O_3-BAC工艺臭氧优化和有机物分子质量分布研究

为了确定3种工艺:混凝-沉淀-砂滤-后臭氧-生物活性炭滤池(工艺Ⅰ)、预臭氧-混凝-沉淀-砂滤-生物活性炭滤池(工艺Ⅱ)和预臭氧-混凝-沉淀-砂滤-后臭氧-生物活性炭滤池(工艺Ⅲ)中臭氧的最优投加量和投加方式,采用动态实验进行了不同工况下有机物的去除效果研究,并从臭氧利用率的角度对3种工艺进行比较。同时,为了明晰工艺Ⅲ中各个单元对有机物的去除机制,研究了各处理阶段的有机物分子质量分布情况。结果表明,工艺Ⅲ在最佳工况下出水水质最优,但单位臭氧利用率较低,单位臭氧去除CODMn、TOC分别为0.92 mg/L和0.55 mg/L。该工艺中预臭氧可显著降低有机物分子质量水平,混凝沉淀砂滤主要去除分子质量3 k Da的有机物,后臭氧则将大分子有机物进一步氧化为分子质量3k Da的有机物,后者通过生物活性炭滤池得到有效地去除。因此,通过臭氧和生物活性炭的联用,能够有效去除有机物,是一种适宜的饮用水深度处理工艺。     

基于MBR出水的纳滤预处理技术优化分析

针对再生水厂膜生物反应器(MBR)出水水质特征,对后续深度处理工艺中与纳滤组合的预处理技术进行筛选.通过对臭氧、活性炭、臭氧-活性炭3种预处理技术对比,分析3种预处理方式对有机物的去除效率及对分子尺寸的影响规律.实验结果表明,3种预处理技术对MBR出水中有机物的平均去除率分别为6.6%、31.7%和36.6%;市政污水...     

自来水厂不同净水工艺对持久性有机物的去除效果试验研究

以多环芳烃和有机氯农药作为有机物评价指标,对某自来水厂常规处理加深度处理工艺,即混凝-沉淀-过滤-炭吸附处理工艺的去除效果评价,并对几种深度处理技术展望.结果表明,检出多环芳烃和有机氯农药均未超出生活饮用水标准(2006)的限值.在研究的净水工艺中,深度处理工艺炭滤对多环芳烃和有机氯农药的去除效果较为理想.强化混凝、臭氧 活性炭和纳滤膜技术是水厂未来经济可行的处理工艺.     

臭氧对化工园区废水厂二级出水的选择性氧化

以化工园区废水厂二级出水作为实验废水,采用臭氧氧化工艺对其进行处理,采用分子量分级、亲疏水性分离和傅里叶红外等手段对臭氧氧化前后水质进行了系统分析。结果表明,在进水COD为126 mg/L,臭氧氧化60 min的条件下,COD和UV254的去除率分别为37.9%和55%;臭氧氧化对水中疏水性物质去除效率高于亲水性物质,部分疏水性物质氧化成亲水性小分子有机物。臭氧氧化可以改变废水中有机物的分子结构,使水中分子量小于1×103k Da的有机物比例从56.3%提高至71.2%,分子量大于1×105k Da的有机物比例由原来的24.2%下降至9.6%。红外光谱分析表明,臭氧氧化具有一定的选择性,可显著去除水中含不饱和键、酚类、醇类等有机物,但对饱和烷烃基本无降解效果。     

活性炭-超滤深度处理工艺对三氯乙醛生成潜能的影响及其对饮用水中有机物的去除

以我国南方某活性炭-超滤深度处理工艺水厂为研究对象,对工艺过程中三氯乙醛生成潜能(CHFP)及相关有机物指标进行为期1年每月1次的监测,以明晰活性炭-超滤深度处理工艺对CHFP及有机物的去除能力。结果表明:原水CHFP均呈现一定的季节性变化趋势,高温季节(5—9月)相对较高,范围为15.50~64.00μg·L~(-1),活性炭-超滤深度处理工艺对CHFP、TOC、CODMn和UV254去除率范围分别为37.42%~69.12%、25.25%~66.71%、27.33%~61.25%和21.80%~72.46%,平均去除率分别为54.51%、39.21%、45.04%和42.91%;混凝沉淀单元在CHFP和有机物指标去除中均起主要作用,炭滤单元对TOC有较好的去除作用,超滤单元对CHFP和CODMn有较好的去除作用。建议水厂设计与运行中将臭氧与活性炭滤池联合使用,以协同去除CHFP和有机物,进一步提高供水水质。     

