油田作业废水臭氧化处理技术的实验研究

针对油田作业废水(COD)高、难降解的特点,探讨了废水的pH、COD初始浓度、臭氧投加量和臭氧化时间等因素对油田作业废水的COD去除效果的影响。结果表明,臭氧化对油田作业废水COD去除效果影响的主要因素为废水pH、废水的COD和臭氧投加量;当废水的COD为1064.0mg/L、pH为3.0、臭氧投加量为10g/L时,废水的COD去除率达到69.1%;臭氧化处理对低浓度油田作业废水的COD去除效果低于其对高浓度废水的处理效果。     

臭氧氧化法在活性污泥减量化中的应用初步研究

文章研究了臭氧氧化在污泥减量化中的效果,考察了氧化时间、污泥初始浓度和臭氧投加量等影响因素。结果表明采用臭氧氧化法不仅能使污泥减量,而且废水处理后可生化性显著提高。氧化时间及臭氧投加量增加,总COD去除率和可生化性也随之提高。     

城市污水处理厂污泥臭氧减量技术研究

通过半连续式实验考察了臭氧投加量和初始pH对剩余污泥臭氧处理的影响.结果表明,随着臭氧投加量的增加,污泥溶解率增加,有机质、氮、磷等物质释放到污泥液相中;最佳臭氧投加量控制在约150 mg·g-1(以SS计),污泥溶解率可达约26%;污泥臭氧减量应在初始pH中性或偏碱性条件下进行,此时污泥溶解率较高,有利于有机质和氮的溶出.臭氧处理后污泥回流至生物处理系统对微生物的生物活性、COD和TN的去除效果无显著影响,但由于系统中无剩余污泥排放,导致TP的去除效果明显下降.臭氧处理后污泥上清液的Ca(OH)2除磷实验发现,较高的钙磷摩尔比对上清液除磷有利;当其值控制在10.0左右时,TP的去除率大于80%.     

剩余污泥臭氧化过程中磷的释放及形态转化

以剩余污泥臭氧化过程中含磷物质的形态分布及变化规律为研究核心,分析了不同臭氧投加量下污泥样品中液相和固相中磷的形态,并探讨了不同磷形态与臭氧相关的释放性能.结果表明,臭氧投加量为0.15 g·g~(-1)时,液相总磷(TP_L)含量为38.26 mg·L~(-1),比氧化前污泥混合液中TP_L含量增加了29倍,因此,可将0.15 g·g~(-1)作为实际释磷工艺最佳臭氧投加量.臭氧氧化过程中污泥固相中各形态磷含量及其所占固相总磷(TP_S)比例的变化趋势基本相同.臭氧可提高污泥中磷潜在的生物可利用性,臭氧投加量为0.15 g·g~(-1)时,生物有效磷含量达20.74 mg·g~(-1),在TP_S中所占比例由原始污泥中的73.60%提高至86.27%.TP_L含量的增加主要来自污泥臭氧氧化过程中污泥解絮和溶胞,每溶解1 g MLSS向液相中释放TP_L的量为0.0324 g.     

过氧化氢-敏化剂强化污泥微波预处理溶胞效果的研究

提高污泥溶胞效率是强化污泥厌氧处理的关键.为加强污泥微波预处理溶胞效果,本研究分别考察了常压、半封闭条件下二氧化钛颗粒、碳质材料作为敏化剂与过氧化氢联合进行微波污泥预处理的效果.结果表明,碳质材料敏化剂对微波、过氧化氢-微波污泥预处理产生了负作用,降低了污泥的溶胞效果,而二氧化钛能有效增加污泥中营养物质的释放.当二氧化钛颗粒投加量为0.12 g·g~(-1)干污泥时,SCOD、PO_4~(3-)-P的浓度比单独微波处理分别增加了11.86%、61%;当二氧化钛颗粒投加量为0.24 g·g~(-1)干污泥时,NH_4~+-N释放比单独微波处理高出27.78%.微波辐射作用下投加二氧化钛颗粒产生了羟基自由基,强化了过氧化氢-微波对污泥细胞的氧化作用.     

离子液体强化剩余污泥厌氧发酵产酸效能研究

针对污水处理厂剩余污泥厌氧发酵过程中有机质水解慢和酸化率低的问题,本文采用离子液体预处理促进污泥增溶破胞,并考察其对污泥厌氧发酵过程中有机质水解速率和短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)产量的影响.结果表明:投加离子液体[Emim]OTF能显著促进污泥溶胞,提高污泥水解速率及SCFAs产量,抑制污泥发酵产气;当离子液体投加量为0.1g/g VSS时,最大SCFAs产量可达226.4mg COD/(g TS),是未经预处理污泥的3.75倍;通过微生物多样性分析发现,投加离子液体[Emim]OTF富集了水解产酸菌,强化了污泥水解和酸化过程,从而导致SCFAs产量提高.     

