深度处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液试验研究

为了确定高级氧化与生化处理组合工艺对垃圾渗滤液反渗透浓缩液的处理效果及优化运行参数,以辽宁省某垃圾填埋场浓缩液为原水,采用混凝/电化学氧化/曝气生物滤池(BAF)组合工艺进行深度处理。组合工艺在每个环节进行因素控制后,选用最优条件的运行方式进行连续流试验,考察了混凝剂种类和投加量、pH值、助凝剂投加量、电流密度、极板间距对COD、UV₂₅₄和氨氮去除效果的影响。结果显示：考虑COD、UV₂₅₄以及氨氮的去除效果,聚合硫酸铁去除效果优于聚合氯化铝和三氯化铁,增加电流密度有助于强化有机物污染的去除效率。得到总体运行优化参数为：在聚合硫酸铁投加量为2 200 mg·L^-1,电流密度为10 A,极板间距为3 cm,BAF的水力停留时间为12 h。优化条件运行时,COD平均去除率为90%,UV₂₅₄平均去除率为91%,氨氮的平均去除率为98%。     

天然磁铁矿/UV/S2O82-对焦化废水中不同种类有机物的去除特性

以过硫酸盐（PS）为中心建立了C（天然磁铁矿）/PS、UV/PS、C/UV/PS氧化体系,分别对焦化废水生化出水进行深度处理,采用超滤膜法和有机物树脂分离方法分别对深度处理前后废水中有机物分子量分布特性及亲疏水性有机物含量变化进行了研究。研究表明：生化出水中含有较多的难降解芳香性有机物,且以分子量（M_W）<1×10³的低分子量有机物为主,其次是M_W>100×10³和10×10³～100×10³的大分子有机物。疏水酸和疏水中性组分是废水中的主体有机物,其DOC分别占总DOC的45.88%和32.09%。C/UV/PS相对C/PS、UV/PS氧化效果更好,在原水pH,铁矿石和PS的投加量分别为3 g·L^-1和2 g·L^-1,紫外光照射功率为300 W条件下,氧化90 min时COD、UV₂₅₄、DOC和色度的去除率分别为74.9%、93.5%、84.1%和80.1%。从矿化效果来看,C/UV/PS氧化体系对M_W>10×10³的大分子有机物的去除效果显著,深度处理后M_W<1×10³的有机物分子占比增加;该体系对疏水性和弱疏水性有机物去除效果较高,深度处理后亲水性有机物占比增加。     

两种炭吸附剂材料对工业园区污水厂出水中UV254的吸附去除效能

文章选用椰壳活性炭和兰炭活性焦作为吸附剂，开展了吸附去除豫北某工业园区污水厂出水UV₂₅₄的试验。试验结果表明，兰炭活性焦平均孔径大于椰壳活性炭。在pH值为3～9时，两种炭材料对UV₂₅₄的吸附都随着pH的升高而降低；在3种动力学模型中，伪二级动力学更适合描述两种炭材料对吸附UV₂₅₄的过程；相比较于Langmuir等温吸附模型，吸附等温数据更适合Freundlich模型；热力学分析的结果表明，两种材料对UV₂₅₄的吸附具有自发吸热的特性；在所有的试验中，兰炭活性焦对UV₂₅₄的吸附效果均优于椰壳活性炭。结果表明，在工业园区污水处理厂二级出水深度处理中，SCAC对UV₂₅₄去除效果较好。     

在线混凝改善粉末活性炭-超滤工艺效能研究

通过在线投加混凝及粉末活性炭(PAC)处理,研究二者对超滤(UF)进水中有机物相对分子质量分布、亲疏水性的影响,考察在线混凝改善PAC-UF工艺对有机物去除效率和膜污染效能的影响及机理。结果表明,在线混凝和PAC对去除不同相对分子质量的有机物上存在协同互补作用,当PAC投加量仅为20 mg/L时,在线混凝+PACUF工艺的UV_(254)和DOC去除率为93.6%和69.7%。在线混凝和PAC对原水中亲水性有机物的去除效果较差,去除率小于40%,但是亲水性有机物组分的存在对膜污染的影响几乎可以忽略。当PAC投加仅为20 mg/L时,过滤周期末端膜比通量为0.86。在线混凝可以有效的改善PAC-UF工艺的有机物去除效果和膜污染程度,并可以显著的减低投炭量,利于实际工程运行。     