活性红M-3BE在多级臭氧气浮工艺中的迁移转化特性

针对传统污泥法对印染废水中有机物去除效果有限的问题,利用多级臭氧气浮中试实验系统(DOIF)对活性红M-3BE印染废水进行深度处理,研究不同操作参数对DOIF工艺处理效果的影响,优化DOIF工艺。为进一步确定印染废水中有机物的迁移转化过程,采用紫外可见分光光度计、三维荧光(3D-EEM)和液相色谱等方法进行了分析。结果表明,臭氧气浮氧化脱色效果良好,臭氧投加量、PAC投加量和回流比分别为21 mg?L~(-1)、9 mg?L~(-1)和40%的情况下,废水脱色率和DOC去除率分别达到99.1%和25.2%。臭氧气浮降解活性红M-3BE的工艺中,臭氧催化氧化过程中的矿化起主要作用。其作用机理推测为,首先活性红M-3BE非对称断键为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,其次Ⅰ分解为2种中间产物,并随后分解为萘和萘酚,Ⅱ分解为均三嗪,Ⅲ分解为苯环。多级臭氧气浮工艺对活性红M-3BE印染废水去除效果明显,为后续臭氧气浮技术工程化应用提供了参考依据。     

垃圾焚烧发电厂渗滤液生化出水的催化臭氧氧化处理

垃圾焚烧发电厂渗滤液生化出水是一种高盐,且含腐殖酸类和水溶性小分子有机物的复杂废水.本研究提出了采用Ca(OH)2预处理,并催化臭氧氧化处理的新工艺路线,对工艺参数和催化过程机理进行了分析.结果表明,Ca(OH)2可以有效地预处理去除生化出水中的腐殖酸类大分子有机物,当其用量为12 g/L时,可使COD的去除率达到70％～75％.Ca(OH)2可强化催化臭氧氧化处理预处理废水中剩余的难降解小分子有机物,其机理可能是及时去除了反应体系中生成的碳酸根离子,其适宜用量为2 g/L废水.当搅拌转速小于600 r/min,进口气相中臭氧浓度小于66.24 mg/L时,增大反应体系搅拌强度和进口臭氧浓度可以强化废水COD的去除速率.该工艺在深度处理垃圾渗滤液生化出水中难降解有机物领域具有较大的应用前景.     

应用自动识别和定量系统评价两种污水再生工艺对微量有机污染物的去除效果

采用气质联用分析,并结合自动识别与定量系统(AIQS-DB)考察2种再生水厂采用的深度处理工艺对微量有机污染物的去除效果。结果表明,以污水为原水的膜生物反应器(MBR)+臭氧氧化+生物活性炭滤池(BAC)工艺用于再生水生产,MBR工艺对有机污染物的去除起主要作用;城市污水厂二级出水为原水的混凝沉降+浸没式超滤(SMF)/连续微滤(CMF)+部分反渗透(RO)+臭氧氧化工艺用于再生水生产,其SMF和CMF工艺段的膜截留作用均可有效消减有机污染物含量,SMF的效果优于CMF;2种工艺中采用的臭氧技术都能进一步加强部分物质的去除效果。气质联用结合AIQS-DB可用于再生水中污染物的筛查和不同污水再生工艺对微污染物消减效果的评价。     

O3-BAC组合工艺深度净化MBR出水的中试研究

采用臭氧-生物活性炭(O3-BAC)组合工艺对某工业园区再生水厂MBR出水进行了深度净化的中试研究,主要考察了组合工艺各节点对常规指标的处理效果.结果表明,臭氧投加量约3 mg/L(H2O)、臭氧接触塔接触时间为30min、活性炭滤池空床接触时间(BECT)为15 min时,O3-BAC组合工艺能有效去除水中色度、浊度...     

活性炭-臭氧体系处理含氰废水的作用机理

针对活性炭催化臭氧化降解低质量浓度含氰废水体系,研究了活性炭吸附、催化作用在催化臭氧化体系中的作用,提出了吸附-催化臭氧化协同作用机理。在活性炭-臭氧体系中,活性炭吸附CN-的能力很弱,活性炭在反应体系中主要起了吸附、催化臭氧的作用。活性炭-臭氧体系降解CN-的过程是臭氧直接氧化、活性炭吸附臭氧与活性炭催化臭氧产生.OH自由基间接氧化三者共同作用的结果。     

