诱导结晶工艺中诱晶载体的选择与改性

以含铜废水为处理对象,重点考察了诱晶载体的表面性质及表面负荷对诱导结晶过程的影响。结果表明,在工艺启动初期,白云石以及碱式碳酸铜为诱晶载体时,铜的去除率在90%以上,石英砂对铜的去除率较低,但石英砂经表面改性后对铜的去除效率亦可达90%以上。在运行稳定后,几类诱导载体对铜的去除率皆能稳定在95%,说明诱晶载体的表面性质对诱导结晶工艺的影响主要在于反应启动初期,选择与目标结晶产物结构、成分相同或相似的诱晶载体有利于诱导结晶过程的进行。此外,研究结果还表明,诱晶载体表面负荷对结晶过程影响较大,诱导结晶除铜工艺中载体表面负荷不宜高于0.054 g Cu/(m2.d)。     

诱导结晶法同时去除铜、锌离子

考察投药量、水力负荷、停留时间等因素,对诱导结晶反应器去除Cu~(2+)、Zn~(2+)效果的影响,确定最佳运行参数为:水力负荷40 m~3·(m~2·h)~(-1),结晶药剂投药量2∶1,停留时间90 min。在最佳运行参数下,结晶反应器处理含铜20 mg·L~(-1),含锌10 mg·L~(-1)、pH为5.5~6.0的混合重金属废水。反应器连续运行40 d,出水中铜离子和锌离子平均浓度分别为1.31 mg·L~(-1)和4.57 mg·L~(-1),铜离子和锌离子平均去除率分别是93.4%和51.3%。诱晶载体粒径由0.568 mm长至0.617 mm,平均生长速度为0.001 23 mm·d-1。研究表明,该诱导结晶工艺可以用作同时去除废水中的Cu~(2+)、Zn2+。     

流化床结晶软化高硬度地下水及其晶体生长动力学

采用流化床结晶软化的方法对北京市城区某地下水进行软化处理,研究考察了软化药剂投加量、诱晶颗粒粒径、诱晶颗粒填料高度、入水流速、碳酸钙过饱和度等参数对水质硬度去除的影响。研究发现,当药剂投加量为220 mg·L~(-1)时,出水钙硬度去除率可达90%以上,总硬度去除率达到60%,出水总硬度可达300 mg·L~(-1)左右。使用石英砂颗粒作为诱晶材料,粒径为0.21~0.43 mm。当诱晶材料填料高度为40 cm,入水流速控制在40~70 m·h-1时,均可得到较好的出水水质。优化反应参数,可控制处理后的出水总硬度在300 mg·L~(-1)左右,即去除235 mg·L~(-1)的暂时硬度,煮沸的水不再浑浊,无水垢生成,并且出水pH可控制在8.5以下。此外,探究了多相流化过程中诱晶颗粒的线性增长速率以及床层增长速率与过饱和度、颗粒粒径、入水流速的关系,通过计算得到晶体线性增长速率相关表达式。     

不同诱导条件对结晶产物形貌特征的影响

在流化床反应器中,以含铜废水为处理对象,重点考察了诱导条件改变对结晶系统运行效率及结晶产物形貌特征的影响。结果表明,进水200 mg/L,进药比([Cu2+]/[CO2-3])1∶1.2,p H为10.2的条件下,铜离子去除率可接近100%,诱导晶种表面平滑,诱导颗粒生长成致密杆状晶体结构,以碳酸盐为沉淀剂的诱导结晶系统依赖于体系的p H,高p H体系下发生的共结晶现象是影响系统运行的主要原因;随着进药摩尔比的增加,结晶产物由短杆状向球状转化,晶体机械强度显著降低大量破碎,影响出水水质;进药比1∶1.2,p H为11的条件下,含铜废水浓度为500 mg/L时,系统去除率可达95%以上,微晶产率低于5%。     

