多相催化臭氧氧化-纳滤工艺污水深度净化研究

以高吸附性能的活性炭纤维作为催化反应载体,建立了多相催化臭氧氧化-纳滤组合工艺,研究其对污水深度净化效果及其机理。结果表明,由于活性炭纤维的催化作用,显著提高了催化臭氧氧化反应效率,催化臭氧氧化单元单独运行5 h后对紫外吸收值(UVA254)和总有机碳(TOC)的去除率分别为68.2%和32.3%。组合工艺运行5 h后出水UVA254和TOC的去除率分别为98.7%和89.5%,对3类典型内分泌干扰物(如双酚A、萘及苯并[a]芘等)的去除率高达90%以上,均高于单独纳滤工艺的去除率。与单独纳滤工艺相比,单独运行5 h后纳滤膜通量下降23.8%,而组合工艺膜通量仅下降14.6%,体现了组合工艺具有改善出水水质和提高产水能力等多方面先进性。     

O_3-MBR法深度处理煤气废水

以经多级生物处理后的煤气废水为原水,采用O3-MBR组合工艺对其进行深度处理,以满足回用要求.结果表明:采用臭氧氧化工艺,当废水pH为11和臭氧投加量〔ρ(臭氧)〕为189.2mg/L时,CODCr和色度的去除率分别为46.5%和80.2%,ρ(BOD5)/ρ(CODCr)由0.02升至0.29,废水的可生化性得到明显改善;臭氧氧化工艺出水再通过MBR作进一步处理,CODCr,NH3-N和色度的去除率分别达23.0%,76.3%和70.0%,且出水水质稳定;总体上,废水经O3-MBR组合工艺处理,CODCr,NH3-N,色度和浊度的平均总去除率分别达到58.7%,76.3%,88.6%和95.1%;处理后出水的ρ(CODCr)50mg/L,ρ(NH3-N)5mg/L,浊度0.2NTU,色度约为30度,出水水质满足生产工艺回用的要求.     

关于生化与臭氧氧化组合工艺处理维生素B_2废水的探试

采用Fe/C预处理+生化+臭氧生物炭的组合工艺处理高浓度维生素B_2生产废水。实验结果表明:Fe/C预处理能有效去除废水中的SS(即悬浮物),对COD的去除率可以达到45%,厌氧与好氧的生化处理过程对废水COD去除率达到92.8%,但是对色度的去除不明显,通过臭氧高级氧化对生化出水进行氧化,再通过生物活性炭进一步去除COD,最终出水色度全部被去除,出水COD能完全达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的三级排放标准。     

次氯酸钠、臭氧及其组合再生水消毒技术研究

以某城市污水处理厂二级出水为原水,采用次氯酸钠、臭氧以及臭氧/次氯酸钠组合工艺,研究了不同消毒方式对总大肠菌群、粪大肠菌群和色度的去除规律,消毒副产物中三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量变化的规律。试验结果表明:在次氯酸钠消毒过程中,有效氯投加量为5 mg/L时,总大肠菌群和粪大肠菌群去除率分别为99.91%和99.99%,色度去除率为26.00%;臭氧消毒过程中,当臭氧剂量为2.6 mg/L时,总大肠菌群和粪大肠菌群去除率分别为99.70%和99.73%,色度去除率为71.65%;在组合工艺中,当臭氧剂量为2 mg/L、有效氯投加量为0.5 mg/L时,出水总大肠菌群和粪大肠菌群总数去除率分别为99.94%和99.87%,色度去除率为70.60%;在相同有效氯投加量条件下,组合工艺较单独次氯酸钠消毒出水的总大肠菌群和粪大肠菌群更低,三氯甲烷生成量降低36.67%,一氯二溴甲烷未检出。     

高藻期太湖水处理工艺的研究

研究了混凝、超滤、臭氧、活性炭等工艺对高藻期太湖水的处理效果,结果表明:当进水浊度波动较大时,混凝超滤最终出水浊度平均为0.02 NTU,大大低于<生活饮用水卫生标准>(GB5749-2006)的上限值3.混凝-超滤-臭氧-活性炭组合工艺对CODMn的平均去除率达到90.5%,原水水质降至平均值1.16 mg/L,达到了<生活饮用水卫生标准>(GB5749-2006)的要求.该组合工艺对UV254的总去除率平均值为94.3%,去除效果明显,最终出水嗅阈值平均值为2,低于管道直饮水水质标准(Q/ZLS001-1998)的上限标准3.组合工艺出水未检测到藻类,保证了水质的生物稳定性.该组合工艺能充分发挥各自的作用,提高处理效果,保障饮用水的安全.     

