Fenton试剂氧化处理环氧氯丙烷废水的探索

环氧氯丙烷废水毒性强、生物降解性差,不适合用一般的生物方法处理,提出Fenton试剂氧化处理的方法.实验撂索了Fenton试剂反应的影响因素以及条件,发现当废水初始pH为3,H2O2的投加量是1.92 g/L,ρ(Fe2+)=1.60 g/L,即m(H2O2):m(Fe2+)=1.2,Fe2+等量分两次投加,总反应时间为1 h时,COD去除率可达89.44%.药剂分次投加比一次投加对处理效果有很大的提高.     

连续曝气生物膜反应器同步脱氮除磷实验研究

为进一步提高生物处理工艺脱氮除磷效果,采用连续曝气生物膜反应器对生活污水进行了实验研究,分析了污染物去除效果和主要影响因素。结果表明,在HRT=3 h的条件下,将DO的质量浓度控制在2 mg/L可取得较好的同步脱氮除磷效果,出水NH_4~+-N、TN、TP的质量浓度和COD分别为2.83、11.9、0.56 mg/L和24.7 mg/L。在HRT=3 h、ρ(DO)=(2±0.2) mg/L的条件下,提高进水碳氮比可进一步优化同步脱氮除磷效果,COD/ρ(TN)=8时,NH_4~+-N、TN、TP去除率分别为92%、77.6%、85.4%。     

应用MBBR进行PU合成革废水的脱氮研究

采用一个缺氧/好氧MBBR反应器考察其对TN、NH3-N和有机物的去除,同时采用另一个缺氧MBBR反应器,考察其对NO3--N的去除。试验结果表明:当进水TN的质量浓度为150~300 mg/L,NH3-N的质量浓度为50 mg/L浓度时,缺氧/好氧MBBR对TN和NH3-N的平均去除率大于89.7%和84.0%,出水TN和NH3-N均能达到GB 21902—2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》中规定的要求(ρ(NH3-N)8 mg/L,ρ(TN)15mg/L)。当碳氮比较低时,产生NO2--N的积累,对缺氧/好氧MBBR处理合成革废水而言,维持其碳氮比在3.5左右即可实现有效脱氮。缺氧MBBR反硝化能去除约98.2%的NO3--N和NO2--N,初始时碳氮比较低,产生NO2--N的积累,当碳氮比继续升高时,TN浓度下降,说明当NO3--N的质量浓度高达300 mg/L时,缺氧MBBR的反硝化效果显著。     

二价铁耦合有机碳源强化低碳源污水脱氮除磷处理

针对我国南方城市低碳源污水处理过程投加外碳源脱氮、生化池后投加化学药剂除磷经济成本高、污泥量大的弱点,本研究以强化反硝化生物活性协同化学除磷为手段,以BOD/NO_x-N为2.5的模拟反硝化过程污水作为研究对象,向半序批式SBR缺氧反应器中投加Fe(Ⅱ)作为有机碳源的耦合剂,在兼顾处理效果和使用经济因素方面分别对Fe(Ⅱ)和有机碳源的种类及其投加量进行了比较和筛选,确定了最佳的耦合体为FeSO_4·7H_2O加CH_3OH。试验结果表明,耦合体的脱氮效率比单独投加CH_3OH平均提高2.83%,这可能是因为铁元素促进了反硝化细菌的酶活性。进一步通过正交试验优化脱氮除磷效果,结果表明:当外加碳源CH_3OH维持m(CH_3OH)/m(NO_x-N)=5,Fe/P=2.4、温度控制在33℃、pH值=7为最适条件,此条件下的N、P出水可达到地表水Ⅲ类标准。     

改良A~2/O-MBR工艺深度生物脱氮除磷中试研究

为强化A~2/O-MBR工艺的生物脱氮除磷效果,以河北省某城镇污水处理厂旋流沉砂池出水进行中试,对工艺进行工况调整和运行条件优化。探究工况优化后的污染物处理效果及碳氮比、回流比、回流方式对出水水质的影响。运行结果表明,在不投加除磷药剂,膜池回流至好氧池250%,好氧池回流至缺氧池200%,缺氧池回流至厌氧池30%条件下,该组合工艺出水COD为21.01 mg/L,NH_3-N、TN、TP平均质量浓度分别为0.53、8.03、0.04 mg/L,水质稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)准Ⅳ类(ρ(TN)≤10 mg/L)。优化后的A~2/O-MBR工艺同步生物脱氮除磷的最佳C/N比(COD/TN)为6～7,该工艺在生物除磷方面有显著的效果,适用于污水处理厂准Ⅳ类地表水提标改造工程。     