混合外源菌强化剩余污泥微氧水解产酸

利用外源投加酵母菌与醋酸菌的方式促进了剩余污泥水解产生短链挥发性脂肪酸（SCFAs）的产量,考察了混合投加模式下污泥水解溶出的正磷酸盐、氨氮和溶解性COD的浓度,研究水解过程胞外聚合物（EPS）组分中蛋白质及多糖的变化特征.结果表明,在酵母菌和醋酸菌投加量分别为10和20g/L时,发酵第5d实现了最高的SCFAs产量,达到719mgCOD/gVSS,其中乙酸含量为328.78mgCOD/gVSS,占总SCFAs的45.72%.投加两种菌显著促进了剩余污泥水解产生SCFAs,且以乙酸为主.外源菌投加促进了水解酸化过程氨氮和正磷酸盐的释放,最佳反应条件下最大释放量分别为80.66和22.38mg/gVSS,有利于从剩余污泥中回收氮磷.投加外源菌后EPS中的蛋白质和多糖从内层向最外层释放,为污泥水解产酸提供底物.外源投加酵母菌与醋酸菌是促进剩余污泥水解酸化的有效手段.     

污泥基活性炭催化臭氧氧化降解水中微量布洛芬的效能研究

以城市污水处理厂脱水污泥和玉米芯为原料,氯化锌为活化剂制备污泥基活性炭(SAC),考察其催化臭氧氧化去除水中稳定性药物布洛芬(IBP)的效能.试验中对比考察了单独臭氧氧化、单独SAC吸附、SAC催化臭氧氧化这3种工艺对水中IBP(初始浓度为500μg.L-1)的去除效果,同时研究了臭氧与SAC投加量对催化效果的影响.结果表明,单独臭氧氧化对IBP的去除率随臭氧浓度的增加而增加,当臭氧浓度由0.75 mg.L-1增加至3.0 mg.L-1时,IBP的去除率由44.4%提高到100%;单独SAC对IBP的吸附去除效果较差,即使SAC投加量增至100 mg.L-1,吸附时间为40 min时,IBP的吸附去除率仅为44.56%;SAC催化臭氧氧化工艺中,IBP去除速率大大加快,在反应的初始阶段(0～5 min)SAC催化臭氧氧化对IBP的去除率要远远高于单独臭氧氧化和单独SAC吸附二者作用之和.臭氧与SAC的投加量对IBP的催化氧化去除效果具有较大影响.SAC催化臭氧氧化IBP分为瞬时需氧阶段反应(0～5 min)和慢速反应(5～40 min)两阶段.快速反应阶段以.OH与IBP反应为主,慢速反应阶段残余臭氧浓度很低,此时主要以SAC吸附去除IBP为主.     

生物裂解效应对污泥脱水减量的作用研究

从市政污水处理厂活性污泥中筛选培养出噬菌型细菌,并通过噬菌型细菌的富集与投加,探讨其对市政污泥生物裂解预处理的有效性及其所受环境影响因素与作用规律.研究结果显示,市政污泥中存在具有污泥裂解作用的广谱性噬菌型细菌,宿主菌的投加量可影响噬菌型细菌的富集浓度,但培养基营养物组成浓度对噬菌型细菌的生长增殖无明显影响.当筛选出的噬菌型细菌以10⁶ pfu/mL（污泥）与中性市政污泥在室温下共存培养24h即可有效裂解污泥细胞,污泥比阻与污泥体积较未投加任何菌剂的参照污泥降低了36%和15%.并可导致胞内营养物的释放,污泥液相中总氮与总磷浓度较参照污泥分别上升了245%和242%,溶解性COD与总COD比值（SCOD/TCOD）则提高了195%,但生物裂解作用效果并不与裂解时间始终保持正相关性,最佳污泥生物裂解时间为24h.     

污泥臭氧化对MBR运行效能的影响

结合MBR和污泥臭氧化各自的优点,开展了化学法和生物法相结合的污泥减量技术研究,对污泥臭氧化的特点及其对MBR运行效能的影响进行了考察.实验表明,污泥细胞的溶解随着臭氧投加量的增加而改善,但当投加量大于0.16mg/mgMLVSS时,污泥混合液的性状(MLVSS、SCOD)变化趋缓.在最佳的投加量下,53.1%的MLVSS被臭氧溶解,而SCOD和TN分别升高1287,143.9mg/L.臭氧对有机物的氧化使得液相中的C/N比仅为8.6.通过3个MBR系统[污泥臭氧化的数量分别为进水流量(Q)的0、0.5%和1%]的平行运行,结果显示,臭氧化能够显著降低系统的污泥产率(0.5%Q和1%Q系统的污泥产率仅为0.17,0.12kgMLSS/kgCOD,较0Q系统分别下降了29%和50%),同时不对硝化和有机物的去除作用产生明显的影响,系统出水水质良好.     

