T酸废母液蒸氨预处理的动力学研究

为了有效降低经络合萃取处理后的T酸废母液中氨氮和总氮的浓度,为后续生物处理创造条件,对T酸母液进行Fenton氧化和蒸氨预处理,讨论了Fenton氧化、pH值、气液比、温度和反应时间对氨氮和总氮去除效果的影响.结果表明,Fenton氧化降低了T酸废母液的氨氮浓度,有利于氨氮和总氮的去除,去除率增幅明显.蒸氨过程中,氨氮和总氮的去除率随着pH值、温度和气液比的增大而升高,在pH值为11,气液比为3000,温度为95℃的条件下反应120min,氨氮去除率大于99%,总氮去除率大于97%.蒸氨预处理的氨氮去除动力学方程符合一级反应动力学,反应速率常数为k=0.00883min-1.反应的阿伦尼乌斯方程为:ln(k)=-1.97161-1016.5026/RT,R2=0.9959,反应活化能为8451.20J/mol,指前因子为0.139min-1.蒸氨是处理高氨氮T酸废母液有效手段,有工业应用价值.     

温度和pH值对铁盐型氨氧化过程氮素转化的影响

近年来,在厌氧条件下,以Fe(Ⅲ)作为电子受体氧化氨氮的现象(Feammox)逐步受到研究者的关注.通过对由厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥驯化而来的Feammox污泥进行活性恢复,研究了pH值和温度对Feammox过程氮素转化的影响.结果表明,经过40 d运行,Feammox污泥活性获得恢复,环境中存在明显的氨氮转化和总氮去除,产物主要为硝酸盐和气态氮.亚硝酸盐一直处于2 mg·L~(-1)以下.pH值和温度对Feammox过程氮素转化的影响很大.Feammox过程pH值7和温度为30℃时,总氮去除量相对最高,去除率均达到50%以上.pH值为6.5时,氨氮的转化量最高为80.2%.Feammox反应过程中,铁离子的化合物沉淀及在污泥表面包裹是导致反应器持续运行和反应机制探索的主要干扰因素.     

厌氧氨氧化技术处理热水解消化液的实验研究

通过厌氧氨氧化技术处理热水解污泥消化液,在不投加任何化学药剂的条件下实现氨氮与总氮的同步去除,通过原水稀释启动或原水直接启动方式均可实现IFAS厌氧氨氧化工艺的启动,系统总氮去除负荷为0.25~0.3kg N/(m3·d),总氮去除率在70%~80%,经臭氧氧化工艺预处理后,IFAS厌氧氨氧化工艺的总氮去除率与去除负荷均有一定幅度的提高.通过分子生物学检测发现,系统内AOB主要存在于絮体污泥内,而对溶解氧耐受能力较低的An AOB则主要分布在生物膜上.     

猪场废水厌氧氨氧化脱氮的短程硝化反硝化预处理研究

在常温(13～20℃)、不调节pH的条件下,采用短程硝化反硝化预处理低C/N（2左右）猪场废水,考察了反硝化与亚硝化过程,并以经过短程硝化反硝化预处理的猪场废水为进水,分析了厌氧氨氧化的脱氮效果.结果表明,采用短程硝化反硝化预处理低C/N猪场废水,可以达到去除部分COD、部分脱氮、控制出水氨氮和亚硝态氮浓度之比在1∶1左右、pH在7.5～8.0左右的目的,为厌氧氨氧化创造了进水条件,全程COD和总氮平均去除率分别为64.3%和49.1%;经过短程硝化反硝化预处理的猪场废水,其厌氧氨氧化脱氮效果稳定,氨氮、亚硝态氮、总氮的平均去除率分别为91.8%、99.3%、84.1%.     

