电絮凝延缓陶瓷微滤膜污染

为提高陶瓷微滤膜净化微污染水源水时的产水量,采用电絮凝预处理工艺延缓陶瓷膜的污染。研究了电流密度、进水流量以及跨膜压差对组合工艺产水量的影响,结果显示,较之原水直接微滤,电絮凝预处理后膜产水量得到提升。其最佳运行参数为:电流密度1.5 m A/cm2,进水流量3 L/min,跨膜压差0.15 MPa。同时,比较了碱型、氧化型和配位型药剂清洗对膜污染的影响,结果表明,先用氧化型药剂清洗,再用配位型药剂清洗的方式膜通量恢复值最高。     

Box-Behnken响应曲面优化铁炭微电解降解结晶紫

在单因素实验的基础上,以结晶紫脱色率为评价指标,铁炭比、反应时间与曝气量为考察因素,采用Box-Be-hnken响应曲面法优化铁炭微电解降解结晶紫的工艺条件,同时得出相应的数学模型。实验表明,在结晶紫初始浓度为100mg/L和体积为300 mL,pH为3,反应时间为80 min,铁屑的投加量为20 g,铁炭质量比为2∶1,曝气量为20 L/h的条件下,铁炭微电解对结晶紫的脱色率可达到89.6%。通过Box-Behnken响应曲面可知,铁炭比、反应时间、曝气量以及铁炭比和反应时间的交互作用对结晶紫的脱色率均有显著影响,其中曝气量对脱色率的影响尤为显著;回归模型决定系数R2=0.9067,P=0.039,表明此模型拟合程度良好,且模型显著。铁炭微电解降解结晶紫最佳的工艺条件为:铁炭比为2.4∶1,反应时间为84 min、曝气量为40 L/h,脱色率为93.25%,回归模型的预测值与测定值偏差率为2.26%。     

响应曲面法优化强化混凝工艺处理微污染水

为进一步提高微污染水中氨氮、有机物去除效果,采用响应曲面法对强化混凝工艺处理微污染水的影响因素和去除效果进行研究,实验以混凝剂投加量、助凝剂投加量和助凝剂投加点为影响因素,浊度、氨氮和COD去除效果为响应值,利用Design-Expert软件对实验数据进行处理,得到二次响应曲面模型,各因素间的交互作用对响应值的影响以及优化水平值。模型优化结果显示,强化混凝处理微污染水的最佳工艺条件为:PAFC投加量17.80 mg·L~(-1),PAM投加量0.39 mg·L~(-1),PAM于快速搅拌结束投加,此时浊度、氨氮、COD的去除率分别为68.03%、10.92%和30.2%,最终通过模型的验证证明了响应曲面法用于优化强化混凝工艺处理微污染水的可行性和有效性。     

响应曲面法优化固相反硝化的工艺条件

以一种新型可降解材料PLA/PHBV共混物为碳源和生物膜载体,对硝酸盐污染水进行反硝化脱氮。在温度为(29±1)℃,pH为(7.5±0.2)条件下,利用响应曲面法考察了进水硝态氮浓度、水力停留时间(HRT)和出水硝态氮浓度之间的关系,建立了以出水硝态氮浓度为响应值的二次多项式回归模型,模型预测值与实验值能很好吻合。方差分析结果表明,进水硝态氮浓度和HRT及其交互作用对响应值均具有显著性影响(P<0.01)。     

光电-Fenton体系中羟基自由基生成影响因素分析

以TiO_2/Ti为阳极,活性炭纤维(ACF)为阴极,建立新型光电-Fenton体系。采用Box-Behnken Design(BBD)响应曲面法设计实验,考察初始pH、反应时间、电流密度和曝气量4个因素及其交互作用对光电-Fenton体系中·OH生成量的影响,建立·OH生成量与影响因素间的数学模型,并进行参数优化,探索光电-Fenton运行的最优参数值。研究表明,4因素对·OH生成量的影响强弱顺序为:pH反应时间电流密度曝气量,且4因素两两之间均存在一定的交互作用,其中反应时间与pH和曝气量之间的交互效应尤为显著。在pH 4.49、反应时间130.49 min、电流密度6.99 m A·cm-2、曝气量1 474.90 m L·min~(-1)条件下,·OH的生成量最大。经实验验证,实际值与模型预测值拟合性良好,偏差仅为2.35%。     

