活性焦对垃圾渗滤液中难降解有机物的吸附及影响因素研究

垃圾渗滤液经预处理后与城市污水混合进行生物处理是较为有效的方法,但垃圾渗滤液中含大量难降解有机物,严重影响了城镇污水处理厂出水COD.因此,需强化垃圾渗滤液预处理过程,使其适用于生物处理.本研究采用活性焦吸附某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液,发现活性焦对垃圾渗滤液中COD、色度、恶臭、TOC、TN等均具有良好的处理效果.通过对吸附性能的影响因素研究发现,活性焦种类、投加量、p H和吸附时间均会影响吸附效果,最佳活性焦投加量为20 g·L~(-1),酸性条件更有利于吸附,渗滤液中COD的去除主要发生在吸附过程的前1 h.活性焦吸附可提高垃圾渗滤液的可生化性,主要吸附垃圾渗滤液中难降解芳香族大分子有机物,其中,对溶解性有机物中疏水性有机酸组分的吸附效果最佳,使其出水适用于生物处理,从而保证污水处理厂COD可以稳定达标排放.     

低温污水前置强化混凝

研究低温对强化混凝过程的影响,合成新型复合混凝剂(Synth A),利用膜分离分级、三维荧光光谱(3DEEM)和紫外差异分析等技术研究常温、低温(2~5℃)条件下强化混凝对溶解性有机物、溶解性有机氮等的去除特征及其对后续生物处理的影响.结果表明,常温下氯化铝(AlCl_3)、聚合氯化铝(PACl)和Synth A混凝后浊度去除率和颗粒态COD、N去除率,胶态COD、N去除率高度相关;与相应溶解态指标关系不明确.混凝对溶解性有机物荧光响应值的去除率远高于溶解态COD的去除率.溶解性有机氮(DON)是除颗粒氮(PN)和胶态氮(CN)外,前置混凝分离去除总氮(TN)的主要部分.低温对强化混凝的影响主要体现在,低温抑制上述3种混凝对浊度和COD去除,且抑制程度依次为AlCl_3PAClSynth A;低温对颗粒态、胶态和溶解态COD、N的混凝去除效果产生不同程度的影响,且对颗粒态和胶态COD、N的负面影响较大.低温原水溶解性有机物荧光响应值较常温原水大幅度升高.低温混凝对荧光响应值及紫外差异吸收的影响较常温更为显著.低温条件下,Synth A对TN、DN及DON的去除率较常温略有提高,保持了对PN和CN的去除能力,投量为30 mg·L-1以上时,DON去除率约为28.5%~41.7%,而常温仅为17%~31.4%.采用前置混凝分离去除大量COD和一定量的TN,能大幅减少曝气池停留时间,稳定TN控制效果.因而冬季采用Synth A等低温适应性强的混凝剂强化前置混凝可以在一定程度上弥补生化效率降低,缓解脱氮压力,稳定处理效果.     

Fenton氧化-活性炭-沸石吸附去除垃圾渗滤液中的有机物

研究了Fenton试剂氧化处理垃圾渗滤液的最佳反应条件,在此条件下进行活性炭、沸石组合吸附法试验,并对处理效果进行比较,结果显示:在pH值为4,n(H2O2)/n(Fe2+)=10,反应时间60 min,沉淀时间90min时,Fenton试剂对渗滤液的氧化效果最好;三种组合吸附方式对渗滤液中COD的吸附效果依次为活性炭-沸石>沸石-活性炭>活性炭+沸石;对垃圾渗滤液氨氮的去除能力为:活性炭+沸石>活性炭-沸石>沸石-活性炭。经过Fenton试剂氧化-活性炭+沸石吸附处理后,COD、氨氮、色度和pH值分别为82.05 mg/L、22.65 mg/L、5倍和6.25。分析有机物的去除机理分析得出,经过Fenton试剂氧化-活性炭+沸石吸附处理,垃圾渗滤液中的有机物能够得到充分降解,其种类与各物质的含量都有所降低,特别是氨氮的含量和色度明显降低。经氧化吸附处理后,垃圾渗滤液各项指标均符合排放标准。     

