微气泡臭氧催化氧化-生化耦合处理难降解含氮杂环芳烃

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考查了污染物去除性能,并分析了处理过程中含氮杂环芳烃类污染物降解和废水可生化性变化.结果表明,微气泡臭氧催化氧化对煤化工废水生化出水COD平均去除率和去除负荷分别为26.4%和1.46kg/(m~3·d),并将废水BOD5/COD值由0.038提高至0.30,从而改善后续生化处理COD去除性能,使得COD总去除率达到62.4%,显著优于单独生化处理.微气泡臭氧催化氧化降解含氮杂环芳烃后释放氨氮,其在后续生化处理中被有效去除.此外,耦合处理对废水UV_(254)的总去除率可达68.9%.对耦合处理过程中废水GC-MS、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱进行分析,结果表明,含氮杂环芳烃是煤化工废水生化出水中主要难降解污染物.同时证实微气泡臭氧催化氧化可有效降解去除含氮杂环芳烃,生成小分子有机物,提高废水可生化性.     

MnO2催化O3处理准好氧矿化垃圾床渗滤液尾水中难降解有机物

研究利用MnO₂催化O₃氧化技术对准好氧矿化垃圾床渗滤液尾水中难降解有机物进行处理.系统研究了臭氧投量、二氧化锰投量和初始pH值对有机物的去除效果和反应动力学.通过UV-Vis和3D-EEM技术对渗滤液尾水中溶解性有机物分子结构在O₃/MnO₂体系的转化进行了探究,在此基础上,运用XRD、SEM、EDS和XPS对二氧化锰的催化机理进行研究.结果表明：在反应时间为20min,O₃投量为18.92mg/min,初始pH值为3时,添加0.2g/L的MnO₂能显著提升有机污染物的去除能力,较单独O₃作用,其COD、UV₂₅₄、色度CN的去除率分别提升了24.66%、4.95%和12.57%,并且生色团的有机物最易被臭氧氧化降解.紫外-可见光谱和三维荧光显示,O₃/MnO₂体系能使废水中腐殖质降解,其有机物的芳香性程度、分子量和缩合度均降低,体系对苯环类化合物的降解效率提高,最终,废水的可生化性得到显著提高.与此同时,反应前后MnO₂未出现新增价态峰值的变化,Mn（Ⅳ）在催化过程中占主导地位,MnO₂在O₃/MnO₂体系中协同机理为MnO₂催化O₃产生羟基自由基以及MnO₂在体系中转化为水合二氧化锰,改变催化剂表面理化性质与有机物形成复合物,以此促进羟基自由基的选择性,从而提升了难降解有机物的去除效果.     

臭氧/活性炭/紫外光联用处理几种高浓度有机废水影响因素

以对硝基苯甲酸废水、鸟嘌呤废水、乙醛废水和乙醇胺废水为例,对臭氧/活性炭氧化去除废水中有机物的效果进行了初步研究,考察了臭氧投加量、pH值和紫外光等因素对臭氧/活性炭催化氧化高浓度有机废水的影响,并在最优条件下,验证了该工艺作为高浓度有机废水预处理手段,在去除废水中COD和提高可生化性(BOD5/COD)等方面的综合效果.结果表明,活性炭作为催化剂与臭氧共同作用,对对硝基苯甲酸废水COD的去除率明显高于单独臭氧氧化和活性炭吸附;臭氧/活性炭氧化对乙醛废水和乙醇胺废水这类短链类有机物降解作用不大,但对硝基苯甲酸废水、鸟嘌呤废水这些含有苯环类、长链类的有机物,去除效率较高;在中性偏碱时,pH的提高有利于COD的去除,但过高pH对COD的降解效果反而有所减弱,pH=9.0是比较合适的;在紫外光催化的条件下,采用臭氧/活性炭氧化工艺处理对硝基苯甲酸废水,COD去除率可达到52%,废水的生化性(BOD5/COD)由原来的0.10提高到0.32,大大提高了废水的可生化性.     