市政污水A/DAT-IAT系统中溶解性有机物表征与生态安全

为了解决市政污水处理出水水质安全与无害化问题,以改良的SBR——A/DAT-IAT工艺为依托,对A/DAT-IAT工艺进水,连续曝气池(DAT)上清液及间歇曝气池(IAT)出水的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)采用超滤膜法进行了相对分子质量分级,并进行了TOC、UV254、3D-EEM及发光菌毒性测试,探索市政污水毒性的主要物质来源.结果表明,实验室规模的A/DAT-IAT工艺对市政污水各分子量区间的有机物均有较好的去除效果.腐殖质是污水处理厂出水中主要物质,且天然水体中难去除的腐殖质及处理过程中形成的腐殖质成分是二级出水中主要的荧光物质.沿污水处理流程,DOM的组成呈现出由低分子量向高分子量转化的趋势,相对分子质量<1×103区间的物质芳香性显著增加,导致IAT出水与氯的反应活性增高,产生消毒副产物的风险增加.与进水毒性主要来源于原水中相对分子质量<1×103的小分子物质相同,IAT出水的毒性也主要来源于相对分子质量<1×103的小分子物质,但与原水中的小分子物质不同,主要是生物处理过程中产生的类腐殖质.结合对TOC、UV254、3D-EEM及毒性的分析,小分子的类腐殖质是二级出水有机物含量达标、氯化消毒副产物控制及毒性控制应该重点考虑去除的对象.在之后的研究中,应该根据这部分物质进行工艺调节及针对性处理单元的添加.     

UBAF-CMF用于生活污水的处理和回用

采用上流式曝气生物滤池(UBAF)和连续微滤分离膜(CMF)组合工艺,对生活污水进行处理后回用.UBAF-CMF工艺对CODcr,BOD5的去除率超过95%,对SS和NH3-N去除接近100%.出水中BOD5 与CODcr分别低于10mg/L和40mg/L,SS低于3mg/L,浊度小于0.5NTU,色度小于5度,TP低于0. 5mg/L,NH3-N低于2mg/L.系统运行结果表明生活污水经该组合工艺处理后,出水水质优良,符合生活杂用和市政杂用的要求.     

臭氧接触池臭氧投加方式的优化

臭氧接触池内臭氧(O₃)投加方式是影响臭氧接触池反应效率的关键因素. 以密云水库水为处理对象,对臭氧接触池内臭氧投加方式进行优化,通过考察气液接触方式和投加点个数对ρ(O₃)、传质效率及有机物去除率的影响,确定最优臭氧投加方式. 结果表明,适当增加布气点个数可有效增强气液传质,提高有机物去除率,但当布气点个数高于3个时,臭氧传质效率无明显提升,而且造成出水ρ(O₃)过高,不利于后续工艺的进行. 采用三段式臭氧投加方式,臭氧投加比为3∶3∶1时,密云水库水中臭氧传质效率达78.1%,有机物去除率为47.5%; 向密云水库水中添加3mg/L腐殖酸后,该投加比下臭氧传质效率为76.8%,有机物去除率为40.3%,出水ρ(O₃)为0.26mg/L,不会对后续工艺产生影响;并且该条件下臭氧利用率最高,BrO₃-生成量最低,为最佳臭氧投加比.      

印染废水回用的反渗透预处理技术

针对印染废水回用时水中有机物浓度、盐度和色度高等问题,以苏南某污水处理厂中试试验基地(70%以上为印染废水)二级生化出水为研究对象,对混凝沉淀-超滤(以下称组合工艺1)、BAC(生物活性炭滤池)-超滤(组合工艺2)和混凝沉淀-BAC-超滤(组合工艺3)3种工艺进行比较研究,系统考察其作为反渗透预处理技术的可行性. 结果表明:组合工艺3对印染废水二级生化出水中COD_Cr、TCU(真色)及浊度的平均去除率分别为53.0%、49.2%和99.5%,UV₂₅₄下降了50.0%,均高于其他2个组合工艺. 对超滤膜表面污染阻力分布的测定可知,组合工艺3中不可逆污染造成膜污染的程度最轻. 此外,3种组合工艺的出水通过反渗透装置后的平均脱盐率分别为98.0%、97.5%和98.2%. 可见,针对该研究中涉及的二级生化出水,组合工艺3预处理工艺是反渗透预处理的最佳工艺.      

