O3/GAC-常规处理珠江水系不同原水简

以东江、西江和北江3种原水为研究对象,采用臭氧预处理-常规处理-臭氧活性炭系列处理,研究原水中有机物的去除及臭氧化副产物的产生和转化。结果表明,东江、西江和北江水中COD_Mn、UV₂₅₄、甲醛和溴酸盐沿各处理单元过程变化规律基本一致;COD_Mn总去除率分别为60%、51%和39%,UV₂₅₄总去除率分别为74%、96%和97%,最终出水甲醛浓度分别为0.004 mg/L、0 mg/L和0 mg/L,BrO₃^-分别为3.1 μg/L、8.7 μg/L和35.5 μg/L;COD_Mn的去除主要在预臭氧和活性炭过滤2个处理单元,预臭氧对UV₂₅₄总去除率贡献最大,甲醛和溴酸盐浓度在主臭氧处理单元达到其峰值（西江甲醛除外）;氨氮和有机物浓度较低、pH值较高的北江原水,出水溴酸盐浓度最高。     

聚合氯化铝与粉末活性炭联合强化混凝处理垃圾渗滤液

研究了联合粉末活性炭与聚合氯化铝(PAC)强化混凝对垃圾渗滤液原水的处理效果。结果表明,在原水COD为4 100 mg/L、浊度为147 NTU、UV254为20的条件下,粉末活性炭的加入可以有效增加垃圾渗滤液中有机物的去除率,PAC投加量为0.6 g/L时,投加0.6 g/L粉末活性炭,COD的去除率由21.6%提高到29.1%,UV254去除率由29.8%提高到39.9%,剩余浊度由138 NTU降到133 NTU。该强化混凝过程使原水中溶解性小分子有机物的去除率提高显著,PAC投加量为0.6 g/L时,投加0.6 g/L粉末活性炭,在分子量小于1 kDa的范围内,UV254去除率由2.9%上升为10%。     

臭氧光催化降解地下水中天然有机物的研究

在现场开展了中试规模的臭氧光催化降解天然有机物的研究。研究表明，对大分子天然有机物占很大比例且重碳酸盐含量较高的地下水，臭氧投加量10mg／L和反应时间10min条件下，TOC的去除率不到20％，但uV254和三卤甲烷生成潜力（THMFP）去除率分别达到近60％和33．5％。臭氧光催化与活性炭吸附相连，能显著提高UV254的THMFP的去除率，但TOC去除率并不明显高于单独活性炭吸附。臭氧光催化使大分子有机物转化为小分子有机物，后者在活性炭上的吸附性提高且生化性改善，可望在生物活性炭上更有效地去除。     

臭氧强化BAF工艺处理微污染窖水

采用臭氧-BAF组合工艺处理西北地区微污染窖水,使用比紫外吸收值（SUVA）、有机物分子量分布和三维荧光光谱等指标分析了臭氧预氧化对微污染窖水有机物特性的影响,研究了组合工艺对不同污染物的去除效果。结果表明：原水经臭氧预氧化后类腐殖质、类色氨酸物质含量分别下降65%、18%;水中小分子有机物含量增加,进水可生化性提高;经臭氧预氧化后BAF反应器出水类色氨酸物质含量低于未经臭氧预氧化的BAF反应器出水,臭氧预氧化起到了强化后续生物处理的作用。反应器出水CODMn、NH3-N浓度分别为2.97 mg·L-1、0.12 mg·L-1,满足生活饮用水卫生标准的要求;TOC、UV254和TN去除率分别为55%、53%和45%,水中污染物质得到有效去除。     

直接过滤-臭氧-生物活性炭工艺用于城市污水二级处理出水深度处理的研究

采用砂滤-臭氧-生物活性炭工艺在北京市某污水处理厂开展了以污水再生回用为目的的城市污水深度处理中试研究。在臭氧消耗量5mg／L，接触时间20min，生物活性炭空床停留时间（EBCT）为20min的条件下，出水浊度为1．5NTU左右，色度接近0，UV254从0．162cm^-1降低到0．08cm^-1，DOC和CODMn分别从10．1mg／L和12．8mg／L降低到6mg／L左右。由于对生物活性炭柱进行了曝气供氧，NH4^- N从40mg／L降低到5mg／L左右。     