膜分离腐殖质前后晚期渗滤液可生化性的变化

晚期渗滤液由于含有大量难降解有机物腐殖质,可生化性差,较难处理。采用特定分子量的超滤膜对晚期渗滤液中的腐殖质进行有效的分离,研究了膜分离腐殖质前后渗滤液的可生化性的变化：渗滤液中腐殖质类物质去除率为90．7％,BOD5/COD值提高了6倍,可生物降解的有机物在总有机物中所占比率提高了约4倍。结果表明,分离腐殖质可提高渗滤液的可生化性。     

微波强化铁碳-双氧水体系处理填埋场渗滤液膜滤浓缩液研究

为了探讨微波(MW)/铁碳(Fe-C)/H_2O_2类芬顿反应对填埋场渗滤液膜滤浓缩液(简称"渗滤液浓缩液")中难降解有机物,系统研究了双氧水投量、Fe-C投量、初始pH值、微波输出功率和反应时间对浓缩液中有机污染物的去除规律,通过类比实验研究了MW/Fe-C/H_2O_2体系的反应协同作用;此外,采用紫外-可见和三维荧光光谱表征了浓缩液中溶解性有机物的分子结构变化;最后,利用SEM-EDS和XRD等表征对反应前后的Fe-C材料的催化机理进行了解析.结果表明,在双氧水投量为10 mL·L~(-1),Fe-C投量0.8 g·L~(-1),初始pH值为3,微波输出功率为450 W,反应时间为12 min时,其COD、腐殖质和色度的去除率达到了70.06%、94.61%和98.86%.与此同时,控制实验表明MW/Fe-C/H_2O_2具有较强的协同作用,且对有机物的降解效果远好于其他体系.经过MW/Fe-C/H_2O_2体系处理后,浓缩液中溶解性有机物的芳香性程度和腐殖质缩合度逐渐降低,并且腐殖质等大分子难降解有机物大幅去除,可生化性(BOD/COD值)也大幅提升.一方面,Fe-C材料包含了多种铁基氧化物等活性物质可与H_2O_2形成非均相芬顿反应;另一方面,在酸性条件下铁缓释淋滤产生的铁离子会与H_2O_2形成芬顿反应.并且,微波辐射作用可一定程度上强化上述过程,从而加速了有机物的去除.因此,MW/Fe-C/H_2O_2体系能够快速高效的对渗滤液浓缩液进行预处理,研究为高浓度有机废水的处理提供了借鉴.     

Fe_2O_3-TiO_2-MnO_2/Al_2O_3催化臭氧化催化剂的制备及表征

以Al_2O_3为载体,采用浸渍-焙烧法制备了Fe_2O_3-TiO_2-MnO_2/Al_2O_3催化剂,使用SEM、EDX、BET和XRD方法对其进行了表征.以化工园区污水处理厂二级出水为目标降解物,考察了该催化剂在臭氧催化氧化过程中的催化活性.结果表明,浸渍液中Ti~(4+)、Mn~(2+)、Fe~(3+)的摩尔比为2:2:1、焙烧时间为4h和焙烧温度为500℃下制备出的催化剂对化工园区废水有较好的催化性能,在臭氧投加量为50mg/L,催化剂填充率为50%的条件下,反应60min后废水COD的去除率达到52.2%.三维荧光谱图显示,废水经臭氧催化氧化后,水中可见腐殖质类和UV腐殖质类物质可完全降解,同时有少量类富里酸生成.     

微气泡臭氧化预处理实际制药废水去除SS和有机物性能

采用臭氧微气泡预处理实际制药废水,并与氮气微气泡、臭氧普通气泡和氮气普通气泡处理过程比较,考察悬浮固体（SS）和有机物去除过程和性能.结果表明,臭氧微气泡存在强吸附-气浮-氧化作用,显著增强SS去除能力,60 min时SS去除率可达到81.67%,同时SS粒径减小,SS表面负电荷转变为正电荷.微气泡臭氧化具有强·OH氧化作用,显著增强有机物降解去除能力,60 min时溶解性COD （SCOD）去除率可达到36.60%,且SS去除可加速SCOD去除,UV₂₅₄去除率可达到36.91%,同时可生化性改善和生物毒性消除作用明显.三维荧光和GC-MS分析表明,微气泡臭氧化可有效氧化破坏废水中复杂结构大分子有机物,显著降低废水中有机物芳香性.微气泡臭氧化可为高浓度难降解实际制药废水提供高效可行的预处理手段.     

