潜流人工湿地脱氮除磷基质的应用研究及展望

基质的选择直接影响着潜流人工湿地全生命周期及污水处理效果,不同类型的基质对脱氮除磷具有差异性效果。综述了不同类型潜流人工湿地基质的研究现状,分析了其脱氮除磷机理,总结了各类基质的应用效果,展望了天然矿石基质、固体废弃物基质和人工合成基质研究方向和研究重点,以期为潜流人工湿地脱氮除磷基质的研发提供参考。

某盐化工业园废水处理工程设计实例

某工业废水处理厂主要接收上游精细化工以及医药生产企业产生的工业废水,该工业废水可生化性差、盐分高。设计采用预处理-两级AO生化处理-高效沉淀-臭氧接触氧化-生物滤池-V型滤池-超滤-反渗透-浓水臭氧催化氧化-浓水曝气生物滤池-浓水澄清池-滤布滤池-次氯酸钠消毒工艺,介绍了处理工艺、主要构筑物设计参数以及运行效果。工程运行结果表明,处理后外排水可稳定达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,其中CODCr和BOD5限值优于该标准,分别为40 mg/L和6 mg/L。

基于对流扩散方程的水质预测模型研究

为了实现河流水质的细粒度监测,以对流扩散方程为基础,构建细小水段的水质关系模型,在空间维度上对流域水质进行预测。首先,求解一维对流扩散方程的显示差分解、隐式差分解和解析解(也叫精确解),构建出以一定的时间步长和空间步长为单位的细小水段水质关系模型,并对这些方法的精度进行验证。然后,依据木兰溪的实际水文情况,以某段为例,按照构建的对流扩散水质预测模型,求解该河段中某时刻各个节点的污染物浓度,实现该河段水质的细粒度预测,通过该应用验证隐式差分法具有较高的精度,使用隐式差分法进行空间维度预测具有一定可行性。

结晶技术在高盐工业废水处理中的应用研究

为了满足日益严格的废水排放标准要求,提高废水的有效回用率,结晶技术成为高盐工业废水处理项目的保障技术路线之一。介绍了常见结晶技术和结晶器类型,分析了料液浓度、停留时间、搅拌速率、结晶温度、杂质、晶种和结晶设备等结晶过程因素的影响,展望了高盐工业废水结晶技术发展方向,以期为后续高盐工业废水处理及资源化利用提供技术指导。

NR/DAPI共染色-荧光计数法测定自来水中的微塑料

为解决现有NR/DAPI共染色-荧光计数法对水样中微塑料(MPs)的高估问题,对水样及实验器具的处理方法进行了优化研究。优化试验结果表明,在500℃条件下对玻璃器皿、滤膜灼烧1 h,可显著减少由实验器具带入样品中的MPs;对自来水样品采用30%H_(2)O_(2)在V_(H_(2)O_(2))∶VH_(2)O=1∶5条件下消解24 h,可消除水样中有机物引起的结果高估。采用改进的NR/DAPI共染色-荧光计数法对合肥市不同区域自来水样品测定结果表明,样品中MPs的平均浓度范围为350~1250个/L,占比最大的MPs种类为聚乙烯(PE,占比为40%~60%),尺寸小于10μm的MPs占比较高(36%~71%)。自来水样品中的MPs具有显著的时间分布特征,在夜间用水低谷时段供水管网中自来水流速低,小颗粒MPs发生沉降聚集,导致早晨龙头初放水中MPs浓度显著高于其他时段。

厌氧消化酸累积条件下强化产甲烷研究与应用

厌氧消化系统在实际运行中易受多种条件的影响,导致挥发性脂肪酸积累,挥发性脂肪酸的积累进一步抑制产甲烷作用,最终导致厌氧消化系统崩溃。分析了pH值、挥发性脂肪酸的种类和浓度是酸累积抑制产甲烷的原因,综述了利用投加嗜酸产甲烷菌和丙酸产甲烷菌的生物强化技术与投加磁铁矿、纳米零价铁、活性炭、生物炭、石墨烯的外源强化技术消除酸累积取得的效果,展望了未来研究方向可从加强酸累积对产甲烷抑制作用的机理探究,以及利用数学模型对酸累积的过程进行预警和调控等方面开展。