混凝-超滤短流程工艺处理北方水库原水

采用混凝-超滤膜短流程工艺对大伙房水库原水进行处理,考察其除污染性能和膜污染情况,并对该短流程工艺参数进行优化。结果表明,当利用超滤膜直接过滤原水时,膜污染较重,并且对污染物质的去除率较低;而采用混凝．超滤短流程工艺时,膜污染得到一定程度上的缓解;当絮凝剂投加量为7mg／L、膜清洗周期为30min时,对浊度、CODMn和UV254的去除率分别为95．61％、40．42％和37．12％,出水水质能够满足生活饮用水卫生标准。     

臭氧光催化降解地下水中天然有机物的研究

在现场开展了中试规模的臭氧光催化降解天然有机物的研究.研究表明,对大分子天然有机物占很大比例且重碳酸盐含量较高的地下水,臭氧投加量10 mg/L和反应时间10 min条件下,TOC的去除率不到20%,但UV254和三卤甲烷生成潜力(THMFP)去除率分别达到近60%和33.5%.臭氧光催化与活性炭吸附相连,能显著提高UV254的THMFP的去除率,但TOC去除率并不明显高于单独活性炭吸附.臭氧光催化使大分子有机物转化为小分子有机物,后者在活性炭上的吸附性提高且生化性改善,可望在生物活性炭上更有效地去除.     

不同工艺对含高浓度腐殖酸地下水处理的可行性

针对内蒙古农村地区高腐殖酸地下水的处理问题,分别对（pH调节）-PAC强化混凝、高锰酸钾预氧化／混凝、活性炭吸附／混凝、Fenton氧化等技术处理的可行性进行了研究,同时利用三维荧光和高效体积排阻色谱分析处理前后水中有机物的组成变化特征。有机分析结果显示,水中的有机物为腐殖酸类物质,分子量分别为1600和3500,腐殖酸类物质为水中色度的主要贡献者。原水PAC强化混凝、高锰酸钾预氧化／PAC混凝对有机物的去除效果不佳,处理前后水样DOC浓度无明显变化,而pH调节．PAC强化混凝、微米活性炭吸附和Fenton氧化均能有效去除有机物。将原水pH调节至6．5,经300mg／LPAC混凝后出水DOC降至5．99mg／L。活性炭投加量为0．6g／L时,DOC降至7．6mg／L,然后采用60mg／LPAC混凝出去高度分散而不易沉降的小颗粒活性炭。此外,当反应初始pH值为3,过氧化氢投加量为0．5％（v／v）,亚铁和双氧水摩尔比为0．05时,出水DOC降至5．6mg／L,氧化后有小分子有机物生成。     

造纸废水生化处理出水臭氧微氧化脱色技术的研究

臭氧作为强氧化剂对有机物的氧化反应有选择性,能很快氧化分解木质素等发色有机物,中试研究了臭氧投加量、接触时间等对造纸废水生化处理出水深度处理的影响。结果表明:臭氧投加量为63.47~243.49mg/L时,COD、254nm紫外光下的吸光度(UV254)和色度去除率分别为22.61%~46.67%、22.35%~69.09%及55%~93%,其中色度有较高的去除率,即使在臭氧投加量仅为63.47mg/L时色度去除率也达到约55%;在接触时间为0.62~2.53h时,随着接触时间的延长,COD、UV254及色度去除率随之增加,而1.10h后色度去除率增加不多。以深度脱色为目标,完成了5 000m3/d的工程应用,臭氧相对投加率为0.20~0.50mg(以每毫克COD计)时,色度去除率为55.0%~84.0%。     

臭氧/ 生物活性炭深度处理循环养殖废水

随着工厂化循环水养殖的不断发展,高浓度循环养殖废水对环境污染日益严重.为实现环境友好和资源节约,采用臭氧/生物活性炭对循环养殖废水进行深度处理中试研究.实验结果表明,臭氧化臭氧最佳投加量为4 mg/L,显著增强水体的可生化性,使TOC(总有机碳)/UV254(在波长为254 nm处的单位比色皿光程下的紫外吸光度)提高80%.臭氧/生物活性炭对循环养殖废水中的有机物和氨氮具有良好的去除效果.臭氧/生物活性炭对TOC、高锰酸盐指数和UV254的最终去除率比生物活性炭分别高11.9%、13.4%和6.5%.臭氧/生物活性炭和生物活性炭对氨氮的最终去除率分别为96.0%、90.7%.     

