NaY分子筛去除水中氨氮的实验研究

氨氮是水体中的主要污染物之一,对NaY分子筛吸附氨氮进行了初步研究,研究了pH值、分子筛用量、吸附时间、吸附温度、溶液中共存阳离子对吸附的影响,并获得了分子筛吸附氨氮的吸附容量。实验结果表明：pH值为8.55时,分子筛对氨氮吸附效果最好,去除率达83.07%;吸附时间对分子筛吸附氨氮的影响不明显;70℃左右时去除率较好;共存金属阳离子均有利于提高氨氮去除率,由大到小依次为：Zn^2＋〉Ca^2＋〉Mg^2＋〉Cu^2＋;随分子筛用量增加,去除率增加,吸附容量降低,确定最佳分子筛用量为1.0 g/100 mL;NaY分子筛对氨氮具有较好的吸附效果,吸附容量高达210.32 mg/g.     

超滤法处理酚醛树脂生产废水

为了探索一种低成本、节能、设备简单、操作方便的处理中浓度酚醛树脂生产废水的工艺,使废水处理后满足可生化处理的要求,采用聚偏氟乙烯（PVDF）管式超滤膜处理化学需氧量（COD）为6 000 mg/L、挥发酚为3 000 mg/L的中等质量浓度酚醛树脂生产废水.探讨了进料流速、跨膜压差、料液温度、浓缩比等因素对膜性能的影响.结果表明：料液温度升高,挥发酚和COD的截留率都下降;跨膜压差增大可提高对挥发酚和COD的截留率.超滤酚醛树脂废水的最佳工艺条件：跨膜压差40 kPa,流速1.4 m/s,温度25℃的条件下,挥发酚的截留率可达到43％,COD的截留率可达到48％,酚醛树脂生产废水的可生化性得到明显改善.对膜的清洗进行了实验,用自制的质量分数0.5％双氧水＋0.3％氢氧化钠水溶液对膜进行清洗,能使膜通量部分恢复.     

Supported liquid membrane extraction to treat coal gasification wastewater containing high concentrations phenol

The hollow fiber supported liquid membrane extraction was introduced to treat coal gasification wastewater to recover phenolic compounds,with tributyl phosphate (TBP) as carrier,kerosene as the membrane solvent,sodium hydroxide solution as the stripping agent and PVDF as the membrane material. Factors having strong impact on the extraction efficiency were studied in detail,including the mass transfer mode,twophase flow rate,stripping phase concentration. As extraction system with 20% TBP-kerosene,parallel flow mass transfer,stripping phase concentration 0.1 mol/L,the optimal operating conditions could be obtained. Under the optimum operating conditions,the time required to reach equilibrium for the extraction is 50 min, and extraction efficiency of phenol is 86. 2% and the phenol concentration of effluent is 98.64 mg/L.     

A Pilot-scale Study on Coal Gasification Wastewater Reclamation Using Pretreatment Alternatives Combined with Ultrafiltration and Reverse Osmosis

Aims to investigate the performance of the pilot-scale reclamation plant for coal gasification wastewater (CGW) using ultrafiltration and reverse osmosis with appropriate pretreatment alternatives, different pre-treatment alternatives- coagulation, adsorption, and ozonation methods were employed to treat the secondary effluent of coal gasification wastewater (SECGW) in a pilot-scale pressurized membrane system. The performance was compared to choose the most suitable pre-treatment alternative for the SECGW reclamation. Ozone reaction achieved highest COD removal efficiency (79.6%-91.0%), resulting in the stable normalized parameters of the subsequent ultrafiltration and reverse osmoses. In contrast, the coagulation and adsorption processes achieved only 32.8%-45.7% and 53.1%-64.6% decreases in COD, respectively. The residual organic pollutants in the reverse osmosis feed water led to an increase in normalized pressure drop and a decrease in normalized permeability (or membrane transference coefficient). The hydrophobic fraction was the main constituent (approx. 70% of DOC) in pretreated SECGW, and the hydrophobic-neutral fraction contributed mostly to the UV absorbance (53%). Fluorescence excitation emission matrices revealed that ozonation removed most of the hydrophobic and aromatic proteins such as tyrosine and tryptophan which dominated in raw wastewater. The recalcitrant compounds such as phenolic compounds, heterocyclic compounds, especially long-chain hydrocarbons, which were easily attached to the membrane surface and contributed to organic fouling, could be oxidized and mineralized by ozone. Among the three pretreatments, ozonation showed highest removal efficiencies of hydrophobic and aromatic proteins, therefore resulting in highest normalized permeability.     