关于生化与臭氧氧化组合工艺处理维生素B_2废水的探试

采用Fe/C预处理+生化+臭氧生物炭的组合工艺处理高浓度维生素B_2生产废水。实验结果表明:Fe/C预处理能有效去除废水中的SS(即悬浮物),对COD的去除率可以达到45%,厌氧与好氧的生化处理过程对废水COD去除率达到92.8%,但是对色度的去除不明显,通过臭氧高级氧化对生化出水进行氧化,再通过生物活性炭进一步去除COD,最终出水色度全部被去除,出水COD能完全达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的三级排放标准。     

UV/O3-Na2S2O8处理活性炭再生冷凝废水效能及机理

过热蒸汽法再生活性炭的过程中会产生大量含难降解有机物的冷凝废水,为去除冷凝废水中难降解COD,提高可生化性,采用紫外/臭氧活化过硫酸盐（UV/O₃-Na₂S₂O₈）氧化体系对活性炭再生冷凝废水进行处理,考察了O₃投加量、初始pH和Na₂S₂O₈投加量等因素对有机物处理效能的影响,并采用红外光谱、紫外-可见光谱和三维荧光等表征手段探究了冷凝废水处理过程中的变化机理。结果表明:当O₃投加量为30 mg/L,pH值为9.0,Na₂S₂O₈投加量为0.4 g/L时,在120 min内对冷凝废水的COD去除率达到82.1%,色度（CN）去除率达到86.3%。冷凝废水可生化性得到提高,BOD₅/COD值由0.17提升至0.46。由冷凝废水溶解性有机物（DOM）的表征可知,DOM中的腐殖质和发色基团被持续氧化,芳构化程度降低,色氨酸类有机物得到有效去除。结论表明,UV/O₃-Na₂S₂O₈氧化体系可有效去除冷凝废水中的难降解有机物。     

GAC-O3/H2O2体系去除准好氧矿化垃圾床渗滤液尾水中难降解有机物的研究

为了降低准好氧矿化垃圾床渗滤液尾水中有机物浓度和提高体系可生化性,构建了GAC(粒状活性炭)-O_3/H_2O_2体系催化降解矿化垃圾床渗滤液尾水中有机物.同时,考察了体系O_3、GAC和H_2O_2投加量、初始pH值对GAC-O_3/H_2O_2体系处理渗滤液尾水的影响,并使用分子量分布、紫外-可见光谱和三维荧光光谱解析了难降解有机物在GAC-O_3/H_2O_2体系的转化机制.结果表明:在GAC投加量为10 g·L-1,O_3投加量为32.16 mg·min-1,H_2O_2投加量为3 m L·L-1,初始pH值为5的条件下,反应20 min后,其渗滤液尾水的COD和UV245分别从700.08 mg·L~(-1)和0.488下降到393.85 mg·L~(-1)和0.244,COD和UV254的去除率分别为43.80%和50.00%.经GAC-O_3/H_2O_2体系处理后,得益于含芳香环有机物的有效降解,渗滤液尾水中大分子有机物(大于50 k Da)明显减少,分子量小于1 k Da的有机物比例增多.与此同时,紫外区类富里酸荧光区及可见光区类富里酸荧光区峰值也大幅降低,其去除率分别为70.20%和58.69%,B/C从0.04增加到0.35,这也使得废水可生化性大幅提高.     