粉末活性炭投加量对原水中有机物的去除及其分子量分布的影响

采用粉末活性炭(PAC)对宜兴市西沈水源水进行预处理。考察了不同PAC投加量对溶解性有机碳(DOC)、UV烈及SUVA的去除以及原水有机物分子量分布的影响。结果表明,DOC、UV_(254)及SUVA的去除均随着PAC投加量的升高而增加;当PAC投加量30mg/L时,PAC会优先吸附原水中小分子量的天然有机物(NOM);当PAC投加量达到80mg/L后,原水中分子量超过10 k的大分子NOM的去除率最高,且PAC投加量在0~100 mg/L范围内时,分子量在3~10 k范围内的NOM去除率均随着PAC投加量的升高而增加。     

滤池反冲洗水回流强化混凝低浊微污染水特性

以低浊微污染配水为研究对象,通过调整PACl投药量来控制絮体Zeta电位,考察不同混凝特性下滤池反冲洗水(FBWW)回流对混凝效能的影响。结果表明:Zeta电位接近-11 mV时,FBWW回流对浊度具有良好的去除效果,沉后水浊度最大去除率为63.81%,高于其他电位下FBWW回流处理效果,沉后水中残余Al_P含量最低(0.271 mg·L^-1)。但此阶段下过高的回流(12%)会导致水中PACl的额外消耗,使原水颗粒物难以获得足够的混凝剂而脱稳,致使浊度、COD_Mn、Al_P、Al_D等上升。Zeta电位接近0 mV时,FBWW对浊度、COD_Mn、UV₂₅₄、Al_P均有良好的处理效果,Al_D同时也能保持相对较低的值。当回流比在9%时,沉后水COD_Mn去除率达试验最高值34.21%。Zeta电位接近+4 mV时,FBWW回流导致浊度、COD_Mn、Al_P、Al_D大幅上升,而 UV₂₅₄去除率得到提高。回流比为12%时,这种趋势最为明显,UV₂₅₄去除率达试验最高值60.67%。通过对砂后水与沉后水有机物残余进行研究对比,沉后水与砂后水有机物的去除效果存在明显差异性,+4 mV下UV₂₅₄、COD_Mn去除率均高于其他电位。     

循环絮凝对水中SUVA及膜污染的影响

将循环接触絮凝与膜过滤相结合组成循环接触絮凝-膜过滤（CF-MF）工艺,以传统混凝-膜过滤（C-MF）工艺为对照,考察两种工艺在延缓膜污染方面的差异。采用比紫外吸光度（SUVA）作为有机物亲/疏水特性的评价指标,分析工艺变化对SUVA的影响以及SUVA和综合膜污染指数（UMFI）之间的内在联系。结果发现,膜出水SUVA与膜污染呈很好的相关性,出水SUVA越高,膜污染越严重;在最佳工艺条件下,CF-MF出水和混凝上清液SUVA分别达到了1.74 L·mg^-1·m^-1和1.18 L·mg^-1·m^-1,去除率与C-MF工艺相比分别提高17%和29%,说明CF-MF工艺对水中疏水性物质的去除效果比C-MF更好,能够有效控制疏水性物质对膜形成的污染;与C-MF相比,CF-MF能够更有效地去除水中的有机物,当混凝剂氯化铁投加量为6 mg·L^-1、回流絮体浓度为10 mg·L^-1时,UV₂₅₄和DOC的去除率分别达到了58.75%和49.7%。     

臭氧预氧化对石化污水厂二级出水水质的作用

研究了臭氧预氧化对石化企业综合污水处理厂二级出水水质的改善作用,采用分子量分级、气相色谱质谱联用仪、三维荧光扫描等手段对臭氧预氧化前后水质进行了系统分析,并对预处理前后的二级出水采用曝气生物滤池进行了对比处理研究。结果表明,在二级出水平均COD为77.8 mg·L^-1,臭氧投量为10 mg·L^-1,接触时间为4 min的条件下,臭氧预氧化对COD的平均去除率为11.4%,对UV₂₅₄的平均去除率为23.9%。臭氧预氧化能够去除水中含不饱和键以及溶解性微生物产物和腐殖酸类等难降解有机物,改变了废水中有机物的分子结构,使水中分子量小于1×10³的有机物比例从53%提高至67%。预氧化后废水经BAF处理,其COD去除量较二级出水直接经BAF处理提高了14.9%。     