CaO对高浓度污泥厌氧消化性能的影响机理及动力学分析

为解决高固体浓度污泥厌氧消化水解速率慢的问题,采用CaO对高固体浓度污泥进行碱解预处理。采用粒径分析及溶解性COD、蛋白质和多糖浓度监测考察碱解预处理前后污泥物理化学特性的变化,评估碱解预处理对高固体浓度污泥厌氧消化产甲烷潜力及有机物降解规律的影响,研究不同碱量下EPS、细胞壁和细胞膜破解程度对厌氧消化性能的影响机理,分析厌氧消化过程的动力学特性。结果显示:CaO碱解预处理高固体浓度污泥后,污泥粒径变化不明显,而溶解性COD、蛋白质和多糖的浓度均有增加;碱解预处理的破解程度随着碱投加量的增加而增加;碱解预处理后,高固体浓度厌氧消化的累积甲烷产率提升了22.9%~34.8%;分析机理低碱量预处理时只能释放EPS中的有机质,从而促进厌氧消化的累积甲烷产率,而高碱量预处理时,EPS内的有机质和胞内聚合物都得到释放,使累积甲烷产率增加。动力学研究结果表明:碱解预处理可以显著提高污泥甲烷产率,加快厌氧消化速率,并明显缩短延滞期。     

微波-过氧化氢联合作用处理污泥的影响因素

作为一种新的污泥预处理技术,微波-过氧化氢联合作用处理污泥显示出高效、快速的优势.试验考察了3个主要参数:污泥浓度(定量H2O2和等比例H2O2/TSS投加)、微波功率和pH值对微波-过氧化氢联合作用处理污泥的影响.研究结果表明:①在H2O2定量投加(5000mg·L-1)时,当污泥浓度超过22g·L-1,溶出COD没有显著增加;在H2O2与TSS等比例投加条件下,COD溶出与污泥浓度呈线性关系;②微波功率在200～1000W范围内不影响污泥处理效果;③在微波-过氧化氢联合作用处理污泥时,污泥溶解比例随着污泥初始pH值的提高而增加.     

饮用水中内分泌干扰物双酚A的臭氧氧化降解研究

采用臭氧氧化工艺对饮用水中内分泌干扰物双酚A特性进行了研究.研究表明:在原水浓度为1.0mg/L左右,臭氧总投加量为1.0、1.5和2.0mg/L条件下,30min BPA去除率可达70%、82%和90%.通过考察不同臭氧投加量、不同本底条件、不同BPA初始浓度和不同臭氧投加时间对BPA臭氧氧化的影响,分析得出臭氧投加量对BPA的降解占主导地位,而臭氧接触时间对去除效果的影响很小;采用紫外波长扫描确定在臭氧降解BPA的同时生成了在UV₂₅₄上有吸收的产物.通过考察臭氧氧化双酚A过程中UV₂₅₄的变化,提出低臭氧投加量下BPA不能完全被氧化,而采用缩短臭氧投加时间、加大臭氧投加量以及提高水中余臭氧浓度等方法,有利于水中BPA的完全降解.     

臭氧深度处理系统尾气在污水厂曝气系统回用的应用性研究

随着我国水环境的日益恶化以及污水排放标准的提高,如臭氧高级氧化等深度处理工艺近年来在大城市的污水厂被广泛应用。臭氧处理系统产生的尾气具有毒性,需使用臭氧破坏器进行分解。如将臭氧尾气回用至曝气池可以有效降低运行成本,但是臭氧浓度过高可能会影响污泥性质。研究以投加量为0.26 g/(kg·h)的臭氧尾气进行曝气,并以相同流量的纯氧进行曝气作为平行试验。研究发现,在该浓度下系统COD去除率降低;该浓度臭氧对硝化反应没有明显的抑制作用;该浓度臭氧会提高活性污泥沉降性能,但同时也会造成表面浮泥。     

