UASB处理甲醇废水的实验研究

利用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器在中温条件下处理高COD浓度的甲醇废水。当反应器稳定运行,进水COD=36 000 mg/L时,容积负荷可达到70~74 kg COD/(m3.d),COD去除率可以达到95%以上,出水COD2 000 mg/L。通过实验取得的良好实验效果,为利用厌氧技术处理甲醇废水提供了设计依据。     

水泥固封镉污染土离子释放规律与微观结构

为了评价2%、5%、10%水泥固封镉污染土的处理效果,采用污染物释放实验、低温氮气吸附实验、热重-差热分析实验,检测水泥固封体的Cd2+浸出浓度、孔隙结构、物质组成与相变规律。未经水泥固封处理的镉污染土,其浸出液中Cd2+浓度高达9.72 mg/L;当水泥掺量>5%后,水泥固封体的Cd2+浸出浓度低于国家标准1 mg/L,说明经水泥固封处理后的镉污染土对污染物的释放具有较好的密封效果。水泥固封镉污染土吸附脱附等温线属于IV型,且存在H3型滞回环。随着水泥掺量的增加,孔径为8~12 nm的孔隙数量增多;总孔容表现出先减少后增大的趋势,且水泥含量为10%时,总孔容达到最大值,其值为0.151 cm3/g。未经水泥固封处理的镉污染土,温度达到1 000℃时,质量损失为12.82%,且存在一个吸热谷;而经水泥固封处理后,水泥固封体的质量损失达到18.6%~31.3%,且在200~450℃之间存在明显放热峰。     

重金属离子对活性污泥处理污水的影响

研究了Hg2+、Cd2+、Pb2+3种金属离子对活性污泥系统处理污水效能的影响。通过对出水理化指标和生物指标的测定反映Hg2+、Cd2+、Pb2+对活性污泥系统运转效能的影响。结果表明:实验第4 d,Hg2+(0.3、0.4、0.5和0.6 mg/L),Cd2+(15、20、25和30 mg/L)和Pb2+(300、400、600和800 mg/L)各实验组出水的COD、SVI等均有显著影响。在实验中得出,对COD影响最为明显的为浓度600 mg/L和800 mg/L Pb2+实验组,在第4 d时,出水的COD去除率已经为零。锐利楯纤虫对Hg2+的浓度变化耐受力较强;点钟虫对Cd2+的浓度变化耐受力较强;杯钟虫对Cd2+的浓度变化耐受力较强。锐利楯纤虫对Pb2+和Cd2+的浓度变化较为敏感;点钟虫对Hg2+的浓度变化较为敏感;小口钟虫对Pb2+的浓度变化较为敏感。     

外循环式UASB反应器处理槟榔废水

在中温（35±2℃）条件下,利用外循环式UASB反应器处理中高有机浓度的槟榔加工废水,并着重探讨了水力停留时间（HRT）对厌氧消化的影响。研究表明,当反应器稳定运行,水力停留时间为1 d,进水COD浓度5 000 mg/L左右,容积负荷在2.53-5.25 kg COD/（m3·d）时,COD去除率在38%以上,出水COD〈3 000 mg/L,平均产气率为0.41 m3/kg COD;若水力停留时间延长至4 d,容积负荷为1.26-1.30 kg COD/（m3·d）,COD去除率可以达到79%,出水COD〈1 200 mg/L,出水可生化性下降,BOD5/COD平均为0.28,实验取得了良好的处理效果,为利用厌氧技术处理槟榔加工废水提供了设计依据。     

水溶性羧甲基壳聚糖对Cd2+的解吸行为研究

为改善壳聚糖(CTS)的水溶性及对重金属的配位能力,合成水溶性好并能与重金属形成配位作用的水溶性羧甲基壳聚糖(WSCC),研究了WSCC对镉的增溶、解吸行为,考察了pH、离子强度、有机质含量和WSCC初始浓度对镉的解吸影响。结果表明:WSCC对碳酸镉的增溶效果显著,当其质量浓度为2g/L时溶液中Cd2+可达到275mg/L;WSCC对镉解吸能力随着土壤中有机质含量的增加而降低,pH的升高、离子强度的增加和WSCC初始浓度的增加有利于镉的解吸;WSCC对镉污染土壤的解吸更符合准二级动力学方程,该静态解吸研究可以为镉污染土壤的修复提供基础信息及依据。     