微污染原水的膨润土/粉末活性炭和MBR组合工艺处理技术

以膨润土、粉末活性炭(PAC)为吸附剂,考察了其对微污染物(NH3-N、UV254)的去除效果。通过改变膨润土/PAC的投加量,考察了其与MBR的组合工艺对氨氮与UV254的去除效果及微生物活性、膜比通量和出水中有机物残留颗粒粒径的影响。结果表明膨润土对UV254的吸附能力弱,平均去除率仅为20.02%,而PAC对UV254的去除率可达89.68%。膨润土-MBR能有效去除NH3-N,平均去除率达92.8%,但对UV254的去除率仅为51.13%;PAC与MBR联用能有效去除NH3-N、UV254,去除率分别为94.5%、89.55%。出水中有机物残留颗粒物不仅数量少,颗粒粒径分布范围也变窄,大粒径颗粒绝大多数得到去除。     

预氧化强化微涡流絮凝处理微污染水的优化

针对常规混凝工艺处理微污染水时存在的药剂成本高、出水水质不稳定等问题，对比研究了高锰酸钾、二氧化氯和过氧化氢强化混凝处理微污染水的效果，并采用响应面法(RSM)建立了浊度、UV₂₅₄及COD_Mn去除率与流量、混凝剂投加量及预氧化剂投加量间的二次回归模型，研究了各因素间的交互作用对预氧化-微涡流絮凝工艺处理微污染水的影响。结果表明：高锰酸钾在降低颗粒排斥力和去除有机污染物方面优于二氧化氯和过氧化氢；结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到最佳工艺参数如下：流量为6.5 m³/h(絮凝时间为15.7 min)、PAC投加量为20.8 mg/L、KMnO₄投加量为1.0 mg/L，此条件下浊度、UV₂₅₄、COD_Mn去除率分别为90.69%、69.26%、67.99%。优化后的工艺可为实际应用提供一定参考。     

氯胺及其与二氧化氯联用对原水管道溶解性有机物降解的影响

采用环状反应器模拟原水输水管道, 考察氯胺(NH₂Cl)及其与二氧化氯联用(NH₂Cl/ClO₂)对溶解性有机物(DOM)、溶解性有机碳(DOC)和UV₂₅₄降解以及有机物荧光特性的影响。结果表明:NH₂Cl或NH₂Cl/ClO₂对DOC、UV₂₅₄和DOM的降解均产生较大的影响。相比NH₂Cl, NH₂Cl/ClO₂的影响更大, 但是有机物降解的恢复速度没有明显差异, DOC、UV₂₅₄和DOM的降解分别在停止投加氧化剂的第5 d、4 d和1 d恢复。投加氧化剂后, 芳香族有机物以向易生物降解的极性有机物的转化为主, 溶解性有机物的可生物降解能力增加。NH₂Cl和NH₂Cl/ClO₂作用后, 类蛋白质物质以及紫外区类腐殖质类物质明显减少。NH₂Cl/ClO₂更易破坏有机物中的芳香族化合物的结构, 而NH₂Cl氧化使得有机物分子结构中羰基、羟基、羧基和胺基等官能团增加, 从而有机物可生物降解能力较强。NH₂Cl和NH₂Cl/ClO₂作用后, 有机物降解作用可恢复至比未加氧化剂更高的水平, 基于卤代副产物生成的考虑, 相比NH₂Cl, NH₂Cl/ClO₂更适合用于原水输水管道的氧化。     