混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响

选用2种无机高分子混凝剂聚合氯化铁(PFC)和聚合氯化铝(PAC)处理黄河水,考察了混凝剂的投加量对浊度、UV254、DOC和高锰酸盐指数的去除效果,并结合混凝出水的Zeta电位分析其混凝机制.选择粉末活性炭与混凝联用,研究了混凝剂和吸附剂投加量以及二者的投加顺序对有机物去除效果的影响,并对混凝吸附后出水进行加氯消毒,考察水中残余氯随时间的变化.结果表明,2种混凝剂均有较高的浊度去除率(﹥90%).PAC对UV254、高锰酸盐指数和DOC的去除率分别为29.2%、26.1%和27.9%;PFC对三者的去除率分别为32.3%、23.3%和32.9%.PAC在混凝过程中,电中和作用占主导地位;PFC在混凝过程中,吸附架桥和电中和同时发挥作用.混凝-吸附联用处理黄河水样时,有机物的去除率随混凝剂和吸附剂投加量的增加而升高.先混凝后吸附工艺对UV254和DOC的去除效果优于先吸附后混凝工艺.先使用PAC混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为95.2%和99.9%;对于PFC,先混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为90.1%和99.9%.但是先投加粉末活性炭能提高矾花的沉降性能,且处理出水在保持持续消毒效果方面优于前者.     

混凝和活性炭吸附去除微污染水源水中DON的研究

溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)作为饮用水中新兴氮消毒副产物(nitrogenous disinfection by-products,N-DBPs)的前体物逐渐受到国内外学者的关注.为探讨混凝和活性炭吸附对微污染水源水中DON的去除机制,首先测定原水中DON、溶解性有机炭(dissolved organic carbon,DOC)、NH4+-N、UV254、pH和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等指标和DON、DOC分子量分布;接着通过混凝和活性炭吸附试验来考察原水中DON、DOC和UV254变化,并应用三维荧光光谱对原水中DON变化进行表征.结果表明,微污染水源水中DON、DOC和UV254分别为1.28 mg.L-1、8.56 mg.L-1和0.16 cm-1,DOC与DON比值(DOC/DON)为6.69 mg.mg-1,SUVA为1.87 m-1.(mg.L-1)-1;小分子量(<6 000)DON占较高比例约为68%,大分子量(>20 000)DON占的比例为22%;当混凝剂投加量为10 mg.L-1,DON的去除率大约为20%,DOC和UV254去除率约26%、70%;当活性炭投加量为1.0 g,DON、DOC和UV254的去除率大约为60%、35%、100%;混凝和活性炭吸附组合试验时,对DON、DOC的去除率大约为82%和64%;三维荧光光谱证实,原水中DON变化与3个主要峰有关,分别代表物质为色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质和富里酸类物质.     

生物活性炭投加量对垃圾渗滤液处理效果的影响

试验对比了不同生物活性炭(biological activated carbon,BAC)投加量对垃圾渗滤液去除COD效果的影响.每升活性污泥中活性炭投加量为0、100、300 g的反应器处理垃圾渗滤液100个周期平均COD去除率分别为12.9%、19.6%、27.7%,表明BAC可以去除部分难降解有机物,并且COD去除率与投加量呈正相关关系.曝气8 h反应器中二氧化碳(CO2)产生量依次为109、193、306 mg,表明生物分解量也与投加量呈正相关关系.分析认为COD去除率与投加量的正相关关系是由于吸附与生物再生的共同作用导致,生物再生是BAC能够生物分解难降解有机物的根本原因.     