用Nano-TiO2/O3和Nano-TiO2/UV/O3去除腐殖酸并控制臭氧副产物的生成

采用Nano-TiO2/O3和Nano-TiO2/UV/O3进行小试实验。通过对DOC、UV254、BrO3-和甲醛进行检测分析,研究了不同体系去除腐殖酸（HA）并控制臭氧副产物生成的效果。结果表明,当HA浓度为10 mg·L-1时,Nano-TiO2/O3体系对DOC的去除主要在反应进行20 min内完成,去除率仅达12.0%左右,对UV254的去除主要发生在2 min内,去除率仅达14.5%左右;而Nano-TiO2/UV/O3体系DOC和UV254的去除率分别达32.8%和53.3%。HA的存在显著减少了Nano-TiO2/O3体系BrO3-的生成量,出水BrO3-浓度为29.00 μg·L-1,而Nano-TiO2/UV/O3体系出水BrO3-浓度为5.00 μg·L-1。研究表明,相比Nano-TiO2/O3体系,Nano-TiO2/UV/O3体系能更好地控制BrO3-生成,同时能提高对HA的去除效果,且无甲醛生成的风险。     

BAF+常规工艺中砂滤池净水效果研究

以广州某水厂源水为处理对象,研究在曝气生物滤池(BAF)+常规工艺中砂滤池的净水效果。研究表明,砂滤池出水CODMn、NH4+-N的平均值分别为1.19 mg/L和0.08 mg/L;相对于沉淀池出水,砂滤池对上述指标的平均去除率分别为27.41%和63.86%;砂滤池出水NO2--N几乎检测不出。砂滤池对分子量(10 K的溶解性有机物有较好的去除作用;砂滤池中DO下降了1.80 mg/L,分析表明在砂滤池中发生了完全硝化反应。     

新型复合预氧化技术控制副产物的试验研究

臭氧被广泛应用于饮用水预氧化工艺中,但是成本较高,而且会生成臭氧化副产物,如可同化有机碳(AOC)、溴酸盐和甲醛.因此,提出臭氧/高锰酸钾复合预氧化技术,并对照预臭氧化技术,进行了消毒副产物前质及臭氧化副产物控制的小试试验研究.结果表明,与预臭氧化(1.5 mg/L臭氧)相比,复合预氧化(0.6 mg/L臭氧 0.4 mg/L高锰酸钾)能促进混凝沉淀对消毒副产物前质的去除,总去除率与单独预臭氧化的去除率相当.而且又能降低AOC生成量,并促进混凝沉淀对AOC的去除,合计AOC去除率达43%左右.此外,对溴酸盐和甲醛生成量也有明显去除效果,比单独预臭氧化降低了78.4%和21.2%.     

聚硅酸阳离子絮凝剂处理印染废水

以工业废弃物为主要原料,经过同时聚合制备聚硅酸阳离子絮凝剂(PSiC)。实现硅酸缩合自聚、铁铝离子羟化聚合以及硅与铁铝离子聚合同步交互进行。利用PSiC处理印染废水,研究PSiC去除浊度、色度和和UV254的性能,分析其除污染机理。结果表明,PSiC处理印染废水时最佳投放量为80 mg/L,此时浊度和色度去除率分别达到50%和90%。废水pH为7、PSiC投加量80 mg/L时对印染废水UV254的去除率为65%。pH和投加量过大或过小都会降低PSiC去除UV254的效果。在混凝搅拌初期UV254迅速下降,停止搅拌后又略有所上升。沉淀初期UV254稍有波动,沉降10 min后基本趋于稳定。     