常规混凝过滤法处理PVC乳化废水的研究

采用混凝过滤工艺对PVC乳化废水进行了预处理试验,研究了混凝剂种类、pH值、混凝剂投加量及絮凝剂投加量对处理效率的影响。试验结果表明:混凝剂Al2(SO4)3·18H2O投加量100mg/L,PAM投加量3mg/L和废水pH值为5.5的条件下,进水ρ(CODCr)为12000mg/L,经混凝沉淀+石英砂过滤后,出水ρ(CODCr)可降至750mg/L。     

超重力环境下O3/Fenton法处理含硝基苯废水

在旋转填充床(RPB)中超重力环境下采用O3/Fenton法处理含硝基苯废水,考察了Fenton试剂投加次数、超重力因子β、液体流量、初始pH值、Fe2+投加量、H2O2与Fe2+摩尔比对硝基苯去除率的影响. 结果表明,在硝基苯浓度175 mg/L、反应温度25℃、气体流量75 L/h、臭氧浓度40 mg/L、分3次投加Fenton试剂、溶液初始pH值4.5、超重力因子β=80、液体流量140 L/h和Fe2+总投加量1 mmol/L、摩尔比H2O2:Fe2+=5、循环处理40 min的条件下,硝基苯去除率和化学需氧量(COD)去除率分别为99.6%和87.6%. 相近条件下,与RPB-Fenton法相比,硝基苯去除率和COD去除率分别提高了36.3%和4.5%,与RPB-O3法相比分别提高了7.2%和47.1%,与BR(鼓泡反应器)-O3/Fenton法相比分别提高了11.3%和47.8%.     

低温下包埋固定化颗粒强化SBR系统硝化性能的研究

采用2个序批式活性污泥反应器(SBR)(Ⅰ、Ⅱ),于(9±2)℃条件下,向Ⅰ号反应器投加驯化的包埋固定化颗粒,考察两反应器对氨氮、有机物等的去除效果及其活性污泥性状。结果表明:在实验条件下,向Ⅰ号反应器投加包埋颗粒体积占反应器体积3%时,Ⅰ、Ⅱ号反应器出水氨氮平均质量浓度分别为6.66、11.47 mg/L,出水有机物平均质量浓度分别为26、31 mg/L,污泥比好氧速率分别为4.606 7、4.509 3 mg/(g.h);Ⅰ号反应器内活性污泥性状不受投加包埋颗粒的影响。     

外加Fe2+协同硝酸盐型铁氧化菌对低碳氮比废水 反硝化影响研究

针对废水处理过程中反硝化阶段碳源不足需要外加有机物的情况,通过驯化培养以Fe~(2+)为电子供体的硝酸盐型厌氧铁氧化菌(NAIOM),接种至普通反硝化污泥中(ASBR反应器),研究了NAIOM污泥及外加Fe~(2+)对反硝化脱氮效果的提升。结果表明:反应器在接种NAIOM污泥和投加Fe~(2+)后,碳氮比较高时NO_3~--N去除率变化不大,随着碳氮比的不断降低NO_3~--N去除率提升逐渐明显,在碳氮比为3.42、 2.28、 1.71时分别为90.20%、85.12%、 78.86%,较普通反硝化污泥不投加Fe~(2+)时的NO_3~--N去除率分别提升了17.80%、 24.59%、 28.70%,接种NAIOM污泥协同外加Fe~(2+)对提高低碳氮比废水的NO_3~--N去除率效果显著。     

外加Fe2+对低碳氮比污水生物脱氮影响研究

针对低碳氮比情况下污水处理系统生物脱氮效果较差的问题,在外加Fe~(2+)情况下,通过监测氨氮、总氮去除率及活性污泥微生物种群分布情况,分析铁离子对低碳氮比SBR污水处理系统生物脱氮的影响。试验结果表明:在进水Fe~(2+)质量浓度为2 mg/L,碳氮比由6.67降至2.22时,铁离子的存在对SBR污水处理系统脱氮效果作用明显,氨氮去除率均接近100%,总氮去除率最高可达到90.69%,较起始阶段氨氮去除率和总氮去除率分别提高了30.09%、 40.59%。随着Fe2+的加入,活性污泥中优势菌属也转变为参与生物脱氮的厌氧绳菌科、红环菌科和硝化螺旋菌科。停止外加Fe~(2+),氨氮去除率和总氮去除率分别降低至89.20%、 36.10%。铁离子的存在和累积对低碳氮比SBR污水处理系统生物脱氮有促进效果。     