一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究--硅质磷块岩吸附水溶液中镉离子的研究

硅质磷块岩对水溶液中镉离子的吸附实验结果表明,硅质磷块岩对水溶性镉离子具有良好的去除效果,主要影响因素有介质的酸度、作用时间、镉离子的初始浓度和样品用量.在pH=6,作用时间为15 min,初始Cd2+浓度为30mg/L的实验条件下,硅质磷块岩对镉离子的去除率可达98%,有可能利用动态法进行工业废水的连续处理.初步研究结果显示,磷块岩对水溶性镉离子的吸附作用符合Langmuir等温吸附模型,不同产地的硅质磷块岩S1和S2对镉离子的最大吸附容量分别为4.43 mg/g和3.88 mg/g.     

白腐真菌GanodermaSinense对镉和蒽的去除能力

重金属和有机物复合污染是水处理中的难题。本研究发现一株白腐真菌Ganoderma Sinensis不仅可以通过富集作用去除重金属镉(Cd),而且对蒽具有降解能力。当Cd的浓度为10~30 mg/L时,该菌株对Cd的去除率为6.78%~21.9%;当蒽的浓度为10~30 mg/L时,菌株对蒽的降解率为18.25%~33.3%;当Cd和蒽同时存在于培养基中时,随着Cd浓度的增加(10~30 mg/L),对菌株的生物量及蒽降解的抑制作用也在增大;而随着蒽浓度的增加(10~30 mg/L),菌株的生物量及Cd的富集能力并未受到显著的影响。实验结果表明,该菌株有望用于镉和蒽复合污染的水体处理。     

BLR厌氧反应器处理垃圾焚烧厂渗滤液工程运行效能

采用1 100 m3 BLR(biogas-lift reactor)厌氧反应器对垃圾焚烧厂渗滤液进行工程化处置,接种污泥为消化污泥,正常运行温度控制在(33±2)℃,启动负荷为1 kg COD/(m3·d),120 d后容积负荷达到10 kg/(m3·d)并稳定运行,出水COD浓度为4 500~6 500 mg/L,COD去除率为88%~92%,出水VFA含量为200~600 mg/L,pH值稳定在7.4~7.7,出水SS含量为1 000 mg/L左右,并可观察到沉降性较好的颗粒化污泥。反应器运行初期将VFA/ALK控制在1.6以内,系统并未因VFA积累而酸化崩溃,运行后期VFA/ALK值小于0.3,系统稳定运行。运行过程中进水氨氮浓度从400 mg/L升高到2 200 mg/L,未发现氨氮对厌氧生物处理的明显抑制现象。垃圾渗滤液中平均每去除1 kg COD产生沼气量为0.32 m3。     

草炭对Cd~(2+)的吸附及其用于Cd污染土壤修复的实验研究

通过室内模拟实验研究了草炭对Cd2+的典型吸附特征,以及添加草炭对Cd污染土壤中其浸出毒性和存在形态的影响。结果表明,溶液pH为3~6时,草炭对Cd2+的吸附量随着pH升高而增加,pH为6~8时草炭对Cd2+的吸附量趋于平稳;当溶液体系Cd2+初始质量浓度不超过800mg/L时,草炭对Cd2+的吸附未达到平衡,其吸附率随Cd2+初始浓度的增大而由98.60%降低至88.53%;草炭对Cd2+的等温吸附行为可用Langmuir、Freundlich方程拟合,r均达到极显著水平;添加草炭能降低轻污染(总Cd为3.0mg/kg)土样中Cd2+浸出量,Cd2+钝化率随草炭添加量增加而增加;相对较低(1%~2%,质量分数,下同)的草炭添加量对重污染(总Cd为6.0mg/kg)土样中的Cd2+表现出活化效果,导致Cd2+浸出量增加;但较高(4%)的草炭添加量下,重污染土样中Cd2+的钝化率要明显大于轻污染土样;添加草炭能影响土样中Cd的存在形态。在2种污染程度的土样中添加草炭后,有效态、无机结合态和残留态Cd所占比例均降低,而有机结合态Cd所占比例均增加。     