臭氧预氧化对城市污水二级出水可生化性的影响

以臭氧预氧化强化后续曝气生物滤池对城市污水二级出水中难降解有机物净化效率为目的,研究了臭氧预氧化对二级出水可生化性的影响。臭氧投量为10mg/L、接触时间为4min时,臭氧氧化对COD和TOC去除率分别达到25.7%和16.5%;臭氧氧化使二级出水的生物可降解有机碳(BDOC)值提高为原来的2.45倍;臭氧氧化使二级出水中有机物的分子量分布发生了明显的变化:大分子有机物比例减少,小分子有机物比例增加,使分子量小于1kDalton的有机物的比例由原来的52.9%提高到72.6%;通过UV254值变化可知,臭氧氧化能将大多数含有C=C、C=O双键等活性基团破坏;臭氧氧化后,GC/MS检测到的有机物种类和数量明显增多,氧化前后烷烃种类明显增多,而环状结构、羧酸和醇类化合物明显减少。     

O_3和O_3/H_2O_2法氧化处理制药废水的研究

采用O3和O3/H2O2氧化法对某制药厂的制药废水进行氧化处理,主要考察废水的pH值、O3流量、反应时间对COD去除率的影响。结果表明,O3氧化法的最佳条件为:废水的pH值为9.00,O3流量为5 g/h,反应时间为90 min。在此条件下,废水的COD和TOC的去除率分别达到64.16%和75.34%。O3/H2O2氧化法更能有效的提高废水COD和TOC的去除率,但需要合适的H2O2投加量。处理后两者去除率分别达87.45%和91.49%,且处理后的COD值(351 mg/L)符合该厂排入市政管网的要求(500 mg/L),同时废水的可生化性提高,B/C由0.12提高至0.32。对O3/H2O2处理制药废水的反应机制研究表明,COD的去除率随自由基抑制剂浓度的增加而降低,COD的去除主要是体系中.OH的贡献。另外,采用COD和TOC结合起来作为评价指标更能准确的反映出制药废水中有机物的去除规律。     

UV/O_3降解硫醇甲基锡生产废水中有机物的研究

进行了UV/O3工艺对硫醇甲基锡生产废水中有机物降解效果的研究。进水COD为800mg/L时,COD去除率可达到54%。在中性和弱碱性条件下,有机物去除效果较好,且随着UV剂量的增大而提高;处理效果随着臭氧投量的增大而提高,由于废水中存在着臭氧不能氧化的有机物,有机物的去除与臭氧的增量并不是成比例提高。     

臭氧-曝气生物滤池组合工艺处理石化二级出水的试验研究

采用臭氧-曝气生物滤池组合工艺对石化废水厂二级出水进行深度处理,系统探讨了pH值对臭氧氧化单元的影响,组合工艺对废水中COD、UV254的去除效果,对废水中有机物相对分子质量分布以及荧光物质含量的影响.结果表明,在臭氧投加量为10 mg·L-1,接触时间为4 min,pH值偏碱性时,臭氧预氧化石化二级出水效果较好.臭氧氧化能将大分子有机物转化为小分子物质,使得相对分子质量小于1 000的有机物比例增加约15%,有效提高了废水的可生化性,有利于后续曝气生物滤池的运行.在曝气生物滤池的停留时间为3 h,气水比为3∶1时,组合工艺对COD、UV254的去除率分别达到40.8%和45.8%.在最佳运行条件下,进水平均COD为86.5 mg·L-1时,组合工艺出水平均COD为49.4 mg·L-1.     

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.     

臭氧-曝气生物滤池深度处理垃圾焚烧渗滤液可行性研究

研究了臭氧-曝气生物滤池(BAF)代替纳滤和反渗透深度处理垃圾焚烧渗滤液达标排放的技术可行性.半间歇臭氧氧化试验表明,实验用水的可生化性随着氧化时间的增加而增加,色度及UV254, 15min内去除率分别达91%和64%;氧化时间为45min时COD去除率59%, 45min后COD去除较慢, 120min时去除率77%.确定臭氧氧化时间为1h,在同样臭氧浓度与流量下进行了臭氧-BAF处理垃圾焚烧渗滤液的连续实验.结果发现,此工艺对COD、色度和UV254的去除率分别可达75%,95%和90%,其中2/3运行时间里COD低于排放标准100 mg/L.其中出水色度可稳定保持在40度以下达标排放.经过进一步优化,臭氧-BAF有望用于垃圾焚烧渗滤液的达标处理.GC-MS检测表明烷烃,芳香族化合物及含氮杂环化合物是试验用水的主要污染物,臭氧-BAF能够有效去除后两类化合物,但难以去除烷烃.     