基于水质建立SFA~2/O分段进水工艺流量分配模糊控制规则

分段进水脱氮除磷工艺中,流量分配是重要的控制参数。在实际污水处理厂,进水水质水量存在较大波动,针对不同水质应用流量分配控制策略及时调整流量分配,是很大的一个难题。本研究针对流量分配系数法,在保证系统稳定的前提下,以最大程度上利用原水碳源提高反硝化为目的,建立A~2/O分段进水工艺(SFA~2/O)的流量分配模糊控制方法。该控制方法以进水C/N,出水氨氮和出水TN为输入变量,以最优流量分配系数δ_(opt)为输出变量。根据以往运行经验和实验数据,形成SFA~2/O分段进水工艺的模糊控制规则。对该模糊控制规则进行动态响应分析的结果表明,该模糊控制系统的输入输出传递特性曲面近乎连续且无多峰现象,基于流量分配系数法建立的流量控制模糊控制方法可作为系统优化运行的优化方法。     

响应面法优化海绵铁/碳微电解技术预处理腈纶废水

以腈纶废水的进水pH值、海绵铁投加量、铁碳质量比及反应时间为考察因素,COD去除率为评价指标,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken方案构建与拟合响应曲面模型,分析了此4个独立因素及因素之间的交互作用对COD去除效果的影响,确定了最佳预处理工艺,即当进水pH为2,海绵铁投加量为35 g·L~(-1),铁碳质量比为0.5,反应时间为75 min时,COD去除率可达29.59%,回归模型的预测值为29.68%,该模型可靠。并考察了预处理对生化系统的影响,在进水COD均值923.09 mg·L~(-1)条件下,最终出水浓度为232.89 mg·L~(-1),去除率为74.77%,较单独生化处理提高25.49%。     

厌氧/特异性移动床生物膜反应器处理低碳氮比工业废水脱氮效果优化分析

采用SDC-03型填料作为生物载体,对厌氧/特异性移动床生物膜反应器(A/SMBBR)工艺处理低碳氮比工业废水的挂膜启动及稳定运行过程进行优化分析。通过单因素试验和基于Box-Behnken设计的响应曲面法考察了碳源投加量(以乙醇为碳源)、水力停留时间(HRT)及填料填充率对系统TN去除率的影响及其交互作用。结果表明:(1)3个参数对TN去除率影响顺序为填料填充率碳源投加量HRT,其中填料填充率和HRT之间的交互作用最显著。(2)模型预测的最佳条件为碳源投加量90mg/L、HRT=3.0d、填料填充率55%,TN去除率预测值为90.78%。在该条件下TN去除率实际值达91.02%,与模型预测值基本一致,表明响应曲面模型与实际情况拟合良好。     

3种工艺处理南方某水库水的超滤膜污染

采用3种不同工艺处理南方某水库水,研究了各工艺中超滤单元运行情况和膜污染原因。对于水库原水直接超滤的工艺A,跨膜压差随运行时间的延长持续增长;对于投加混凝剂后的絮凝出水和沉淀出水再进行超滤的工艺B和工艺C,跨膜压差随运行时间的延长增长不显著。对比3种工艺进水/出水基本水质,浊度与无机金属类物质不是导致膜污染的主要因素。三维荧光光谱分析发现水库原水与絮凝和沉淀出水相比,有较高浓度的富里酸和腐殖酸类有机物。ATRFTIR分析表明含C—OH基团的腐殖酸类有机物会在直接过滤水库原水的超滤膜表面累积,是造成超滤膜不可逆污染的主要物质。对于该水库原水,投加混凝剂后不经沉淀的短流程工艺可有效减缓上述有机物造成的膜污染,具有一定的可行性。     

基于内循环微电解的焦化污水深度处理

采用内循环微电解技术对某焦化厂生化混凝出水进行深度处理,以达到国家提标标准。通过单因素实验考察了pH、反应时间、曝气量和铁炭比对处理效果的影响,在此基础上,筛选出影响COD去除率的主控因子,并采用Box-Behnken响应曲面法对内循环微电解处理焦化污水的工艺条件进行优化,同时考察了各因素间的交互作用对COD去除率的影响。确定的最优运行参数为:pH 2.3、曝气量0.13 m~3·h~(-1)和铁炭比1:1。最优运行参数下的验证实验结果显示COD去除率和色度去除率分别达到67.77%和93.75%,当进水COD低于180 mg·L~(-1)时,出水COD能够达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)直排标准。     