采油废水生物法处理出水活性炭吸附试验研究

采用颗粒活性炭(GAC)对经胜利油田乐安联合处理站"隔油-混凝-过滤"和水解酸化-好氧生物工艺处理后的采油废水进行吸附研究,考察了GAC对生物处理出水COD(70～80mg/L)的去除效果。结果表明:温度35℃,时间为2h时,GAC静态吸附生物处理出水(pH8.0～9.0),内COD的去除率可达50%。动态吸附操作的过水流速为1～5m/h、接触时间19.2～96min时,吸附处理出水COD低于60mg/L,可以达到标排放要求。当体积速度小于2.0m3/(m·3h)时,过水流速变化对实际处理水量和单位炭吸附COD量影响不大,可作为吸附塔工程设计的参数。GC/MS分析结果表明,GAC对生物处理出水中的卤代烃、杂环化合物及羧酸衍生物去除效果较好,卤代烃主要污染物的去除率可达80%以上,出水中的主要有机成份为大分子有机酸。由有机概念图判断,被吸附的主要物质为憎水的非极性有机物。     

工程规模长填龄渗滤液膜生物-纳滤组合设施各单元污染物去除效能

填埋场渗滤液性质复杂,普遍采用生物处理与深度处理多单元串联工艺;但是,因缺乏对工程运行规模中各单元污染物处理贡献的评估数据,使优化单元组合方式缺少理论依据.因此,本文采用常规和荧光光谱指标结合的方法,对以采用"膜生物反应器（membrane biological reactor,MBR）+纳滤（nanofiltration,NF）"工艺、处理能力800 m³·d^-1的工程设施为对象,分析该组合工艺各单元对长填龄渗滤液处理贡献;同时,利用三维荧光-平行因子分析方法（excitation emission matrix fluorescence spectroscopy-parallel factor,EEM-PARAFAC）评估渗滤液中溶解性有机物（dissolved organic matters,DOM）性质的变化.结果表明,生物处理阶段对溶解性氮（dissolved nitrogen,DN）去除贡献率为74.7%,其中一级反硝化单元对DN去除贡献率为54.6%,外置式超滤单元对溶解性化学需氧量（dissolved chemical oxygen demand,sCOD）和溶解性碳（dissolved oganic carbon,DOC）降低贡献率分别为92.2%和93.3%,纳滤单元可有效去除重金属和盐分,但能力有限.通过追踪长填龄渗滤液DOM变化发现,一级反硝化单元可去除长填龄渗滤液中75.4%的类蛋白物质,超滤单元主要截留亲水性较高的DOM,而高芳香性的腐殖质主要通过纳滤截留,腐殖化程度越高截留效果越好.研究结果提示,处理长填龄渗滤液时,MBR工艺生物处理单元可适当简化,超滤单元则应预防堵塞.     

城市污水深度处理中有机物的去除

以城市污水地下水回灌为回用目的 ,研究不同的污水深度处理工艺及对二级生物处理出水中有机物的去除 .研究结果表明 ,原水若未经深度处理 ,直接由土壤含水层处理的出水不能满足推荐的回灌水水质要求 .对原水分别采用混凝沉淀、过滤、臭氧氧化、粉末活性炭和粒状活性炭吸附等处理单元及组合工艺进行深度处理效果的对比 ,最终选用由混凝沉淀 ,砂滤 ,粒状活性炭过滤与土壤含水层处理相结合的工艺流程 .城市污水处理厂的二级出水经该工艺处理后 ,出水中的 DOC可降至 3mg/L以下 ,且活性炭柱的产水床体积可达 350 0 BV.     

混凝去除垃圾渗滤液中DOM的实验研究

选取氯化铁(FeCl3.6H2O)为混凝剂,以经0.45μm膜和1nm膜分子切割的垃圾渗滤液为研究对象,通过混凝剂投加量和混凝pH值实验,研究了垃圾渗滤液中DOM的去除情况,并比较了两种不同分子量水平的渗滤液中DOM的混凝去除特点。研究表明,pH值是影响渗滤液DOM去除的主要因素,氯化铁在pH=5、投加量为4g/L的条件下混凝效果最佳。混凝pH值对大分子量渗滤液中DOC去除的影响较大;而两种分子量水平的渗滤液UV254的去除差异不大。     

