立的MLP-SVR模型能够准确、高效地预测MVR真空膜蒸馏系统单位质量产水能耗,为系统优化与智能化运行提供可靠的数据支撑。
以废弃甘蔗皮为生物炭前驱体,采用浸渍热解法成功制备了生物炭负载铁锰双金属氧化物(IM-SCBC),采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、比表面积及孔隙分析仪等对复合材料进行表征,系统探究其活化过硫酸盐(PMS)降解四环素(TC)和多西环素(DOX)的性能、影响因素及作用机理。实验结果表明,当n(Fe)∶n(Mn)=1∶1时,制备的催化剂表面形成立方尖晶石型结构,且金属离子高暴露在材料表面,同时因硫元素成功掺杂形成—C—S—活性位点,对污染物的降解效果最佳。该催化剂在pH为3~9宽酸碱范围内对TC和DOX的去除率均大于80%,且经过5次循环后去除率仍维持在70%以上,展现出优异的稳定性和抗干扰能力。通过单因素及响应面实验确定体系最优工艺参数为温度40 ℃、催化剂投加量0.4 g/L、TC和DOX降解对应的PMS投加量分别为0.065 g/L和0.057 g/L。在最优条件下,TC和DOX的去除率分别达到95.11%和94.87%,相较于同类体系,该催化体系显著降低了PMS消耗。机理研究证实,S掺杂与Fe/Mn双金属协同效应共同促进了催化剂对PMS的活化,通过自由基与非自由基途径共同降解污染物,其中1O2和O2 ·-为主要活性物种。该研究为农业废弃物的再利用及复杂水体中抗生素污染的治理提供高效、稳定且环境友好的新解决方案。
铝镁合金是当前应用广泛的轻质金属材料,涵盖了汽车、航空航天等多个领域。铝镁合金及制品的生产加工过程会产生高乳化度、高悬浮物(SS)的含油废水,难以直接采用生物方法处理。针对上述问题,经过“隔油调节-破乳-气浮-Fenton氧化-混凝沉淀-A/O/O-砂滤-活性炭过滤”物化与生化耦合工艺处理轻质金属加工废水。在传统物化工艺上引入Fenton氧化,有效提升了废水的可生化性,再通过A/O/O生化处理,处理后废水COD去除率达98.7%,悬浮物去除率达97.3%,出水水质达到《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923—2005)中回用水标准,且系统能长期稳定运行,具有良好的经济和环境效益。
针对污水处理厂曝气系统能耗占比高的问题,以南方某污水处理厂为对象,开展曝气系统节能降耗研究。通过全流程物质轨迹分析,构建了考虑温度、降雨等工况差异的理论需氧量计算模型,结合智能曝气监测仪实时测算实际充氧量,量化了曝气系统节气潜力。结果表明:不同运行环境下生化池COD去除率差异显著,实际平均充氧量为理论需氧量的1.5倍,存在严重过度曝气;基于氧传递效率实时监测,开发了分段曝气优化策略,建议曝气量与实际曝气量的对比显示节气潜力达24.7%。工程验证显示,优化后单位体积水量曝气量从3.85降至2.51,降幅34.8%,风机电耗从0.089 kW·h/m3降至0.061 kW·h/m3,下降31.5%。研究提出的工况适配型需氧量计算方法与智能曝气控制策略为污水处理厂曝气系统精准节能提供了理论与工程实践参考。