焦化废水臭氧催化氧化过程的污染物降解特征

为了考察焦化废水臭氧催化氧化深度处理过程中污染物的降解特征,对处理过程中的废水进行了COD、TOC、BOD、紫外可见光谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和凝胶色谱等多种分析。结果表明:经臭氧催化氧化处理后,废水的COD、TOC和UV_(254)均降低,降低速度大小为UV_(254)CODTOC;臭氧催化氧化可提高废水的可生化性,但氧化时间进一步延长,可生化性反而降低;液相色谱表明非极性物质优先得到去除;凝胶色谱表明分子量较小的物质优先去除;GC-MS结果表明焦化废水混凝出水中主要成分为苯酚类、杂环化合物、多环芳烃及其衍生物,臭氧催化氧化处理后这些化合物都得到有效降解。     

臭氧-活性炭组合工艺深度处理垃圾渗滤液MBR出水

以垃圾渗滤液MBR出水为研究对象,采用臭氧-活性炭组合工艺对其进行深度处理。相比单一臭氧处理和单一活性炭吸附,臭氧-活性炭组合工艺能提高COD及NH_3-N的去除率,并且显示出良好的协同作用。实验中利用三维荧光光谱和凝胶色谱对水质进行分析,同时考察了活性炭种类及预处理方式、活性炭用量、pH及臭氧浓度对COD及NH_3-N去除率的影响。结果表明:pH=4.54、臭氧浓度为1.34 mg·min~(-1)、活性炭投加量为10 g·L~(-1)、臭氧处理时间为30 min、活性炭吸附时间为180 min,当垃圾渗滤液MBR出水COD为1 550 mg·L~(-1),NH_3-N为75 mg·L~(-1)时,经处理后,COD浓度为93 mg·L~(-1),NH_3-N浓度为12 mg·L~(-1),COD的去除率达到94%,NH_3-N的去除率达到84%,实现了垃圾渗滤液MBR出水的达标排放。pH对污染物的去除有较为明显的影响,高pH有利于NH_3-N的去除,但是过高的pH不利于COD的去除。同时,提高臭氧和活性炭的投加量能明显提高COD及NH_3-N的去除率。     

再生水臭氧氧化处理工艺对水质生物稳定性的影响

为了保障再生水水质生物稳定性,控制再生水在储存、输配和利用过程中微生物生长,对再生水臭氧氧化处理工艺水质生物稳定性进行了研究。研究发现,臭氧氧化对再生水厂二级出水的溶解性有机碳(DOC)去除效果有限,对UV254和荧光强度有较好的去除效果,但可导致水样AOC水平升高,水质生物稳定性降低。分析臭氧氧化后不同有机物组分的变化情况,发现臭氧氧化对分子量为0.5~20 k Da有机物有较好的去除效果,而分子量小于0.5 k Da有机物没有明显变化。     

异相Fenton试剂催化氧化-混凝沉淀深度处理焦化废水

针对焦化废水二级生化处理出水COD、色度和浊度无法达标的问题,实验研究了异相Fenton试剂催化氧化法和混凝沉淀法以及二者联合深度处理焦化废水的效果,分别探讨了H2O2、FeOOH投加量、初始pH,混凝剂投加量及种类对COD去除的影响,确定了最佳运行条件,采用GC-MS分析了联合工艺对废水中有机物的去除规律。异相Fenton试剂催化氧化静态实验研究表明,当H2O2(10%)投加量为2 mL/300 mL,FeOOH投加量为3 g/L,初始pH为4~6之间,处理效果最佳;混凝沉淀实验中最佳的混凝剂为聚丙烯酰胺阳离子,最佳投加量为8 mg/L。异相Fenton试剂催化氧化-混凝沉淀联合工艺深度处理焦化废水,出水COD基本在90 mg/L左右,浊度为0.8NTU左右,色度为40度以下,满足国家污水综合排放二级标准(GB8978-1996)。GC-MS分析显示,联合工艺能有效减少废水中有机物的种类和浓度,并将废水中长链大分子化合物和杂环化合物分解为短链的小分子化合物,构成联合工艺出水COD的主要是小分子有机物,尤其是卤代烷烃含量较高。     

沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。     

微量臭氧催化氧化深度处理煤气化废水

采取固定床连续式水处理方式,实验研究了在固体催化剂作用下微量臭氧催化氧化深度处理地下煤气化废水的效果.结果表明,当处理COD为300 mg,/L左右的该类型废水时,加入微量臭氧,水处理装置COD去除率提高了45％,平均1 mg的臭氧处理了2.4 mg有机物；当废水COD为200 mg/L左右,进水速度为1 L/h时,最佳臭氧投加量为每升废水20 mg左右的臭氧,此时气水比为15:1左右；同时实验发现,不同COD的废水色度均可以被有效去除.通过与其他类似的实验研究比较发现,微量臭氧催化氧化技术具有成本优势.     