Fe3+在A2O工艺缺氧区的转化规律及其对污泥絮凝性的影响

为了研究铁元素对A²O工艺污泥絮凝性的影响,考察Fe³⁺在污泥上清液、胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）与底泥（Pellet）中的分布和迁移转化规律,结合三维荧光光谱（3D-EEM）、原子吸收和X射线衍射仪（XRD）分析Fe的存在形态和结构特征,揭示Fe³⁺与微生物代谢产物的作用机制,探索Fe³⁺对脱氮除磷效率的影响。结果表明：低浓度Fe³⁺（<10 mg·L^-1）能够提高COD和TN去除率,促进微生物活性,增强污泥生物絮凝性;高浓度Fe³⁺（10~40 mg·L^-1）则抑制微生物活性,使EPS总量升高,污泥絮体脱稳,LB、TB层PN/PS是影响污泥絮凝性的关键因素;Fe³⁺的投加强化生物除磷效率,当Fe³⁺浓度为40 mg·L^-1时,TP去除率为93%。Fe³⁺在污泥混合液中的分布规律为TB>上清液>LB>SMP,Fe³⁺在生物体内富集累积,能够改变EPS各层的组分。     

Fe2+/Fe3+和Mn2+对低氧曝气过程总氮去除与转化途径的影响

为短期快速实现实际生活污水自养脱氮,采用含有厌氧氨氧化菌的实际污水处理厂活性污泥,针对Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺对低氧曝气过程中氮的去除效果进行了研究,分析确定了氮素转化的途径。研究结果表明,Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺均可提高活性污泥中厌氧氨氧化菌（AnAOB）丰度,但由于Fe²⁺/Fe³⁺对氨氧化菌（AOB）也存在一定抑制作用,因此,短期投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,低氧曝气过程中总无机氮去除率为25%,但投加Mn²⁺条件下总无机氮去除率可达44%。通过氮素平衡分析,发现投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,氮素主要通过反硝化作用去除;而投加Mn²⁺条件下,氮素主要通过厌氧氨氧化（anammox）作用去除。因此,传统活性污泥可通过短期投加Mn²⁺增强厌氧氨氧化活性,促进低氧曝气过程中氮的去除,利于快速实现一体化自养脱氮。     

木质填料床A/O系统处理低C/N比养猪废水的效能与脱氮机制

针对干清粪式养猪废水 浓度高和低C/N比的特点构建了四格室木质填料床A/O处理系统,通过调控运行探讨其除氮效能和机制。结果表明,在HRT 18.7 h、32℃、硝化液回流比200%、好氧区DO 1.5 mg·L^-1等条件下,即便进水 高达307.7 mg·L^-1,COD/TN平均为0.47,系统对COD、 和TN的去除率仍能维持在66.5%、93.6%和89.0%左右,TN去除负荷达到0.22 kg·m^-3·d^-1以上。系统对COD和TN的去除表现出一定的空间分区特征,其中前三厌氧格室是去除COD主要功能区,末端好氧格室是脱氮功能区。系统的脱氮机制以短程硝化反硝化为主,枯木填料的腐解为反硝化提供了必要的碳源。     

