O_3-BAC工艺臭氧优化和有机物分子质量分布研究

为了确定3种工艺:混凝-沉淀-砂滤-后臭氧-生物活性炭滤池(工艺Ⅰ)、预臭氧-混凝-沉淀-砂滤-生物活性炭滤池(工艺Ⅱ)和预臭氧-混凝-沉淀-砂滤-后臭氧-生物活性炭滤池(工艺Ⅲ)中臭氧的最优投加量和投加方式,采用动态实验进行了不同工况下有机物的去除效果研究,并从臭氧利用率的角度对3种工艺进行比较。同时,为了明晰工艺Ⅲ中各个单元对有机物的去除机制,研究了各处理阶段的有机物分子质量分布情况。结果表明,工艺Ⅲ在最佳工况下出水水质最优,但单位臭氧利用率较低,单位臭氧去除CODMn、TOC分别为0.92 mg/L和0.55 mg/L。该工艺中预臭氧可显著降低有机物分子质量水平,混凝沉淀砂滤主要去除分子质量3 k Da的有机物,后臭氧则将大分子有机物进一步氧化为分子质量3k Da的有机物,后者通过生物活性炭滤池得到有效地去除。因此,通过臭氧和生物活性炭的联用,能够有效去除有机物,是一种适宜的饮用水深度处理工艺。     

气水比对曝气生物活性炭处理原水的影响

针对从臭氧-活性炭工艺中开发出来的预臭氧-曝气生物活性炭,在不同气水比工况下进行实验,分析了不同气水比对曝气生物活性炭处理微污染原水的影响与作用。结果表明:在滤速为8～12 m/h,空床接触时间为11.5～15.4 min,装填密度为510 g/L条件下,不同气水比对去除氨氮的影响大于对CODMn的影响。气水比为0.3∶1时,对氨氮浓度为1.65～2.10 mg/L范围的进水平均去除率为81.9%,亚硝酸盐氮平均积累率为1.4%,CODMn去除率为70.6%。当气水比逐渐增加时,氨氮平均去除率有所提高,亚硝酸盐氮积累率则有所下降,对较低浓度的CODMn影响不大。     

直接过滤-臭氧-生物活性炭工艺用于城市污水二级处理出水深度处理的研究

采用砂滤-臭氧-生物活性炭工艺在北京市某污水处理厂开展了以污水再生回用为目的的城市污水深度处理中试研究.在臭氧消耗量5 mg/L,接触时间20 min,生物活性炭空床停留时间(EBCT)为20 min的条件下,出水浊度为1.5 NTU左右,色度接近0,UV254从0.162 cm-1降低到0.08 cm-1,DOC和CODMn分别从10.1 mg/L和12.8 mg/L降低到6 mg/L左右.由于对生物活性炭柱进行了曝气供氧,NH4 -N从40 mg/L降低到5 mg/L左右.     

O3/GAC-常规处理珠江水系不同原水简

以东江、西江和北江3种原水为研究对象,采用臭氧预处理-常规处理-臭氧活性炭系列处理,研究原水中有机物的去除及臭氧化副产物的产生和转化。结果表明,东江、西江和北江水中COD_Mn、UV₂₅₄、甲醛和溴酸盐沿各处理单元过程变化规律基本一致;COD_Mn总去除率分别为60%、51%和39%,UV₂₅₄总去除率分别为74%、96%和97%,最终出水甲醛浓度分别为0.004 mg/L、0 mg/L和0 mg/L,BrO₃^-分别为3.1 μg/L、8.7 μg/L和35.5 μg/L;COD_Mn的去除主要在预臭氧和活性炭过滤2个处理单元,预臭氧对UV₂₅₄总去除率贡献最大,甲醛和溴酸盐浓度在主臭氧处理单元达到其峰值（西江甲醛除外）;氨氮和有机物浓度较低、pH值较高的北江原水,出水溴酸盐浓度最高。     

O3／GAC-常规处理珠江水系不同原水

以东江、西江和北江3种原水为研究对象,采用臭氧预处理-常规处理-臭氧活性炭系列处理,研究原水中有机物的去除及臭氧化副产物的产生和转化。结果表明,东江、西江和北江水中CODMn、UV254、甲醛和溴酸盐沿各处理单元过程变化规律基本一致;CODMn总去除率分别为60％、51％和39％,uV。总去除率分别为74％、96％和97％,最终出水甲醛浓度分别为0．004mg／L、0mg／L和0mg／L,B-O3-分别为3．1μg／L、8．7μg/L和35．5μg／L;CODMn的去除主要在预臭氧和活性炭过滤2个处理单元,预臭氧对UV254总去除率贡献最大,甲醛和溴酸盐浓度在主臭氧处理单元达到其峰值（西江甲醛除外）;氨氮和有机物浓度较低、pH值较高的北江原水,出水溴酸盐浓度最高。     