Improvement Effect of Bioaugmentation with Phenol Degrading Bacteria on Lurgi Coal Gasification Wastewater Treatment

降酚细菌强化鲁奇气化废水处理的研究

方 芳¹,吴 刚²,韩洪军¹,马明敏¹

（1. 哈尔滨工业大学 市政环境工程学院,哈尔滨 150090;

2. 双良集团有限公司,江苏 江阴 214400）

创新点说明：

1）首次将降酚菌剂应用于鲁奇废水实际工程应用;

2）发现降酚菌剂对鲁奇废水处理工艺污染物去处具备强化作用;

3）提出降酚菌剂可显著降低鲁奇废水处理工艺的药剂用量。

研究目的：

为强化鲁奇气化废水厂污染物去除和药剂节省提供一种经济可行的方法。

研究方法：

降酚菌剂在夏季于鲁奇气化废水处理工程单元接触氧化池内实施强化。通过测定实际工程中接触氧化以及后续缺氧-好氧（A/O）、混凝沉淀（CS）、曝气生物滤池（BAF）污染物去处率变化,考察生物强化技术对污染物去处的强化作用。通过测定废水处理过程中甲醇、混凝剂、助凝剂、脱色剂用量变化,考察生物强化技术在废水处理过程中药剂节省作用。

结果：

强化后,接触氧化池对COD和总酚去除率分别由78.5%、80%提高至82.3%、86.6%。在后续缺氧-好氧（A/O）、混凝沉淀（CS）、曝气生物滤池（BAF）也可以观察到这种强化作用。另外,强化后用于反硝化和混凝沉淀的药剂量显著降低,甲醇、混凝剂、助凝剂、脱色剂用量分别由100mg/L、864mg/L、619mg/L、518.8mg/L降低至85mg/L、810mg/L、500mg/L、395.5mg/L。

结论：

对于鲁奇气化废水厂污染物强化去除和药剂节省,降酚菌剂生物强化技术是一个可行的选择。

关键词：生物强化;降酚细菌;鲁奇气化废水

     

硅氮烷疏水改性介孔分子筛填充PDMS制备杂化复合膜及渗透汽化性能

采用硅烷偶联剂对介孔分子筛疏水改性,并将其掺杂在聚二甲基硅氧烷(PDMS)中涂覆在聚砜基膜上制备有机无机杂化复合膜.对疏水改性介孔分子筛进行了BET测试及FT-IR等表征.BET测试结果显示,改性前后孔径分布发生明显变化;从FT-IR图中看出,改性后介孔分子筛的羟基峰明显减小甚至消失并且出现烷基等特征峰.通过扫描电镜(SEM)观察了有机无机杂化复合膜的形貌结构,并研究了分子筛添加量、料液浓度和操作温度等对杂化复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明:采用1,1,3,3-四甲基二硅氮烷对介孔分子筛疏水改性最有效;疏水改性后介孔分子筛/PDMS杂化复合膜对醇/水溶液有较好的分离效果,当分子筛填充质量分数为20%、操作温度为40℃、进料液质量分数为3%时,杂化膜对乙醇/水体系的分离因子最高为9.8,渗透通量为1 002 g/(m2·h),对正丁醇/水体系的分离因子最高为65.4,渗透通量为1402 g/(m2·h).     

酸改性膨润土处理苯酚废水的工艺研究

以辽宁膨润土和硫酸为主要原料制备了改性膨润土,并研究了改性膨润土吸附苯酚废水的工艺条件。结果表明：使用改性膨润土0.3 g处理浓度为20 mg/L的苯酚废水,固液比为6 g/L,常温吸附1.5 h,苯酚浓度去除率达到65%~70%;改性膨润土对高浓度苯酚的浓度去除率较低浓度的更好,浓度去除率达到75%。     

