低有机质污泥投加药剂联合低温热水解及后续厌氧发酵研究

污水厂污泥量日益增加,所含的有机物可用于厌氧发酵产甲烷,但目前多数污水处理厂多为低有机质污泥。本文围绕低有机质污泥投加不同药剂联合低温热水解对污泥溶解性物质变化及厌氧发酵规律的影响情况进行研究。结果表明,投加药剂联合低温热水解不仅有助于有机物[可溶糖、可溶蛋白和TVFA(挥发性有机酸)]的溶出与生成,而且有助于后续厌氧发酵产甲烷。在本实验所研究的低温热水解(污泥含固率为8%,热水解处理温度为90℃,处理时间为24 h)及药剂投加量[NaOH:0.018 g·(gDS)~(-1)、Ca(OH)_2:0.016 g·(gDS)~(-1)、CaCl_2:0.0375g·(gDS)~(-1)]的条件下,有机物溶出与生成的效果为NaOHCa(OH)_2CaCl_2,其中热水解联合NaOH中可溶糖、可溶蛋白和TVFA浓度分别达到3051 mg·L~(-1)、10686 mg·L~(-1)和5740 mg·L~(-1)。对于产甲烷促进效果为NaOHCaCl_2Ca(OH)_2,其中投加NaOH后最大累积产甲烷量可达到101.9 ml·(gVS)~(-1)。     

臭氧组合工艺处理化工园区废水试验

采用O_3、O_3+H_2O_2、O_3+UV工艺对化工园区污水厂二级出水进行深度降解试验,分析不同进气流量、不同双氧水和紫外光投加量对深度降解效果的影响。结果表明:单纯臭氧氧化下,臭氧投加率从2.9 g/h增加到4.3 g/h,COD_(Cr)去除率增加了8.4%;臭氧投加速率为4.3 g/h、H_2O_2投加量为3 mmol/L时,O_3+H_2O_2工艺处理效果最佳;紫外灯开4 min关1 min工况下氧化1 h,O_3+UV工艺出水TOC降至1.4 mg/L以下,有机物降解效果彻底;O_3、O_3+H_2O_2、O_3+UV三种工艺的有机物降解效果依次为O_3+UVO_3+H_2O_2O_3。     

臭氧降解石化剩余污泥过程中有机物转化研究

采用孔径为5μm的钛合金曝气板对石化企业污水处理厂剩余污泥进行臭氧处理,研究了不同臭氧投加量下MLSS、MLVSS、TCOD、SCOD的变化情况,对臭氧氧化处理前后的剩余污泥进行气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析以及傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)分析。结果表明,当臭氧投加量达到0.20g·(g MLSS)-1时,MLSS和MLVSS分别减少了约63%和75%,TCOD降解了约52%,SCOD由60mg·L~(-1)上升到1 600mg·L~(-1)。GC-MS分析结果表明,剩余污泥中的石油污染物有效降低;FT-ICR-MS分析结果显示,剩余污泥经臭氧氧化处理后,O2、O3、O4、O5类物质增多,而O1、O6、O7、O8类物质减少。     

微波诱导催化氧化剩余污泥的研究

以活性炭为催化剂,对微波诱导氧化剩余污泥过程中污泥性质的变化进行了研究.结果表明,在微波辐照功率为800 W、微波辐照时间为60 s、SS的活性炭投加量为0.3 g·g~(-1)时,污泥溶解率达到28.9%,同单独微波处理污泥相比,污泥溶解率增大10%.在此操作条件下,更多的微生物胞外聚合物分解、胞内物质释放到液相中,使污泥上清液中溶解性有机物含量明显增加.污泥破解后,磷释放到溶液中,使TP的质量浓度增加了1.4倍.在微波辐照活性炭产生的高温及氧化剂作用下,部分有机氮被矿化,NH4_4~+-N的质量浓度由7.9增至14.2 mg·L~(-1).     

