基于铁基质高效催化还原污水中硝酸盐氮的实验研究

污水厂排水中硝酸盐氮(NO_3~–-N)浓度偏高,难利用常规生物脱氮工艺实现NO_3~–-N的深度脱除。以铁基质高效催化脱氮载体为污水中NO_3~–-N的脱除材料,探究不同铁基质催化活性、pH和NO_3~–-N浓度等对污水中NO_3~–-N去除的影响及机制。研究结果表明:添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体可脱除92.23%的NO_3~–-N,调节污水为酸性至中性条件时,其NO_3~–-N去除率均可达到92.09%以上,且氨氮(NH_4~+-N)积累量先升高后降低;当污水为碱性条件时,NO_3~–-N的去除率亦可达86.13%以上,且在碱性条件时无NH_4~+-N积累;原水中NO_3~–-N的浓度变化(20～70 mg·L~(-1))对铁基质高效催化脱氮载体的脱氮性能影响较小,NO_3~–-N去除率均达到96.11%以上。与催化剂A、B和C相比,添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体脱氮速率最快,NO_3~–-N降解反应过程符合一级反应动力学方程,反应速率常数k=0.0170 min~(–1)。关键词:污水厂排水;硝酸盐氮;零价铁;铁基质高效催化脱氮载体;催化剂;双金属;催化还原;反应动     

回流比对生物絮凝-A~2O组合工艺去除特性的影响

通过调整混合液回流比和污泥回流比,考察了生物絮凝-A~2O组合工艺的去除特性。结果显示:组合工艺对COD_(Cr)和NH_3-N的去除率受混合液回流比和污泥回流比的影响较小。TN的去除率随混合液回流比的增加先增加后减少,随污泥回流比的增加而增加。磷酸盐的去除率随混合液回流比的增加而增加,随污泥回流比的增加而减少。综合考虑组合工艺对COD_(Cr)、NH_3-N、TN和磷酸盐的去除率,混合液回流比取300%和污泥回流比取80%较合适。在最佳条件下,组合工艺对COD_(Cr)、NH_3-N、TN和磷酸盐的去除率分别达到88.64%、97.56%、70.25%和84.97%。     

吸附-催化材料的制备及对生活洗衣废水的处理

质量比3:5:2的配比的椰壳活性炭、酸改凹凸棒土和MnO_2为原料制备吸附-催化材料,并以双氧水为氧化剂,处理以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为特征污染物的生活洗衣废水。结果表明,该吸附-催化材料有较大的比表面积与总孔容,MnO_2颗粒负载在酸改凹凸棒土和椰壳活性炭表面。吸附-催化氧化体系对生活洗衣废水处理效果较好,COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP、LAS的去除率分别大于88%、75%、75%、66%、88%。双氧水投加量对LAS的去除有显著影响,材料投加量对NH_4~+-N、NO_3~--N的去除有显著影响,进水流量较大时有利于材料的合理利用。连续处理的优化参数为H_2O_2投加量1.0 m L/min,进水体积流量0.4 L/min。     

改性离子交换树脂去除工业废水中高浓度氯离子

考察了改性阴离子树脂对工业废水中高浓度氯离子的去除特性。实验表明,改性硫酸根型阴离子树脂具有稳定的除氯效果,在1.33~4.00 m L·min~(-1)区间的流速不影响除氯效果。预处理浓度为"先1%NaOH、再4%H_2SO_4"与"先3%NaOH、再2%H_2SO_4"在投加量2.5~5.0m L·g~(-1)时有较好的氯离子即时吸附量和较高的COD_(Cr)去除率,COD_(Cr)的去除率达80%。     

Fe(Ⅲ)太阳光催化降解BPA

以Fe(NO_3)_3为催化剂,在自然光照射下对BPA的降解过程进行了研究。考察了Fe(NO_3)_3用量、体系pH、BPA初始质量浓度、光照时间对BPA降解效率的影响,并测定了BPA的COD_(Cr)去除率。结果表明,当Fe(NO_3)_3和双酚A物质的量之比为0.8∶1、体系pH=3、BPA初始质量浓度为10 mg/L时,经太阳光照射3 d后,BPA的降解率可达99.4%,其COD_(Cr)去除率可达66.8%,并对降解机理做了推测。     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水

