氧化/陶瓷膜过滤组合工艺处理石化废水研究

以天津某油田开采废水为原水,采用氧化/陶瓷膜过滤组合工艺对混凝预处理后的上清液进行处理,对比了H₂O₂、NaClO和O₃三种氧化剂分别与陶瓷膜组合的处理效果。结果表明,O₃氧化效果最好,在O₃投加量为80 mg/L条件下,O₃/陶瓷膜组合工艺对浊度、石油类物质、COD、DOC、UV₂₅₄及荧光类有机物的去除率分别达到99.69%、86.52%、71.03%、46.02%、58.79%和94.14%,并且O₃与陶瓷膜之间存在协同作用。陶瓷膜纳米膜孔催化臭氧氧化,可提高有机污染物的降解效率,同时O₃能够有效缓解陶瓷膜污染。将臭氧/陶瓷膜组合工艺应用于石化废水处理领域,具有较高的技术可行性和应用价值。     

纳滤膜去除水中有机物及提高产水率的生产性试验

为解决浙江省某水厂现有混凝沉淀—臭氧/活性炭工艺无法进一步去除水中有机物的问题，开展了处理规模为12 m³/h的纳滤系统(三段式纳滤膜单元)以及反渗透单元处理纳滤系统浓水的生产性试验，研究了4种型号纳滤膜(A、B、C、D)的产水水质以及反渗透提高系统产水率的效果。结果表明，纳滤单元在回收率为90%的条件下，对原水中COD_Mn、TOC和UV₂₅₄的去除率均在78%以上，产水COD_Mn、TOC和UV₂₅₄分别在0.45 mg/L、0.50 mg/L和0.004 cm^-1以下；系统出水经消毒后未检出《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)规定的16种消毒副产物，对三卤甲烷生成势和卤乙酸生成势的去除率在89%以上。纳滤膜还能去除水中TDS和总硬度，改善口感。反渗透单元可将纳滤系统产水率提高至97.5%。纳滤系统及反渗透单元的总运行成本估算为1.28元/m³，但浓水如何无害化处置是今后在纳滤工程中还需考虑的问题。     

臭氧催化氧化与BAC联用控制氯化消毒副产物

研究了臭氧催化氧化与生物活性炭联用技术对氯化消毒副产物（DBPs）的控制效能。结果表明：常规工艺出水中分子质量为2000u左右的疏水性有机物是氯化消毒副产物的主要前质，其占DOC与UV254的比例分别为70％和80％，并与UV254有良好的线性相关性，故可用UV254作为DBPs前质的替代指标。臭氧催化氧化与生物活性炭联用对DBPs前质的去除效果显著，其中臭氧催化氧化可有效去除三卤甲烷（THMs）前质中的疏水性有机物及部分亲水性有机物，并提高了DBPs前质的可生化性，是给水深度处理中控制THMs前质的主要工艺环节。臭氧催化氧化／生物活性炭对UV254的控制是减少DBPs生成的一条有效途径。     

O3/BAC工艺深度处理某工业园区废水的效果

开展了规模为36 m3/d的中试研究,考察了不同臭氧投加量下臭氧/生物活性炭(O3/BAC)工艺深度处理某印染制革工业园区污水厂生化处理出水的效果,探讨了作用机理.当臭氧投量为25 mg/L时对COD、色度、TOC、UV254的去除效果最佳,去除率分别为17.4％、54.3％、14.7％和47.5％.在生物活性炭挂膜启动期间,系统对COD的去除率先下降后上升,32 d后稳定在50％左右.在生物活性炭稳定运行期间,系统进水COD和色度平均值分别为100 mg/L和112.5倍,出水值则分别降至50 mg/L和5倍,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级B标准.臭氧将大分子的有机物降解成小分子有机物后被生物活性炭吸附和氧化,同时产生部分微生物胞外分泌物及其代谢产物,TOC和UV254在分子质量＜1 ku区间的比例分别由进水的60.7％和58.8％增加至出水的66.8％和65.7％.     

