壳聚糖衍生物絮凝剂对丁烯醛废水中COD的去除研究

采用羧甲基壳聚糖(O-CMC)与琥珀酸酐(SAA)反应合成N-琥珀酰-O-羧甲基壳聚糖(NSOCMCS),利用FTIR对产物进行结构表征,并探讨了m(O-CMC)∶m(SAA)、反应温度及时间对产物的羧基质量分数影响,得到最佳合成条件:m(O-CMC)∶m(SAA)=1∶6,反应温度为50℃,反应时间为4 h,制得产物NSOCMCS的羧基质量分数为87.86%,同时采用NSOCMCS对丁烯醛生产废水进行絮凝研究,以COD去除率为衡量指标,通过单因素与响应曲面优化试验确定最佳絮凝条件:絮凝剂投加量为600 mg/L,絮凝体系pH=8,温度为37℃,絮凝时间为2 h,测得废水中COD去除率为58.37%,另对上清液Zeta电位观察可知,NSOCMCS絮凝机理为电中和与吸附架桥共同作用。

丁烯醛生产废水湿式催化氧化处理技术研究

利用双金属活性组分催化剂,考察了进仓温度、反应压力、催化剂空速和氧气用量等条件对催化湿式氧化处理某厂丁烯醛生产废水效果的影响,从而确定最优的工艺参数.对于该厂的丁烯醛生产废水,在进仓温度为190℃、反应压力为4.5 MPa、催化剂空速为1.5 h-1及氧气用量为理论需氧量的1.25倍的反应条件下,丁烯醛生产废水COD降解率为97.2%、氨氮降解率为98.1%,为后续工程实施提供了基础数据.

2-丁烯醛生产废水对厌氧生物处理的毒性

以厌氧颗粒污泥为受试生物、乙酸钠为底物,研究了2-丁烯醛废水的厌氧处理毒性及污泥胞外聚合物(EPS)的组成变化.结果表明,2-丁烯醛废水COD≤850mg/L时,厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性(SMA)几乎不受影响;当废水COD从2125mg/L提高到4249mg/L时,厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性(SMA)从70.5m LCH4/(g VSS·d)降低至9.4m LCH4/(g VSS·d);COD为8499mg/L时,厌氧颗粒污泥的SMA仅为4.7m LCH4/(g VSS·d),且废水中有毒物质表现为杀菌性毒素.随着COD升高,EPS(TOC表征)、多聚糖、蛋白质含量呈现先降低后升高趋势.三维荧光光谱结果显示,不同COD条件下EPS荧光峰数量及位置相同,分别为类酪氨酸荧光峰peak A(λex/λem=275nm/305nm)、类色氨酸荧光峰Peak B(λex/λem=275nm/350nm)、辅酶F420贡献的荧光峰Peak C(λex/λem=415nm/470nm)及类富里酸荧光峰Peak D(λex/λem=335nm/450nm),其中荧光峰peak A和peak B峰强度较强.

2-丁烯醛生产废水的臭氧脱毒预处理

CMW(crotonaldehyde manufacturing wastewater,2-丁烯醛生产废水)污染物浓度高、毒性强、直接采用生物法处理难度大.为了降低CMW的生物处理毒性,采用臭氧氧化法对CMW进行脱毒预处理,并通过考察不同臭氧氧化条件对废水CODCr、TOC(总有机碳)、UV254 nm去除率及SMA(specific methanogenic activity,比产甲烷活性)抑制率的影响,获得了优化的臭氧氧化条件,进一步分析了废水脱毒机理.结果表明:①优化的臭氧氧化条件为接触反应时间180 min、初始pH 3. 0、反应温度35℃、气相臭氧浓度30. 3 mg/L,进气流量500 m L/min;并且在该条件下,CMW中CODCr、TOC和UV254 nm的去除率分别为19. 9%、9. 9%和70. 6%,主要特征有机污染物〔包括2-丁烯醛、(E,E)-2,4-己二烯醛、3-(2-甲基-2-丙烯)-5-戊内酯、1,5-二甲基-1-烯-4-羰基-环氧己烷、山梨酸乙酯等〕的去除率在74. 4%以上.②厌氧产甲烷毒性试验结果显示,CMW的SMA抑制率由臭氧氧化前的82. 0%降至臭氧氧化后的47. 2%.③反应动力学研究显示,CMW中CODCr、TOC及UV254 nm的去除过程均符合一级反应动力学方程,R2分别为0. 82、0. 97、0. 94.研究显示,臭氧氧化预处理可以较好地去除CMW中的特征有机污染物,降低废水的厌氧生物处理毒性,是一种可行的脱毒预处理方法.

2-丁烯醛生产废水中溶解性有机物的分级解析

采用超滤膜法将2-丁烯醛生产废水中的有机物分为相对分子质量不同的7个级分,并应用溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、紫外吸收光谱(ultraviolet spectrum,UV)、傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectrometer,FT-IR)和气相色谱/质谱联用仪(gas chromatography with mass spectrometry,GC-MS)技术对不同相对分子质量区间的有机物所占比例及物质结构进行了研究.结果表明,废水中相对分子质量<1×103的有机物所占比例最高,达到88.57%;采用GCMS对废水中相对分子质量<1×103的级分进行分析,定性出27种化合物,包含醛、酮、酯、醇、酚、酸、烷烃类及其他苯系物等,其峰面积占有机物峰面积总和的比例分别为6.9%、5.3%、35.4%、13.2%、4.6%、0.4%、1.7%、16.8%,总和为84%.UV和FT-IR分析结果均显示不同相对分子质量区间的光谱吸收特征没有明显差别,级分中存在含有不饱和双键、羟基、羰基化合物及芳香族化合物,与GC-MS检测结果相吻合.研究结果为废水处理工艺的开发与优化提供了重要的指导作用.