半饱和褐煤活性焦预吸附—生物降解—褐煤活性焦吸附组合工艺处理稠油废水的中试研究

为解决稠油废水的达标排放问题,构建了半饱和褐煤活性焦(HSLAC)预吸附—生物降解—褐煤活性焦吸附组合工艺处理稠油废水的中试装置(5 m3/h)。稠油废水经已吸附生化出水的HSLAC吸附预处理后,生物降解出水COD均值大幅降至82.49 mg/L,总出水COD均值为39.22 mg/L,实现了出水达标(COD≤50 mg/L)。三维荧光光谱分析表明,经HSLAC吸附预处理后,生化出水中溶解性有机碳浓度较未经吸附预处理时大幅降低,石油类和腐殖质是生化难降解的有机物。HSLAC预吸附可大幅降低处理成本。     

活性焦吸附—曝气生物滤池处理煤气化废水生化出水

采用活性焦吸附—曝气生物滤池(BAF)工艺对煤气化废水生化出水进行深度处理。在活性焦投加量2g/L、吸附时间2 h、BAF生化停留时间4 h的条件下,总COD去除率为85.4%,最终出水平均COD为45.2 mg/L,满足后续双膜法回用工艺要求(COD≤50 mg/L)。活性焦对致色的大分子有机物具有较好的吸附效果,吸附后废水的色度从300倍降至60倍,同时耗氧速率加快,可生化性提高。活性焦的吸附以物理吸附为主,吸附出水没有急性毒性。三维荧光光谱显示:各单元对于酚类的去除均有贡献,小分子组分中的酚类几乎全被去除。     

活性焦吸附—曝气生物滤池处理煤气化废水生化出水

采用活性焦吸附—曝气生物滤池（BAF）工艺对煤气化废水生化出水进行深度处理。在活性焦投加量2 g/L、吸附时间2 h、BAF生化停留时间4 h的条件下,总COD去除率为85.4%,最终出水平均COD为45.2 mg/L,满足后续双膜法回用工艺要求（COD≤50 mg/L）。活性焦对致色的大分子有机物具有较好的吸附效果,吸附后废水的色度从300倍降至60倍,同时耗氧速率加快,可生化性提高。活性焦的吸附以物理吸附为主,吸附出水没有急性毒性。三维荧光光谱显示：各单元对于酚类的去除均有贡献,小分子组分中的酚类几乎全被去除。     

活性焦烟气脱汞的试验研究与数值模拟

采用固定床吸附系统,对自制褐煤活性焦的脱汞性能进行了试验研究,研究发现自制活性焦对烟气中Hg0有一定的吸附能力,随着Hg0的入口浓度的增加,活性焦质量的增加,活性焦的吸附量也在增加。40mg时3号活性焦由10ng/min汞入1：2浓度时26．68％的最大吸附效率提高到40ng／min汞入口浓度时的53．12％。10ng/min汞入口浓度时3号活性焦在40mg时的最大吸附效率为26．68％,而在80mg时吸附效率提高到43．2％。烟气中的SO2、NO气体对活性焦吸附汞有一定的促进作用。在试验的基础上建立了固定床吸附系统的数学模型,基于Lan—mguir吸附系数,考虑吸附过程中颗粒内、外的传质控制过程,建立质量平衡方程。通过Matlab模型计算,计算结果与试验结果基本吻合,计算的活性焦脱汞效率要优于试验数值,计算的是理想情况下活性焦对汞的吸附效率,实际情况会有所降低。     

固定化Acinetobacter sp. XA05和Sphingomonas sp. FG03降解苯酚

从活性污泥和受苯酚污染的土壤中分离出的菌株XA05和FG03均具有很强的苯酚生物降解能力。16srDNA序列分析表明,XA05和FG03菌株分别属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.)和鞘氨醇单胞菌属(Sphin-gomonas sp.)。实验结果表明,在苯酚初始质量浓度为800.0mg/L、培养时间为35h的条件下,自由悬浮细胞和固定化细胞的苯酚降解率均高于95.0%。     

生物滴滤法处理药厂混合废气的工程实践

建立了生物滴滤现场中试装置,处理某生物发酵类制药厂生产车间和污水处理设施产生的混合废气。该装置28 d挂膜启动成功,对废气中恶臭和VOCs组分有较好的处理效果,能适应现场废气浓度和气量波动的变化。总体而言,喷淋强度对处理效果的影响较小,处理气流量对处理效果的影响较大。当处理气流量大于2 845 m³/h(对应空床停留时间40 s)时,对恶臭和VOCs的去除效果不理想。当处理气流量为2 000 m³/h时,VOCs的最大去除负荷为2.003 g/(m³·h),对应的进气负荷为2.119 g/(m³·h)。对该装置中填料上的微生物进行了高通量测序,发现金属杆菌(Metallibacterium sp.)、硫单胞菌(Thiomonas sp.)、黄杆菌(Fluviicola sp.)、支气杆菌(Cloacibacterium sp.)和嗜酸菌(Acidiphilium sp.)为优势菌种。     

