微波联合过氧化氢改善剩余污泥脱水性能研究

利用微波联合过氧化氢改善污泥脱水性能,研究了双氧水投加量、微波功率、微波时间和pH等因素对污泥脱水性能的影响,结果表明,碱性条件下污泥破壁程度较好,微波时间以及微波功率对于污泥破壁影响较大.结合能耗与破壁脱水性能,微波联合H2O2改善污泥脱水性能的优化条件为:pH=7、双氧水投加量0.15mL/g.微波时间4min、微波功率595W.此时,污泥中水的质量分数由98.00%降至64.43%,污泥粒度变大时含水率降低,因此污泥粒度可作为污泥脱水性能的主要响应指标。

pH值对短程反硝化及N2O释放特性影响

以普通活性污泥为种泥,控制COD/N为2,通过逐步提升NO2^-—N浓度(由15上升至200 mg/L)的方式在小试SBR反应器中实现了短程反硝化的启动;稳定运行期间,NO2^-—N的平均去除率达99.5%.在此基础上,通过批式试验考察了不同进水pH值(7.1、8.2和9.3)对短程反硝化及N2O释放特性的影响.结果表明,随着进水pH值的升高,平均反硝化速率由0.087 9上升至0.094 1和0.107 2 mg/(min·gSS);反硝化效率先降后升,分别为98.70、96.52和99.10%;而N2O的释放量随pH值升高呈降低的趋势,pH值为7.1时的释放量分别是8.2和9.3时的2.82和8.04倍.因此,适当提升进水pH值可大幅降低短程反硝化过程N2O的释放量.

双选择层复合正渗透膜制备及其表征

以聚丙烯腈制备基膜,聚氮杂环丙烷、聚-4-苯乙烯磺酸钠为聚阳阴电解质,间苯二胺、均苯酰氯为水相和油相单体,依次用层层自组装(Lb L)和界面聚合制备双选择层正渗透膜,研究Lb L和界面聚合影响膜性能的典型因素。结果表明,优化条件,PEI和PSS的质量浓度均为1.0 g/L,Na Cl浓度为1.0 mol/L,Cu^(2+)浓度为0.20 mol/L,聚电解质单层沉积时间为10.0 min,MPD、TMC的质量浓度分别为20.0、0.25 g/L,单体反应时间均为2.0 min,Lb L3个聚电解质双层,界面聚合1次。在此优化条件下,所得正渗透膜水通量为42.40 L/(m^2·h),反向盐通量为10.86 g/(m^2·h)。结合石英晶体微天平说明Lb L中聚电解质层最为密实,其性能对膜影响较大。这种新的制备方法为提高正渗透工艺展现了一种新途径。

电催化氧化技术中传质系数的测试与验证

为通过电催化氧化体系中的极限电流密度(j lim)确定电催化氧化过程的传质/传荷界限,分别采用传统测试方法铁氰化钾-亚铁氰化钾体系和反向推导法,评价了两种方法用于测定电催化体系传质系数(k m)以确定j lim的适用性。通过对酸性红G和愈创木酚的电催化降解实验对传统测试方法进行了验证,测定了不同本体溶液浓度下同一体系k m;通过对愈创木酚的电催化氧化降解结果进行反向推导,考察了不同电流密度下同一体系的k m,分析了传质和传荷两种控制阶段下的电解效果和能耗。实验结果表明:使用传统测试方法测定同一体系k m,其测定结果受本体溶液浓度影响较大;反向推导法相比传统方法更适于测定电催化体系k m以确定j lim;施加不同电流密度,同一体系k m差异较大,对应j lim无法定量确定;当传荷控制阶段电流密度为50 A/m 2时电解愈创木酚,5 h内能耗为0.018 kW·h/g,远低于传质控制阶段500 A/m 2时的能耗0.135 kW·h/g,但是电解速率较低,愈创木酚的降解需要更长的电解时间。动态电流调控机制可改善长电解时间和高能耗两大缺陷,为电催化氧化技术的进一步工程应用提供参考。

石灰脱盐-混凝沉淀-砂滤组合再生城市污水二级出水试验研究

采用石灰脱盐-混凝沉淀-砂滤组合工艺对铜川某污水处理厂二级出水进行了回用中试研究。结果表明,二级出水经组合工艺处理后,水中碱度、硬度和含盐量明显下降,去除率均在40%以上,同时出水浊度可达到0.93 NTU以下,出水总磷小于0.4 mg/L,其去除率可达100%。其余水质指标也较三级出水的好,出水水质满足电厂循环冷却水的水质要求。

蒲城县城南污水处理厂出水指标偏高处理对策

陕西省水务集团蒲城县城南污水处理厂承接了县城南部某化工园区的全部废水,混合了化工、制药、果汁及农药等企业产生的废水,污染物中富含肼类、酚类等难降解有机物,且来水浓度高,可生化性极差,传统的AA/O处理工艺很难适用,现有工艺处理后COD浓度维持在70 mg/L^150 mg/L,氨氮0.1 mg/L^13 mg/L,总磷0.15 mg/L^2.3 mg/L,SS:17 mg/L^110 mg/L,严重高于国家一级A排放标准。含肼类等有机混合废水在国内外都属于典型的高难降解有机物质,处理难度大,对处理工艺和处理技术有较严格的要求。通过立足污水厂实际处理现状,从技术角度提出在工艺末端增加电化学高级氧化处理单元和在排污口前端设置一体化电化学氧化处理装置降低污染物排入浓度两种对策,为水厂下一步实施提标改造提供技术建议和指导帮助。