复合改性纳米TiO_(2)催化降解五氯苯酚的试验研究

为了探究纳米C-Co/TiO_(2)催化剂降解五氯苯酚的动力学特性,采用溶胶-凝胶法,制备了C、Co双元素掺杂复合改性的纳米C-Co/TiO_(2)催化剂。利用XRD、SEM-EDS、UV-vis进行表征分析,结果表明:掺杂C、Co元素后,纳米C-Co/TiO_(2)晶型未发生改变,特征峰强度增强,晶体结晶性好,粒径约为12.08 nm;催化剂表面呈现球状堆积形貌,比表面积大,有利于反应物吸附脱附;与纯TiO_(2)相比,催化剂带隙能降低,对可见光的响应性增强。结合降解过程中产物的紫外吸收光谱,探究五氯苯酚的催化降解机理。根据试验检测结果,分析拟合初始浓度与降解速率的线性关系,得到光催化降解五氯苯酚的L-H模型动力学方程:r0=0.38491 0.0951C_(0)/1+0.0951C_(0)。

活化过硫酸钠处理苯并[a]芘污染土壤的应用研究

为了研究异位化学氧化技术对苯并[a]芘污染土壤的修复效果,在实验室开展模拟化学氧化烧杯试验,对比测试了Fe^(2+)、生石灰及过氧化氢等药剂活化过硫酸钠的处理效果,试验结果发现生石灰活化表现出最好的修复效果,其次是亚铁盐活化。选用生石灰活化和硫酸亚铁活化的方式开展中试,结果表明生石灰活化的修复效果更优,并且确定过硫酸钠的投加量为土壤质量的1.0%。最后开展了约280 t污染土壤的工程应用,达到了修复目标。通过成本分析得知,生石灰活化的方式更经济。

BDD电极对苯酚降解氧化的试验研究

基于掺硼金刚石(BDD)电极的电化学高级氧化技术是解决难降解有机污染物的有效方法之一。通过热丝化学气相沉积法(Hot Filament CVD,HFCVD)结合动态掺硼工艺,在WC-Co衬底上成功合成了BDD薄膜。在此基础上,利用已制备的WC-Co/BDD电极,以苯酚为目标污染物,探究了不同电流密度、电解质浓度、pH值、苯酚初始浓度对其降解效率的影响。试验结果显示,在电流密度为0.03 A/cm^(2),电解质为1.5 g/L Na_(2)SO_(4)的条件下,无论是在酸性还是碱性环境中,对于质量浓度为1000 mg/L的苯酚溶液,3 h内COD的去除率均达到95%;对于质量浓度低于500 mg/L的苯酚溶液,其COD去除率在相同时间内均接近100%。基于WC-Co/BDD电极的电化学高级氧化技术对苯酚的矿化效果极为显著。

化学氧化法深度处理印染废水生化出水的研究

采用芬顿+混凝、紫外(UV)/H_(2)O_(2)、臭氧+混凝3种氧化体系对印染废水二沉池出水进行深度处理,并对处理效果进行定量分析,结果表明,3种氧化体系均可将二沉池出水COD的质量浓度降至30 mg/L以下;芬顿+混凝的废水处理费用最低,为3.25元/t;UV/H2O2对污染物的去除能力最强,出水COD和TOC的质量浓度分别为19.9和2 mg/L;臭氧+混凝对色度的去除效果最佳,出水色度仅为5.6度。经综合考虑,芬顿+混凝体系更加适宜处理该废水。

功能吸附剂吸附去除水中汞离子的研究进展

废水中的Hg(Ⅱ)会对自然环境和人类身体健康造成严重危害,目前已有多项技术被用于去除水中的Hg(Ⅱ),其中吸附法因节能高效而受到广泛关注,吸附法的关键在于吸附剂的选取,总结了目前已有的Hg(Ⅱ)吸附剂的不同类型,介绍了不同类型吸附剂对Hg(Ⅱ)的吸附容量和吸附机理,对比分析了不同吸附剂的优缺点,指出了Hg(Ⅱ)吸附剂在废水处理中面临的挑战,并对后续研究方向进行了展望,以期拥有更加广阔的工业应用前景。