微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺深度处理煤化工废水

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考察耦合系统处理性能及不同臭氧投加量和进水COD量比值的影响.结果表明,微气泡臭氧催化氧化处理能够有效降解废水中难降解含氮芳香族污染物,去除部分COD并释放氨氮,显著提高废水可生化性,臭氧利用率接近100%,无需进行臭氧尾气处理;同时为生化处理提供充足溶解氧(DO),实现生化处理对COD和氨氮的进一步有效去除,生化处理无需曝气.在系统出水回流比为30%、臭氧投加量和进水COD量之比为0.44 mg·mg~(-1)的运行条件下,耦合系统处理性能较好.微气泡臭氧催化氧化处理对COD去除率为42.5%,臭氧消耗量与COD去除量比值为1.38 mg·mg~(-1),臭氧利用率为98.0%;生化处理对COD去除率为42.3%;耦合系统整体COD去除率为66.7%,最终平均出水COD浓度为91.5 mg·L~(-1),估算整体臭氧消耗量与COD去除量比值为0.68 mg·mg~(-1),具有较优的技术经济性能.     

臭氧降解村镇垃圾中转站渗滤液中有机污染物的试验研究

村镇垃圾中转站渗滤液具有量小、分散、污染性强等特点.为控制其有机污染,本研究采用操作灵活、高效的臭氧法处理该渗滤液,考察了反应时间、臭氧投量、初始pH值、反应温度、双氧水投量对渗滤液中有机污染物降解的影响.结果表明:当反应时间为20 min、臭氧投量为1.24g·h-1、初始pH值为7.00、反应温度为25℃时,渗滤液色度(CN)和CODCr的去除率分别达83.57%、61.53%;在上述条件下,额外向反应体系中投入1 m L·L-1双氧水后,其色度、CODCr去除率分别提高了4.88%、14.23%.由于村镇渗滤液中大分子有机物的降解,反应60 min后BOD5/CODCr值从0.24提高到0.56,且由于矿化作用,HCO-3浓度增加了1297.89 mg·L-1.此外,紫外-可见光谱显示,臭氧能明显降低渗滤液的芳香性程度和腐殖化程度;三维荧光光谱表明,臭氧能快速氧化渗滤液中结构较为稳定的类富里酸,极大程度地降低渗滤液中有机污染物的分子缩合度和分子量.经估算,反应过程中药剂成本约7.37元·m~(-3).     

UV/O_3/Fe~(2+)处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液实验研究

采用UV/O3/Fe2+工艺去除垃圾渗滤液膜滤浓缩液混凝出水中的COD,考察O3加入量、初始溶液p H、催化剂投加量、紫外光强度、反应时间等因素对废水处理效果的影响,确定适宜的工艺条件。实验结果表明,在O3氧化体系中UV和催化剂Fe2+的引入有利于浓缩液中有机物的降解。在臭氧加入量为1.3 g/h·L,Fe2+的投加量为80 mg/L,p H为3.0,紫外光强度为36W,反应时间为60 min的条件下,UV/O3/Fe2+体系对废水中COD的去除率可达79.96%,比单独的O3体系、UV/O3体系、O3/Fe2+体系分别提高44.43%、35.9%、18.75%。     

臭氧氧化二级出水有机物可生化性研究

通过臭氧氧化北京3个典型城市污水处理厂二级出水,考察臭氧对二级出水有机物可生化性的提高作用.采用批量试验方法,通过调整臭氧投加时间控制臭氧投加浓度为2、4、6、8、10 mg/L.结果表明,UV254与比紫外消光度SUVA(UV254/DOC)随臭氧投加量而降低,臭氧投加量为6 mg/L时,UV254与SUVA分别降低54.4%与56.6%以上;BOD5/COD、BDOC与BDOC/DOC分别提高30%、360%与360%以上,表明适当的臭氧投加量可提高二级出水难降解有机物的可生化性;三维荧光指纹光谱分析臭氧氧化前后二级出水中有机物的变化规律,表明该污水处理厂二级出水的荧光有机物主要为芳香族蛋白类物质和腐殖质类物质,臭氧可显著去除该类有机物.