ZnO/O3工艺降解水中微量有机物的研究

以实验室制备的粉末氧化锌(ZnO)为催化剂,考察了ZnO/O3工艺去除水中有机物的效能.采用总有机碳(TOC)指标反映水中有机污染物的含量.结果表明:臭氧投量为1 mg/L、ZnO投量为300 mg/L时,反应60 min后ZnO-O3工艺对TOC的去除率为46%,比单独臭氧化提高了1倍;反应温度明显影响该工艺对有机物的降解效果,在水温为5,10,20和25 ℃时,TOC的去除率分别为17.5%,31.5%,45.9%和51.3%.臭氧浓度和催化剂投量的增加,可以提高TOC的氧化降解效率.     

超滤/粉末活性炭组合工艺深度处理黄河源水

采用粉末活性炭(PAC)与超滤组合工艺深度处理黄河源水。结果表明,超滤膜对浊度和藻类的去除效果远好于传统滤池,超滤膜出水浊度基本在0.1NTU以下,对叶绿素a的平均去除率达92%;另外超滤膜对细菌的去除效果也较好,出水中检测不到细菌和总大肠菌群。超滤膜对溶解性有机物的去除效果不好,对CODMn和TOC的平均去除率均仅为23%,对UV254则几乎无去除效果;但PAC的投加弥补了超滤膜的这一缺点,使对CODMn、TOC和UV254的平均去除率分别提高至45%、71%和42%,并大幅降低了水中的三卤甲烷生成势。超滤/PAC组合工艺可有效去除水中的污染物,提高饮用水的安全性。     

具有氧化性能混凝剂的研发及对有机物的去除效果

通过将零价纳米铁(nZVI)与Al_(13)进行复配,研发了兼具原位氧化功能的高电荷聚合态混凝剂nZVI@Al_(13),考察了nZVI、Al_(13)不同配比和pH值等因素对有机物去除效果、分子质量分布及结构组成的影响。结果表明,混凝剂复配后,Al_(13)中高聚合态铝含量增加,提高了混凝剂的混凝效率。中性条件下,腐殖酸(HA)去除率随Al_(13)投量的增加先增大后趋于平缓,Al_(13)的最佳投量为0. 03 mmol/L,此时HA去除率约为70%;单独nZVI对HA的最大吸附去除率仅为10%; nZVI和Al_(13)复配后对HA的去除效果好于单独两种方式的加和,nZVI对Al_(13)的强化混凝起到协同作用。当pH值 7. 0时,过多的OH~-使得Al_(13)解聚,影响混凝效果,nZVI和Al_(13)对HA的去除效果均有所下降。当pH值7. 0时,复配混凝剂对HA的去除率均优于单独Al_(13),最大去除率达到84%。复配混凝剂对分子质量2 000 u的有机物的去除效果较单独Al_(13)提高了约8%。     

粉末活性炭强化常规处理黄浦江原水的研究

分别在小试和中试条件下,研究了煤质炭、杏壳炭和椰壳炭对黄浦江原水中CODMn、TOC和UV254的去除效果。由于黄浦江原水中的有机物主要是小分子质量的有机物,3种粉末活性炭(PAC)对CODMn、TOC和UV254的去除效果并不十分理想。在中试条件下,当PAC投量为5～30mg/L时,经混凝沉淀后,沉淀水中的CODMn浓度基本在3.0mg/L左右;沉淀水中的TOC浓度均低于5.0mg/L,对TOC的去除率为21.34%～44.78%;3种PAC对UV254的去除效果差别较明显,去除效果由好到差依次是杏壳炭、椰壳炭、煤质炭。PAC的有效作用时间段为开始投加至沉淀结束,对滤后水没有影响。     