臭氧/活性炭联合工艺深度处理焦化废水

采用臭氧/活性炭联合工艺对焦化废水A2/O出水进行深度处理。考察了溶液初始pH值、臭氧投加量、活性炭投加量及使用次数、反应时间对焦化废水处理效果的影响。实验结果表明,活性炭的使用可显著提高臭氧对焦化废水COD的去除率,在溶液初始pH值为10.25、臭氧投加量为7.5 mg/min、活性炭投加量50 g/L、反应时间为30 min条件下,COD去除率达到73.51%。同时,在活性炭重复使用10次时,COD去除率为70.85%,仅降低了2.66%。     

新型复合预氧化技术控制副产物的试验研究

臭氧被广泛应用于饮用水预氧化工艺中,但是成本较高,而且会生成臭氧化副产物,如可同化有机碳(AOC)、溴酸盐和甲醛.因此,提出臭氧/高锰酸钾复合预氧化技术,并对照预臭氧化技术,进行了消毒副产物前质及臭氧化副产物控制的小试试验研究.结果表明,与预臭氧化(1.5 mg/L臭氧)相比,复合预氧化(0.6 mg/L臭氧 0.4 mg/L高锰酸钾)能促进混凝沉淀对消毒副产物前质的去除,总去除率与单独预臭氧化的去除率相当.而且又能降低AOC生成量,并促进混凝沉淀对AOC的去除,合计AOC去除率达43%左右.此外,对溴酸盐和甲醛生成量也有明显去除效果,比单独预臭氧化降低了78.4%和21.2%.     

Mn_3O_4催化臭氧化钻井废水的作用机理

通过静态实验,探讨了Mn3O4对钻井废水臭氧化过程的催化作用机理,考察了Mn3O4及Cl-对臭氧分解、水体湍动程度、羟基自由基抑制剂碳酸氢根和叔丁醇的加入对COD去除率的影响,分析了反应过程中TOC和p H的变化。结果表明,催化剂加量为100 mg/L时,臭氧分解率由单独臭氧时的38.2%增加到81.4%,Mn3O4对钻井废水中有机物的吸附去除率仅为2%,O3/活性炭体系对COD去除率与单独臭氧效果接近,说明臭氧在催化剂表面存在吸附作用,促进臭氧分解;水体不搅拌与搅拌速度增加为900 r/min时,COD去除率由52%增加到58%,搅拌程度对钻井废水COD去除效果影响不大;HCO-3浓度为100 mg/L时,COD去除率降低到41.2%,说明了体系中有羟基自由基产生;氯离子浓度为1 000 mg/L,臭氧的分解率降低了9.2%,证明了臭氧在催化剂表面的吸附作用;羟基自由基抑制剂叔丁醇的加入,使得COD去除率由54.3%降低为40.8%,证实了反应体系中存在羟基自由基。同时在反应过程中,体系的TOC由191.9 mg/L降低至37.6mg/L;p H由原来的11.2降低到6.3。实验现象说明,臭氧吸附在Mn3O4催化剂表面,分解产生羟基自由基,进而氧化去除钻井废水中有机物,这在某种程度上证明了Mn3O4催化臭氧化对有机物的降解遵循羟基自由基机理。     

直接过滤-臭氧-生物活性炭工艺用于城市污水二级处理出水深度处理的研究

采用砂滤-臭氧-生物活性炭工艺在北京市某污水处理厂开展了以污水再生回用为目的的城市污水深度处理中试研究。在臭氧消耗量5mg／L，接触时间20min，生物活性炭空床停留时间（EBCT）为20min的条件下，出水浊度为1．5NTU左右，色度接近0，UV254从0．162cm^-1降低到0．08cm^-1，DOC和CODMn分别从10．1mg／L和12．8mg／L降低到6mg／L左右。由于对生物活性炭柱进行了曝气供氧，NH4^- N从40mg／L降低到5mg／L左右。     

臭氧光催化降解地下水中天然有机物的研究

在现场开展了中试规模的臭氧光催化降解天然有机物的研究.研究表明,对大分子天然有机物占很大比例且重碳酸盐含量较高的地下水,臭氧投加量10 mg/L和反应时间10 min条件下,TOC的去除率不到20%,但UV254和三卤甲烷生成潜力(THMFP)去除率分别达到近60%和33.5%.臭氧光催化与活性炭吸附相连,能显著提高UV254的THMFP的去除率,但TOC去除率并不明显高于单独活性炭吸附.臭氧光催化使大分子有机物转化为小分子有机物,后者在活性炭上的吸附性提高且生化性改善,可望在生物活性炭上更有效地去除.     