响应曲面法优化微波诱导载铜活性炭处理焦化废水

以焦化废水好氧池出水为研究对象,采用微波诱导载铜活性炭深度处理焦化废水。在单因素实验的基础上,以焦化废水COD去除率为评价指标,微波功率、微波时间、催化剂用量为考察因素,采用Box-Behnken响应曲面法考察各影响因素的单独作用及交互作用对焦化废水COD去除率的影响,建立数学模型。通过响应曲面分析可知,微波功率、时间、催化剂用量以及微波功率与微波时间的交互作用对COD去除率均有显著影响,模型预测最佳工艺条件为微波功率550 W,微波时间5 min,催化剂用量20 g·L~(-1),COD去除率为84.23%,在该条件下通过两次验证实验得出结果平均值为82.63%,预测值与测定值相对误差为1.90%,两者具有较好的一致性。     

响应曲面法优化HMBR去除TN的工艺条件

采用复合式膜生物反应器HMBR处理低C/N(3-5)实际生活污水,TN含量17~45 mg/L。基于CCD响应曲面法,考察了溶解氧DO、水力停留时间HRT和污泥龄SRT的单独作用及交互作用,并建立TN去除率数学模型。结果表明,影响因子显著性顺序为HRTSRTDO,三者间存在一定的交互作用,但并不显著;数学模型回归性较好,预测最大TN去除率为75%,最佳条件组合为:DO=3.79 mg/L,HRT=8.84 h,SRT=33.62 d,验证实验结果 TN的去除率为73%,与预测值相比偏差仅为3%。采用HMBR处理低C/N生活污水,可以满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准中对TN≤15 mg/L的限制要求。     

响应面法优化电化学法处理高盐榨菜废水工艺

针对榨菜废水中较高的盐度对微生物的抑制和处理效能不稳定问题,开展电化学法处理高盐榨菜废水的实验研究。利用响应面法(RSM)探讨了榨菜废水COD的去除率与电流密度、极板间距和pH值之间的关系。通过Design-Ex-pert 7.1数据处理软件得到一个二次响应曲面模型以及优化的水平值。结果表明,最佳反应条件为电流密度为12.37 A/dm2,极板间距为18.82 mm,pH为5.92,此条件下COD去除率为83.21%(预测值为83.25%)。二次响应曲面方差分析结果表明,回归模型达到显著性水平,在研究区域内拟合较好,模型的精密度、可信度和精确度均在可行范围内,与实验结果吻合程度较高。     

环境污染与防治 网络版论文摘要

正平板膜生物反应器处理高COD制膜废水的连续化运行研究王思亮刘磊(贵阳时代沃顿科技有限公司,贵州贵阳550000)以COD和平板膜生物反应器(MBR)的跨膜压差为主要控制指标,对平板MBR的运行参数进行优化研究,并进行连续化运行。结果表明,在DO为2.5 mg/L、污泥质量浓度5 000~6 000mg/L、容积负荷4.5kg/(m~3·d)、曝气强度60m~3/h的最优化工艺下,系统可连续稳定运行30d。关键词平板膜生物反应器跨膜压差工业废水COD     

陶瓷膜处理含镍电镀废水

研究了平均孔径分别为0.8μm和0.5μm的陶瓷膜对含镍电镀废水在p H为9时的微滤过程,考察了操作时间、跨膜压差、错流速度、温度和浓缩因子对膜通量和镍截留率的影响,探究了陶瓷膜的清洗行为及该微滤过程的数学模型。结果表明:随操作时间延长,膜通量先迅速下降,然后基本不变;随跨膜压差增大或错流速度增大,膜通量上升至趋于稳定;温度升高使得膜通量增大。0.8μm膜适宜操作参数为跨膜压差0.12 MPa、错流速度3.0 m/s和温度30℃;0.5μm膜适宜操作参数为跨膜压差0.14 MPa、错流速度3.4 m/s和温度30℃。在浓缩过程中,膜通量快速下降至平缓阶段,再较快降低,镍截留率约为99%;采用质量浓度0.15%盐酸清洗,0.8μm污染陶瓷膜能使其通量恢复到新膜通量的98%,而0.5μm污染陶瓷膜能恢复到新膜通量的97.5%;该微滤过程符合修正后的完全堵塞数学模型。     