MUCT工艺处理生活污水短程脱氮的实现及硝化菌群动态变化

采用连续流MUCT工艺处理实际生活污水,研究短程生物脱氮的实现,并采用实时荧光定量PCR方法(quantitative real time PCR,QPCR)分析全程脱氮向短程脱氮转变过程中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)的动态变化。通过降低溶解氧浓度为0.5mg·L^-1和缩短水力停留时间为6h,实现短程硝化,亚硝酸盐积累率达到90%。在短程硝化稳定运行阶段总氮去除率高达90%以上,远远大于全程阶段的74%。QPCR结果表明全程脱氮阶段水力停留时间的缩短使AOB细胞数呈现下降的趋势,NOB细胞总数稳定维持在10⁸cells·(g dried sludge)^-1。短程脱氮阶段,AOB细胞数小幅度上升,由3.17×10⁶cells·(g dried sludge)^-1增长到1.32×10⁷cells·(g dried sludge)^-1,同时AOB占全菌的比例也小幅度增长。NOB的细胞数在5.9×10⁷~1.78×10⁸cells·(g dried sludge)^-1之间波动。NOB占全菌的比例由1.44%下降到0.47%。因此,MUCT工艺处理实际生活污水的系统中NOB丰度降低及活性抑制是实现并维持短程生物脱氮的重要原因。短程脱氮运行期间由于控制低溶解氧浓度和短的水力停留时间,AOB丰度及相对含量没有显著增加,甚至下降,但不会影响氨氮和总氮的去除。     

长泥龄改良A2/O工艺的短程硝化反硝化除磷

为解决传统A²/O工艺硝化与除磷泥龄(SRT)之间的矛盾,进一步提高低C/N(P)比生活污水同步脱氮除磷效率,采用一种改良A²/O工艺在长SRT条件下处理生活污水.试验结果表明,该工艺可有效筛选和强化反应器内活性污泥,并大量富集长SRT的反硝化除磷菌(DPAO).通过亚硝酸盐氧化菌(NOB)淘洗阶段后,反应器在SRT=19.6d、A²O段污泥浓度(MLSS)=5.5 g·L^-1、水力停留时间(HRT)=8.2 h、污泥回流比(R)=90%、硝化液回流比(r)=250%、溶解氧(DO)=1.5～0.3 mg·L^-1,间歇曝气段HRT=4 h、曝气周期1 h曝气1 min(DO=0.3～0.5 mg·L^-1)、沉淀59 min条件下长期运行,COD、NH₄⁺-N、TP和TN的平均去除率分别为88.71%、99.2%、93.77%和89.52%,出水亚硝化率(NO₂^--N/NO_x^--N)可达97.2%,DPAO占聚磷菌(PAO)比为95.5%.污水中约72.96%的COD被DPAO合成PHA除磷,15.75%的COD由异养反硝化消耗,约41.96%和31.31%的N分别通过反硝化除磷和异养反硝化去除.剩余污泥主要由DPAO和反硝化菌增殖产生,分别占82.74%和17.24%,较传统脱氮除磷途径减少了58.76%的碳源消耗和44.6%的污泥排放.     

酸洗废液及污泥制备磁性氧化铁颜料的工艺

以金属制品厂酸洗废液与酸洗污泥为原材料，采用湿式沉淀法制备高性能磁性氧化铁（Fe₃O₄）颜料。实验采用双氧水为氧化剂，15%石灰浆液调节反应液pH，利用蒸汽加热法为体系升温，以终点Fe³⁺/Fe²⁺比为判断依据，分析了废酸/污泥比、原液Fe³⁺/Fe²⁺比、反应时间、pH、反应温度对合成Fe₃O₄产品的影响。结果表明，随着实验不断进行，受空气影响，反应过程中Fe³⁺/Fe²⁺比是逐渐升高的；在废酸/污泥比为5∶1、原液Fe³⁺/Fe²⁺比为1.60∶1、反应时间为4h、pH为9、反应温度介于80～90℃之间条件下，合成产物色光及吸油量等指标达到氧化铁黑标准要求。本研究解决了行业内酸洗污泥资源化处置的瓶颈问题，为企业带来经济效益及环境效益。     

升流式微氧生物膜反应器处理高氨氮低C/N比养猪废水的效能

针对高氨氮低C/N比干清粪养猪废水处理面临的脱氮问题,制作并运行了一种升流式微氧生物膜反应器（UMBR）,考察了废水水质和由出水回流比调控的溶解氧（DO）对系统处理效能的影响。结果表明,将系统内DO控制在0.23～0.70 mg·L^-1范围,不会对UMBR的COD去除率造成不良影响,而且能够保证NH₄^--N的氧化效能。但DO为0.70 mg·L^-1的微氧环境,会抑制厌氧氨氧化作用,降低系统的TN去除效能。在HRT 8 h、27℃和DO 0.40 mg·L^-1的条件下,UMBR对NH₄^--N和TN的去除负荷平均可达0.94和0.91 kg·m^-3·d^-1,COD去除负荷也能达到0.60 kg·m^-3·d^-1左右。分析认为,填料的布设及生物膜的着生,不仅保证了UMBR的微生物持有量,而且可为化能自养菌群、氨氮氧化菌群、自养反硝化菌群和异养反硝化菌群等微生物类群创造各自适宜的微环境,是系统保持污染物高效去除的生物学基础。     