氨氮浓度对活性炭深度处理工艺选择的影响

在广东省北江水源佛山段水质深度处理实验中,采用活性炭(GAC)和臭氧(O3)-生物活性炭(BAC)深度处理工艺,比较了两者对不同进水浓度下氨氮的去除效果,并对前加氯预处理工艺于氨氮的活性炭深度处理效果的影响进行了分析.结果表明:GAC和O3-BAC工艺对突发性氨氮污染具备耐冲击负荷能力.低氨氮浓度下,GAC和O3-BAC对氨氮的去除率接近(约40%),并随着进水氨氮浓度的增大而增加.两者出水中CHCl3浓度均未超标,但O3-BAC处理后的浓度更低.基于GAC工艺处理成本低于O3-BAC,建议优先采用GAC工艺.高氨氮浓度下,O3-BAC工艺除氨氮效果显著优于GAC,消毒后出水中CHCl3浓度也低于GAC的情况,建议优先采用O3-BAC工艺.若使氨氮去除率达最佳,则合适的氨氮浓度范围是:对O3-BAC工艺:0.57～0.62 mg/L,去除率高于93%.在0.43～0.62 mg/L时,去除率高于70%;对GAC工艺:0.5～0.57 mg/L,去除率介于70%～76.3%.O3-BAC工艺的适用范围宽.在合适浓度的沉淀池出水余氯下,可以在O3-BAC工艺前采用前加氯预处理工艺.     

混凝-IBAC深度处理焦化废水的试验研究

以哈尔滨某气化厂焦化废水为目标,探讨混凝-固定化生物活性炭(IBAC)工艺对哈尔滨气化厂焦化废水进行深度处理的净化效能及其可行性.采用筛选、驯化的脱酚菌,对活性炭(GAC)进行固定,使之形成固定化生物活性炭.当该工艺进水COD＜800 mg/L时,出水COD在100 mg/L以下,平均去除率在80%左右;当进水总酚在200 mg/L以下时,出水的总酚含量基本在20 mg/L以下;当进水氨氮浓度在75 mg/L以下时,出水氨氮浓度在25 mg/L以下.焦化废水中各污染物指标经混凝-IBAC工艺深度处理后可达污水综合排放标准(GB 8978-1996)的二级标准.     

活性炭柱中砂垫层在微污染水源水处理工艺中的应用

以嘉兴市某水厂沉后水为进水进行实验,研究炭砂滤池对污染物的去除性能,以及炭砂滤池取代活性炭＋砂滤池的可能性,探讨了短流程工艺的适用性。结果表明,炭砂滤池能有效去除水中的浊度、氨氮、CODMn和铁、锰等污染物,与活性炭柱相比,炭砂滤池在降低出水浊度和水中颗粒数方面具有一定优势,即砂垫层对控制出水浊度和保障微生物安全能够起到积极作用。在实验条件下,增加活性炭层厚度或者降低滤速,在一定程度上有利于提高对CODMn的去除率。在设计滤速为9～10 m/h,CODMn〈4.5 mg/L时,可直接以炭砂滤池取代活性炭池＋砂滤池,仍然能保证出水CODMn〈3 mg/L。     

RPB-O3/H2O2法处理硝基苯模拟废水

在超重力场中,研究了硝基苯模拟废水的臭氧/双氧水(O3/H2O2)法处理效果,考察了超重力因子β、H2O2浓度、初始p H、液体流量及处理时间等因素对硝基苯去除率的影响。结果表明,硝基苯去除率随超重力因子β和处理时间的增加而增大,而随H2O2浓度、初始p H和液体流量的增加呈先增大后降低的趋势。当硝基苯初始浓度300 mg/L,工艺条件β=80、p H=10.0、臭氧质量浓度约为40 mg/L、H2O2浓度为4.9 mmol/L、液体流量为120 L/h时,循环处理35 min硝基苯去除率可达96.7%。处理时间60 min后,废水中硝基苯含量1.4 mg/L,COD为39 mg/L,达国家一级排放标准(GB 8978-1996)。在此条件下,硝基苯的降解过程符合准一级反应动力学。     

氧化铈/活性炭催化臭氧氧化技术去除水中邻苯二甲酸二甲酯

用浸渍法在活性炭(AC)上负载氧化铈(CeO2)制备催化刺CeO2/AC催化臭氧氧化去除邻苯二甲酸二甲酯(DMP),考察了臭氧投加量,DMP初始浓度和溶液初始pH的影响.结果表明,CeO2/AC催化臭氧氧化去除DMP的最佳臭氧投加量为50mg/h,DMP初始浓度和溶液初始pH对CeO2/AC催化臭氧氧化DMP过程都有一定的影响.在DMP初始质量浓度为30 mg/L、溶液初始pH为5、臭氧投加量为50 mg/h、反应60 min时,CeO2/AC的加入(1.5g/L)有利于催化臭氧氧化DMP过程中总有机碳(TOC)的去除,TOC去除率由AC催化臭氧氧化的48%提高到68%.而单独臭氧氧化过程中的TOC去除率仅22%;且单独臭氧氧化与AC、CeO2/AC催化臭氧氧化DMP的矿化过程均符合二级反应动力学方程,CeO2/AC催化臭氧氧化DMP时TOC降解的二级反应动力学常数为0.0015L/(mg·min),分别是AC催化臭氧氧化的2.5倍和单独臭氧氧化的7.5倍.     