“气浮-生物陶粒-膜”组合工艺处理微污染湖水的运行特性

为了提高饮用水水质,将气浮、生物陶粒与膜进行有机组合,开发出"气浮-生物陶粒-膜"一体化工艺。采用该工艺处理高藻、低浊、有机物浓度较高的微污染湖水,对其运行特性进行研究。实验结果表明,该工艺对有机物和藻类均具有良好的去除效果,对浊度、色度、COD、氨氮、叶绿素a的平均去除率分别为97.6%、80.6%、69.6%、64.1%和94.4%。另外,该工艺表现出了良好的抗膜污染能力。实验开始时,跨膜压差约为2.2 k Pa;当实验运行至100 d时,跨膜压差仅为4.1 kPa。     

分段进水A/O工艺流量分配方法与策略研究

分段进水缺氧/好氧(A/O)工艺是一种高效的污水生物脱氮工艺。但原水多点投配给该工艺带来诸多好处的同时, 也为其优化运行带来一定困难。其中,可行的流量分配方法的建立是分段进水工艺发挥其优势并高效运行的瓶颈问题。提出3种不同的流量分配方法并进行相应的理论分析: (1) 采用等负荷流量分配法,其遵循的原则是保证各段硝化菌负荷相同, 以利于硝化菌生长,优先满足系统硝化, 最大程度地降低出水氨氮浓度; (2)采用流量分配系数， 原则是各缺氧段进水有机物质恰好可以为上段好氧区产生的硝酸盐氮反硝化提供充足的电子供体。 利用该方法可以充分利用原水中碳源,发挥缺氧区反硝化潜力,并保证最后一段进水量最少, 降低出水硝酸盐氮含量; (3)末端集中进水，用于暴雨等产生洪峰流量时, 将进水点向系统末端移动, 并加大末端进水量, 以减小二沉池固体负荷, 避免污泥冲刷流失。3种流量分配方法的提出,可以应对水厂不同的进水水质和出水要求,增强分段进水A/O生物脱氮工艺的实际可操作性,提高处理效率,为目前采用分段进水A/O工艺的污水厂的优化运行管理提供可靠的理论借鉴。     

膜萃取处理高浓度工业苯胺废水

大连市某药业公司生产中产生的高浓度苯胺废水可生化性极差,传统工艺处理该废水难度大,且不能回收利用苯胺.采用膜萃取工艺处理该废水,工艺运行稳定,苯胺去除率高.实验结果表明,在进水流量为3.05 L/d、反应温度为50 ℃、萃取液pH≈1、膜管长18 m条件下,进水苯胺质量浓度为33 081 mg/L时,苯胺去除率稳定在97%以上.进行经济核算,每吨废水净收益为103.84元.     

短流程膜工艺中紫外预处理对膜生物污染的影响

近年来,以超滤膜为核心的短流程工艺因其占地面积小、净水效率高备受关注,但随之而来的生物污染问题是阻碍长期运行的瓶颈。基于此,考察了紫外预处理作用下,短流程工艺长期运行条件下的膜污染行为。结果表明,一定程度的紫外预处理(180μW·cm~(-2))能有效减缓短流程膜工艺的生物污染问题。运行60 d后,膜池中微生物的死亡/存活比率由39.90%/60.10%升高至66.40%/33.60%,滤饼层中胞外聚合物浓度为未经紫外预处理时的76.50%。此时,紫外预处理的跨膜压差上升至34.40 kPa,而未经紫外预处理的跨膜压差高达41.50 kPa。然而,紫外预处理由于灭菌范围广和不可持续性,导致膜表面滤饼层中的微生物群落结构和丰度几乎无变化。同时,紫外预处理对出水水质几乎无影响。     

响应面法优化Fenton试剂法处理槟榔废水

本实验研究了Fenton试剂法处理槟榔废水的工艺条件。基于Box-Behnken响应曲面法,考察了初始p H值、双氧水投加量、硫酸亚铁投加量和反应时间的单独作用和交互作用,并建立了TOC去除率数学模型。实验表明,在初始p H值为5,双氧水投加量为50 mg/L,硫酸亚铁投加量为12.5 g/L,反应时间为120 min,0.2%PAM加入量为0.2 m L时,整个反应过程对TOC去除率可达到64.1%。通过Box-Behnken响应曲面可知,双氧水投加量、硫酸亚铁投加量的交互作用对TOC去除率有显著影响,其中双氧水投加量对TOC去除率的影响极显著。Fenton试剂处理槟榔废水最佳的工艺条件为:双氧水投加量为54.2 m L/L,硫酸亚铁投加量12.55 g/L,初始p H值为4.98,反应时间为103.5 min。在此条件下TOC去除率为70.18%。