机械淋滤-厌氧生物组合工艺处理有机生活垃圾中试研究

采用机械淋滤/厌氧生物组合工艺,充分发挥机械淋滤反应器的水解酸化功能和厌氧生物反应器的产甲烷功能,对有机生活垃圾进行了中试规模处理。厌氧生物反应器经过接种,15 d驯化完成。厌氧反应器出水回流淋洗水量对机械淋滤反应器运行特征有较大影响,当回流淋洗水量为3.0 m3/d时,淋滤液COD、VFA第8天时浓度分别为41 000 kg/L和2 000 kg/L。对机械淋滤反应器/厌氧反应器组合工艺进行了多批次实验,每吨有机生活垃圾平均产生沼气87.2 m3,甲烷含量稳定在75%,平均产沼系数为0.46 m3/kg COD,厌氧生物反应器出水COD平均值为560 mg/L,在对有机生活垃圾处理的同时实现有机生活垃圾资源化利用。     

表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响

以Cd2+为重金属代表,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(TX-100)为表面活性剂代表,用实验模拟法研究了3种类型的表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响.结果表明,不同种类的表面活性剂对Cd2+在沉积物上的吸附影响不同,SDBS对Cd2+的吸附影响可分为2个阶段,当SDBS初始质量浓度从0 mg/L增加到2 600 mg/L,Cd2+的吸附量从1.52 mg/g增至1.88 mg/g,增加了23.7%,随着SDBS初始浓度继续增加,Cd2+的吸附量开始下降,当SDBS初始质量浓度增至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量降低至0.34 mg/g;CPC主要通过在溶液中电离出CP+,CP+与Cd2+竞争沉积物表面的吸附位从而抑制Cd2+的吸附,当CPC初始质量浓度从0 mg/L增加至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量从1.50 mg/g降低至0.52 mg/g;TX-100能轻微抑制Cd2+在沉积物上的吸附,当TX-100初始质量浓度从0 mg/L增加到16 000 mg/L时,Cd2+吸附量从1.52 mg/g减少至1.35 mg/g.     

血粉对废水中镉离子的高效去除效应

以屠宰场废弃动物血液为原料,经高温干燥、粉碎为血粉,以此血粉为吸附剂,研究血粉添加量、溶液初始浓度、吸附温度、溶液pH、吸附时间对废水中Cd2+吸附量与去除率的影响。结果表明,在25℃、pH=5时,4 g血粉对初始浓度为20 mg·L-1的镉离子溶液（100 mL）振荡吸附2 h后,溶液中剩余镉离子浓度为0.1 mg·L-1,Cd2+的去除率为99.38%,达到污水综合排放标准（GB 8978-1996）中镉排放限值0.1 mg·L-1;血粉对镉离子的吸附反应符合Langmuir等温吸附方程,可决系数为0.999 7,Cd2+的理论饱和吸附量为10.24 mg·g-1。为了使剩余Cd2+浓度达到更低（电镀废水排放标准）,在吸附工艺上设计出2步吸附法,即第1次吸附后的混合液进行过滤,再将滤液加1 g血粉进行第2次吸附。结果表明,2步吸附法大大降低了溶液中剩余Cd2+离子浓度,即经过第1步、第2步吸附后,溶液中剩余Cd2+离子浓度降至0.006 mg·L-1,达到或低于电镀污染物排放标准（GB 21900-2008）对Cd2+的排放限值（0.05 mg·L-1）。这是常规吸附剂活性炭、石英砂、高岭土等所不能达到的技术指标,为废水去除Cd2+提供了一种可能的新技术。     

