序批式反应器生物强化处理苯酚废水的研究

将4株高效苯酚分解菌湿菌体分3批投加于序批式反应器(SBR),对活性污泥进行生物强化试验,分析活性污泥状态与性能变化,测定生物强化后对苯酚的降解能力.结果表明,随着生物强化过程的进行,沉降性能改善,污泥颗粒化趋势明显;生物强化后,活性污泥对苯酚降解能力、降解速率及对苯酚的耐受性明显提高:苯酚质量浓度为730～960mg/L时,苯酚完全降解时间可由正常的6h缩短至2h;6h内可完全降解苯酚的质量浓度由原来的880mg/L提高到2080mg/L,处理能力提高了1.36倍;当进水苯酚质量浓度增加到2400mg/L时,6h内污泥对苯酚的降解率仍达到60.1%.     

基于中心组合设计的电解预处理含酚废水工艺优化

针对含酚废水不宜直接进行生化处理的问题,采用电解法预处理含酚废水,通过中心组合设计优化初始p H、电压、极板间距、电解质浓度和苯酚初始浓度对苯酚去除率的影响。结果表明,5个因素的影响为电压电解质浓度极板间距初始p H苯酚初始浓度。优化后的最佳条件如下:初始p H为6.56、电压为24.93 V、极板间距为20.05 mm、电解质质量浓度为2.46 g/L、苯酚初始质量浓度为368.87 mg/L。在优化条件下,苯酚初始质量浓度为300.00~500.00 mg/L时,出水质量浓度计算值为12.60~51.60mg/L,实验值为17.40~55.40 mg/L,去除率计算值为89.68%~96.47%,实验值为88.90%~95.40%,计算值与实验值接近,说明模型可靠。     

苯酚对活性污泥硝化与反硝化动力学的影响

通过批次试验,研究苯酚与活性污泥缺氧和好氧接触对微生物硝化和反硝化作用的影响。结果表明:(1)苯酚对缺氧2h后的活性污泥硝化有抑制作用,且苯酚浓度越高,抑制作用越强。当苯酚浓度较低时对自养菌的最大比氨氧化速率(AUR)的抑制作用能用竞争性抑制Monod方程拟合,半数抑制质量浓度(IC50)为19.2mg/L。(2)苯酚对直接曝气的活性污泥比对缺氧接触2h后再曝气的活性污泥的硝化抑制作用更强,当苯酚从0mg/L增加到10.0mg/L,AUR由2.51mg/(L·h)降至0.36mg/(L·h),且在10.0mg/L时,硝化抑制率(IR)高达85.7%。(3)苯酚的抑制效应随着缺氧时间延长而逐渐降低。当苯酚为10.0mg/L时,直接曝气的活性污泥受到的硝化抑制最强,IR为85.8%,并在缺氧4h后IR降为0。(4)当碳源充足时,活性污泥的反硝化菌对苯酚的耐受力较强,苯酚对活性污泥的反硝化过程没有影响,微生物的反硝化速率(NUR)维持在5.279～5.308mmol/(mg·h)。     

超声波/Fenton处理含酚废水的影响因素

实验研究主要影响因素对超声波/Fenton试剂处理苯酚废水效果的影响,确定工艺参数。以人工配制的模拟苯酚废水为实验水样,通过静态实验研究p H值、Fe SO4·7H2O投加量、H2O2投加量和超声时间对苯酚和COD去除率的影响。研究结果表明,对于苯酚浓度为200 mg/L,COD为476.6 mg/L苯酚废水,在实验用水量为1 000 m L,p H值为6,Fe SO4·7H2O投加量为800 mg/L,H2O2投加量为Qth,超声时间为30 min的条件下,苯酚去除率可达到92.27%,COD去除率可达到82.48%,处理后苯酚浓度为14.80 mg/L,COD为83.50 mg/L。p H值、Fe SO4·7H2O投加量、H2O2投加量和超声时间对超声/Fenton工艺处理苯酚废水均有较显著地影响,工程应用时应给予足够的重视。     