AOS联合感应电芬顿去除土壤中荧蒽的效果

以铁片为感应阳极、钢片为阴极和阳极构建感应电芬顿体系,研究了添加α-烯基磺酸钠(AOS)表面活性剂与感应电芬顿法联用技术对土壤中典型的多环芳烃(PAHs)污染物——荧蒽的原位去除效果。试验结果表明,在反应体系中添加高于临界胶束浓度(CMC)的AOS能够提高电化学法去除土壤中荧蒽的效果。感应电芬顿体系能够有效减小电场分布的土体空间上荧蒽去除率的差异。添加4倍CMC的AOS溶液能够提高感应电芬顿法对荧蒽的去除效果,其对荧蒽的平均去除率可以达到54. 28%,明显高于传统电解法的去除率(28. 84%)和感应电芬顿法的去除率(46. 53%)。     

MBBR和陶粒生物滤池预处理受污染黄河源水研究

采用移动床生物膜反应器(MBBR)与陶粒生物滤池(BF)预处理受污染黄河源水.结果显示,MBBR和BF均能有效去除水中的天然有机物(NOM)、藻类和藻毒素等污染物,并有效降低了消毒副产物生成势;MBBR和BF对CODMn和TOC的去除效果相当,但就不同性质的有机物而言,易生物降解的小分子有机物更容易被去除;BF对三氯甲烷前体物的去除效果高于MBBR,对藻类的去除效果则相近;BF与MBBR均表现出较好的去除微囊藻毒素的能力,去除率分别为56%和63%.MBBR和BF作为生物预处理工艺,能较好地去除常规工艺难以去除的有机物,可保障供水水质安全.     

活化过硫酸盐杀灭水中大肠杆菌

通过亚铁离子(Fe~(2+))活化过硫酸氢钾(PMS)产生硫酸根自由基(SO_4~-·),从而杀灭水中大肠杆菌。分析未活化的PMS、亚铁离子浓度、初始pH值、络合剂种类及浓度等因素对系统杀灭水中大肠杆菌效果的影响,并简要分析其杀菌机理。结果表明,未活化的PMS对水中大肠杆菌的杀灭能力有限,当PMS浓度为1 mmol/L时,对大肠杆菌的对数去除率仅为1. 4-lg;加入适量亚铁离子能显著提高杀灭效果,当PMS和Fe~(2+)的浓度均为0. 3 mmol/L时,对大肠杆菌的对数去除率达到6. 3-lg,而亚铁离子过量时则产生抑制效果;系统初始pH值对大肠杆菌的杀灭效果有显著影响,对数去除率随着pH值的升高而降低;在PMS/Fe~(2+)体系中加入柠檬酸及EDTA均可产生抑制效果,加入适量焦磷酸钾则具有促进作用。硫酸根自由基首先破坏细胞结构,使细胞膜破裂,进而对其内容物进行氧化破坏,导致细胞死亡。     

垂直流-表流串联人工湿地处理生活污水的研究

采用垂直流-表流串联人工湿地系统处理生活污水.试验分A、B两个阶段,在阶段A装置内不添加活性污泥,也不种植植物;在阶段B于垂直流湿地中添加活性污泥,并在表流湿地中种植凤眼莲.结果表明,当污水中的COD、TN、TP、NH3-N浓度分别为(300～500)、(100～120)、(6～8)、(80～100)mg/L时,在阶段A对各污染物的去除率分别可达65%、25%、50%和35%,在阶段B相应的去除率分别可达80%、70%、55%和60%.研究显示,污染物的去除主要发生在垂直流湿地中,表流湿地可进一步降低污染物浓度.添加活性污泥能促进填料表面生物膜的生长.缩短人工湿地的启动时间,并提高对污染物的去除效果;种植的风眼莲通过直接吸收和为微生物提供附着介质提高了对污染物的去除效果.     