SBBR工艺外加碳源乙酸钠脱氮效果的实验研究

试验选取乙酸钠为外加碳源,采用SBBR工艺处理低C/N比城市生活污水。当外加碳源后的C/N比值增加至7.0左右时,对原水NH_4~+-N去除率最高为89.31%,外加碳源后的C/N为7.12时,TN的去除率最好,去除率为71.27%。结果表明,外加乙酸钠碳源后的SBBR工艺对于低C/N生活污水脱氮性能良好。出水水质指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的"一级标准A标准",出水可作为回用水。     

自然光和UV辐照下二级出水DOM及毒性的变化

为了探明自然光和紫外光（UV）对二级处理出水中溶解性有机物（DOM）及其毒性效应的削减特性，研究了在自然光和UV两种不同光源的辐照条件下，二级处理出水中DOM的光谱特性、遗传毒性和植物毒性变化，阐明了毒性效应变化的成因.结果表明：相比于自然光照，UV辐照可以明显降低二级处理出水的UV₂₅₄，并达到21%矿化.自然光和UV均可降低二级处理出水中有色溶解性有机物（CDOM），但去除的组分有所差异.同时，自然光照与UV辐照均可降低二级处理出水的遗传毒性，其削减率分别达到92%和61%.遗传毒性的变化与CDOM荧光强度变化有显著相关性.UV辐照可降低二级处理出水的植物毒性，削减率达到81%，而自然光照对二级处理出水植物毒性的削减率仅为19%，削减效果较差.利用UPLC-MS检测二级出水中的除草剂，发现植物毒性削减的差异主要是由于自然光照下二级处理出水中的阿特拉津降解缓慢，表观降解速率常数为0.0033h^-1；但是UV辐照下二级处理出水中的阿特拉津可快速降解，其表观速率常数为0.2225h^-1.这为污水厂排放水毒性效应控制及生态安全保障提供了一定的依据.     

Genotoxicity removal of reclaimed water during ozonation

Genotoxicity in wastewater and reclaimed water now is gaining increased attention because of genotoxins' potential damage to the ecosystem and human health. The effect of ozonation on genotoxicity in reclaimed water was investigated. It was found that ozonation decreased the genotoxicy dramatically in three tertiary treatment plants. In the further batch ozonation experiment in laboratory,secondary effluent sample used exhibited the genotoxicity of(41.1 ± 4.1) μg 4NQO/L. Ozonation with a dose of 10 mg O3/L completely removed the genotoxicity in secondary effluent. However,after ozonation, the dissolved organic carbonvalue of the sample didn't change much but the specific ultraviolet absorbance(SUVA) value dropped sharply. With the help of Fourier transform infrared spectroscopy, ozonation was found to change chemical aliphatic carbon and C–O of the dissolved arganic matter, which might be the reason of the significant decreases of SUVA and genotoxicity.     

Mn-Ce/γ-Al2O3催化臭氧氧化深度处理石化废水中试研究

针对臭氧催化氧化深度处理石化废水时催化剂适配性不高和臭氧利用率低下的问题,以我国北方某典型石化废水为中试平台,采用课题组自主研发的催化臭氧催化剂Mn-Ce/γ-Al₂O₃,研究以臭氧催化氧化为核心的7种工艺深度处理石化废水的效果.结果表明:①单独臭氧氧化工艺对石化二级废水COD、TOC和UV₂₅₄（254 nm处的UV吸光度）的去除率分别为15.45%、9.04%和30.72%.与单独臭氧氧化工艺相比,Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化工艺下,COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别提高了26.18%、18.25%和5.81%,同时三维荧光光谱（3D-EEM）结合区域积分法（FRI）分析结果显示,对荧光类有机物中溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸的去除率分别提高了21.13%和29.47%.②单独臭氧氧化工艺中,序批式和连续流出水处理效果影响不大.Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化工艺下,序批式优于连续流,但序批式需增加人力和运营成本,在实际应用中受限.③微絮凝+臭氧催化氧化+回流联合工艺中,COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别可达53.20%、37.56%和50.90%,去除效果显著高于仅臭氧催化氧化工艺（COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别为41.63%、27.29%和36.53%）时;同时,类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸的去除率分别达到79.49%、50.70%和75.12%;Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化剂运用72 d后,COD去除率基本稳定在30%左右.研究显示,臭氧催化氧化工艺深度处理石化废水中,Mn-Ce/γ-Al₂O₃是一种高效稳定型催化剂,絮凝预处理、回流均可增强有机物的去除率,可为石化废水处理工程实现减排降耗提供技术支撑.      