蜂窝陶瓷催化臭氧氧化处理饮用水中试

在北京市某净水厂进行了臭氧催化氧化处理滤后水的中试，对各种操作条件下蜂窝陶瓷催化臭氧氧化／颗粒活性炭过滤工艺的净水效果进行了考察。结果表明，与臭氧单独氧化相比，臭氧催化氧化反应器中有较高的溶解性臭氧浓度，对天然有机物（NOM）及总有机物（TOC）的去除效果较好，三氯甲烷生成潜能（CHCl3FP）较低。臭氧催化氧化的后续活性炭滤柱上的生物量较多，出水TOC、UV254及CHCl3FP值也均低于臭氧单独氧化的后续活性炭滤柱出水。     

微纳米气泡臭氧氧化处理印染废水产生的RO浓水

印染废水经反渗透（RO）膜处理后产生的高盐RO浓水可生化性差导致生化方法不适用,并且难以通过传统物化方法得到高效处理,臭氧氧化技术因其反应快、不产污泥等优点受到广泛关注,但印染废水RO浓水的臭氧氧化是传质控制反应,传统钛板曝气的低气液传质速率限制了臭氧氧化表观反应速率的提升。基于此,将微纳米气泡曝气技术与臭氧氧化工艺相结合来处理印染废水RO浓水。采用半连续流试验考察了废水初始pH、盐浓度、加压停留时间、臭氧浓度和投加H₂O₂对印染废水RO浓水处理效果的影响。结果表明,微纳米气泡臭氧氧化法对印染废水RO浓水的色度、UV₂₅₄、COD和TOC去除率比传统大气泡法均有明显提升。在废水初始pH为7、臭氧投加量为3.3 mg/（L·min）、H₂O₂投加量为15.6 mmol/L的最佳工艺条件下,采用微纳米气泡处理120 min以后,对色度、UV₂₅₄、COD和TOC的去除率分别为99.9%、79.1%、60.7%和56.2%,去除1 mg COD所需的臭氧量为1....     

南方某水厂臭氧/活性炭深度处理工艺运行效果

以南方地区微污染水源水为对象,研究臭氧/活性炭深度处理工艺对有机物综合指标UV(254)、COD(Mn)、TOC的去除效果以及对消毒副产物的控制效果,并结合三维荧光光谱技术分析溶解性有机物的荧光特性。结果表明,与常规处理工艺相比,增加臭氧/活性炭深度处理工艺后,对UV(254)、COD(Mn)、TOC、三卤甲烷前体物的去除率分别提高了47.05%、20.24%、31.11%、37.70%。三维荧光光谱分析结果表明,该地区微污染水源水主要由芳香性蛋白质类物质、溶解性微生物代谢产物类物质和富里酸类物质组成,臭氧/活性炭深度处理工艺对荧光溶解性有机物的去除效果明显。     

臭氧多相催化氧化技术在水厂深度处理中的应用

通过生产性对比试验考察了臭氧催化氧化技术用于给水深度处理时对有机物的去除效能.结果表明,相对于单纯的臭氧氧化,臭氧催化氧化明显地提高了对TOC及微量有机物的去除率,并使水中的剩余臭氧浓度降低了0.2 mg/L,有效地抑制了溴酸盐的生成.该技术可明显降低后续处理工艺的污染物负荷,并使有机物在活性炭上的吸附性能提高了近一倍,与生物活性炭联用后,对有机物的综合去除能力提高了14%～24%.臭氧催化氧化及其联用技术在兼顾有机物去除与臭氧化副产物控制方面具有明显的优势.     

臭氧电磁高级催化氧化去除难降解有机物的研究

臭氧电磁高级催化氧化技术是一种新型的水处理技术,适用于去除溶解性难生物降解有机物。采用该技术处理某化工区综合污水处理厂的尾水,中试结果表明,在进水COD为70~110 mg/L、臭氧投加量为25 mg/L的条件下,出水COD在45 mg/L以下,处理成本为0.41元/m3,证明该技术是可行的。另外,试验结果还显示,曝气生物滤池作为臭氧电磁高级催化氧化工艺的后续工艺,其对COD的进一步去除效果并不明显。     

预处理及深度处理技术强化天津某水厂净水工艺

滦河水质季节波动较大,仅采用“混凝-沉淀-过滤-消毒”的常规工艺处理,冬季运行压力较大。以引滦原水为研究对象,采用臭氧预氧化、臭氧深度氧化、活性炭过滤、臭氧/活性炭组合处理等技术对常规工艺进行强化,考察各工艺对浊度、COD_Mn、UV₂₅₄等指标的控制能力。结果表明：若要求出水COD_Mn低于1.0 mg/L,采用1.0 mg/L的后臭氧强化工艺即可实现;若对COD_Mn的控制要求达到0.85 mg/L,应选用1.0 mg/L的预臭氧强化工艺,但此工艺对UV₂₅₄的控制能力较后臭氧弱;对浊度而言,活性炭过滤的效果优于两种臭氧强化工艺,炭滤池出水浊度可降至0.12 NTU;最优的出水效果来自1.0 mg/L后臭氧/活性炭组合强化工艺,浊度可降至0.10 NTU以下,COD_Mn和UV₂₅₄分别降至0.50 mg/L和0.043 cm^-1,可为饮用水厂的提标改造提供技术参考。     