强化水解在抗生素生产废水预处理中的应用研究

抗生素生产废水中过高的抗生素浓度会影响生物反应器的处理性能,同时会加速抗生素耐药基因(ARG)的增殖与扩散。利用水解对抗生素生产废水进行预处理,可使废水中目标抗生素的化学键断裂、官能团脱落,水解产物的抗菌活性大大降低,利于后续生物处理。通过改变溶液pH值及环境温度可以加速水解的过程,达到强化水解的效果。在分析不同抗生素水解机理的基础上,总结了近年来热水解和酸、碱水解强化降解不同抗生素的研究进展。

MnO_(2)促进厌氧氨氧化工艺启动的试验研究

为了考察投加MnO_(2)对ANAMMOX工艺启动效果和脱氮性能的促进作用,通过改变水力负荷以及采用逐级驯化手段,向反应器中投加MnO_(2)(0~50 mg/L),逐步提高厌氧氨氧化污泥对MnO_(2)耐受性,运行90 d成功启动ANAMMOX反应器。反应器对NH_(4)^(+)-N、NO_(2)--N去除率分别稳定在78%、98%,NLR可提升至0.855 kg/(m^(3)·d),NRR稳定在0.718 kg/(m^(3)·d)左右,NO_(2)^(-)-N与NH_(4)^(+)-N物质的量比以及NO_(3)^(-)-N与NH_(4)^(+)-N物质的量比分别稳定在1.32和0.20,SAA数值最大为269.86 mg[N]/(g[VSS]·d),利用高通量测序技术进行微生物群落结构分析,AnAOB属占比8.92%,成为优势菌属。相较于传统ANAMMOX工艺,投加MnO_(2)可促进AnAOB的富集、强化AnAOB的活性,为ANAMMOX工艺广泛应用于实际工程提供参考。

低氮浓度下的硫自养反硝化深度脱氮研究

构建硫自养反硝化反应器分别探究污水处理厂二级出水的深度脱氮与尾水的极限脱氮。研究结果表明,在DO的质量浓度低于0.5 mg/L,HRT为15 min的条件下,二级出水TN的质量浓度由10 mg/L左右稳定降至5 mg/L以下,出水TN可达到昆明市地方标准DB5301/T 43—2020《城镇污水处理厂主要水污染物排放限值》中A级标准;在DO的质量浓度低于0.5 mg/L,HRT为20 min的条件下,尾水TN的质量浓度由6 mg/L左右稳定降至1 mg/L以下,出水TN可达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水标准。采用高通量测序对反应器内微生物群落结构进行分析,结果表明在属水平上硫自养反硝化优势菌群有Thiobacillus和Sulfurimonas。

正弦交流电芬顿法去除废水中四环素的试验研究

正弦交流电芬顿法(SAEF)是一种新型的电芬顿技术。为了探讨SAEF去除废水中四环素(TC)的效能和机理,分别考察了电流密度、初始pH值、电导率和H_(2)O_(2)投加量等参数对TC废水处理效果的影响;探究了SAEF处理TC废水的氧化降解过程和动力学机制。结果表明:使用SAEF对初始质量浓度为100 mg/L的TC废水进行处理,在电流密度为0.694 mA/cm^(2),电导率为1075μS/cm,30%H_(2)O_(2)投加量为1.17 mL/L,初始pH值为3.0,反应时间为120 min的条件下,TC和COD去除率分别达94.87%和82.42%。SAEF处理过程中,TC的共轭结构首先被破坏,生成中间产物,最终被转变为无机物,在最优条件下的TC降解过程遵循二级动力学模型。