pH对混凝超滤组合工艺性能的影响

在聚合氯化铝(PACl)投加量为4 mg/L条件下,通过调节原水的初始pH值,考察pH条件对混凝超滤组合工艺的净水性能及膜污染的影响。结果表明:当pH为7.5时,组合工艺对CODMn、UV254、DOC的去除率分别为40.2%、35.4%和36.1%;当pH降至4.5时,对应的去除率分别增加至52.9%、52.1%和42.0%。酸性条件下,膜池内絮体的分形维数大,絮体结构密实,膜污染速率较快;当pH等于4.5时,絮体分形维数为1.75±0.15,尺寸大于500 μm的絮体数占总絮体数的9%。中性及偏碱性条件下,絮体分形维数小,絮体结构松散多枝,膜污染速率缓慢;当pH等于7.5时,絮体分形维数为1.37±0.05,尺寸大于500 μm的絮体占65%。针对该水库的水质状况,控制原水pH为7.5有利于混凝超滤膜组合装置的运行。     

新疆煤基压块活性炭在BAC工艺中的应用

鉴于新疆丰富的煤炭资源,本研究对由2种不同指标新疆煤基压块活性炭(LBC和HBC)组成的上向流活性炭柱构成的小试生物活性炭(biological activated carbon, BAC)工艺进行了为期约300 d的实验研究。考察了2种不同指标的压块活性炭柱(LBC-O₃与HBC-O₃)的运行情况。结果表明,LBC-O₃对于COD_Mn的去除效果优于HBC-O₃(进水平均值为1.56 mg·L⁻¹,出水平均值为0.55 mg·L⁻¹);而HBC-O₃对于UV₂₅₄所代表有机物去除效果优于LBC-O₃(进水平均值为0.053 cm⁻¹,出水平均值为0.005 cm⁻¹)。LBC-O₃对COD_Mn的较佳去除性能,促成了活性炭表面微生物量的生长,进而构成了吸附和生物降解的良性循环;而兼具发达次微孔和中孔结构的HBC-O₃对UV₂₅₄代表的有机物表现出了靶向吸附性;微生物检测结果和炭柱出水中溶解性有机物的光谱特性分析验证了该结论。因此,结合目标水体中污染物的特性靶向选择相应指标(孔隙结构)的压块活性炭可取得更佳的BAC工艺处理效果：提高污染物去除率、节约资源,符合双碳目标。     

生物活性炭填料反应器处理含盐水体的硝化性能

以颗粒活性炭为填料,采用盐度梯度两步驯化法构建含盐水体生物滤器硝化功能,研究了生物滤器稳定后水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)、进水氨氮负荷和CODMn/N等对反应器硝化性能的影响。结果表明,25～27℃,盐度30的含盐水体生物滤器硝化功能构建需73 d,其中淡水生物滤器硝化功能构建需28 d,淡水驯化为盐度15的生物滤器需19 d,盐度15驯化为盐度30的生物滤器需26 d;实验条件下生物活性炭填料反应器中生物量达到146～742.1 nmolP/g-BAC;调节进水氨氮浓度2 mg/L左右时,最佳HRT为1 h,氨氮去除率达到84.98%,相应的氨氧化菌和硝酸菌氧吸收速率(oxygen uptake rate,OUR)分别为2.091和1.948 mg O2/(g-BAC.h);HRT为1 h时,随着进水氨氮负荷的加大,氨氮去除率逐渐降低,当进水氨氮负荷由0.12增加到0.48 g-N/(kg-BAC.d)时,氨氮去除率由84.98%降低到41.68%,同时氨氧化菌OUR由2.091降低到0.625 mg O2/(g-BAC.h);随着CODMn/N的升高,氨氮去除率下降,CODMn/N从1～8时,氨氮去除率由84.98%降低到53.64%,CODMn去除率却逐渐增加,由40.86%增加到93.59%,异养菌OUR随着CODMn/N升高呈上升趋势,最大达到0.914 mg O2/(g-BAC.h)。