臭氧生物活性炭工艺处理某多金属硫化矿浮选废水的小试研究

某多金属硫化矿选矿厂浮选废水水量大,目前该厂对浮选废水的处理方法为尾矿库砂滤治理,但该方法存在效率低、周期长、回用影响选矿指标等众多弊端。为高效低成本的处理浮选废水,结合浮选废水的特点(低COD、难降解、高pH),开展了臭氧氧化-生物活性炭吸附工艺处理选矿废水的小试研究。选矿废水中各残留有机药剂及pH对浮选指标的影响研究表明,废水中残留有机药剂及pH对浮选指标均有不同程度的影响。臭氧氧化-生活活性炭吸附工艺处理选矿废水的小试研究表明,水力停留时间为4 h、反应器臭氧浓度为33.3 mg/L,可获得COD去除率57%、pH降低到8的废水处理效果。将处理后的废水回用于选矿,基本消除残留药剂及pH对浮选指标的影响。本研究提供了一种处理浮选废水的新思路,对臭氧生物活性炭工艺处理浮选废水的工业应用具备参考价值。     

臭氧强化光催化对垃圾渗滤液的深度处理

用臭氧强化光催化工艺对垃圾渗滤液进行了深度处理,优化了工艺参数,对比了最佳工艺条件下各时间段的出水指标.该工艺在催化剂投加量0.5 g/L,pH值8.45左右,O3流量0.4 L/min,O3浓度16.8 mg/L,初始COD浓度430 mg/L时最佳,COD和UV254的去除率均在60%以上;最佳工艺条件下1.0 h出水的BOD5提高了75.42%,2.0 h出水BOD5/COD从初始的0.05升高至0.23.结果表明,臭氧强化光催化工艺不仅可以提高处理能力,还有效地改善了出水的可生化性.     

臭氧/活性炭/真空紫外光联用处理甲基肼废水的影响因素

研究比较了臭氧氧化(O3)、臭氧/活性炭氧化(O3/AC)、真空紫外/臭氧(VUV/O3)、真空紫外/臭氧/活性炭氧化(VUV/O3/AC)对甲基肼废水的处理效果,以甲基肼和COD去除率为指标,其中VUV/O3/AC最为有效。考察了活性炭投加量、臭氧投加量、初始pH值和活性炭使用次数等因素的影响。结果表明,反应最佳工艺条件为臭氧投加4.2 mg·min~(-1)、pH值为9.60、活性炭投加量为6 g·L~(-1)。反应60 min,甲基肼去除率可达99.3%,COD去除率可达75.7%。同时,探究了活性炭的重复使用效果,分析了反应过程的中间产物。     

臭氧/ 生物活性炭深度处理循环养殖废水

随着工厂化循环水养殖的不断发展,高浓度循环养殖废水对环境污染日益严重.为实现环境友好和资源节约,采用臭氧/生物活性炭对循环养殖废水进行深度处理中试研究.实验结果表明,臭氧化臭氧最佳投加量为4 mg/L,显著增强水体的可生化性,使TOC(总有机碳)/UV254(在波长为254 nm处的单位比色皿光程下的紫外吸光度)提高80%.臭氧/生物活性炭对循环养殖废水中的有机物和氨氮具有良好的去除效果.臭氧/生物活性炭对TOC、高锰酸盐指数和UV254的最终去除率比生物活性炭分别高11.9%、13.4%和6.5%.臭氧/生物活性炭和生物活性炭对氨氮的最终去除率分别为96.0%、90.7%.     

响应面法优化光催化/臭氧氧化深度处理炼油废水

利用响应面方法(RSM)对光催化/臭氧氧化深度处理炼油废水工艺进行优化,考察了臭氧通量、光催化剂投加量、初始p H和反应时间对于处理效果的影响,提出采用该工艺的数学模型及优化后的工艺参数。结果表明,各影响因子对COD去除率影响顺序为反应时间>光催化剂投加量>初始p H>臭氧通量,方程的F值为11.54,相关系数为0.9537,调整相关系数为0.915,说明数学模型可以较好地模拟真实的反应曲面。优化得到最佳的工艺参数:臭氧通量1.05 L/min、光催化剂投加量0.33 g/L、初始p H 7.51、反应时间96.95 min,在该条件下,对COD去除率为97.88%,与预测值99.49%接近。采用95%处理水和5%新鲜水混合,水质达到了循环冷凝水的补充水水质指标要求。