以γ-Al_2O_3为载体,Mn(NO_3)_2·4H_2O为前驱体,制备MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂。以臭氧为氧化剂,MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化臭氧氧化降解100 mg/L的苯酚模拟废水,考察活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间对催化臭氧降解苯酚的影响。结果表明,锰负载量10%,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h为MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂较佳的制备方案。将其应用到高碱性苯酚溶液中,在臭氧浓度为0.96 mg/L,催化剂用量为2 g/L,温度25℃,反应60 min时,苯酚和COD的去除率分别达到97.6%和71.8%,催化活性较好。     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水

以γ-Al_2O_3为载体,Mn(NO_3)_2·4H_2O为前驱体,制备MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂。以臭氧为氧化剂,MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化臭氧氧化降解100 mg/L的苯酚模拟废水,考察活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间对催化臭氧降解苯酚的影响。结果表明,锰负载量10%,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h为MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂较佳的制备方案。将其应用到高碱性苯酚溶液中,在臭氧浓度为0.96 mg/L,催化剂用量为2 g/L,温度25℃,反应60 min时,苯酚和COD的去除率分别达到97.6%和71.8%,催化活性较好。     

CeO_2-MgO/AC催化剂开发及臭氧催化氧化深度处理制药废水

采用浸渍法制备CeO_2-Mg O/活性炭催化剂,研究臭氧催化氧化(COP)和尾气利用-臭氧催化氧化(RO-COP)对制药废水中COD和NH_3-N的去除特征。结果表明,当进水COD及NH_3-N的质量浓度平均分别为252.8 mg/L和153.8 mg/L时,在适宜COP工艺条件下(臭氧投加量4.9 g/h、初始p H为11和催化剂投加量1.5 g/L),COD和NH_3-N去除率平均分别为94.31%和99.71%;COD和NH_3-N的反应动力学常数分别为2.11×10-2 min~(-1)和5.01×10~(-2) min~(-1)。在上述工况条件下,经RO-COP处理后,COD及NH_3-N平均去除率分别为96.3%和99.82%,1 m~3尾气中可回收臭氧量为4.21 g,回收率为75.39%。     

改进型ABR处理硫酸铵废水及微生物群落的影响

以改进型ABR系统对模拟硫酸铵废水进行处理研究,考察外加亚硝态氮源对污水中NH_4~+-N和TN去除效果的影响,并对其中效果最好的n(NO_2~-):_n(NH_4~+)为1:1时的各隔室NH_4~+-N、TN变化进行分析。研究表明,外加亚硝态氮对改进型ABR中NH_4~+-N和TN的去除有促进作用,n(NO_2~-):n(NH_4~+)为1:1时NH_4~+-N和TN的平均去除率达到最高,分别为55.74%和69.16%。4个隔室的TN和NH_4~+-N去除率之比分别为55:5:16:7和3:2:11:19。对不同条件下各隔室中的亚硝酸还原酶、羟胺氧化酶活性进行测定。结果显示在进水n(NO_2~-):_n(NH_4~+)升高的同时,各隔室的酶活性也有显著上升。对n(NO_2~-):_n(NH_4~+)为1:1时的各隔室中的污泥进行高通量分析,结果在1~#隔室中发现Enterobacter属的微生物,表明在1~#隔室中发生了好氧反硝化。     

纳米CeO_2制备的工艺研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O为铈源,(NH_4)_2CO_3·H_2O为沉淀剂,采用燃剂燃烧法制备前驱体Ce_2(CO_3)_3·H_2O,前驱体经热处理合成纳米CeO_2。结果表明,CeO_2的最佳制备条件是500℃下焙烧40min。     