城市污水中的生物毒性及其臭氧削减效果研究

分别利用酵母双杂交和umu试验对5个城市9个污水处理厂进出水中生物遗传毒性和视黄酸受体(BAR)结合活性进行了调查.并考察了臭氧氧化对这两种生物效应的去除效果.结果表明,城市污水中存在不同程度的生物遗传毒性和视黄酸受体(RAR)结合活性,通过生物处理可以大幅削减污水中的RAR结合活性和生物遗传毒性,但污水厂出水中仍然普遍具有遗传毒性,部分残留RAR结合活性.5～10mg·L-1的臭氧可以有效削减二级出水中残留的BAR结合活性和遗传毒性,是一种有效的提高水质安全性的污水深度处理技术.     

臭氧-曝气生物滤池组合工艺处理石化二级出水的试验研究

采用臭氧-曝气生物滤池组合工艺对石化废水厂二级出水进行深度处理,系统探讨了pH值对臭氧氧化单元的影响,组合工艺对废水中COD、UV254的去除效果,对废水中有机物相对分子质量分布以及荧光物质含量的影响.结果表明,在臭氧投加量为10 mg·L-1,接触时间为4 min,pH值偏碱性时,臭氧预氧化石化二级出水效果较好.臭氧氧化能将大分子有机物转化为小分子物质,使得相对分子质量小于1 000的有机物比例增加约15%,有效提高了废水的可生化性,有利于后续曝气生物滤池的运行.在曝气生物滤池的停留时间为3 h,气水比为3∶1时,组合工艺对COD、UV254的去除率分别达到40.8%和45.8%.在最佳运行条件下,进水平均COD为86.5 mg·L-1时,组合工艺出水平均COD为49.4 mg·L-1.     

催化臭氧氧化与NaClO处理钛白粉废水中试对比

以山东某钛白粉厂二级压滤出水为研究对象,通过自主设计的中试设备考察了催化臭氧氧化工艺与NaClO工艺对钛白粉废水处理情况,确定催化臭氧氧化的最佳工艺实验条件为:在室温条件下,催化臭氧氧化反应时间为60 min,臭氧投加浓度为125 mg/L。对原有NaClO工艺进行优化,优化后的最佳工艺为:NaClO投加量为1.2%,反应时间为30 min。当平均进水ρ（COD）与ρ（NH₃-N）分别为109.7,12.8 mg/L,则催化臭氧工艺平均出水ρ（COD）与ρ（NH₃-N）分别为43.5,3.8 mg/L,平均去除率分别为60%和70.4%,NaClO工艺平均出水ρ（COD）与ρ（NH₃-N）分别为49.8,4.7 mg/L,平均去除率分别为54.5%和63.1%。在30 d内,催化臭氧氧化出水达标率为100%,NaClO出水达标率为26.7%,催化臭氧氧化处理费用为1.12元/t,NaClO处理费用为12元/t,催化臭氧氧化工艺相较于NaClO氧化工艺更适用于处理钛白粉废水。     