三维电极耦合臭氧技术处理油田压裂返排液

构建了一种活性炭三维电极耦合臭氧（3D/O₃）的反应体系,研究了其对胜利油田压裂返排液COD的去除效果,探究了3D/O₃体系的反应机制,考察了电流、臭氧浓度等过程参数对COD去除性能的影响.压裂返排液经3小时3D/O₃处理后,COD去除率可达到78%,且在多个多周期运行后保持在60%以上.与之相比,单独三维电极和臭氧氧化仅能去除37%和17%的COD.研究结果表明,3D/O₃体系可有效耦合活性炭吸附、电化学氧化、催化臭氧等多种反应机制,高效产生·OH氧化降解压裂返排液中的有机污染物和原位再生活性炭,有望为油田压裂返排液提供一种有效的处理技术.     

MW-Fe0/H2O2体系预处理垃圾渗滤液浓缩液有机物

为探究MW-Fe⁰/H₂O₂类芬顿反应对渗滤液浓缩液的效能与机理,探讨了废水初始pH值、Fe⁰投加量、H₂O₂投加量、MW功率和反应时间等影响因素对有机物去除效果,通过类比实验对MW-Fe⁰/H₂O₂体系处理渗滤液浓缩液中MW辐射的反应机理进行研究,并采用了SEM和XRD技术对反应前后的Fe⁰物相变化及催化机理进行了探究.结果表明,在初始pH值为3.0,Fe⁰投加量0.5g/L,H₂O₂投加量20mL/L,MW功率400W,反应时间14min时,其COD、UV₂₅₄以及色度（CN）的去除率分别为58.70%、85.69%和88.30%.类芬顿类比实验说明MW-Fe⁰/H₂O₂体系处理后具有较高的有机物去除率和可生化性;紫外-可见光谱表明,Fenton和MW-Fe⁰/H₂O₂类芬顿反应均能使废水中有机物的芳香性程度、分子量和缩合度大幅度降低,但MW-Fe⁰/H₂O₂类芬顿反应优于其他反应过程;三维荧光光谱显示,MW-Fe⁰/H₂O₂类芬顿反应能使渗滤液浓缩液中荧光峰峰位蓝移,说明废水的腐殖质缩合度减小,且分子量大幅降低.与此同时,Fe⁰在反应过程中,表面由光滑变得粗糙且被腐蚀为Fe₃O₄和FeOOH等物质.MW-Fe⁰/H₂O₂类芬顿反应的主要机理为芬顿反应及铁氧化物-H₂O₂非均相芬顿反应的高级氧化作用、铁基胶体对有机物的吸附沉淀,而MW的热效应和非热效应加速了以上作用的进行,从而能对渗滤液浓缩液中有机污染物进行快速去除.     

腐蚀电池-Fenton工艺用于垃圾渗滤液的预处理研究

采用铁屑和颗粒活性炭通过原电池反应产生的Fe2 离子取代FeSO4组成腐蚀电池-Fenton工艺,采用该工艺对垃圾渗滤液进行预处理.结果表明,最佳运行条件为pH值为2、H2O2投加量为理论投加量的50%、铁屑投量为30 g(500 mL渗滤液中)、Fe/C质量比为2.5、反应时间为1 h、絮凝pH值为7,其COD去除率可达到60%(其中活性炭吸附占19%),TOC去除率可达47%(其中活性碳吸附占13%),BOD5/COD值从原水的0 35提高到出水的0.69;而传统Fenton工艺在H2O2/Fe2 比值等于5、其它条件与腐蚀电池-Fenton工艺相同的条件下,COD去除率为26%,TOC去除率为19%,BOD5/COD比值从原水的0.43提高到0.69.将腐蚀电池-Fenton工艺用于垃圾渗滤液的预处理,在有机物去除率和提高可生化性方面效果均明显优于传统Fenton工艺.     