非均相催化臭氧氧化技术用于高盐废水零排放工程

内蒙古某化工有限公司200 m³/h高盐废水零排放项目，采用非均相催化臭氧氧化工艺对系统中以聚烯类、二氯乙烷等有机物为主要污染物的高稳定性、难降解的高倍浓缩液进行处理，将COD从350 mg/L左右降至175 mg/L以下，去除率在50%以上，O₃/C(臭氧投加量与有机物去除量比耗)为2.5，催化接触反应时间为40 min。浓缩液结晶产品氯化钠的质量满足国标《工业盐》(GB/T5462—2015)中的日晒工业盐一级标准，并能有效解决零排放系统因长期运行后有机污染物的富集而影响工艺稳定性的问题。非均相催化臭氧氧化工艺设备总投资586万元，运行费用为4.19元/m³。     

自来水厂有机物去除规律的研究

某水厂通过混凝沉淀、臭氧氧化和生物降解去除有机物,对耗氧量的总去除率在50%～75%,其中混凝沉淀工艺为25%～50%,臭氧活性炭工艺为10%～30%。混凝沉淀去除了水中大部分分子量 10 kDa的有机物,臭氧活性炭工艺对分子量3 k Da的有机物的去除效果明显,能有效去除三卤甲烷前驱物。氯气消毒后产生三卤甲烷的有机物分子量大都小于1 k Da,但分子量在1～3 kDa之间的有机物具有最强的三卤甲烷生成能力。     

内循环流化床—臭氧催化氧化处理石化废水二级出水

采用内循环流化床-臭氧催化氧化工艺深度处理石化废水二级出水，通过单因素实验确定了该工艺的最佳运行条件，并在该条件下对臭氧催化氧化流化床与固定床工艺进行了效果对比。结果表明，流化床工艺能够更高效地降解石化废水中的有机物，在催化剂投加量为40 g/L、臭氧投加量为75 mg/（L·h）、反应时间为1 h的条件下，流化床工艺的TOC去除率为46.47%，臭氧利用率为68%，固定床工艺的TOC去除率为21.73%，臭氧利用率为39.8%；达到相同TOC去除效果时，流化床工艺所需催化剂投加量仅为固定床工艺的1/10。流化床催化剂1 h内可以吸附石化废水中30.23%的TOC，相同投量的固定床催化剂对TOC的吸附效果不明显。重复实验结果表明，臭氧催化氧化是流化床工艺去除污染物的主要途径。三维荧光光谱和UV254分析显示，相同条件下流化床工艺将臭氧转化为活性自由基的能力强于固定床工艺。内循环流化床-臭氧催化氧化工艺可大量减少催化剂使用量，提高臭氧利用率，降低废水处理成本，且效果稳定。     

臭氧—生物活性炭深度处理工艺对有机物的去除效果

通过对采用臭氧—活性炭深度水处理工艺的X水厂运行一年多以来的监测数据进行统计分析,得出以下结论:臭氧活性炭深度水处理工艺对有机物的去除效果较好,CODMn的平均去除效率为30%,TOC的平均去除效率为22%,UV254的平均去除效率为44%;去除效率为UV254>CODMn>TOC;臭氧—活性炭深度水处理工艺能有效降解和去除水中有机物,是一种适宜的饮用水深度净化工艺。     

高效硝化耦合臭氧催化氧化深度处理石化废水中试

采用高效硝化(HENT)耦合臭氧催化氧化技术深度处理某石化公司丙烯腈废水。中试结果表明,HENT处理效果良好,在进水氨氮为88~286 mg/L的条件下,出水氨氮平均为0.53mg/L,去除率为99.72%。COD主要通过臭氧催化氧化和BAF来去除,在进水COD平均浓度为259 mg/L的条件下,出水平均浓度可降至57 mg/L,对COD的平均去除率达到了75.6%;随着BAF运行的稳定,当进水COD200 mg/L时,出水COD可降至40 mg/L以下。另外,高效硝化耦合臭氧催化氧化技术对总氰化物、SS、硫化物和总磷也有一定的去除效果。     

臭氧——浮滤池工艺强化处理引黄水库水中有机物的试验研究

分别采用预臭氧-浮滤池工艺和臭氧气浮-浮滤池工艺对鹊山水库水进行了试验研究.预臭氧-浮滤池工艺试验结果表明,臭氧预处理对浊度去除影响不大;臭氧预氧化对UV<,254>的去除效率很高,平均去除率为76.47%,经气浮、活性炭过滤之后,总去除率可达到100%;臭氧预氧化对COD<,Mn>有一定的去除效果,总去除率较无臭氧预处理平均提高7.0%,出水平均值降至1.87 mg/L.臭氧气浮-浮滤池工艺试验表明,臭氧气浮对浊度去除影响不大,臭氧的强氧化性主要表现在对UV254的去除上,其平均去除率比浮滤池工艺提高了9.8%.     