煤系高岭土酸浸脱铝水热合成NaY分子筛

以煤系高岭土为原料,经煅烧、酸浸脱铝工艺,首次在酸浸偏高岭土-碱水热反应体系中合成了NaY分子筛.采用XRD,SEM对所合成样品进行表征,考察了体系中碱度、硅铝比、老化过程、晶化过程对NaY分子筛合成的影响.结果表明:该水热反应体系适宜的碱度条件为n(H2O)/n(Na2O)=80,碱度过高或过低均会出现P型分子筛杂相.适宜的硅铝配比为n(SiO2)/n(Al2O3)=6.4;老化有助于生成纯相、结晶度好的NaY分子筛,其适宜的老化温度为50℃、老化时间为4h.晶化温度过高或晶化时间过长易转晶生成P型杂相,适宜的晶化条件是晶化温度为85℃、晶化时间为24h.在该反应体系中反应原料由偏高岭土酸浸脱铝后获得,产物结晶度较高,无杂晶,晶形完整,粒度为2μm左右.     

分子筛对水中氨氮的吸附性能研究

利用复合分子筛对模拟含氨氮废水进行研究,分析了吸附过程中粒径,温度,pH值,停留时间等影响因素对氨氮去除效率的影响.结果表明：氨氮去除效果随着分子筛粒径的减小而增加,4 g粒径小于2 mm分子筛对100 mL浓度为5 mg/L的模拟氨氮水的去除效果达到了80%,停留时间与去除率呈正相关,当40 min时反应基本达到了平衡,在弱酸性和碱性条件下氨氮去除率有所增加,氨氮的去除效果随着温度的升高而上升.     

煤制天然气气化单元的数值模拟

为生产煤制天然气,本文采用HSC化学热力学计算软件进行了煤气化单元的数值模拟。通过改变反应温度、压力及气化剂水蒸气的供入量,分析煤气化产物可用于甲烷化的有效组分(CO,H2,CO2,CH4)摩尔分数的变化规律,同时结合相应的能源转化效率优化工况参数,降低甲烷化的氢气补充并提高转化效率。结果表明,煤制天然气煤气化单元中的运行参数最优选择为1.5 MPa,900℃;煤及气化剂输入量为n(煤)∶n(水)=1∶2;煤气化产物中有效气摩尔分数达96.97%,n(CO)∶n(H2)生成速率为1.5~1.8。该结果可以用于指导煤制天然气的实验研究。     

移动床生物膜反应器处理极低C/N废水试验研究

在常温下采用移动床生物膜反应器处理低C/N比废水.结果显示:在填料填充比为40%、进水氨氮质量浓度为25 mg/L条件下,出水氨氮质量浓度基本稳定在4 mg/L左右,氨氮去除率在80%以上,硝化效果突出;进水C/N不足1时,TN及COD去除率分别能达到55%、60%以上,说明移动床生物膜反应器用于处理极低C/N废水具有良好效果.     

乳状液液膜法处理含酚废水的研究

研究以Span－80－煤油作膜相、NaOH溶液为内水相的乳状液膜处理含酚废水的最佳操作条件，考察不同因素对乳状液膜法提取酚的影响。实验结果表明，含酚1000mg／L的废水，比液膜法处理后，除酚率可以达99％。     

UAFB二级厌氧处理造纸废水的研究

本文研究了上向流厌氧流化床UAFB,以煤灰渣为底层填料,以纤维为上层填料,二级厌氧消化处理造纸废水。结果表明:在常温下,当进水COD浓度在40000～45000mg/l,容积负荷率6.25～11.5kgCOD/m~3·d、COD去除率可保持在85％以上,并会获得很高的产气率。     

CaO催化煤焦CO_2气化反应研究

以分析纯CaO为催化剂,利用固定床实验研究了烟煤煤焦等温CO2催化气化反应特性,分析了添加方式和添加比例对煤焦催化气化影响。研究表明:机械混合添加CaO对煤焦气化影响不大;去离子水浸渍添加时,去离子水对煤焦气化特性影响与温度有关,温度越高,去离子水浸渍后煤焦气化特性与原煤煤焦之间差别越不明显;不同温度下煤焦催化气化CaO装载饱和度均为5%,且气化反应活性随温度的升高和催化剂添加比例的增加而增大。通过比对常用反应动力学机理函数相关系数大小确定煤焦催化气化反应符合n=2的三维扩散方程,并计算得到气化反应活化能、指前因子和反应速率常数等动力学参数。     

膜分离法回收不凝气中乙醇/水蒸气的实验研究

模拟传统发酵,将PTFE膜用于不凝气中乙醇/水蒸气的分离,研究了不凝气中乙醇浓度、进料温度、膜后真空度等操作条件对膜分离性能的影响,并对PTFE膜和ePTFE膜进行比较.结果表明,PTFE膜渗透通量随着气体中乙醇摩尔分数、进料温度、膜后真空度的增加而增加,温度与渗透通量符合Ar-rhenius方程.PTFE膜分离因子随气体中乙醇摩尔分数、进料温度的增加而增加,随膜后真空度的增加而减小.ePTFE膜相对于PTFE膜来说,具有较高的渗透通量,分离效果较好,有利于乙醇/水蒸气的分离.     