一体式厌氧氨氧化工艺处理高氨氮污泥消化液的启动

利用新型固定生物膜一活性污泥反应器处理实际污泥消化液,通过接种短程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜填料,逐渐提高进水氨氮浓度并控制溶解氧浓度在0.11~0.42mg/L,系统在65d内实现了短程硝化-厌氧氨氧化反应的启动.反应器系统稳定运行阶段具有良好的污染物去除效果,进水COD和氨氮浓度为921和1120.8mg/L,COD、氨氮和总氮去除率分别为66.8%,99.0%和94.4%,总氮去除负荷为0.27kgN/(m3·d).试验表明采取逐步提高进水中消化液比例的策略,有利于一体式厌氧氨氧化工艺的快速启动.进一步分析发现系统同时存在厌氧氨氧化和反硝化的脱氮途径,对总氮去除的贡献率分别为67.4%~91.1%和8.9%~32.6%.     

Fenton氧化法预处理并提高垃圾渗沥液可生化性的研究

采用Fenton氧化法对垃圾渗沥液进行预处理.基于响应面法研究了Fenton氧化法对垃圾渗沥液的处理效能,考察了初始pH值、H_2O_2投加量和[H_2O_2]/[Fe~(2+)]摩尔比对TOC去除率的影响,并拟合了TOC去除率与三因素之间的回归方程.同时,通过三维荧光和凝胶色谱比较了Fenton处理前后渗沥液的可生化性.结果发现,渗沥液中类富里酸等难降解有机物得到有效去除,B/C比从0.1左右升至0.25.研究表明,Fenton氧化法可有效改善垃圾渗沥液的可生化性,为后续生物处理创造了条件.     

CLT酸生产废水的Fenton氧化预处理试验研究

针对CLT酸生产废水高含盐、高有机物浓度、难生物降解的特点,采用Fenton氧化对CLT酸生产废水进行了预处理试验研究,考察并确定了H2O2和FeSO4·7H2O用量及二者的摩尔比,pH值以及反应时间对H2O2剩余量以及COD去除率的影响.试验结果表明,在废水的初始pH值3~4,H2O2和FeSO4·7H2O的投加量分别为20mL/L和10g/L,反应时间为30min时,反应过程中H2O2恰好全部消耗,COD的去除率为56%.Fenton氧化预处理能明显改善CLT酸废水的可生化性,原水的BOD5/COD值为0.075,经最佳试验条件处理后可升高至0.37.GC-MS分析结果表明,原水中检测到的6种主要苯系有机污染物在Fenton氧化后均未检出,利于废水后续进行生化处理.试验表明,采用Fenton氧化技术对CLT酸生产废水进行预处理是可行的.     

次氯酸钠氧化脱除化学镀镍废水中的氨氮

针对化学镀镍废水氨氮浓度高、去除难度较大等特点,以预处理后的实际化学镀镍废水为试验对象,采用次氯酸钠氧化法脱除废水中的剩余氨氮。分别研究NaClO溶液投加量、反应时间、初始pH值及反应温度对氨氮去除效果的影响,得到较适宜的反应条件为:NaClO溶液投加量为1800 mg/L,反应时间为30 min,初始pH值为6.0～7.0,反应温度为10～30℃。在此条件下,废水氨氮去除率达到91%以上,剩余氨氮浓度低于15 mg/L,满足GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》表2中对氨氮的排放限值。结果表明:次氯酸钠氧化作为深度处理方式脱除化学镀镍废水中氨氮是高效可行的。     

Fenton氧化和絮凝作用对干法腈纶聚合废水中有机物的去除

采用Fenton法预处理干法腈纶聚合废水,考察H2O2投加量、Fe2+投加量及pH对Fenton反应过程中氧化和絮凝作用去除废水有机物的影响。结果表明,在H2O2投加量为90 mmolL,Fe2+投加量为30 mmolL,初始pH为3.0的条件下,反应120 min后调节pH至6.0进行絮凝,废水中TOC总去除率可达55.6%,Fenton氧化和絮凝作用可实现较好的有机物去除效果。Fenton氧化后将pH调至8.0,有利于絮体的沉降,在实际应用中更加合理。三维荧光光谱(EEM)和荧光区域积分(FRI)发现,Fenton反应能够去除废水中大部分类蛋白易降解有机物,氧化作用对废水中类富里酸有机物的去除作用较小,该类物质主要通过絮凝作用去除。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化处理磁混凝生活污水