碳纳米管负载纳米零价铁去除水中多氯联苯

采用液相还原法制备了碳纳米管负载纳米零价铁(MWCNT-nZVI)复合材料,并通过BET和XRD对该复合材料进行了结构表征。同时,比较了nZVI、MWCNT和MWCNT-nZVI对多氯联苯(PCBs)的去除效果,探究了MWCNT-nZVI投加量、温度、pH值和PCBs初始浓度对PCBs去除率的影响。试验结果表明,相同条件下MWCNT-nZVI对PCBs的去除率(71. 98%)高于MWCNT(63. 84%)和nZVI(41. 18%),且去除过程符合伪一级反应动力学模型。当MWCNT-nZVI投加量为1. 6 g/L、温度为25℃、pH值为7、PCBs初始浓度为1. 4 mg/L时,MWCNT-nZVI对PCBs的去除效果最好。     

磁性纳米Fe_3O_4活化过一硫酸盐降解三氯生性能

采用高级氧化技术磁性纳米Fe_3O_4活化过一硫酸盐(Fe_3O_4/PMS)降解水中三氯生(TCS),探讨了Fe_3O_4投加量、PMS浓度、初始p H值、共存阴离子(Cl~-、NO_3~-、CO_3~(2-))和腐殖酸(HA)对TCS降解效果的影响,并对催化剂Fe_3O_4的稳定性和重复利用进行了考察。结果表明:Fe_3O_4/PMS会产生硫酸根自由基(SO_4~(-·))降解水中TCS;适量增加Fe_3O_4投加量、提供适宜的PMS浓度可提高TCS降解率;酸性条件有利于TCS的降解;Cl~-和CO_3~(2-)对TCS降解具有较小的抑制作用,NO_3~-对TCS降解具有较小的促进作用;HA的存在对TCS降解有明显的抑制作用。实际水体中TCS降解效果受到碱度和有机质的抑制。XPS光谱分析结果表明,Fe_3O_4/PMS体系中Fe(Ⅱ)主要参与了激活PMS降解TCS过程。自由基鉴别结果显示,体系中SO_4~(-·)和羟基自由基(·OH)同时存在,其中SO_4~(-·)为参与反应的主要自由基。     

汲取液EDTA-2Na对正渗透MBR运行性能的影响

采用乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)作为汲取液运行正渗透(FO)膜生物反应器(MBR),并与NaCl汲取液进行比较,考察系统的运行效果、污泥性质以及膜污染状况。结果表明,与NaCl相比,采用EDTA-2Na作为汲取液能有效减轻生物反应器的盐分积累,并得到更高的水通量;采用两种汲取液时正渗透MBR对污染物的去除效果相当,与汲取液种类无关,正渗透MBR对TOC、TN、氨氮和TP的去除率分别可达到94.6%、71.7%、96.8%和99.2%以上;水通量的减小会导致MLSS和MLVSS的降低;采用EDTA-2Na作为汲取液时,生物反应器中升高的EDTA浓度导致胞外聚合物(EPS)浓度升高,加重了FO膜污染。FTIR、SEM和EDS分析结果表明,采用两种汲取液时,FO膜活性层表面都会覆盖一层滤饼层;以EDTA-2Na作为汲取液时,污染膜表面有机污染物较多、无机沉积物较少。     

PAC-UF组合工艺用于引黄水厂深度处理的试验研究

系统考察了粉末活性炭-外压式超滤膜(PAC-UF)组合工艺对引黄水厂沉淀池出水中污染物的去除效能,结果表明:UF膜本身对水中浊度以及藻类等污染物有很好的去除效果,但对有机污染物的去除能力有限.PAC-UF组合工艺对CODMn、UV254的去除率随着投炭量的增加而逐渐提高,但长期运行后去除率随时间的推移呈现出逐渐衰减的趋势.     