超声强化下多相催化臭氧体系处理印染尾水

随着我国对水环境质量要求逐步提高,对于纺织印染废水处理提出了更为严格的排放要求.臭氧(O₃)工艺已常用于纺织印染废水深度处理,但存在臭氧利用率低、氧化不彻底等问题.该研究通过自制陶粒催化剂,构建多相催化臭氧氧化体系,以期改善接触条件,提高处理效率,同时在此基础上引入超声波进一步强化体系处理效率.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征了陶粒催化剂,考察了催化剂投加量、超声波频率对印染尾水的COD_Cr去除率,并通过三维荧光光谱、GC/MS等分析了反应前后尾水中有机物的变化特征.结果表明:①自制陶粒催化剂表面较为粗糙,晶面尺寸在36~50 nm之间,投入后可提高臭氧(O₃)体系对印染尾水的COD_Cr去除率(提高了10%~15%),具有较好的催化效率.②引入超声波可进一步提升体系的氧化效率,当超声频率为200 kHz时,出水ρ(COD_Cr)可达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类要求.③自制陶粒催化剂与超声波的引入主要促进了芳香性蛋白和溶解性微生物代谢产物的氧化分解,且有效地破坏了长链烷烃、环状烷烃、复杂苯系物等有机物,从而实现印染尾水中ρ(COD_Cr)的进一步降解.研究显示,自制陶粒催化剂协同超声波可提高O₃体系对印染尾水的矿化效率且绿色环保,可为我国水环境敏感区域内纺织印染企业或园区废水深度处理工艺的选择提供参考依据.      

面向工业园区废水臭氧氧化深度处理性能评价的模型污染物选择与评估

臭氧氧化近年来逐渐成为废水深度处理主要工艺之一.在臭氧氧化深度水处理技术创新的过程中,研发人员需要对大量臭氧氧化新技术、新装置和新材料等进行废水深度处理性能评价,然而常为选择何种模型污染物能够预估其深度处理实际废水时化学需氧量(COD)/总有机碳(TOC)削减方面的性能而困扰.现有研究选用的众多模型污染物能够在何种程度上代表实际废水深度处理时COD/TOC削减方面的特性尚不明确.面向废水深度处理的模型污染物选择与评估对臭氧氧化深度水处理技术标准体系的构建具有意义.对19种模型污染物溶液(无缓冲水溶液和碳酸氢盐缓冲溶液)和4种工业园区废水的二级出水进行臭氧氧化处理,对其有机物总量削减的相似性通过聚类分析等方法进行评估.结果表明,模型污染物溶液经过臭氧氧化处理的有机物总量削减率的差异性大于4种实际废水间的差异,从而为筛选模型污染物用于臭氧氧化深度水处理技术性能评价提供了可能.采用酮基布洛芬、 2,4-二氯苯氧乙酸和磺胺二甲基嘧啶的无缓冲水溶液,以及非那西汀、磺胺二甲基嘧啶和三氯蔗糖的碳酸氢盐缓冲溶液预测3种工业园区二沉池出水臭氧处理60 min COD削减率的误差不超过9%以及5%.模型污...     

电凝聚臭氧化耦合工艺的有机物处理特性及去除机制解析

以污水厂二级出水溶解性有机物强效去除为目的,本研究构建了电凝聚臭氧化耦合(E-HOC)体系,明确了该体系对污水厂二级出水及布洛芬的处理特性,探明了有机物的强化去除机制.结果表明,在pH5条件下,E-HOC工艺对二级出水溶解性有机物的去除效果更优,相较于臭氧氧化、电絮凝工艺、预臭氧化-电絮凝工艺、电絮凝串联臭氧工艺以及化...     

Degradation behavior of 17αup-ethinylestradiol by ozonation in the synthetic secondary effluent

Endocrine disrupting chemicals (EDCs) in the secondary effluent discharged from wastewater treatment plants (WWTPs) are of great concern in the process of water reuse. Ozonation has been reported as a powerful oxidation technology to eliminate micropollutants in water treatment. Due to the complexity of the wastewater matrix, orthogonal experiments and single factor experiments were conducted to study the influence of operational parameters on the degradation of 17αup-ethinylestradiol (EE2) in the synthetic secondary effluent. The results of the orthogonal experiments indicated that the initial ozone and natural organic matter (NOM) concentration significantly affected EE2 degradation efficiency, which was further validated by the single factor confirmation experiments. EE2 was shown to be effectively degraded by ozonation in the conditions of low pH (6), NOM (10 mg/L), carbonate (50 mg/L), but high suspended solid (20 mg/L) and initial ozone concentration (9 mg/L). The study firstly revealed that the lower pH resulted in higher degradation of EE2 in the synthetic secondary effluent, which differed from EDCs ozonation behavior in pure water. EE2 degradation by ozone molecule instead of hydroxyl radical was proposed to play a key role in the degradation of EDCs by ozonation in the secondary effluent. The ratio between O₃ and TOC was identified as an appropriate index to assess the degradation of EE2 by ozonation in the synthetic secondary effluent.