Mn2+催化臭氧氧化活性污泥强化溶胞

研究了不同浓度活性炭、活性焦和Mn²⁺催化作用下臭氧氧化污泥碳源释放情况,发现Mn²⁺为较佳催化剂。本文进一步对比考察了不同Mn²⁺投加量对催化臭氧化污泥溶胞释放有机物的影响以及反应前后污泥特性的差异,探究了Mn²⁺催化臭氧化促进溶胞作用的机理。结果表明,在臭氧氧化污泥时添加Mn²⁺能促进污泥碳源的释放,其中当Mn²⁺投加量为1.5mmol/L时,污泥碳源的释放效果较佳,溶解性化学需氧量的变化值（ΔSCOD）质量浓度为76mg/L,约为单独臭氧氧化（O₃组）的4倍;污泥絮体胞外聚合物溶解性蛋白和腐殖质含量较原泥（空白组）和O₃组相比均有显著增加,分别为2倍和2.3倍,证实了Mn²⁺催化氧化促进了活性污泥胞内有机物的溶出。进一步的机理探究得出,O₃+Mn²⁺组·OH产量为O₃组的1.15～1.74倍,说明Mn²⁺催化氧化促进了反应过程中活性自由基尤其是·OH的生成。Mn²⁺催化臭氧氧化活性污泥在强化污泥破胞的同时,对污泥的理化性质影响较小,基本与单独臭氧氧化维持在同一水平,后续将其应用于基于臭氧旁路处理的污泥原位减量连续工艺有较大的可行性和实际意义。     

O3/H2O2高级氧化技术对实验室有机废水处理研究

O_3/H_2O_2高级氧化技术具有氧化能力强和无选择性等优点,被广泛用于高浓度、难降解和有毒有害的有机废水处理。考察了O_3/H_2O_2高级氧化技术在不同的处理条件(臭氧投加量、H_2O_2投加量、p H值、反应时间)下对实验室高浓度有机废水中COD的去除率影响,并通过页岩气采出水验证,结果表明:当臭氧投加量为40 mg·L~(-1)、双氧水投加量为0. 7 mg·L~(-1)、p H值为5、反应时间为40 min时,其COD去除率达90. 41%,可排入城市管网;在相同条件下处理COD浓度为1426 mg·L~(-1)的页岩气采出水,COD去除率达88. 3%。     

臭氧氧化联合A/A/O工艺污泥减量的可行性

针对目前污水处理厂污泥产量大、处理处置费用高的问题,该文以A/A/O工艺构建了模拟城市生活污水小试处理系统,通过添加臭氧研究不同臭氧投加量对出水水质及污泥产率的影响。结果表明在试验进水条件下,系统的稳定污泥浓度为2 000~3 000 mg/L,且当将约50%产泥量的污泥经臭氧化返回至系统中时,加入臭氧与不加臭氧的两套系统显示出相当的污水处理能力。在不同污泥浓度和相同污泥负荷(0.91 g COD/g SS.d)条件下,当MLSS为1 500、2 500、3 500和4 500 mg/L时最佳臭氧投加量分别为0.095、0.11、0.129和0.129 g O3/g SS。     

CaO2应用于污泥减量的研究

通过向污泥中投加CaO_2考察污泥减量效果以及对污泥液相中SCOD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、溶解性蛋白质和多糖等物质的影响。结果表明,当CaO_2投加量为0.1 g/gVSS时,TSS削减率最大,可达到20%;在此投加量下,污泥絮体粒径最小。CaO_2可氧化降解污泥,使污泥絮体和微生物细胞破裂,促进SCOD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、溶解性蛋白质和多糖等物质释放到污泥液相中。CaO_2减量剩余污泥的过程中,氧化作用比碱解作用贡献更大,且主要是·OH对污泥的氧化分解起到作用,·O_2~-次之,_1O_2作用最小。     

臭氧氧化与海藻酸钠混凝处理微污染水的研究

本文以厦门大学嘉庚学院中区外河流内微污染湖水为处理对象,通过多因素正交实验,研究O_3投加量、O_3氧化时间,海藻酸钠投加量和混凝时间组合工艺对微污染水水质处理效果的影响,以色度、浊度、CODMn和磷酸盐4项指标来判断3种工艺的处理效果。正交试验结果表明,当O_3投加量为0.5mg·L~(-1),O_3氧化时间为25min,海藻酸钠投加量为1.67mg·L~(-1),混凝时间为15min时,臭氧氧化-海藻酸钠混凝组合工艺对色度、浊度、CODMn和磷酸盐的去除率分别达到80.03%、77.32%、68.97%和77.34%。     

无机调理剂与表面活性剂联合调理对污泥脱水性能的影响

研究了CaO,PAFC联合表面活性剂预处理对污泥脱水性能的影响。以污泥滤饼含水率和比阻(SRF)作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥调理过程中胞外聚合物(EPS)含量、Zeta电位的变化来阐明污泥脱水性能的变化。实验结果表明,十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致上清液中EPS含量发生变化,有效降低了SRF和滤饼含水率,提高污泥脱水性能。CaO,PAFC和表面活性剂的联合调理污泥比单独使用表面活性剂的效果更好,CaO,PAFC的投加不仅改善污泥脱水性能,并有助于减少表面活性剂的用量。污泥上清液中EPS及其各组分含量与污泥滤饼含水率、SRF均有较高的相关性,对污泥的脱水性能有重要贡献。实验中确定的最佳污泥调理条件是CaO投加量为66.67 mg·(g DS)-1,PAFC投加量为33.33 mg·(g DS)-1和表面活性剂投加量为56.25 mg·(g DS)-1,污泥滤饼含水率和SRF分别降至69.41%和2.94×1012m·kg-1。     