固体超强酸SO42-/TiO2-SnO2／Ce4+ 光催化降解含酚废水

采用共沉淀-浸渍法制备了固体超强酸SO24-/TiO2-SnO2/Ce4+,并用XRD、SEM等方法对其结构进行了表征。以苯酚的光催化降解为反应模型,确定了最佳的工艺条件和催化剂再生方法。结果表明:在pH值为6,苯酚初始浓度为50mg/L,催化剂投加量4 g/L,光照距离12 cm,光照时间为150 min,降解率达67.73%,添加助催化剂H2O2后,反应60 min,苯酚降解率达到86.33%,催化剂的最佳再生方法是先用1 mol/L的硫酸浸渍24 h后,在450℃下焙烧6 h。     

共代谢基质对苯酚降解菌XTT-3降酚作用的影响

采用驯化的方法从活性污泥中分离到一株苯酚降解菌XTT-3,经16SrDNA鉴定为Sphingobiumsp.。对该菌株进行碳饥饿处理,发现其降解苯酚的能力受到抑制。以只含苯酚的M9培养基为参照,添加0.2g/L酵母膏作为共代谢基质,对XTT-3菌株降解苯酚有较明显的促进作用,36h后苯酚降解率为68%。在含0.2g/L酵母膏的M9培养基中,同时添加20mg/L邻苯二酚,XTT-3降解苯酚作用显著增加,24h后苯酚降解率达75%,苯酚降解速度达0.261mg/min。     

UV/Fenton法处理间-甲酚废水

利用UV/Fenton工艺对模拟间-甲苯酚废水进行了处理,研究了H2O2加入量、FeSO4加入量、pH、原水初始COD值、环境温度、反应时间等因素对COD去除率的影响.实验表明:间-甲苯酚浓度为100mg/L、初始COD值251 mg/L的废水,在30℃下,pH为4.Q,[H2O2]/[Fe2 ]=15(质量浓度比),紫外灯照射3 h后,COD去除率达86.3%,若再经Ca(OH)2絮凝沉降,则COD去除率提高到92.6%.同时,对Fenton及UV/Fenton的处理效果进行了比较,实验表明:UV/Fenton的处理效果明显优于Fenton法.     

UV/Fenton法处理间-甲酚废水

利用UV/Fenton工艺对模拟间-甲苯酚废水进行了处理,研究了H2O2加入量、FeSO4加入量、pH、原水初始COD值、环境温度、反应时间等因素对COD去除率的影响.实验表明：间-甲苯酚浓度为100mg/L、初始COD值251 mg/L的废水,在30℃下,pH为4.Q,[H2O2]/[Fe^2＋]=15（质量浓度比）,紫外灯照射3 h后,COD去除率达86.3%,若再经Ca（OH）2絮凝沉降,则COD去除率提高到92.6%.同时,对Fenton及UV/Fenton的处理效果进行了比较,实验表明：UV/Fenton的处理效果明显优于Fenton法.     

硝基苯酚类的快速吸附与降解

以对硝基苯酚(PNP)和邻硝基苯酚(ONP)为主要研究对象,采用粉末活性炭和Fenton试剂快速吸附与降解PNP和ONP溶液,使其浓度降至生活饮用水准许浓度(分别为0.02 mg/L和0.06 mg/L)以下,并比较2种物质的处理效果,为硝基苯酚的水体污染治理和废水处理中的深度降解提供依据。结果表明,用粉末活性炭吸附浓度为1 mg/L和4 mg/L的PNP溶液60 min后,浓度低于0.02 mg/L,长时间跟踪监测,污染物浓度仍控制在0.02 mg/L以下,在pH<6时,粉末活性炭吸附PNP的效果较好;用Fenton试剂处理浓度为10 mg/L的PNP溶液70 min后,可完全降解PNP。粉末活性炭吸附12 mg/L的ONP溶液时,效率高于吸附PNP;Fenton试剂处理浓度为12 mg/L的ONP时,与PNP的处理效果相当。     

固体超强酸SO24-/TiO2-SnO2/Ce4+光催化降解含酚废水

采用共沉淀-浸渍法制备了固体超强酸SO42-/TiO2-SnO2/Ce4+,并用XRD、SEM等方法对其结构进行了表征.以苯酚的光催化降解为反应模型,确定了最佳的工艺条件和催化剂再生方法.结果表明:在pH值为6,苯酚初始浓度为50mg/L,催化剂投加量4 g/L,光照距离12 cm,光照时间为150 min,降解率达67.73％,添加助催化剂H2O2后,反应60 min,苯酚降解率达到86.33％,催化剂的最佳再生方法是先用1 mol/L的硫酸浸渍24 h后,在450℃下焙烧6h.     