煤气化废水尾水的生物强化处理与微生物响应特性

煤气化废水难降解有机物含量高、毒性大,常规生化处理很难达到理想的处理效果.以煤气化废水生化处理出水为研究对象,采用生物菌剂和促生剂来强化煤气化废水的生化处理效果,探讨生物强化的微生物机制.反复批式实验结果表明,单独投加原油降解菌群对废水的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)去除效果最好,与...     

电还原耦合膜分离技术净化含铬废水研究

提出了一种电还原与膜分离技术耦合新工艺对含铬废水进行处理。通过导电微滤膜与铁板电极形成的回路,研究了在不同电压和运行时间条件下含铬废水的处理效果,并对铬的去除机理进行探究。实验结果表明,在外加电压为2 V,Cr浓度为20 mg/L,运行90 min,可以取得处理Cr效果的同时不会造成膜损坏。Cr的去除率随电压的增大而增加,2 h后去除效果均趋于稳定,最高去除率在98.5%左右。不同工况条件下,跨膜压差均维持在较低水平。本研究为处理重金属废水提供了新思路。     

外循环厌氧工艺处理鲁奇煤制气废水的研究

为了提高煤制气废水的厌氧处理能力,研究了实际工程中煤制气废水的外循环厌氧处理效果,并考察进水质量浓度、水力停留时间和投加甲醇对煤制气废水处理效能的影响.结果表明:煤制气废水的厌氧处理效率很低,进水COD和总酚质量浓度分别为1100mg/L和210mg/L时去除率分别为18.5%和20.3%,当进水COD质量浓度提高至2100mg/L时去除率分别为15.2%和25.5%.水力停留时间由24h延长至48h,COD和总酚去除率略有提高.投加甲醇控制COD含量为200～500mg/L,COD和总酚去除率分别提高至40.7%和35.2%.投加甲醇基质可以明显提高废水的厌氧处理效能,稀释作用或者延长水力停留时间的效果甚微.     

旋流式壅塞空化器处理苯酚溶液研究

壅塞空化是一种新型的水力空化技术,在壅塞空化器喷嘴内加入旋流芯即成为旋流式壅塞空化器。在不同背压和旋流芯长度下,利用CFD软件对旋流式壅塞空化器内部流场进行了数值仿真,并对不同初始浓度的苯酚溶液采用高效液相色谱仪检测其处理前后的质量浓度变化。计算结果表明,旋流式壅塞空化器内部产生的涡环对壅塞空化具有促进作用,并存在最佳背压和旋流芯长度。模拟污水处理试验结果表明:当背压为200 k Pa,旋流芯长度为3/4倍导程,苯酚溶液的初始质量浓度为5 mg/L时,旋流式壅塞空化器对苯酚溶液的去除效果最佳。     

重力流膜生物反应器处理农村污水效能与机制

重力流膜生物反应器（GDMBR）具有低能耗、低维护和出水稳定的工艺特点,然而,目前关于利用GDMBR直接处理农村污水的相关研究较少,为此,探究GDMBR处理生活污水的通量变化规律、污染物去除效能以及不同膜孔径对其的影响。结果表明,GDMBR处理生活污水时可在无反冲洗条件下长期稳定运行,稳定通量为1.3~1.5 L/(m²·h)。这是由于膜表面生物滤饼层内形成了疏松多孔结构,且膜孔内污染物含量极低。GDMBR工艺可在较低污泥质量浓度的前提下实现对COD和UV₂₅₄的高效去除,去除率分别为78%和85%,并有效保留污水中的氮源和磷源。此外,不同膜孔径对GDMBR工艺除污染效能的影响甚微,但微滤膜构成的GDMBR系统的稳定通量略高于超滤膜系统。