南方某水厂活性炭滤池更换滤料后运行效能研究

根据以往的活性炭筛选和水处理效果研究,优选了一种碘吸附值和亚甲蓝吸附值相对低、焦糖脱色率相对高、对南方某水厂原水水质特征适应性较好的颗粒活性炭用于更换该水厂某一格活性炭滤池滤料。运行的两年时间里,该活性炭滤池出水水质良好稳定,对COD_Mn、TOC、UV₂₅₄、三氯甲烷前体物的平均去除率分别为31.3%、36.2%、77.2%、53.1%;与主臭氧工艺联用对水中荧光溶解性有机物和颗粒数去除效果显著,对三维荧光光谱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区标准体积的去除率均在88%～92%,对颗粒数的平均去除率为84.4%,表明该厂的臭氧活性炭工艺提高了水质的微生物安全性。该活性炭滤料可作为水厂活性炭滤池整体换炭的优选炭种,并可降低约30%的换炭成本,具有良好的经济效益。     

预氧化/BAC与常规工艺去除AOC的效果对比

为提高出水水质的生物稳定性,明确是否应在生物活性炭(BAC)滤池前设置预氧化工艺,比较了预氧化/生物活性炭联用工艺与常规给水处理工艺中AOC的变化规律及对有机物的去除效果.研究发现,常规给水处理工艺对AOC的去除率仅为31.8%,出厂水中高浓度的AOC造成了管网中细菌的再生长.高锰酸钾预氧化与生物活性炭联用工艺对AOC的去除率为67.7%,AOC浓度降至121μg//L,提高了水质的生物稳定性.臭氧预氧化与生物活性炭联用工艺对AOC的去除率为48.3%,低于单独活性炭工艺的;对有机物的去除效果则低于高锰酸钾预氧化/生物活性炭联用工艺的.可见,在生物活性炭前设置高锰酸钾预氧化单元,更有利于去除水中的有机物及保障水质的生物稳定性.     

高级氧化强化海水生物预处理去除有机物的研究

为提高海水可生物降解性,强化海水生物预处理去除有机物,进行了高级氧化试验研究.结果表明,臭氧(O3)、紫外(UV)以及臭氧与紫外联合(UV/O3)这3种方式都能将海水中的部分大分子有机物氧化为小分子有机物,破坏某些有机物的不饱和键,在一定程度上提高了海水的可生物降解性,强化了后续生物处理对有机物的去除效果.经臭氧(臭氧投加量为3～8 mg/L、接触氧化时间为30 ～ 60 min)、紫外(紫外功率为75 W、接触氧化时间为20～60 min)以及臭氧和紫外联合(紫外功率为75 W、臭氧投加量为4～5 mg/L、接触氧化时间为20 ～45 min)分别氧化,DOC含量分别提高3.7％、5.3％、7.0％,UV254值分别平均降低25.1％、23.9％、53.6％;当BAC单元停留时间为1h时,O3-BAC、UV-BAC、UV/O3-BAC系统中BAC单元对TOC的平均去除率较单独BAC系统分别提高了4.7％、3.3％、8.0％,对DOC的平均去除率分别提高了7.5％、6.3％、9.9％;而整个工艺系统对TOC的平均去除率分别提高5.7％、5.2％、9.3％,对DOC的平均去除率分别提高6.5％、2.7％、8.7％.     

从分子质量的变化分析臭氧活性炭工艺

为了解臭氧活性炭工艺的机理并优化运行条件,采用臭氧活性炭处理黄浦江原水,分析了原水及经不同工艺单元处理后溶解性有机物 (DOM)分子质量 (MW)的变化。结果表明:黄浦江原水中的DOM主要为小分子有机物;臭氧对大分子有机物的氧化分解作用明显强于对小分子有机物的氧化作用;MW<1ku的有机物经臭氧氧化后则表现出不同程度的增加;混凝、沉淀、过滤对MW>3ku的大分子有机物去除效果较好,而对MW<3ku的小分子有机物去除效果较差;生物活性炭单元能有效去除MW为 3~1ku和MW<1ku的小分子有机物;臭氧氧化与活性炭吸附在去除不同MW有机物的过程中有很好的互补性,从而使该工艺能有效去除原水中的DOM。