臭氧氧化印染工业园废水的效能与机理研究

本研究开展了印染废水臭氧氧化影响因素、降解动力学和淬灭实验,测定了自由基物种、降解产物和琥珀酸脱氢酶活性.结果表明,苯胺去除效率随着pH值、臭氧投加量和臭氧投加速率的增加分别逐渐减小、增加和减小,且臭氧浓度为24 mg·L^-1时苯胺去除效率最高.臭氧氧化苯胺的适宜条件为：臭氧浓度为24 mg·L^-1、臭氧投加量为200 mg·L^-1和臭氧投加速率为4 mg·min^-1,此时苯胺的去除效率为47.2%.臭氧氧化苯胺是直接氧化为主结合羟基自由基反应的作用过程.苯胺脱氨基和裂解苯环后生成戊二酸或L-焦谷氨酸直至矿化.大肠杆菌在原水和臭氧氧化后废水中的酶抑制率分别为83.4%和24.7%.臭氧氧化前处理后,混凝去除色度、SS、COD、总氮、总磷、硫化物和苯胺的效能分别提高了0.72%、0.46%、31.40%、9.40%、22.80%、31.40%和63.30%.研究结果为臭氧氧化印染工业园废水前处理的应用提供了基础依据.     

臭氧氧化产物甲醛的产生机理研究

对3类含不同碳链结构的有机物进行臭氧氧化,研究了氧化过程中的甲醛浓度变化情况,并对臭氧单独氧化、臭氧和羟基自由基混合氧化和羟基自由基氧化特性进行了分析.以丙烯酸为目标物,分别研究了不同进气流量、气态臭氧浓度和双氧水投加量对甲醛浓度的影响.结果表明:苯环上不同的取代基对甲醛产量有较大影响,单烯烃的α-C上连接的基团对甲醛浓度影响更大;在氧化过程中,甲醛浓度表现出先增后减的变化趋势,出现峰值.增大进气流量和进气臭氧浓度会使峰值减小,并使出峰时间缩短,但会提高初始产出速率;对不同有机物,羟基自由基氧化对甲醛产量的影响不同,氧化丙烯酸和反丁烯二酸时,甲醛积累量减小,而氧化壬基酚和水杨酸等芳香族化合物时,甲醛积累量提高.     

臭氧氧化处理油气管道清洗废水工艺优化研究

利用臭氧氧化方法处理海洋油气管道清洗废水,考察了臭氧氧化降解COD过程中臭氧投加量、p H和进气流量3个因素对废水COD处理效果的影响。在单因素实验的基础上,通过Design Expert 8.0.6软件对臭氧投加量、p H和进气流量3个因素进行Box-Behnken设计并优化,得到了臭氧氧化降解COD的二次多项式模型。分析表明,该模型对COD的去除率具有显著影响。确定最佳反应条件分别为:臭氧投加量为9.5 g/h,p H为8.92,进气流量为2.33 L/min。在此最佳条件下,COD最大去除率为39.21%,而模型的预测值为38.06%。模型与实际情况的吻合度较高。     

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.     

污泥处理过程中厌氧再释磷的影响因素研究

对序批式活性污泥反应器(SBR)试验装置和T型氧化沟污水处理厂的释磷总量进行了研究.同时,利用实验室和污水厂SBR装置考察了富磷污泥中的硝酸盐浓度、碳源种类、初沉池污泥投配比等因素对富磷污泥厌氧再释磷的影响.结果表明:每日通过泥线释磷返回水线的磷约占日处理磷量的10%～16%;不同有机基质诱导的污泥释磷速率不同,乙酸钠等低级脂肪酸能快速诱导污泥再释磷;硝酸盐的存在对污泥再释磷有明显的抑制作用,4h后当NO3--N浓度降低到0.2mg·L-1以下时磷将快速释放;初沉污泥的投加会使释磷时间提前4h,随着初沉污泥投配比的提高,释磷速率会相应提高,但释放总量不变.试验结果可以为SBR污水厂污泥处置过程中控制富磷污泥磷的再释放提供参考.     

水力空化联合臭氧氧化协同促进剩余污泥溶胞

为有效提高剩余污泥溶胞效率并减少剩余污泥产量,采用水力空化与臭氧反应相结合的方法促进剩余污泥溶胞。系统探究了二者协同作用下剩余污泥的减量效果、有机质的释放、胞外聚合物(EPS)的解聚,分析污泥形态结构和各类溶解性有机物的变化趋势。结果表明：当臭氧浓度为(160±10) g/m³,水力空化联合臭氧处理135 min后,污泥的挥发性悬浮固体和总悬浮固体去除率分别为79.12%和68.55%,DD_COD达到90.67%,ρ(NH⁺₄-N)由(3.15±0.07) mg/L增加至(42.75±0.21) mg/L,蛋白质和多糖总量分别提高了627.05%和957.28%。剩余污泥经水力空化联合臭氧氧化处理后,粒度扫描和显微镜观察结果表明其颗粒较原泥显著变小;三维荧光结果显示该方法可有效增强污泥溶胞效果,在促进污泥溶胞和减量方面表现出显著的协同效应。