Simultaneous removal of nitrogen and phosphorus from swine wastewater in a sequencing batch biofilm reactor

In this study, the performance of a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) for removal of nitrogen and phosphorus from swine wastewater was evaluated. The replacement rate of wastewater was set at 12.5%throughout the exper-iment. The anaerobic and aerobic times were 3 h and 7 h, respectively, and the dissolved oxygen concentration of the aerobic phase was about 3.95 mg·L?1. The SBBR process demonstrated good performance in treating swine wastewater. The percentage removal of total chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen (NH4+-N), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) was 98.2%, 95.7%, 95.6%, and 96.2%at effluent concentrations of COD 85.6 mg·L?1, NH4+-N 35.22 mg·L?1, TN 44.64 mg·L?1, and TP 1.13 mg·L?1, respectively. Simultaneous nitrification and denitrification phenomenon was observed. Further improvement in removal efficiency of NH4+-N and TN occurred at COD/TN ratio of 11:1, with effluent concentrations at NH4+-N 18.5 mg·L?1 and TN 34 mg·L?1, while no such improvement in COD and TP removal was found. Microbial electron microscopy analysis showed that the fil er surface was covered with a thick biofilm, forming an anaerobic–aerobic microenvironment and facilitating the removal of nitrogen, phosphorus and organic matters. A long-term experiment (15 weeks) showed that stable removal efficiency for N and P could be achieved in the SBBR system.     

Synthesis of hierarchical dendritic micro–nano structure ZnFe_2O_4 and photocatalytic activities for water splitting

Hierarchical dendritic micro–nano structure Zn Fe_2O_4 have been prepared by electrochemical reduction and thermal oxidation method in this work. X-ray diffractometry, Raman spectra and field-emission scanning electron microscopy were used to characterize the crystal structure, size and morphology. The results show that the sample(S-2) is composed of pure ZnFe_2O_4 when the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+)in the electrolyte is 0.35. Decreasing the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+), the sample(S-1) is composed of ZnFe_2O_4 and α-Fe_2O_3, whereas increasing the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+), the sample(S-3) is composed of ZnFe_2O_4 and Zn O. The lattice parameters of ZnFe_2O_4 are influenced by the molar ratio of Zn~(2+)/Fe: Zn at excess decreases the cell volume whereas Fe at excess increases the cell volume of Zn Fe_2O_4. All the samples have the dendritic structure, of which S-2 has micron-sized lush branches with nano-sized leaves. UV–Vis diffuse reflectance spectra were acquired by a spectrophotometer. The absorption edges gradually blue shift with the increase of the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+). Photocatalytic activities for water splitting were investigated under Xe light irradiation in an aqueous olution containing 0.1 mol·L~(-1)Na_2S/0.02 mol·L~(-1)Na_2SO_3 in a glass reactor. The relatively highest photocatalytic activity with 1.41 μmol·h-1· 0.02 g~(-1)was achieved by pure ZnFe_2O_4sample(S-2). The photocatalytic activity of the mixture phase of Zn Fe_2O_4 and α-Fe_2O_3(S-1) is better than ZnF e_2O_4 and ZnO(S-3).     

Fe0对SBBR工艺处理腈纶废水性能影响

以吉林某化纤集团公司污水处理车间腈纶废水为对象,通过平行对比试验考察了Fe⁰对SBBR反应器处理腈纶废水性能的影响。结果表明:(1)添加Fe⁰可提高SBBR反应器的启动速率;(2)在反应器进入稳定运行阶段后,添加Fe⁰的2^#反应器与对照组1^#反应器的COD_Cr平均去除率分别为70.7%和60.5%,NH₃-N平均去除率分别为60.6%和13.5%,外加Fe⁰的SBBR反应器COD_Cr与NH₃-N平均去除率分别提高了10.2%和47.1%;(3)添加Fe⁰的2^#反应器的MLSS与MLVSS分别是对照组1^#反应器的1.60倍和1.35倍。同时,添加Fe⁰更有利于异养型硝化菌--产碱杆菌属的生长,从而大大提高了反应器NH₃-N的去除率。