微絮凝对腐殖酸超滤过程膜污染的减缓特性

以硫酸铝[Al_2(SO_4)_3·18H_2O]为絮凝剂,腐殖酸(humic acid,HA)和高岭土(Kaolin)水溶液为原水,研究微絮凝过程产生的不同絮体形态,对自制聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜过滤过程的影响.主要考察了微絮凝过程中絮体的特性(粒径大小及分布,分形维数)以及不同条件下形成的絮体形态对膜通量的影响,利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对污染膜的表面形貌进行表征,并测定了PVDF膜与有机污染物之间黏附力大小,来解析不同絮体形态对超滤膜的膜污染影响机制.结果表明,Al^(3+)以电性中和作用水解去除有机物,随着絮凝剂投加量的增加,絮体粒径不断增大,絮体的分形维数减小.膜通量衰减速率与絮体的粒径呈负相关,絮体粒径越大,膜通量衰减速率越小,超滤过程中形成的滤饼层越疏松,同时,较小分形维数的絮体引起的膜污染较轻,其膜通量恢复率也较高.PVDF-有机污染物之间的相互作用力大小与运行初期相应污染膜通量衰减速率呈正相关.当Al^(3+)投加量为5 mg·L^(-1),初始pH=7时,HA去除率为96.7%,膜通量衰减最小,通量恢复率达到88%.

A^2/O工艺中污泥聚集体内部除磷菌的原位活性研究

利用自制的磷酸盐、DO、ORP微电极定量研究了某污水厂AVO工艺中厌氧、缺氧及好氧段污泥聚集体内部微环境及磷酸盐农度的空间分布特征,获得了除磷菌原位活性的变化规律。结果表明,厌氧段污泥聚集体内部的最大净体积释磷速率为2.88mg/(cm^3·h),厌氧池前端的最大释磷速率是末端的2倍,且主要释磷区域集中在0~1400μm;在缺氧段发现了明显的释磷现象,但最大释磷速率仅为0.83mg/(cm^3·h),且主要发生在0~500μm范围内,污泥深处几乎不释磷;好氧池前端的最大净体积吸罐速率为0.29mg/(cm^3·h),而末端的吸磷反应几乎停止。在此基础上,研究了NO3^--N浓度对缺氧池前端污泥聚集体内除磷菌原位活性的影响,结果表明,随着NO3^--N浓度由4mg/L升至9和15mg/L,最大净体积释磷速率由0.97mg/(cm^3·h)降至0.53和0.26mg/(cm^3·h),呈逐渐降低趋势,且主要释鱗区域由0~1600μm降至0~1300μm和0-600μm.

NO_2^--N和盐度对反硝化除磷及N_2O释放的影响

以驯化好的反硝化除磷污泥为研究对象,通过批式实验考察了NO_2^--N和NaCl浓度对反硝化除磷率及N_2O释放的影响。当进水亚硝酸盐的浓度由15 mg·L^(-1)升高至25和40 mg·L^(-1)时,除磷率由68.81%±0.5%降至66.25%±1%和62.88%±0.8%,TN的去除率由90.6%±0.7%降至74.55%±1.5%和51.65%±2%,N_2O释放量分别为4.82、13.83和17.06 mg。当NaCl质量分数为0%、0.5%、1%和2%时,TN的去除率由74.55%±1%降至68%±2%、64.2%±1%和54.3%±2.5%,除磷率由66.37%±1.5%降至61.29%±1%、50.47%±2%和36.7%±0.5%,N_2O-N转化率为41.1%±2%、41.4%±2.5%、48.94%±0.6%和51.03%±2%。因此,NO_2^--N和NaCl质量分数的升高均会降低脱氮除磷效率,但增加了N_2O释放量;兼顾脱氮除磷效率前提下,NO_2^--N为25 mg·L^(-1)、NaCl质量分数为1%是N_2O释放量增加的优化条件。

氧化锌光催化/超滤膜组合工艺对水中富里酸的去除

以富里酸(FA)为模拟废水,探究了ZnO投量、溶液初始pH值、曝气量等因素对自制氧化锌光催化过程去除效能的影响,考察了光催化/超滤膜组合工艺对FA的去除效果以及过滤不同光催化氧化时间的FA溶液时膜通量的变化,并利用扫描电镜(SEM)分析了由FA引起的不可逆膜污染。结果表明,光催化氧化反应最佳条件如下:Zn O投加量为0.3 g/L、FA溶液初始p H值为7、曝气量为1.2 L/min,在此条件下光催化反应150 min后,对UV_(254)及TOC的去除率分别可达到92.6%和56.2%。超滤膜组合工艺不仅可以实现催化剂与处理水的有效分离,且随着光催化时间的增加,膜通量衰减速度下降,有效减缓了FA溶液造成的不可逆膜污染。

戊二醛交联PVDF/PVA共混超滤膜的制备及其抗污染性

以溶液相转化法制备PVA共混PVDF超滤膜,考察了戊二醛(GA)化学交联反应程度对PVDF/PVA共混超滤膜界面性质、微观构造及其抗污染性能的影响。结果表明:适度的交联反应有利于提高共混膜的机械强度;与超滤膜表面相比,GA交联对PVDF/PVA共混膜内部结构影响甚微; GA交联反应程度过高,会造成PVDF/PVA共混膜表面结构趋于致密,通量下降,但蛋白质截留能力提高,透水稳定性增强; GA交联能有效防止BSA在PVDF/PVA膜面的堵塞污染,减缓BSA过滤过程中的比通量下降率,提高通量恢复率,增强抗污染能力。但GA交联度的选择与PVDF/PVA共混膜组成有关:当原膜结构疏松且PVA含量较低时,宜选择较低浓度的GA溶液且交联时间不宜过长;而原膜结构较为致密且PVA含量较高时,提高GA浓度和增加交联反应时间,则有利于膜内部PVA得到交联,以保证膜结构的稳定性。