常规与深度处理工艺对长江下游浅库型原水的处理效果比较研究

基于长江下游浅库型原水,对比常规与深度处理工艺运行效果,探索溶解性有机物(DOM)分子量分布的变化及其与消毒副产物生成的联系,明确常规与深度处理工艺的工艺适应性。研究结果表明,长江下游浅库型原水经以臭氧-生物活性炭(O3-BAC)为核心的深度处理后,出水高锰酸盐指数(IMn)、溶解性有机碳(DOC)、254nm单位吸光度(UV254)、UV254与DOC比值(SUVA254)、三卤甲烷生成潜能(THMFP)和卤乙酸生成潜能(HAAFP)分别降低了33%～79%、41%～67%、60%～81%、24%～58%、37%～70%和35%～64%,且出水小分子DOM(分子量≤1ku)占比降至50%(质量分数)以下。常规处理工艺中,混凝、沉淀及砂滤是DOM的主要去除单元;而深度处理工艺中,DOM则主要靠O3-BAC去除。针对长江下游浅库型原水,以O3-BAC为核心的深度处理工艺具有更高的工艺适应性,并能实现对DOM的有效去除。     

造纸中段废水的混凝-臭氧氧化深度处理研究

就混凝-臭氧氧化组合工艺对造纸中段废水生物处理出水的净化效果进行了研究.结果表明,Ca(OH)2对废水色度、TOC、COD和254 nm的紫外吸收值(UV254)的去除效果均优于聚合氯化铝/聚丙烯酰胺(PAC/PAM);Ca(OH)2-O3组合工艺的处理效果也优于PAC/PAM-O3工艺.当Ca(OH)2投加量为1 g/L、臭氧投加量为50 mg/L时,废水色度降低至10倍以下,COD小于150 mg/L.经Ca(OH)2混凝处理后,相对分子量在0.5～1.0 ku和10.0 ku以上的有机物显著减少;进一步臭氧氧化处理后,除0.5 ～1.0 ku范围的有机物大幅度增加外,其余分子量有机物显著减少.由于对色度贡献很大的大分子量物质的去除,废水的色度显著下降直至无色.     

镀镍漂洗废水中有机物的臭氧氧化处理研究

用臭氧氧化处理镀镍漂洗废水中的有机物,主要考察pH、臭氧投加量、废水初始COD浓度、温度等因素对处理效果的影响,并对反应机理进行初步的探讨.实验结果表明,废水的COD去除率随pH的增大而升高,比较适宜的pH为6～7;适当地增加臭氧投加量有利于提高COD去除率;在一定温度范围(15～35℃)内,提高反应温度有利于废水中有机物的降解;当臭氧投加量为20 mg/(min·L),对于初始COD为56 mg/L、pH 6.5的实际镀镍漂洗废水,在25 ℃的条件下氧化100min,出水COD降至10mg/L,COD去除率达到82%;在臭氧氧化镀镍漂洗废水的反应中,部分有机物的降解是在Ni2 的催化下由臭氧分解生成氧化能力更强的自由基来完成.臭氧氧化可作为镀镍漂洗废水处理回用的预处理工艺.     

压裂废水粘度对二氧化锰臭氧催化氧化处理特性的影响

通过FT-IR和GC-MS检测分析,表明了压裂废水中有机物主要以苯环结构为主的芳香类化合物和其他杂环化合物,苯环及杂环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚、氨基等。同时,压裂废水中的粘度为常规水粘度的2~3倍。针对压裂废水高粘度和高COD污染水质特征,实验研究了压裂废水二氧化锰臭氧催化氧化处理特性以及粘度对处理效果的影响,研究结果表明,在粘度较高(2.2×10^-3Pa·s)压裂废水中,投加的化学药剂很难扩散,羟基自由基·OH的利用效率较低,处理效果较差。通过投加过硫酸钾(5 g/L)降粘后,可在很大程度上提高二氧化锰臭氧催化氧化的处理效果。通过对压裂废水中有机物分子量分布、FT-IR分析以及GC-MS分析可知,二氧化锰臭氧催化氧化处理压裂废水是通过激发羟基自由基,破坏水中有机物极性和有机物化学构造,将复杂长链有机物转变为简单有机物,其出水COD可达到国家污水综合排放标准中的二级排放标准。