4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除

采用静态吸附法以4A沸石为吸附剂研究其对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的竞争吸附特性,并探讨了影响吸附的环境因素。实验表明,在室温条件下,溶液pH5～6,4A沸石15 mg对10 mL复合污染溶液(Pb2+、Cu2+和Cd2+浓度分别为100 mg/L)吸附20 min时,对溶液中3种重金属的吸附去除率均可达99.8%以上。反应过程中4A沸石对3种重金属的吸附速率大小为Pb2+>Cu2+>Cd2+。复合污染水体中4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Fre-undlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9981、0.9901、0.9916和0.9638、0.9194、0.9689。经计算,4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的饱和吸附量分别为129.9 mg/g、107.5 mg/g和99.0 mg/g。4A沸石吸附重金属离子达到吸附平衡的时间较短,对溶液pH值的适应性较好。吸附后的4A沸石可以再生利用,对铅离子洗脱重复利用性较铜离子和镉离子强。     

离子浮选法处理电镀废水实验研究

进行离子浮选法处理电镀废水的研究,对影响因素pH、CA∶CMe(摩尔比)、离子强度、浮选时间和通气量等进行了实验研究。实验结果表明:离子分离选择性递减顺序为:Cd2+Zn2+Fe2+Cu2+Ni2+。当CA∶CMe为2.5～3∶1,pH为8.5～9,离子强度不高于0.0001 mol/L时,离子浮选对镉、锌、铜、镍等金属离子均有很高的去除率,Cd2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+、Cu2+残余浓度最低分别可达0.05、0.20、0.22、0.28和0.33 mg/L,处理后的电镀废水各污染物浓度均达到排放标准。泡沫产品中镉、锌、铜、镍品位分别达到3.2%、9.3%、18.1%和13.2%,具有极高的资源回收价值。     

土壤重金属铅镉形态和有效态的提取方法研究

选择一步提取法(CaCl2法、NaNO3法、NH4NO3法、HCl法)提取土壤铅镉有效态含量,顺序提取法(BCR提取法、Tessier提取法)提取土壤中铅镉各形态含量。结果表明,4种一步提取法对供试土样有效态铅镉的提取效率为HCl法NH4NO3法CaCl2法NaNO3法。当镉质量浓度为0~20、40~90 mg/kg时,BCR法对土壤中镉的总提取率分别为104.9%、105.3%,Tessier法对土壤中镉的总提取率分别为101.7%、98.9%;当镉质量浓度为20~40mg/kg时,两种顺序提取法的提取效果均不佳。BCR法适合铅质量浓度为20 000~45 000 mg/kg时应用,此时BCR法对铅的总提取率为99.8%;Tessier法适合铅质量浓度为0~1 500、9 000~15 000mg/kg时应用,此时Tessier法对土壤铅的总提取率分别为100.7%、90.9%。土壤重金属铅镉各形态的含量受土壤自身pH影响不明显,但在遇到外界酸性环境影响时容易发生重金属铅镉迁移。     

新型碳源驯化的SRB去除酸性矿山废水中SO_4~(2-)最佳反应条件

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题,运用生活污水、鸡粪和锯末质量比80∶7∶3混合物的发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌SRB,并研究SRB以该新型有机碳源作为营养物质在不同COD/SO2-4(C/S)值、pH值、初始硫酸根(SO2-4)浓度、重金属离子(Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+)浓度条件下对SO2-4的去除效果,以确定SRB去除SO2-4的最佳反应条件。实验结果表明,在厌氧环境SRB接种量8%、生长温度35℃、转速50 r/min、C/S为1.5~2.0、pH值6~7、初始SO2-4浓度≤3 000 mg/L、Fe2+在100~300 mg/L、Mn2+为35 mg/L时反应条件最佳,SO2-4去除率均可达90%以上;其中Fe2+浓度≤500 mg/L、Mn2+浓度≤140 mg/L时均会促进SRB对SO2-4的还原,当Fe2+浓度≥600mg/L时会严重抑制SRB,Mn2+浓度140 mg/L时会抑制SRB;Cu2+、Zn2+的存在对SRB均有影响,当Cu2+浓度15 mg/L时、Zn2+浓度45 mg/L时对SRB均有抑制作用。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源,同时可实现以废治废的目的。该成果为实际应用提供了参考。     