两相分配式生物反应器处理高盐废水中的苯酚

采用新型两相分配式生物反应器(TPPB)和前期研究得到的高效苯酚降解菌对高盐废水中苯酚的降解进行研究,研究中确定煤油为反应系统的最佳有机溶剂,并考察了废水苯酚含量、废水盐度以及搅拌器搅拌速度对苯酚降解的影响。结果表明,反应系统能正常降解苯酚含量为1 000～2 500 mg/L的高盐苯酚废水;反应系统在含盐量为100 g NaCl/L、搅拌速度为50 r/min的运行工况条件下,降解时间缩短为52 h,总酚去除率为20.58 mg/(L.h)。     

焦化废水中COD、挥发酚和硫氰化物同步高效去除

采用两级膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在微氧条件下处理焦化废水,考察了该工艺对焦化废水中挥发酚、硫氰化物、氰化物和COD的去除效果。研究结果表明,在进水流量为1 L/h,总水力停留时间(HRT)为24 h的条件下,两级EGSB反应器对COD的去除效果较好。稳定运行时,在进水挥发酚为56.8~185.1 mg/L、硫氰化物为287.1~539.9 mg/L、氰化物为0.17~0.72 mg/L的条件下,系统对其平均去除率分别为99.9%、96.8%和82.6%,出水挥发酚和氰化物均能达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》的一级标准。进水COD浓度在1 084~1 880 mg/L之间,平均去除率为76.9%,出水平均浓度为325 mg/L。     

Application of pier waste sludge for catalytic activation of proxy-monosulfate and phenol elimination from a petrochemical wastewater

This investigation aimed to remove phenol from real wastewater (taken from a petrochemical company) by activating peroxy-monosulfate (PMS) using catalysts extracted from pier waste sludge. The physical and chemical properties of the catalyst were evaluated by FE-SEM/EDS, XRD, FTIR, and TGA/DTG tests. The functional groups of O–H, C–H, CO₃^2?, C–H, C–O, N–H, and C–N were identified on the catalyst surface. Also, the crystallinity of the catalyst before and after reaction with petrochemical wastewater was 103.4 nm and 55.8 nm, respectively. Operational parameters of pH (3–9), catalyst dose (0–100 mg/L), phenol concentration (50–250 mg/L), and PMS concentration (0–250 mg/L) were tested to remove phenol. The highest phenol removal rate (94%) was obtained at pH=3, catalyst dose of 80 mg/L, phenol concentration of 50 mg/L, PMS concentration of 150 mg/L, and contact time of 150 min. Phenol decomposition in petrochemical wastewater followed the first-order kinetics (k> 0.008 min^?1, R²> 0.94). Changes in pH factor were very effective on phenol removal efficiency, and maximum efficiency (≈83%) was achieved in pH 3. The catalyst stability test was performed for up to five cycles, and phenol removal in the fifth cycle was reduced to 42%. Also, the energy consumption in this study was 77.69 kW h/m³. According to the results, the pier waste sludge catalyst/PMS system is a critical process for eliminating phenol from petrochemical wastewater.

     

高酚焦化废水萃取脱酚预处理

为了降低高酚焦化废水中挥发酚的浓度，实验研究了磷酸三丁酯煤油溶液在不同条件下对高酚焦化废水进行萃取脱酚预处理的效果。结果表明，萃取时间为8min，磷酸三丁酯煤油浓度为30％，温度低于40％，pH低于8．0，萃取比（油／水）R=1：2时，经过萃取后分水挥发酚浓度由4165mg降低到127．62mg／L，去除率高达96．94％，为后续生化处理奠定了基础。而萃取剂经过氢氧化钠溶液反萃取再生后，萃取剂的回收利用率可达94．25％以上。     

一株苯酚降解菌的筛选及降解动力学特性

利用富集驯化的培养方法,从首钢焦化厂废水处理系统中的二沉池出水中,分离筛选出一株能够高效降解苯酚的菌株B3对其16S rDNA序列进行分析,并选择Monod方程和Andrews方程分别研究该菌在不同苯酚浓度条件下的降酚动力学模式。结果表明,B3为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus);苯酚浓度较低时,苯酚对菌株的生长基本不产生抑制作用,用Monod模型对B3降酚动力学过程进行拟合,其动力学参数V max=0.03 h-1,K s=25.53 mg/L;苯酚浓度较高时,按照Andrews模型对B3降酚动力学过程进行非线性最小二乘曲线拟合,其动力学参数V max=0.08 h-1,K s=147.52 mg/L,K i=384.96 mg/L。根据动力学方程,推论菌株B3降解对于浓度238.30 mg/L的苯酚具有最佳降解效果。     