基质含量对人工快渗滤池厌氧氨氧化脱氮的影响

采用人工快渗滤池处理低基质含量污水,考察了进水NO_2~--N、NH_4~+-N含量对厌氧氨氧化(ANAMMOX)脱氮性能的影响。结果表明,人工快渗滤池在进水ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)为1.3时ANAMMOX脱氮效果最佳,NH_4~+-N、NO_2~--N、TN平均去除率分别高于98%、98%、91%。对ANAMMOX活性开始产生抑制作用的NH_4~+-N、NO_2~--N质量浓度分别约为65、40 mg/L。提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的质量浓度分别至100、50 mg/L时,ANAMMOX性能受到严重抑制,TN平均去除率分别降至62.2%、45.7%。受NO_2~--N严重抑制时,降低进水NO_2~--N的质量浓度至26 mg/L运行21 d后,TN去除率可恢复至受抑前的84.9%;受NH_4~+-N严重抑制时,降低进水NH_4~+-N的质量浓度至20 mg/L运行16 d后,TN去除率可恢复至受抑前的96.3%。NO_2~--N对ANAMMOX的抑制效应比NH_4~+-N更强,所需的恢复时间更长。     

微波场中湿式催化氧化处理苯酚废水Ru系催化剂研究

考察了不同制备方法和不同活性组分的催化剂在微波场中(150℃,4 MPa)湿式催化氧化处理苯酚模拟废水(COD_(Cr)为22 000 mg/L)的效果。结果表明,涂覆法制备催化剂的活性和稳定性均优于浸渍法制备催化剂。Ru(0.25%)-Fe-Ce/Al_2O_3-堇青石催化剂的性能最佳,反应40 min后对COD_(Cr)去除率达到93.5%,连续反应10次后去除率未明显降低。     

臭氧氧化-BAC深度处理鲁奇炉煤制气废水

采用臭氧氧化-BAC工艺深度处理鲁奇炉煤制气废水,对影响处理效果的主要因素进行了研究,并考察了工艺的稳定运行效果。结果表明,当臭氧发生器电流为0.5 A,两级反应柱臭氧投加体积比为2∶1时,臭氧氧化对废水COD_(Cr)、色度和UV_(254)的去除效果最佳;适当延长BAC滤池的水力停留时间有利于污染物质的去除。稳定运行期间,废水COD_(Cr)平均可从298 mg/L下降到57 mg/L,平均COD_(Cr)去除率为81%;NH_3-N和TN的去除主要依靠BAC滤池中生物膜的硝化和反硝化作用,平均NH_3-N和TN去除率分别为26%和37%。     

肉鸡屠宰废水综合达标处理技术研究

屠宰污水主要来自肉类加工污水与生活污水的综合排水,污水为高浓度无毒有害废水,采用物化+生化处理工艺对废水进行处理;结合现场测试和实际应用情况,该工艺处理宰杀肉鸡废水各工艺段沉砂隔油池、调节池、厌氧滤池对COD_(Cr)、BOD_5、NH_3-N的去除率分别达到70.79%、70%和20%;好氧生化反应池对COD_(Cr)、BOD_5、NH_3-N的去除率可以达到87.2%、91.7%、79%。     

有机物胁迫对亚硝化颗粒污泥性能的影响研究

以完全自养亚硝化颗粒污泥为对象,控制进水NH_4~+-N的质量浓度为80 mg/L,以乙酸钠为碳源,改变进水COD/ρ(TN),考察有机物添加对亚硝化颗粒污泥NH_4~+-N降解性能、产物组分的影响,系统阐述了进水COD/ρ(TN)对亚硝化颗粒污泥性能、不同氮形态变化规律和产物中ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)的影响。结果表明,随着COD/ρ(TN)提高,运行周期数增加,NH_4~+-N降解速率下降,NO_2~--N比生成速率和NO_3~--N比生成速率下降,且NO_3~--N比生成速率受抑制更加显著,改变了产物中NO_3~--N和NO_2~--N的组分,导致对亚硝酸盐累积率反而有提高,产物中ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)保持在1.0~1.3内的持续时间增加,有利于为后续厌氧氨氧化脱氮提供良好的基质条件。     