山谷型填埋场渗滤液现场实验研究

以稳定渗滤液为处理对象,通过对其在山谷型填埋场覆盖层进行亚表面灌溉,研究了不同植被条件下植物的适应性、渗滤液水量削减负荷、COD和氨氮的去除率,以及灌溉对大气环境的影响。研究表明:夹竹桃是最适合进行渗滤液灌溉处理的植被;高羊茅作为草本植物,可作为夹竹桃的替代,也可与夹竹桃复种,形成双层植被;在渗滤液灌溉水力负荷为6mm/d、COD平均值为890mg/L、氨氮平均值为240mg/L的情况下,各灌溉区灌溉水量可削减50%～80%,COD平均去除率在90%以上,氨氮平均去除率在96%以上。     

SBBR工艺处理肉类制品厂废水的实验研究

在温度为26℃，pH保持在6.8～7.3的条件下，启动序批式生物膜反应器(SBBR)反应器，并在对曝气时间和DO浓度进行优化调整的基础上，对SBBR工艺处理肉类制品厂废水进行研究。SBBR工艺处理肉类制品厂废水的优化参数为：曝气时间8 h，DO浓度为2 mg/L。在此综合优化参数下稳定运行20 d，COD和BOD5的平均去除率分别达到了91.5％和92.5％，氨氮的平均去除率为90.6％，最高达到了92.3％，SS的去除率也保持在90％以上。优化参数条件下SBBR工艺针对肉类制品厂废水的处理效果比较理想。     

啤酒废水常温厌氧消化启动及运行实验

采用自行设计的复合式厌氧反应器在常温下对啤酒废水进行了厌氧发酵产沼气的实验研究,将进水COD控制在5 000 mg/L左右,采取逐步缩短HRT的方法来提高进水有机负荷,结果表明,启动运行41 d之后,产气量上升速度加快,反应器成功启动运行;在稳定运行过程中,随着负荷的升高,产气量呈阶梯式渐次上升,COD去除率保持在90%以上,出水pH值维持在7.0左右,TSS去除率达到60%以上,出水水质较好,说明该反应器具有较好的厌氧消化处理有机废水的能力。     

染整废水处理工程设计

采用“生物接触氧化＋混凝气浮＋生物炭”工艺处理染整废水，COD去除率可达到90％以上，工程实践表明，该工艺处理效果好，运行稳定，投资省，处理后出水可达标排放。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料，采用碱熔一水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在，其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力，增加对模拟废水氨氮的去除率，实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响，同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明，最佳工艺条件为，碳酸钠与煤矸石质量比为0．9、活化温度为800％、活化时间1．5h、晶化温度90％和晶化时间3h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310mg／g，在pH为6的100mL模拟氨氮废水中加入6g4A沸石分子筛吸附40min后，废水中氨氮的去除率达到86％。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛，在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

反硝化生物滤池用于再生水脱氮效能及动力学研究

采用反硝化生物滤池处理城市污水厂二级出水,研究了反硝化生物滤池脱氮效能及其影响因素,构建了反硝化生物滤池脱氮动力学模型。结果表明,反硝化生物滤池启动7d后出水水质稳定,对NO-3-N的去除率达到90%以上,NO-2-N积累现象消失;当外加乙酸钠作碳源并使C/N≥4.7时,对NO-3-N的去除率达到90%以上,出水NO-3-N浓度在1.0mg/L以下;反硝化生物滤池具有较高的处理负荷,当HRT≥5 min时,对NO-3-N的去除率能达到90%以上;在实验水质条件下,滤池反硝化反应遵循一级反应动力学,且反应速率常数与流速成正比。     