活性碳纤维吸附处理对硝基苯酚生产废水

采用活性碳纤维(ACF)吸附处理对硝基苯酚(PNP)生产废水,考察了动态吸附和脱附过程.实验结果表明,在298 K、pH 4时,最佳进水流量为0.25 L/h,ACF的有效吸附量为439.3 mg/g,PNP去除率大于99.95%,TOC去除率大于99.5%,脱附率大于99.5%,ACF的吸附--脱附性能稳定.ACF吸附和电解相结合的工艺能有效去除废水中的有害物质,回收利用PNP和氯化钠,实现了PNP的清洁生产.     

活性艳蓝X-BR降解菌的筛选

从某印染厂废水排放出口的污泥中分离到一株活性艳蓝X-BR染料高效降解菌LPY68-14,经生理生化鉴定,该菌为埃希氏菌(Escherichia sp.).研究了影响菌株LPY68-14降解效果的因素,实验结果表明:在缺氧、质量分数为0.2%葡萄糖为外加碳源、温度37℃、接种量4 mL、pH 7的最佳条件下,质量浓度为30 mg/L的活性艳蓝X-BR经菌株LPY68-14处理24 h后的降解率可达80%;当活性艳蓝X-BR质量浓度为100～400 mg/L时,该菌处理48 h后的降解率可稳定在70%左右.     

活性碳纤维活化过一硫酸盐深度处理焦化废水

采用活性碳纤维(ACF)活化过一硫酸盐(PMS)深度处理焦化废水生化出水。采用单因素实验考察了PMS浓度、ACF质量浓度和初始pH对焦化废水生化出水中的COD和色度去除效果的影响,并采用响应面法优化了反应条件。实验结果表明,在PMS浓度为18.3 mmol/L、ACF质量浓度为4.2 g/L、初始pH为5.3的条件下,焦化废水生化出水中COD和色度去除率分别为85.3%和92.0%。ACF可有效吸附水中污染物,ACF表面起到催化作用的活性点位是碱性官能团,且经过4次重复使用对焦化废水仍能保持一定的处理能力。三维荧光光谱分析结果表明,ACF-PMS体系可有效去除水中的类富里酸和类腐殖酸物质,并降解大部分芳香蛋白类物质。     

稠油采出水处理中试

以活性焦为吸附剂,采用预吸附—水解酸化—曝气生物固定床滤池—后吸附组合工艺中试处理稠油采出水。试验结果表明,当预吸附进水COD为408.6~526.7 mg/L、预吸附池活性焦泥回流量为25%(w)、水解酸化池上升流速为0.22 m/h、曝气生物固定床滤池气水体积比为10∶1、后吸附池投加新活性焦2 kg时,组合工艺对稠油采出水COD的去除率达到90.0%,出水COD均值为46.2 mg/L,出水水质满足DB 21/1627—2008《辽宁省污水综合排放标准》。     

Fenton氧化—微生物法降解土壤中石油烃

以长期被苯系物污染的活性污泥为菌源,采用液相“诱导物-中间产物-目标污染物”驯化模式驯化出专性混合石油降解菌群,并将其用于Fenton氧化—微生物法处理模拟石油污染土壤。高通量测序结果表明,产黄杆菌属（Rhodanobacter）、分支杆菌属（Mycobacterium）和根瘤菌属（Rhizobiales）为主导菌属。实验结果表明：接种混合菌群后降解50 d,土样的总石油烃（TPH）去除率较土著菌提高了13.4~20.5百分点;对于TPH含量（w）分别为4%,8%,11%的土样,Fenton氧化的最佳H₂O₂加入量分别为3,4,4 mol/L（Fe²⁺加入量0.04 mol/L）,TPH总去除率分别可达88.8%,65.0%,47.7%,较单独Fenton氧化或单独微生物法均有很大程度的提高,且缩短了降解时间,增加了土壤有机质。     

高硫石油焦的脱硫研究

采用湿化学氧化和高温煅烧相结合的方法对含硫量6.28%(w)的石油焦进行二段脱硫处理,并利用FTIR、SEM和XRD技术对脱硫机理进行了探讨。实验结果表明:氧化工段的优化条件为硝酸与30%(w)双氧水的体积比1∶2、氧化时间10 h、氧化温度80℃、液固比35 m L/g、石油焦粒径106μm以下,优化条件下的氧化脱硫率为26.91%;煅烧工段的优化条件为1 280℃下煅烧6 h,优化条件下的煅烧脱硫率为79.43%,总脱硫率为83.95%。表征结果显示:经处理后石油焦中的黄铁矿类无机硫以及硫醇类和大部分噻吩类有机硫得到有效脱除,剩余噻吩硫转变为更稳定的形式;处理后的石油焦微观形貌轮廓变得清晰和圆润;处理前后石油焦的石墨雏晶结构基本未发生变化。     