微泡臭氧处理反渗透浓缩液与剩余污泥混合液的试验研究

采用微泡臭氧接触池,探讨了微泡臭氧氧化对反渗透(RO)浓缩液和剩余污泥处理效果。结果表明,随着臭氧投加量的增加,处理液的SS、色度下降较快,COD则有先小幅上升再下降的趋势,但当臭氧增加到某一程度时,由于臭氧的矿化作用使得处理液的SS、COD、色度都趋于稳定。臭氧最适投加量为185 mg O3/L。     

臭氧化降解呋吗唑酮模拟废水的实验研究

对极难生物降解性呋吗唑酮模拟废水进行了臭氧化处理研究,考察了臭氧进气量、pH、HO·清除剂的消除、臭氧投加量、废水初始浓度、催化剂等对反应的影响,并对反应动力学进行了初步探讨。在持续强碱性溶液中,臭氧自分解产生HO·,能快速且无选择性地氧化呋吗唑酮为二氧化碳、水、氮气及少量小分子有机醛和酸,在模拟废水质量浓度为500mg/L,最佳pH12.8,臭氧投加量2g/L,BOD5/CODCr>0.3时,可生化性显著提高;臭氧投加量6g/L时,脱色率达100%,CODCr和TOC去除率分别达到95.9%和95.2%,水中有机物基本完全矿化。     

粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化深度处理煤气化废水研究

采用粉末活性炭为催化剂,构建粉末活性炭耦合陶瓷膜臭氧催化氧化反应器,并探讨其对煤气化废水的深度处理效能。结果表明,当粉末活性炭投加2 g/L、臭氧投加量为30 mg/L时,煤气化废水生化出水COD为125~143mg/L,去除率可达75%,ΔCOD/Δρ(O_3)可达1.3。在HRT为30 min、膜通量为50 L/(m~2·h)时,粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化反应器出水COD可保持为50 mg/L左右。反应器中的臭氧可有效将临界通量从35~40 L/(m~2·h)提高至50~60/(m~2·h),跨膜压差降低35%~40%,使反应器膜装置稳定运行。粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化技术,可为煤气化废水深度处理提供有效的技术方案。     

O_3-H_2O_2体系降解垃圾浓缩液中有机物实验研究

研究了O_3-H_2O_2体系降解膜滤垃圾浓缩液中有机物的效果与特点。结果表明,在反应时间为30 min,臭氧投加质量流量为4 g/h时,添加4 m L/L的H2O2可取得理想的处理效果,BOD_5/COD由0.025提升至0.527,对色度、腐殖酸、COD的去除率分别为86.99%、62.94%、53.03%,较之O_3体系的去除率分别提高了23.05%、18.91%、19.55%,原因是适量的H_2O_2有强化反应体系中自由基的作用。O_3-H_2O_2体系能将腐殖酸等大分子有机物分解为小分子烷烃类等臭氧惰性产物,随反应时间的延长以及H2O2的影响,p H有下降的趋势,且有机物的降解逐渐矿化为CO_3~(2-),由此导致了反应后期臭氧的利用率下降以及有机物的去除速率有所降低。     

臭氧氧化及活性炭吸附处理黄河水试验研究

以黄河水为研究对象,考察臭氧氧化降解和活性炭吸附去除水中有机污染物的效能.结果表明,在臭氧投加量为1～3 mg·L-1时,CODMn的去除率由8％升高到20％,之后其变化不明显;UV254的去除率由9％升高到30％,此时臭氧即可以将不饱和有机物大量去除.臭氧投加量为1～2 mg·L-1时,短时、大强度曝气,其出水CODMn和UV254的去除效果较好.高臭氧投加量时,增加曝气接触时间可以提高臭氧对有机物的去除率,出水效果较好.在活性炭投量为10 mg· L-1,pH为8.3,水温为45℃,臭氧投加量为3 mg·L-1时,活性炭对黄河水的吸附效果较理想.臭氧氧化对黄河水中TOC的去除效果低于CODMn和UV254的去除效果,当臭氧投加量为8 mg·L-1时,TOC去除率才为10％.但是臭氧投加量为5mg· L-1,BDOC提高了80％.因此臭氧氧化可以大幅度提高原水的可生物降解性,为后续生物处理提供有机营养物质条件.     