Removal of Cu(II) from aqueous solution in a fluidized-bed reactor

In this study, a fluidized-bed reactor (FBR) was employed to treat copper-containing wastewater by mean of copper precipitation on the surface of sand grains. The conditions for optimum copper removal efficiency were also investigated. This technology was controlled so as to keep supersaturation low to induce the nucleated precipitation of copper coating on the sand surface in an FBR. The effects of relevant parameters, such as the pH value, the molar ratio of [C(T)] to [Cu(2+)], hydraulic loading and the types of chemical reagents used, were examined. The experimental results indicated that 96% copper removal efficiency could be achieved when the influent copper concentration was 10mg l(-1). The optimum chemical reagent was Na(2)CO(3); the molar ratio of [C(T)]/[Cu(2+)] was 2, and the optimal hydraulic loading was not be more than 25m h(-1). In addition, preventing homogeneous nucleation in the FBR was an important operation parameter. Homogeneous nucleation and molecular growth would lead to undesirable microparticle formation in the effluent. A good mixture of carbonate and copper in the presence of sand grains could reduce the level of homogeneous nucleation in the bottom of the reactor. Energy dispersive analysis (EDS) of X-rays provided insight into the copper coating on the sand surface, and element analysis indicated the weight percentages of CuCO(3) and Cu(OH)(2) in precipitate.     

铁盐改性砂制备及其吸附Zn~(2+)的性能研究

通过改变石英砂表面的物理化学性质,提高石英砂的吸附效率,考察其对废水中的Zn~(2+)去除效果.以石英砂为载体,分别用反复高温加热法和反复碱性沉积法制备了三氯化铁改性砂、硝酸铁改性砂,测定2种方法制备的铁盐改性砂的表面含铁量、铁盐的酸稳定性及比表面积,并比较2种铁盐改性砂对Zn~(2+)的吸附效果.结果表明,三氯化铁改性砂、硝酸铁改性砂的比表面积分别为2.468、4.247 m~2/g,比石英砂比表面积分别提高6.910、12.612倍;在pH为中性条件下,石英砂对Zn~(2+)去除率为43%左右,三氯化铁改性砂对Zn~(2+)去除率达到70%左右,硝酸铁改性砂对Zn~(2+)去除率达到85%左右,表明铁盐改性砂对Zn~(2+)去除能力比石英砂有很大提高;铁盐改性砂对Zn~(2+)的吸附有一定容量,表面的活性中心越多,吸附能力越大;铁盐改性砂对Zn~(2+)的去除率随着pH的升高而增加,当pH>8.5时,Zn~(2+)去除率可达90%左右.     

厌氧折流板反应器处理邻苯二甲酸二丁酯废水

采用南京江心洲污水处理厂的厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器（ABR）的接种污泥,研究室温（25±5）℃条件下ABR对邻苯二甲酸二丁酯（DBP）降解的运行特性。结果表明,ABR在室温、容积负荷为0.9-1.8 kg/（m3·d）条件下启动运行30 d可以达到运行稳定,其COD去除率在90%左右。在负荷提高阶段,当水力停留时间（HRT）为12 h,容积负荷为2.0-6.8 kg/（m3·d）时,反应器对COD平均去除率大于85%;当HRT为12 h,容积负荷6.8 kg/（m3·d）时,COD去除率达90.7%,DBP降解率达87.3%。     

错流式生物滴滤床净化甲苯废气

采用焦化厂污泥为菌源驯化甲苯降解菌，接种错流式生物滴滤床，净化含甲苯废气。研究了生物滴滤床的挂膜启动和长期运行情况，填料和营养液对滴滤床去除能力的影响，并对长期运行的压降进行了观察分析。反应器挂膜启动需要6 d时间，稳定运行的平均去除效率为95％，单位体积最大去除负荷为251 g/(m³·h)。结果表明，采用错流式生物滴滤床可以有效去除甲苯废气；以比表面积大的生物陶粒作为填料以及定期适量更换营养液，均有助于提高生物滴滤床的去除能力；错流式生物滴滤床具有压降小、气液分布均匀的特点。     

高基质浓度下厌氧氨氧化反应器的启动过程

采用3套厌氧序批式生物膜反应器,研究了高基质浓度对厌氧氨氧化反应器启动过程的影响。经过50 d左右培养,3个反应器氮容积去除负荷均达到0.23 kg N/(m3.d)。但是随着氮容积负荷的提高,反应器内pH也随之升高,最终超过了厌氧氨氧化菌最适生长条件,3个反应器脱氮效果逐渐下降。然后分别通过降低浓度、延长水力停留时间的方式对其脱氮效能进行恢复性研究。结果表明高基质浓度不利于厌氧氨氧化反应器脱氮能力的增强。采用低基质浓度的方式提高反应器氮容积去除负荷时,脱氮效能不仅得到了恢复,而且能够提高到0.45 kg N/(m3.d)。说明低基质难度比高基质浓度更有利于厌氧氨氧化脱氮效能的提高。     