溶解氧对长距离输水管道水质影响

为保证长距离输水管道输送水水质,采用管道模拟反应器考察了溶解氧（DO）对输水管道水质影响以及曝气充氧后水质恢复情况。结果表明：DO降低影响氨氮（NH₄⁺-N）的去除,DO浓度越低越不利于NH₄⁺-N的去除,且曝气充氧后恢复越缓慢,DO=0.5 mg·L^-1和DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行95 h后,NH₄⁺-N去除率分别由90%降到21%和85%,曝气充氧54 h和3 h后恢复;DO浓度降低导致亚硝酸氮（NO₂^--N）积累明显增加,DO浓度越低,NO₂^--N的积累越严重,且曝气充氧后恢复越缓慢,DO=0.5 mg·L^-1的反应器在运行95 h后,出水NO₂^--N由0.02 mg·L^-1增加到0.354 mg·L^-1,曝气充氧54 h后恢复,DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行32 h后,出水NO₂^--N达到最大值0.112 mg·L^-1,曝气充氧4 h后恢复;DO浓度降低使水中UV₂₅₄升高,DO=0.5 mg·L^-1和DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行2 h后,出水UV₂₅₄分别增加了70.8%和20.8%,均在运行32 h后恢复,且曝气充氧后保持稳定。因此,DO对长距离输水管道水质具有重要影响,可采用DO实现对水质的调控。     

17α-Ethinylestradiol removal from water by magnetic ion exchange resin

Magnetic ion exchange(MIEX) resins have received considerable attention in drinking water treatment due to their fast and efficient removal of dissolved organic carbon(DOC). Two types of mechanisms, i.e., ion exchange,reversible and irreversible adsorption, may occur during pollutants removal by MIEX. This work examined the removal mechanism of 17α-Ethinylestradiol(EE2) by MIEX. As one of typical estrogen micro-pollutants,EE2 existed as neutral molecule in natural water, and its charge density was close to zero [(0.00000219 ±0.00000015) meq·(μg EE2)~(-1)] based on the potentiometric titration method. However, the removal of EE2 by MIEX was much higher than that of other micro-pollutants previously reported. Multi-cycle adsorptionregeneration experiments and ion exchange stoichiometry analysis were conducted to elucidate the removal mechanism of EE2 by MIEX resin. The results suggested that the main removal mechanism of EE2 by MIEX was ion exchange instead of reversible micro-pore adsorption. The experimental analysis based on Donnan theory indicated that the internal micro-environment of resin beads was alkaline, in the alkaline environment EE2 would be ionized into negatively charged groups. As a result, ion exchange reaction occurred inside the pore of MIEX resin, and the removal process of EE2 by MIEX was dominated by the ion exchange reaction.     

Application of an ozonation–adsorption–ultrafiltration system for surface water treatment

Investigations are presented on the effect of the preliminary ozonation on ultrafiltration (UF) and powdered activated carbon (PAC) /UF process performance, especially on permeate flux decline and the effectiveness of model organics removal. Flat membranes from regenerated cellulose were used. A model solution was prepared as a mixture of humic acids and phenol. PAC dosage was equal to 100 mg/l⁻¹. The ozone dosages were in the range of 1–3 mg O₃ l⁻¹ (0.2–0.6 mg O₃/mg TOC). It was found that the most advantageous configuration was preliminary ozonation with an ozone dosage of 0.4 mgO₃/mg TOC–UF. The permeate flux reached a value equal to the pure water flux value. Moreover, a very high effectiveness of model organics removal was obtained: TOC was reduced by about 96% and UV₂₅₄ absorbance was removed completely. When PAC was added to the feed containing humic acids without ozonation, a drop in a permeate flux was observed compared to UF. Similarly, the addition of PAC to feed treated with ozone resulted in a significant drop in the permeate flux in comparison with pure water flux, regardless of ozone dosage applied.     