浸没式MBR对城市污水中有机物和氮的去除研究

研究了浸没式膜生物反应器(MBR)处理城市污水的性能,考察了反应器对不同分子质量有机物的去除特性,探讨了不同工艺参数对有机物和氮去除效率的影响.在采用连续进水、间歇曝气的运行条件下,浸没式MBR对有机物、氮和重金属都有较高的去除率.当HRT为4 h、曝气/停曝时间为90 min/30 min时,反应器对DOC、COD、NH+4-N、TN、Cd、Pb和Cr6+的平均去除率可分别达到75%、90%、95%、80%、89%、91%和86%,对磷的平均去除率为50%.MBR对小分子物质(分子质量＜4 000 u)的去除率为44%,对中等分子物质(分子质量为4 000～30 000 u)的去除率在90%以上,高分子物质(分子质量＞30000 u)在反应器中发生一定的积累,但可被微滤膜高效截留.影响工艺脱氮效率的因素包括DO、HRT、曝气时间和停曝时间等.当DO为0～3.2 mg/L时,氮通过同步硝化反硝化作用得以去除.当MLVSS浓度为4 500 mg/L时,脱氮较合适的曝气/停曝时间为90 min/30 min.     

一体式A/O—MBR工艺处理生活污水试验研究

采用一体式A/O—MBR工艺处理生活污水。试验结果表明,该工艺对污染物的去除效果良好,对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为97.1%、97.58%、73%、66.48%;微生物对COD和NH3-N的降解起主导作用,膜截留对COD有一定的去除作用,但对NH3-N的去除作用不太明显;A/O—MBR工艺对TN、TP的去除效果要比传统MBR好,且膜区较低的污泥浓度大大降低了膜污染速度。     

O_3-BAC工艺去除原水中氨氮及耗氧量的效果分析

目的分析O_3-BAC(臭氧—活性炭)深度水处理工艺去除原水中氨氮及耗氧量的效果,为政府制定供水规划,推广使用深度处理制水工艺提供科学依据。方法于2011—2016年,每月采集上海市某水厂原水、出厂水,按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)要求,对水样中氨氮及耗氧量指标进行检测。通过t检验对比分析该自来水厂采用O_3-BAC深度水处理工艺前后原水中氨氮、耗氧量的去除率,通过χ~2检验对比分析采用O_3-BAC深度水处理工艺前后出厂水中氨氮、耗氧量的合格率。结果常规水处理工艺对原水中氨氮的去除率为35.78%±33.45%,对耗氧量的去除率为36.47%±17.97%,O_3-BAC深度水处理工艺对原水中氨氮的去除率为65.78%±17.37%,对耗氧量的去除率为53.75%±16.72%,差异均有统计学意义(P<0.01);常规水处理工艺出厂水氨氮合格率为37.5%、耗氧量合格率为25.0%,O_3-BAC深度水处理工艺出厂水氨氮、耗氧量合格率均为100%,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 O_3-BAC深度水处理工艺去除原水中氨氮及耗氧量的效果显著,可有效提高出厂水合格率,对改善生活饮用水水质有重要意义。     

A~2/O~2生物膜工艺处理焦化废水研究

采用A~2/O~2生物膜工艺处理焦化废水,分别考察了厌氧(A_1)、缺氧(A_2)、一级好氧(O_1)和二级好氧(O_2)反应器对污染物的去除效果.在A_1、A_2、O_1和O_2反应器的HRT分别为15.5、15、12、12 h,水温为20～30℃,pH值为7.0～9.5,回流比为3.0的条件下,各反应器对COD的平均去除率分别为31.0%、27.6%、48.1%和8.2%;在A1中NH_3-N浓度增加了25.2%,A_2、O_1、O_2反应器对NH_3-N的平均去除率分别为6.2%、46.7%和76.7%;系统出水COD、NH_3-N的平均浓度分别为227、11.5 mg/L,对COD、NH_3-N的平均去除率分别为87.2%、94.1%.     