以磁混凝预处理后的生活污水为处理对象,构建了部分亚硝化-厌氧氨氧化分体式反应器,通过曝气调控与生物强化促进部分亚硝化反应的稳定进行,并耦合厌氧氨氧化反应进行深度脱氮.近100d的运行结果表明,在生物强化和间歇曝气的控制条件下,亚硝酸盐积累率达到了89.93%;提高亚硝化反应器中曝气阶段溶解氧浓度（从0.6~0.8mg/L升高至1.0~1.2mg/L）有利于氨氮与总氮去除.该系统最高能够去除95.45%的氨氮和86.28%的总氮,实现了稳定、高效脱氮;磁混凝预处理后的生活污水在亚硝化反应器中,间歇曝气条件促进了残留的溶解性有机物为反硝化提供碳源,COD总去除率达到64.65%~74.42%,并且亚硝化反应器出水与系统最终出水的有机物组分相似,主要为难降解有机物.     

Fenton工艺处理垃圾渗滤液MBR出水的特性研究

研究采用Fenton工艺处理垃圾渗滤液MBR出水,考察不同因素对Fenton工艺去除垃圾渗滤液中有机物的影响,考察了不同影响因素对Fenton工艺中氧化作用和混凝作用的影响。研究结果表明:腐殖酸的降解是Fenton工艺有效处理垃圾渗滤液MBR出水的重要原因。H_2O_2浓度对Fenton工艺去除有机物有着最显著的影响。Fenton工艺主要通过氧化作用去除渗滤液中有机物。初始pH值为5.0,氧化时间为120 min,H_2O_2浓度为240 mmol/L,Fe~(2+)浓度为60 mmol/L时,Fenton工艺对垃圾渗滤液MBR出水的去除效果最好,COD去除率可达到85%以上,HA去除率为94.1%。三维荧光图谱分析表明类富里酸和类胡敏酸是垃圾渗滤液MBR出水的主要成分。Fenton反应后胡敏酸和富里酸的含量和缩合度均发生不同程度的下降,从而提高了渗滤液可生化性。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化处理磁混凝生活污水

以磁混凝预处理后的生活污水为处理对象,构建了部分亚硝化-厌氧氨氧化分体式反应器,通过曝气调控与生物强化促进部分亚硝化反应的稳定进行,并耦合厌氧氨氧化反应进行深度脱氮.近100d的运行结果表明,在生物强化和间歇曝气的控制条件下,亚硝酸盐积累率达到了89.93%;提高亚硝化反应器中曝气阶段溶解氧浓度（从0.6~0.8mg/L升高至1.0~1.2mg/L）有利于氨氮与总氮去除.该系统最高能够去除95.45%的氨氮和86.28%的总氮,实现了稳定、高效脱氮;磁混凝预处理后的生活污水在亚硝化反应器中,间歇曝气条件促进了残留的溶解性有机物为反硝化提供碳源,COD总去除率达到64.65%~74.42%,并且亚硝化反应器出水与系统最终出水的有机物组分相似,主要为难降解有机物.     