Efficient degradation of crystal violet in magnetic CuFe2O4 aqueous solution coupled with microwave radiation

Nanoscale copper ferrite was prepared by co-precipitation method, while citrate acid assisted method was used as reference. Microwave-induced degradation of crystal violet was performed with synthesized copper ferrite, and the behavior of copper ferrite in this process was studied by X-ray photoelectron spectroscopy, SEM/EDS and vector network analyzer. Microwave radiation could greatly enhance the activity of copper ferrite in organic oxidation. The variant of copper and iron on the surface and in the inner core of copper ferrite was studied here. Copper ferrite presents relatively low dielectric loss. Meanwhile, microwave radiation makes a faster degradation than conventional heating process, indicating an indispensable non-thermal effect of microwave with copper ferrite in the process. Microwave induced holes could be responsible for the efficient degradation. The effect of annealing on crystallization and degradation process was considered here, and the intermediates and products were studied by GC-MS and LC-MS to provide a comprehensively evaluation of degradation.     

诱导结晶法去除地下水中氟离子简

针对现行高氟地下水处理工艺中存在的工艺复杂、运行管理困难等问题，提出采用诱导结晶法除氟。其技术核心是在高氟水中投加氟磷灰石作为晶种，并投加磷酸盐和钙盐使水中氟离子在晶种表面生成氟磷酸钙（Ca₁₀（PO₄） ₆F₂）结晶。通过单因素实验得出最佳工艺条件：投加8g/L氟磷灰石，并投加NaH₂PO₄和CaCl₂，使钙离子、磷酸根离子和氟离子的摩尔比为10：5：1，搅拌速度为100 r/min，反应时间1 h。反应中磷酸根离子和钙离子的利用率分别达到98%和25%以上。电子扫描显微镜（SEM）表征晶种在参与反应后，表面有结晶生成。研究表明，采用诱导结晶法可将水中氟离子浓度从5~10 mg/L降至1 mg/L以下，达到饮用水水质标准。     

Factors influencing the preparation of supported iron oxide in fluidized-bed crystallization

Our previous work applied a novel supported iron oxyhydroxide (FeOOH) catalyst to effectively treat benzoic acid by hydrogen peroxide. The FeOOH catalyst was prepared via the oxidation of Fe2+ by H2O2 in the acidic condition using a fluidized-bed crystallization reactor. The major components coated on the surface were identified as amorphous FeOOH and gamma-FeOOH. In terms of the crystallization conditions of FeOOH, some parameters including the operational pH, superficial velocity, specific iron loading, and influent H2O2 concentration were investigated to quantify their effects on the crystallization efficiency. All these parameters were found to significantly influence the crystallization efficiency. Two types of FeOOH catalysts were synthesized: FeOOH I was prepared at pH 3.5, and FeOOH II was formed by aging FeOOH I at pH 13. The percentages of surface amorphous FeOOH reduced from 70% to 30% after aging. The FeOOH II catalyst presented a higher reactivity toward H2O2 but lower stoichiometric efficiency in oxidizing benzoic acid than FeOOH I, similar to the result of the commercial goethite. Therefore, it is concluded that the crystalline property significantly affects the performance of catalytic oxidation.     

共存杂质对磷酸铵镁结晶法回收磷的影响研究

研究用磷酸铵镁（MAP）结晶法去除、回收废水中的磷，分析含磷废水中各类共存杂质对MAP法去除、回收磷的影响。结果表明，废水中无机钙离子的存在可提高磷的去除率，而大分子有机物杂质的存在会使磷的去除率显著降低，小分子有机物对磷的去除基本无影响。在反应体系中引入外来晶种烟煤、石英砂和铁屑可显著提高低浓度含磷废水磷的去除效率，其中娴煤作为晶种的效果最明显。