饮用水处理工艺中臭氧剂量控制消毒副产物生成势研究

依托江苏某自来水厂预臭氧+常规处理+臭氧-BAC深度处理示范工程,在浑浊度、TOC、COD_Mn、UV₂₅₄等常规评价指标监测基础上,重点探讨不同臭氧投加量条件下各处理单元对总三卤甲烷生成势（TTHMFP）与总卤乙酸生成势（THAAFP）各类消毒副产物生成势（DBPFP）物质的去除规律与作用机理。结果表明,在预臭氧最佳投加量为1.1 mg·L^-1,后臭氧最佳投加量为1.8 mg·L^-1时,预臭氧和臭氧-BAC深度处理单元对THMFP的去除以三氯甲烷生成势（TCMFP）为主,其去除量分别占TTHMFP去除量的86.8%和60.2%,对HAAFP的去除在预臭氧单元以三氯乙酸生成势（TCAAFP）为主,占THAAFP去除量的77.2%,在O₃-BAC深度处理单元以氯代卤乙酸生成势（Cl-HAAFP）为主,占THAAFP去除量的70.2%。深度处理工艺不同工艺段在最佳臭氧投加剂量下对TTHMFP及THAAFP的平均去除率分别可达21.9%及63.2%,生物可降解溶解性有机碳（BDOC）总去除率达82.49%,说明该优化的深度处理工艺能够较有效地去除DBPFP,保障出水水质生物稳定性。     

ABS树脂废水胶乳浓度对破乳的影响

以ABS树脂接枝聚合工段废水为研究对象,聚合氯化铝（PAC）为破乳剂,考察了胶乳浓度对破乳效果的影响。结果表明,不同胶乳浓度下均存在优化的药剂投加量区间,投加量过小或过大均会造成破乳效果不佳。随着胶乳COD浓度由13012 mg·L^-1下降至192 mg·L^-1,单位胶乳COD的优化药剂投加量由6.1~10.8 mg·g^-1增加至7.7~13.8 mg·g^-1,区间向右移动,最佳COD去除率由99.30%下降至91.24%。稀释前后最优单位胶乳COD的药剂投加量提高了40%左右。PAC对ABS树脂废水胶乳的破乳机理以吸附-电性中和为主,随着PAC投加量的增加,胶粒Zeta电位逐渐升高,Zeta电位在-23~13 mV范围内,胶乳可有效破乳。     

Adsorption characteristics of metal-capture-agent immobilized PAC for low concentration Cr(Ⅵ) in water at low temperature

针对低温微污染水中(275 K)低浓度Cr(Ⅵ)离子(0.500 mg·L^-1),制备基于表面负载食品级单宁酸为金属捕获剂的改性PAC(TA-PAC),以HNO₃、NaOH氧化改性PAC为对照,研究了TA-PAC的表面物理化学特性和吸附性能,并进行了pH影响和吸附等温线拟合研究。结果表明:TA-PAC的比表面积、总孔容积和表面极性大小最佳。TA-PAC对低温水中Cr(Ⅵ)及总铬的去除效果优于N-PAC和OH-PAC。酸性范围内(pH=3.0~6.0)TA-PAC对Cr(Ⅵ)及总铬的去除率均大于碱性范围(pH=7.0~10.0)。Freundlich 双参数吸附等温式对TA-HNC吸附水中低浓度总铬的吸附等温线拟合效果最好(R²=0.9941)。TA-PAC吸附低温水中低浓度Cr(Ⅵ)是一个极为复杂的过程,主要吸附机理可能包括表面还原作用、酯化/螯合作用和离子交换作用等。     

炭砂双层滤料浮滤池工艺处理藻污染水库水的试验研究

目前水库水源藻污染日益严重,传统沉淀固液分离工艺难以满足净水要求。以鹊山引黄水库高藻原水为研究对象,开发了炭砂双层滤料浮滤池,考察了浮滤池工艺运行特性及运行效果。试验表明,絮凝剂选用聚合氯化铝铁（PAFC）,在投药量4.0 mg·L^-1（以Al³⁺计）,回流比8%,溶气压力0.4 MPa时,运行效果较优。炭层所含生物量约占滤料层总生物量的97.4%（最高值50.2 nmol P·g^-1）,是砂滤层 （3.0 nmol P·g^-1）的16.7倍,污染物的去除主要发生在活性炭层。试验期间,浮滤池工艺对颗粒物、蓝绿藻、浊度、COD_Mn、NPOC、UV₂₅₄、氨氮的去除率分别达到96.48%、92.40%、92.56%、57.41%、51.60%、52.50%、75.67%,嗅味由4级降为0级,出水土臭素、二甲基异冰片含量均小于检出限,一氯二溴甲烷、三氯甲烷前体物的去除率分别达到55.1%和60%,表明浮滤池工艺对常规指标、藻类、嗅味物质、消毒副产物前体物去除效果显著。