斜生栅藻降解苯酚的动力学研究

研究结果表明,斜生栅藻在驯化１０ｄ后具备降解苯酚的能力,在２００ｍｇ／Ｌ初始浓度下,５ｄ时间内苯酚被全部降解,日平均降解速率达４０ｍｇ／Ｌ。在４００ｍｇ／Ｌ初始浓度下,６ｄ时间内日平均降解速率为７．５ｍｇ／Ｌ。在高初始浓度的苯酚不仅明显抑制了斜生栅藻的生长,而且抑制了斜生栅藻的降解活性,导致降解速度下降。用最近提出的生物降解二级反应动力学方程拟合上述降解过程,在苯酚初始浓度分别为２００ｍｇ／Ｌ和４００ｍｇ／Ｌ下,计算值与实测值之间的标准偏差分别为６．９ｍｇ／Ｌ和４．４ｍｇ／Ｌ。     

腐殖酸、细颗粒泥沙对粉末活性炭吸附苯酚特性影响的研究

通过一系列实验,探讨了粉末活性炭吸附水中苯酚时,腐殖酸(HA)浓度和细颗粒泥沙用量对苯酚吸附量和去除率的影响.实验结果表明:在中性条件下,随着HA浓度的增加,粉末活性炭对苯酚的吸附量减少;在不同质量细颗粒泥沙的影响下,苯酚的去除率基本不变;在未加HA时,粉末活性炭对苯酚的吸附行为用Langmuir吸附等温式拟合效果最好,对苯酚的最大吸附量为150.60 mg/g,而在有HA存在时,粉末活性炭对苯酚的吸附行为用Freundlich吸附等温式拟合效果最好,对苯酚的最大吸附量为28.49 mg/g.     

NiO/AC催化臭氧氧化去除水中的苯酚

采用低温湿式浸渍法制备了负载氧化镍/活性炭(简称NiO/AC)催化剂。在不同pH、叔丁醇浓度等条件下,对NiO/AC与臭氧联合催化臭氧氧化苯酚的降解效果等进行了研究。用XRD、SEM及BET技术分析了活性炭与催化剂的组成、形貌及结构变化。结果表明,镍以棒状氧化镍的形式负载在活性炭表面,与AC相比,NiO/AC比表面积减少了47.9%。在O3/NiO/AC与苯酚的反应体系中,反应遵循羟基自由基(HO.)机理,苯酚的去除率比单独臭氧氧化提高了29%,且与溶液pH呈正相关。NiO/AC催化性能较稳定,镍离子最大析出浓度仅为7 mg/L,可重复使用。     

苯酚的厌氧生物处理

采用不断增加苯酚浓度而降低葡萄糖浓度的方法可驯化厌氧污泥中的微生物，使厌氧污泥最终以苯酚为唯一碳源生长，可显著提高厌氧污泥降解苯酚的能力；对苯酚间歇厌氧降解过程进行了分析。苯酚浓度在0～1.680 mg/L范围内，其厌氧降解过程符合一级动力学。Aiba模型、Haldane模型和Teisser 模型均可很好地描述处于对数期时厌氧污泥的比生长速率与初始底物浓度之间的关系，其中以Teisser 模型模拟的效果最好。将驯化污泥接种于UASB中可实现对含酚废水处理的连续运行，最大的有机负荷达2 g COD/（L·d），稳定运行时苯酚的去除率可维持在96%以上。     

负载TiO2/Fe^3＋的玻璃纤维反应器光催化苯酚

以玻璃纤维为载体,将TiO2负载到其表面形成了空间玻璃纤维反应器,引入Fe3＋作为掺杂改性离子,形成了负载TiO2/Fe^3＋的空间玻璃纤维光催化反应器,并以高压汞灯为光源进行了光催化降解水中苯酚的实验研究,考察了影响苯酚光催化降解的因素,确定了在UV365-250 W光源照射下,pH为3-5,O2通入量1.0 L/（min.L）,反应器内上升流速为0.7 m/min等实验条件下,初始浓度为30 mg/L的苯酚废水经120 min光催化反应后,降解率可达到85%,矿化率可达80%。