MnO_2催化Fenton氧化预处理2,4-D农药生产废水

以MnO_2催化Fenton氧化为主要技术,采用酸析-催化Fenton氧化-絮凝组合工艺预处理2,4-D农药生产废水,考察了酸化废水和碱性废水的配比、催化剂种类、MnO_2投加量、H_2O_2投加量对组合工艺COD去除率和挥发酚的影响。结果表明,酸化废水和碱性废水的配比为2∶1,催化剂MnO_2的催化效果较好,MnO_2投加量为0.3%,H_2O_2投加量为5%,催化Fenton氧化2 h后,COD去除率达75.1%,挥发酚降至25 mg·L~(-1),挥发酚去除率达99.8%以上,且该组合工艺回收了原料固体8.6 kg·t~(-1)左右。     

化纤生产废水治理工程实例

某化纤生产企业采用AO法改进工艺,对含有高NH_3-N的化纤生产废水进行处理,工程正常运行后,COD_(Cr)的去除率可达96%,NH_3-N的去除率可达95%,处理出水达到CJ 343—2010《废水排入城市下水道水质标准》B级标准,解决了目前化纤工业中多数废水处理工艺无法解决的NH_3-N超标难题,具有良好的经济和社会效益。     

原位拉曼和红外技术对二氧化铈脱硝催化剂硫酸化处理过程的研究

NH_3选择性催化还原NOx技术的关键是催化剂,其中,理解催化剂的硫中毒机制是获取抗硫中毒催化剂的有效方法。借助原位拉曼和红外表征考察氧化态、还原态CeO_2催化剂在二氧化硫、氧气处理气氛中体相和表面硫酸盐以及氧缺陷的变化。NH_3-SCR催化反应结果表明,硫酸化还原态CeO_2具有较优的脱硝性能,这主要来源于还原态CeO_2上的缺陷,有利于氧化SO_2,产生表面硫酸盐,增强催化剂酸性,同时抑制体相硫酸盐的生成,促进NH_3-SCR反应的进行。     

铜基臭氧催化深度处理难降解垃圾渗滤液

以老龄垃圾渗滤液生化段后混凝出水为对象,考察了臭氧投加量、反应时间、铜基臭氧催化剂用量对COD_(Cr)去除总量和去除率的影响,并通过重复使用试验考察了催化剂的稳定性。结果表明,最佳反应条件为:臭氧投加量为90 mg/L,反应时间为90 min,催化剂投加量为10.0 g/L;该条件下,COD_(Cr)平均去除量为98.3 mg/L,COD_(Cr)的平均去除率为43.40%,相对于单独臭氧COD_(Cr)的平均去除率提高了104.23%,臭氧的投加量与COD_(Cr)总去除量比值为0.92,重复使用过程中铜基臭氧催化剂的催化能力具有很好的稳定性。     

化学法去除硝酸盐Pd-Cu催化剂的制备与应用

以活性炭粉末做载体采用分步浸渍的方法制备Pd、Cu质量分数分别为5%、1.25%的Pd-Cu/AC催化剂,并用于催化还原实际废水中硝酸盐的反应。考察了实际废水中共存离子和所含杂质对去除硝酸盐反应的影响。结果表明,自制备的催化剂能实现实际废水中硝酸盐的有效去除,反应结束时NO_3~--N的去除率为71.9%。实际废水中微生物、有机物等杂质的存在会降低催化剂的活性和选择性;Cl~-、SO_4~(2-)的存在几乎不会对硝酸盐的去除产生影响,而HCO_3~-的存在会造成硝酸盐去除率降低18.5%,副产物NH_4~+-N的质量浓度升高4.2 mg/L;常见阳离子对硝酸盐还原速率的影响按K~+Na~+Ca~(2+)Mg~(2+)Al~(3+)的顺序逐渐增大,生成副产物NH_4~+-N的含量按Al~(3+)M~(2+)Ca~(2+)Na~+K~+顺序逐渐升高。