高效包埋好氧颗粒污泥在农药废水处理中的应用研究

为了高效处理有毒有害的农药废水,研究了包埋好氧颗粒污泥对实际农药废水的处理效果,并对比了包埋好氧颗粒污泥、市政好氧污泥及两者混合体系在实际农药废水活性污泥法处理中的表现。结果表明:在实际农药废水处理中,市政好氧污泥的硝化速率和COD降解速率分别为0.67 mg[N]/(g[SS]·h)和3.54 mg[COD]/(g[SS]·h),两者混合体系的平均硝化速率和COD降解速率分别为5.0 mg[N]/(g[包埋颗粒]·h)和49.05 mg[COD]/(g[包埋颗粒]·h),而包埋好氧颗粒污泥的平均COD降解速率为91.14 mg[COD]/(g[包埋颗粒]·h),并且具有更好的硝化性能,平均硝化速率为18.8 mg[N]/(g[SS]·h)。包埋好氧颗粒污泥对农药废水表现出较强的耐冲击负荷能力,说明了包埋好氧颗粒污泥的投加对提高农药废水氨氮降解效果显著。

生物炭基催化剂活化过硫酸盐处理不同污染物的研究现状

生物炭活化过硫酸盐体系在实际应用中存在活化效率低、分离困难等问题。综述了生物炭基催化剂的制备材料、制备方法,探讨了不同种类的生物炭基催化剂活化过硫酸盐的机理,总结了该体系在不同有机污染物降解方面的应用成效,结合当前研究状况,展望了生物炭基催化剂未来的研究方向及重点。

不同载体对DMBR处理模拟生活污水的影响研究

为探究不同载体对DMBR处理模拟生活污水的影响,以150目尼龙网、200目尼龙网、活性炭海绵作为动态膜载体,测定了DMBR运行过程中DOC、NH3-N、PO43-等污染物质的变化情况;通过出水浊度和TMP等参数判断动态膜层形成时间;提取了动态膜层中EPS并进行定量分析。结果表明,使用尼龙网和活性炭海绵作载体均可以提高出水效果,DOC和NH3-N平均去除率均大于97%,PO43-去除率大于90%,出水平均浊度降低至1.87 NTU以下;浊度等数据表明尼龙网作载体时动态膜可以在24 h内形成,活性炭海绵作载体时动态膜形成时间小于90 min,表现出更好的截留效果;EPS测定结果表明PS为形成膜污染的主要物质。

矿井水直接超滤试验研究

为了解决矿井水处理现有工艺流程长、出水水质不稳定等问题,优化矿井水处理工艺,以河北某矿井水为研究对象,采用直接超滤短流程工艺进行试验研究,探究反洗时长、反洗周期、工作压力等工艺参数对超滤的影响,并筛选膜污染清洗药剂。结果表明:最佳工艺参数为反洗时长120 s,反洗周期60 min,跨膜压差0.25 MPa,在此条件下经过300 min试验测试,膜通量为136 L/(m^(2)·h),维持在初始膜通量的91%,出水浊度稳定在0.05 NTU以下;膜污染最佳清洗药剂为0.2%HCl,对污染前后及酸洗碱洗后的膜片进行SEM和EDS测试分析,结果表明造成酸洗碱洗效果差异的主要因素为矿井水中的硬度离子和铝离子。

玉米芯耦合给水厂污泥强化人工湿地深度脱氮除磷研究

为了实现给水厂污泥的资源化利用,以某水厂污泥为例,分析了其理化性质与吸附除磷特性,并探究了玉米芯耦合给水厂污泥组合填料人工湿地系统在不同季节温度下的脱氮除磷效果。研究结果表明,给水厂污泥的平均铁、铝含量分别为(23.14±0.04)mg/g、(46.2±0.2)mg/g,磷饱和吸附容量为7.89 mg/g,污泥吸附磷的过程符合准二级动力学(R2=0.997)与Langumir模型(R2=0.979);湿地系统主要利用给水厂污泥吸附除磷,并依赖玉米芯进行异养反硝化脱氮;在HRT为1 d,进水氮、磷浓度满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级A标准的条件下,常温条件下出水氮、磷浓度均达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水标准。