A novel aminated polymeric adsorbent for removing refractory dissolved organic matter from landfill leachate treatment plant

Refractory dissolved organic matter (DOM) from landfill leachate treatment plant was with high dissolved organic carbon (DOC) content. An aminated polymeric adsorbent NDA-8 with tertiary amino groups and sufficient mesopore was synthesized, which exhibited high adsorption capacity to the DOM (raw water after coagulation). Resin NDA-8 performed better in the uptake of the DOM than resin DAX-8 and A100. Electrostatic attraction was considered as the decisive interaction between the adsorbent and adsorbate. Special attention was paid to the correlation between porous structure and adsorption capacity. The mesopore of NDA-8 played a crucial role during uptake of the DOM. In general, resin in chloride form performed a higher removal rate of DOC. According to the column adsorption test, total adsorption capacity of NDA-8 was calculated to 52.28 mg DOC/mL wet resin. 0.2 mol/L sodium hydroxide solution could regenerate the adsorbent efficiently.     

活性炭和沸石组合吸附渗滤液中COD_(cr)和氨氮的试验研究

经过Fenton试剂氧化处理后的垃圾渗滤液用于吸附处理试验,试验分别得到活性炭和沸石的最佳反应pH值和反应时间后,将活性炭和沸石组合吸附渗滤液,4种吸附处理方式去除垃圾渗滤液中CODcr的能力为:活性炭-沸石沸石-活性炭活性炭活性炭/沸石;去除垃圾渗滤液中NH3-N的能力为:活性炭/沸石活性炭-沸石沸石沸石-活性炭。根据对比分析,确定了最佳吸附工艺应为活性炭-沸石组合工艺,该工艺对CODcr和NH3-N的去除率分别达到74.11%和80.86%。     

Fenton法处理类长填龄渗滤液的氧化和絮凝作用

采用Fenton法对难降解的类长填龄渗滤液进行处理,考察其氧化和絮凝作用对有机物去除的贡献. 结果表明:以COD_Cr去除率最大为目标,试验在最优条件下,c(H₂O2)/c(Fe2+)为7.0,Fe2+投加量(c(Fe2+))为60　mmol/L,pH为3.0,此时COD_Cr总去除率为60%;其中氧化作用去除率为44%,氧化和絮凝作用的效率比为2.7. c(H₂O₂)/c(Fe2+),c(Fe2+)和pH的变化对氧化和絮凝作用有明显影响,氧化作用对COD_Cr去除率随H₂O₂投加量增大而增大.絮凝作用对COD_Cr的去除率不仅受Fe2+投加量直接影响,随其增加而增大;还间接受氧化作用去除率影响,氧化作用去除率越大,剩余有机物大分子所占比例降低,絮凝作用对有机物的去除率越低.      

垃圾焚烧厂渗滤液处置工艺中溶解性有机物变化特性

采用“物化+生物处理+深度处理”组合工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液,探索组合工艺对渗滤液的实际去除效果,考察渗滤液中溶解性有机物(DOM)的组成及其结构特性随组合工艺的变化规律,并对其机理进行了初步探讨.结果表明,当进水COD和氨氮的平均值分别为17825,1946mg/L时,组合工艺对渗滤液中COD和氨氮去除率均达到99%左右,出水COD、氨氮、色度分别为57mg/L、5mg/L、15倍.组合工艺对渗滤液DOM中腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(HyI)的去除率均达到99%左右,对HA、FA、HyI削减显著的工艺单元分别为混凝2、厌氧和颗粒活性炭(GAC),削减率分别达到86%、77%和84%.出水HA、FA和HyI的COD浓度分别为10,23,6mg/L,其中分子量较小的FA为出水主要组分.随着组合工艺处理过程的进行,渗滤液中DOM的紫外区吸光度值显著下降,DOM的E254、E253/E203分别由1.55、0.64下降至0.012和0.024,说明DOM的芳香性和复杂程度显著降低,脂肪链芳香化合物逐渐增加;此外,E300/E400和E465/E665分别由2.65和2.17增加至9.78和8.03,表明渗滤液中溶解性有机物腐殖化程度不断降低,芳香构化程度不断减小.