臭氧高级氧化技术处理印染废水

研究了臭氧(O3)氧化技术对染料废水的处理效果,并探讨了O3投加量和处理时间对染料废水化学需氧量(CODCr)和色度去除效果的影响,同时比较了O3和臭氧/紫外(O3/UV)两种方法对染料废水的去除效果。结果显示,O3投加量和处理时间是影响染料废水CODCr和色度去除效率的重要因素,O3投加量为2 g/(L·h),处理20 min时,CODCr的去除率达到52%,色度的去除率达88%;O3投加量为1 g/(L·h),处理60 min时,CODCr的去除率达到64%,色度的去除率达96%。采用O3/UV方法,O3投加量为1 g/(L·h),处理60 min,CODCr的去除效率72%,对色度去除效率为97%。     

过硫酸钾对剩余污泥厌氧发酵过程的影响

为了提高污泥产酸量,研究了氧化剂过硫酸钾(K_2S_2O_8)对剩余污泥厌氧发酵过程的影响,考察了K_2S_2O_8对厌氧发酵过程中SCOD、短链脂肪酸(SCFAs)、溶解性蛋白质和多糖及污泥比阻和挥发性固体的影响。结果表明:适宜的K_2S_2O_8浓度有利于污泥的水解、产酸类型的优化以及SCFAs产量的提高。当K_2S_2O_8投加量为0.12g/g时,可以获得较高的产酸量,污泥产酸量达209.21 mgSCFAs/gVSS。同时,投加适量的K_2S_2O_8能提高有机质减少率,改善污泥脱水性能。当K_2S_2O_8投加量为0.12 g/g时,有机质减少率可达34.75%,污泥比阻与对照组相比可下降38.5%。     

水厂深度处理工艺中臭氧投加量探讨

臭氧生物活性炭深度处理是降低水中微量有机物的关键净化工艺。为确定臭氧的合理投加量,利用小试装置开展了臭氧氧化对砂滤池出水的研究。结果表明:随着臭氧投加量的增加,CODMn、总有机碳(TOC)的去除率均有所增加,但幅度弱于UV254;当臭氧的投加量达到3.0 mg/L时,臭氧氧化后的生物可降解溶解性有机碳(BDOC)可增加30%以上,UV254与TOC的比值趋于稳定;砂滤出水的溴离子浓度为100~300μg/L的情况下,当臭氧的投加量达到3.5 mg/L时仍未检测到溴酸盐。综上所述黄浦江原水水厂深度处理工程运行时,臭氧的投加剂量控制在2.5~3.5 mg/L是安全合理的。     

预混凝-高级氧化法深度处理制浆造纸废水

针对制浆造纸厂生化出水难以达标排放的问题,采用单因素试验方法对比研究了预混凝-臭氧氧化法、预混凝-Fenton氧化法的深度处理效果。结果表明:预混凝-臭氧氧化法在PAC投加量为150 mg/L,臭氧投加量为367.5 mg/L时,COD_(Cr)的质量浓度可降至84.1mg/L,满足GB 3544—2008《制浆造纸工业污染物排放标准》;预混凝-Fenton氧化法在PAC投加量为150 mg/L, m(H_2O_2)∶m(COD_(Cr))=3∶1、 n(FeSO_4)∶n(H_2O_2)=1∶20时,COD_(Cr)质量浓度为92.1 mg/L,不满足GB 3544—2008的要求;臭氧氧化、 Fenton氧化2种高级氧化技术均可有效去除废水色度;随着H_2O_2投加量的增加,Fenton氧化法中H_2O_2的利用率越来越低。预混凝-臭氧氧化法的处理效果优于预混凝-Fenton氧化法,更适合制浆造纸废水的深度处理。     

负载型催化剂催化臭氧化降解水杨酸

采用浸渍法,分别制备了以γ-Al_2O_3为载体负载镍、铜、钴、锰氧化物的4种催化剂,并对其相组成、比表面积、电荷零点等进行了表征。考察了催化剂种类、投加量及溶液pH对催化臭氧化降解水杨酸效果的影响,并与单独臭氧化进行了比较。结果表明,4种催化剂均具有一定的催化性能,且负载MnO_2的催化剂催化效果最好;催化臭氧化降解效果主要受催化剂种类及溶液pH的影响。当水杨酸初始浓度为3 mmol·L~(-1),MnO_2催化剂投加量为2.5 g·L~(-1),溶液pH为4~8,O_3投加量为12.56 mg·min~(-1)时,反应60 min,溶液UV296和COD去除率分别在98.0%和88.0%以上。机理分析表明,催化剂的吸附作用和催化O_3产生·OH的量共同影响臭氧化降解效果。