常温低基质厌氧氨氧化反应器启动及其稳定性

以上向流生物滤池为反应器,以实验室内氧化沟回流污泥为接种污泥,采用先培育好氧生物膜,后转为厌氧环境培育厌氧氨氧化生物膜的方式,成功实现了常温低基质浓度下厌氧氨氧化反应器的启动。控制反应器进水pH为7.50～7.80,NH4+-N为30～40 mg/L,NO2--N为35～50 mg/L,温度为20～25℃。224 d以后,反应器启动成功。在稳定运行阶段,出水亚硝氮和氨氮的平均浓度分别为1.4 mg/L和4.6 mg/L,平均去除率分别为95.3%和90.1%,去除比例为1～1.8∶1,主要集中在1.4～1.5∶1,亚硝氮和氨氮去除的容积负荷分别为104.2 mg/(L.d)和146.0 mg/(L.d)。     

3种植物对Cd污染农田土壤的修复效果比较试验研究

通过盆栽试验研究了3种植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)、紫茉莉(Mirabilis Jalapa)、中华景天(Sedum polytrich-oides)对上海地区2种质量浓度(1.2、12.0mg/kg)Cd污染农田土壤的修复效果,以探索其在上海地区Cd污染农田土壤修复中应用的可行性。结果表明:2种浓度下,三叶鬼针草对土壤Cd去除效果均最佳,1.2mg/kg处理下盆中土壤Cd质量浓度由原来的1.249 9mg/kg下降到0.861 7mg/kg,降低0.388 2mg/kg,Cd去除率为31.06%;12.0mg/kg处理下三叶鬼针草盆中土壤Cd质量浓度由原来的12.033 2mg/kg下降到10.020 6mg/kg,降低2.012 6mg/kg,Cd去除率为16.73%;紫茉莉和中华景天相比较而言,修复效果均较差。在2种浓度下,3种植物地上部分生物量排序均为三叶鬼针草>中华景天>紫茉莉。因此,建议将三叶鬼针草作为上海地区Cd污染农田土壤修复的优选植物。     

强化循环厌氧反应器处理印染废水的中试启动研究

应用自主研制的强化循环厌氧反应器(SCAR)中试规模处理实际印染废水,研究反应器的启动特性。反应器接种厌氧颗粒污泥后启动运行83 d,形成连续内循环并实现了对印染废水处理的高效稳定运行。在进水COD浓度1 000~3 650 mg/L、系统容积负荷0.7~6.4 kg/(m3·d)条件下,废水COD和色度平均去除率分别达到55%和73%。反应器内较高浓度的NH+4-N保证了系统pH的稳定性,350~600 mg/L的NH+4-N浓度没有对强化循环厌氧反应器产生抑制作用,系统内也没有出现VFA(以乙酸计)积累。启动过程中,厌氧颗粒污泥的粒径增大、沉降性能变好。启动实验完成时,反应器内微生物的脱氢酶活性(以TF计)和辅酶F420浓度分别为3.4973 mg/(g·h)和0.1872μmol/g。     

Fenton 氧化深度处理高浓度造纸废水的中试实验简

采用Fenton氧化开展了对高浓度造纸废水深度处理的中试实验,对Fenton氧化的COD的去除效果,各药剂加药量及成本,排泥量和装置运行的稳定性等进行探讨和分析,结果表明,一级Fenton氧化的COD去除率可达到90%以上,出水COD在100 mg/L左右,总加药成本在6元左右,排泥量约为1~1.2 kg/t废水;二级Fenton氧化的COD去除率在96%左右,出水COD小于60 mg/L,总加药成本在8元左右,排泥量约为1.15~1.4 kg/t废水,验证了Fenton氧化用于高浓度造纸废水深度处理达到新的排放标准的可行性。