电Fenton法处理染料废水的研究

采用电Fenton法预处理染料废水,对影响COD及色度去除率的各种因素,包括内电解反应的初始pH值、铁的投加量、铁炭投加比,Fenton试剂氧化处理过程中初始pH值、H2O2的投加量及投加方式、反应时间等进行了研究。结果表明,内电解反应的最佳条件为：pH值为3.0,铁的投加量为25g/L,Fe/C为1：1.3;Fenton试剂氧化处理染料废水的最佳条件为：H2O2投加量为30mmol/L,pH值为内电解出水pH值（pH值为4.0左右）,反应时间为50min。COD去除率可达58%,色度去除率可达95%以上。     

复合脱氮剂处理高浓度氨氮废水的小试研究

以吹脱法为基础,利用投加高效复合脱氮剂对自配的浓度约4 800 mg/L的高浓度氨氮废水进行处理,通过对pH、温度、气液比以及脱氮剂投加量等单因素变化实验研究,结果表明pH、温度、气液比对氨氮去除效果的影响显著,投加脱氮剂能够提高氨氮去除效率,但投加量变化对氨氮去除效果影响不大。吹脱条件为pH=10.5,温度45℃,气液比1 440,脱氮剂投加量1 000 mg/L条件下,吹脱2 h,氨氮去除率即可大于99%。     

微波催化氧化法预处理垃圾渗滤液的研究

采用微波-活性炭-Fenton催化氧化预处理垃圾渗滤液,研究了不同因素对垃圾渗滤液处理效果的影响.结果表明,COD和氨氮去除率随活性炭用量、微波辐射时间和微波功率增加而增加;随Fe2+用量和H2O2用量增加,COD和氨氮去除率先增加而后下降;随pH值增加,氨氮去除率显著增加,COD去除率变化不明显.在微波功率为300W,pH值为8,活性炭9g/L,Fe2+用量为0.02mol/L,H2O2用量为7mL/L,辐射时间6min条件下,垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率分别达到68.22%和78.08%,SS去除率达到78.55%,浑浊度去除率达到99.02%,颜色由黑褐色去除为接近无色,BOD5/COD由0.21提高到0.45;研究比较了不同处理对垃圾渗滤液的处理效果.结果显示,微波催化氧化对垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率明显高于其他处理.     

磁性壳聚糖凝胶球固定厌氧铁氨氧化菌对废水氨氮去除的影响

厌氧铁氨氧化(ammonium oxidation coupling with iron reduction,Feammox)反应是一种在厌氧条件下,由厌氧铁氨氧化菌驱动,以三价铁为电子受体,氧化氨氮的生物化学途径,它可以用于去除水体中的氨氮.为提高厌氧铁氨氧化菌对氨氮废水处理效果,采用"氢氧化钠共沉淀-溶胶-凝胶"法制备粒径为1~5mm的磁性壳聚糖凝胶球(magnetic chitosan hydrogel beads,MCHBs),将厌氧铁氨氧化菌固定,研究其对废水中氨氮去除效果和影响因素,并与游离厌氧铁氨氧化菌对废水氨氮去除效率作对比.制备的MCHBs进行X射线衍射(XRD)和振动样品磁强(VSM)等表征分析.结果表明,MCHBs为铁磁性、结晶度高,饱和磁化强度达29.46 emu·g~(-1).MCHBs固定厌氧铁氨氧化菌比游离菌具有更高的氨氧化和铁还原速率,平均增幅为42.96%和20.75%,以MCHBs(1~2 mm)固定厌氧铁氨氧化菌的效果最显著(P0.05).进一步研究发现,不适宜氨氮浓度、温度和pH下,MCHBs(1~2 mm)固定厌氧铁氨氧化菌氧化氨氮的能力均比游离菌高.初始氨氮浓度60.00 mg·L~(-1)、温度25℃和pH 4.50时,厌氧铁氨氧化效果较好,主要产物为硝态氮和二价铁,16 d时MCHBs(1~2 mm)固定厌氧铁氨氧化菌对氨氮去除率高达53.62%.这些结果都表明以MCHBs固定厌氧铁氨氧化菌后,能起到增强厌氧铁氨氧化反应去除废水氨氮的目的.     