MBR系统好氧反硝化效果及好氧反硝化菌的鉴定

采用间歇曝气法对MBR系统好氧反硝化菌进行了培养和富集,考察了系统的好氧反硝化效果及其影响因素,并对好氧反硝化菌进行了分离和鉴定。实验结果表明:在DO为2.0~3.0 mg/L、m(C)∶m(N)为8∶1的条件下,MBR系统好氧反硝化效果较好,COD、氨氮、TN的去除率分别达到90%,90%,62%左右;从系统活性污泥中得到11株好氧反硝化性能较好的好氧反硝化菌,它们属于变形菌门,分别属于不动杆菌属、丛毛单胞菌属、气单胞菌属、假单胞菌属和噬氢菌属。     

氧化石墨烯-零价铁-聚乙二醇-海藻酸钠凝胶球活化过硫酸钠降解水中的偏二甲肼

以海藻酸钠(SA)、聚乙二醇(PEG)、氧化石墨烯(GO)和零价铁(ZVI)为原料制备了氧化石墨烯-零价铁-聚乙二醇-海藻酸钠凝胶球(GZPS),用于活化过硫酸盐(PDS)降解水中的偏二甲肼(UDMH)。对GZPS进行了表征,并优化了GZPS的制备工艺。实验结果表明:对UDMH去除率影响因素的主次顺序为:w(PEG) w(SA)w(GO)w(ZVI);GZPS的最佳制备工艺为SA、PEG、GO、ZVI的质量分数分别为5%,3%,0.3%,2%;在UDMH质量浓度为100mg/L、PDS加入量为4mmol/L、GZPS加入量为60g/L、反应温度为35℃、反应时间为80 min的条件下,UDMH的去除率达85%以上。GZPS活化PDS降解UDMH的反应符合准一级动力学,Fe溶出量仅为Fe-GO-PDS体系的12.7%,重复使用4次后对UDMH的去除率仍在65%以上。     

Cr（Ⅵ）对活性污泥系统反硝化过程的影响

采用反硝化反应器,研究了Cr（Ⅵ）对活性污泥系统反硝化过程的影响。在进水Cr（Ⅵ）投加量2.5 mg/L条件下,活性污泥反硝化过程中COD和硝酸盐氮的去除率受到的影响较小,而在10.0 mg/L条件下受到的影响较大,COD和硝酸盐氮的去除率分别从最初的97.1%和99.0%降至70.6%和24.7%。在停止投加Cr（Ⅵ）后的恢复期内,反硝化系统可以逐渐恢复对COD和硝酸盐氮的去除,亚硝酸盐氮仍会有积累,但随着时间的延长可恢复至初始状态。硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮的过程比亚硝酸盐氮的还原过程更易受到Cr（Ⅵ）的影响。     

催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透浓水

采用催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透(RO)浓水,比较了4种催化剂催化臭氧氧化的性能,优化了初始RO浓水pH、臭氧氧化时间、生物活性炭柱空床停留时间(EBRT)等工艺条件。实验结果表明:以WP-01为催化剂催化臭氧氧化RO浓水时无需调节废水pH;臭氧氧化反应5 min时RO浓水的BOD5/COD达0.28,可生化性得到显著改善;WP-01催化剂重复使用30次其催化活性没有明显下降;生物活性炭吸附单元的EBRT控制在30 min左右,可确保出水COD稳定在50 mg/L以下,符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准;催化臭氧单元处理每吨RO浓水的电费约为1.22元。     

氮掺杂活性炭催化湿式氧化—Ca（OH）2沉淀工艺去除草甘膦废水中的磷

用30%（w）H₂O₂溶液氧化处理活性炭（AC）,再以三聚氰胺为含氮前驱体经高温处理制得氮掺杂AC催化剂。采用催化湿式氧化（CWO）法去除草甘膦废水中的有机磷（OP）,将其彻底氧化降解为PO₄^3-,再利用Ca（OH）₂沉淀法去除总磷（TP）。表征结果显示：氮掺杂改性可在AC表面形成多种含氮碱性官能团,从而提高其对OP的催化氧化活性。实验结果表明：在温和的工艺条件下（130 ℃,1 MPa）,该催化剂对不同来源废水的OP去除率均高于90%;当m（Ca（OH）₂）∶m（TP）为20时,Ca（OH）₂沉淀可有效去除CWO出水中的TP,最终出水TP质量浓度小于5 mg/L,可有效缓解后续生化系统除磷的压力。