炭砂滤池与砂滤池在水厂实际运行过程中的比较研究

在水厂实际运行过程中,通过对炭砂滤池与砂滤池长期运行过程中的处理效果进行比较,研究两种滤池对浊度、CODMn、NH3-H、UV254、TOC、三卤甲烷类消毒副产物的去除效果。结果表明:运行期间炭砂滤池出水平均浊度达到0.17NTU,而砂滤池出水平均浊度为0.22NTU;在前2个月炭砂滤池对CODMn的去除率平均可达60%,随后去除效果有所下降,并稳定在50%左右,砂滤池的去除率稳定维持在20%左右;运行初期炭砂滤池对氨氮的去除效果与砂滤池差别不大,当待滤水的氨氮浓度高达1.57mg/L时,炭砂滤池出水氨氮浓度降至0.36mg/L,而砂滤池出水只能降至0.97mg/L;运行期间炭砂滤池对UV254的去除率先高后低,而砂滤池对UV254的去除率基本稳定在10%以下;当待滤水TOC均值为2.18mg/L,炭砂滤池对TOC平均去除率达到42.28%,而砂滤池对TOC平均去除率仅为16.81%;炭砂滤池过滤后出水中三卤甲烷平均去除率达到34.25%,而砂滤池的平均去除率仅有16.62%。     

上向流过滤反应器处理城市污水的初步研究

目前国内污水提标改造工程中,多数采用V型砂滤池或MBR技术,两者分别存在占地面积大和运行成本高的缺点,而上向流过滤反应器能很好地克服这些缺点。研究了采用不同滤料的上向流过滤反应器对污染物的去除效果,以及不同反冲洗方式的优劣。结果表明,系统运行稳定后PE滤料、石英砂滤料和砂炭混合滤料3者对浊度的去除率分别为43%,56%,60%,COD去除率为18%,26%和48%,UV_(254)去除率为12%,20%和34%,氨氮去除率为15%,22%和38%,TN去除率为12%,20%和35%,TP去除率为13%,31%和49%,其中砂炭混滤料效果最佳。气水混冲效果要优于单水冲,冲洗后对各滤柱去除污染物效率的影响不大。对比MBR、V型砂滤池和各种上向流过滤反应器发现,上向流过滤反应器在运行电费、建设成本和占地方面均有优势,建造成本、占地分别仅为MBR的17%和40%。     

混凝-A/O-混凝工艺处理制浆废水的特性研究

废纸制浆废水色度高、可生化性低、处理难度大,重庆某造纸厂采用混凝-A/O-混凝工艺日处理4×10~4m~3废纸制浆废水,通过分析该工程不同工艺单元进、出水水质,探讨废水中污染物降解的途径。红外光谱分析结果表明,该制浆废水成分复杂,主要污染物有酚类、酯类、醛类、炔烃类和芳香族化合物等有机污染物,废水中的有机物通过预混凝和A/O工艺单元去除,对COD和TOC的总去除率分别为96.5%和97.5%,预混凝、A/O工艺单元对去除COD的分担率分别为67.2%和21.8%,对去除TOC的分担率分别为72.7%和13.4%;色度主要通过预混凝和后混凝单元去除,色度总去除率为98.5%,预混凝、后混凝工艺单元的分担率分别为79.2%和16.8%。GC/MS分析表明,A/O和后混凝工艺单元出水中各含有23种和12种有机污染物,相对含量最大的分别为2,4-二(1,1-二甲基乙基)苯酚和2-甲基癸烷。此外,后混凝工艺单元能有效去除废水的碱度和总硬度,去除率分别为87.0%和80.8%。     

O_3/H_2O_2高级氧化技术抑制溴酸盐生成中试

采用O_3/H_2O_2—生物活性炭(BAC)组合工艺进行中试,分析该组合工艺控制溴酸盐生成的能力,同时考察组合工艺去除目标污染物硝基苯、UV_(254)、COD_(Mn)的情况。实验结果表明,O_3/H_2O_2—BAC组合工艺控制和去除溴酸盐的效果明显优于常规O_3—BAC联用工艺。在相同臭氧投加量条件下,投加少量的H_2O_2即可明显控制及去除溴酸盐。在去除目标污染物硝基苯方面,与仅投加O_3相比,加投H_2O_2能够明显提高硝基苯去除率,当臭氧投加量为2.0 mg/L、H_2O_2投加量为0.2 mg/L时,O_3/H_2O_2单元对硝基苯的去除率仍然略高于单独投加2.5 mg/L臭氧的,降低了给水厂的运行成本。