厌氧氨氧化在生物转盘系统中的实现

厌氧生物转盘系统中接种来自ASBR的厌氧污泥,在温度40～41℃、pH值为8.25～8.50和HRT为1.3d条件下连续运行142d,先后经历了以出水氨氮浓度略高于进水氨氮浓度为特征的污泥适应阶段、以氨氮小幅度去除为特征的厌氧氨氧化菌活性表现阶段及以氨氨和亚硝酸盐氮成比例并大幅度去除为特征的厌氧氨氧化菌活性提高阶段后,成功培养了厌氧氨氧化菌种,启动了反应.在进水氨氮和亚硝酸盐氮负荷均为0.051 kg·m-3·d-1情况下,对二者的去除率分别达到了98.15%和99.56%.污泥的颜色也发生了由黑色→黄白色→棕红色→棕褐色等一系列的变化,通过显微镜镜检发现污泥中细菌主要是革兰氏阴性菌,有短杆状和球状,扫描电镜镜检发现颗粒污泥表面有球状菌的聚集体.     

絮凝-Fenton试剂法处理煤加压气化废水实验研究

采用絮凝-Fenton试剂法对煤加压气化废水进行预处理,确定了最佳处理条件,絮凝时,pH=6,每100mL废水中加Fe2(SO4)3(10%)0.4mL,加CaO2.5g,搅拌时间为30min,静置3h;Fenton试剂催化氧化处理絮凝反应后的废水时,H2O2的加入量为18g/L,[Fe2+]=1.8g/L,pH值为絮凝出水的值,温度为常温,搅拌时间为1.5h,反应后静置3h。实验表明,经该方法处理后,废水的COD从3722.26mg/L降至598.87mg/L,去除率达83.91%,并且BOD5、氨氮、挥发酚和色度都有很大的去除,去除率分别为78.70%、50.37%、72.71%和99.90%,BOD5与COD的比值由0.34提高到0.45,有效的提高了废水的可生化性。     

敌敌畏的臭氧氧化处理

在12 L的反应器中,观察了臭氧浓度分别为4.9、6.7和7.6 mg/L,溶液温度10.50℃,pH值为3.1、5.3、7.2、9.4和11.2条件下,臭氧氧化浓度为30 mg/L的有机磷杀虫剂敌敌畏的处理效果,并计算了臭氧氧化敌敌畏的反应动力学.结果表明,臭氧氧化法是处理敌敌畏的高效方法.不同浓度臭氧处理5 min时敌敌畏的去除率均在96%以上,6.7 mg/L的臭氧氧化处理敌敌畏4 min时矿化度(以TOC 计)可达34.8%.臭氧浓度越高,敌敌畏的降解速率越快.随着敌敌畏初始浓度的升高,敌敌畏的氧化去除率下降,但绝对去除量升高.试验范围内的pH值和温度对敌敌畏的臭氧氧化去除效果影响不大.在臭氧浓度6.7 mg/L,pH 7.2和室温20℃的条件下,臭氧氧化敌敌畏的反应级数为0.11,反应速率常数k为7.72 mg·(L·min)-1.     

填充床快速启动厌氧氨氧化反应器及其脱氮性能研究

以城市污水厂二沉池污泥为种泥,以悬浮填料填充床生物膜反应器为厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,采用高负荷培养法和好氧预挂膜低负荷培养法分别培养与富集厌氧氨氧化菌,并研究其脱氮性能.结果表明,好氧预挂膜低负荷培养法可以在较短时间内(90 d左右)快速启动厌氧氨氧化反应器,稳定期反应器出水氨氮和亚硝氮保持稳定,去除率均接近100%,总氮去除率在75%以上,高负荷培养法因高浓度氨氮和亚硝氮的抑制作用而启动失败(190d).启动过程中pH变化表明,厌氧氨氧化反应器出水pH略高于进水,pH值可用作厌氧氨氧化反应器启动进程的指示参数.上流式厌氧填充床ANAMMOX反应器具有高负荷和高效率的优点,当反应器进水氨氮和亚硝氮浓度低于800 mg/L时,其去除率几乎达100%,低于国家一级标准.