硅橡胶平板复合膜萃取处理含酚废水的分离性能

 采用一种新的硅橡胶平板复合膜[聚二甲基硅氧烷 (PDMS) /聚偏氟乙烯 (PVDF)]处理含酚废水,考察了流量、萃取液pH 值、料液浓度、系统温度、盐离子浓度对总传质系数(Kov)的影响.结果表明, 随料液流量增加,Kov 增大,当料液流量＞400mL/min 时,Kov 基本不变;当萃取液pH 值＞11 时,增大pH 值对Kov 影响不大, 当pH 值为12.5~13.0 时,萃取液浓度变化对Kov 无影响;料液浓度增加,使传质动力增强,从而加强了传质,但当料液浓度达到5g/L 时,Kov与其初始浓度无关; Kov随液相温度增加而线性增大; 离子强度改变了苯酚在相间的分配系数,影响传质过程.     

新型PDMS相转化膜在萃取膜生物反应器中的应用

萃取膜生物反应器（EMBR）可将难降解的苯酚高盐废水分离为易降解的低浓度苯酚废水,从而实现苯酚高盐废水的高效降解。针对EMBR中传统硅橡胶管式膜苯酚跨膜传质速率较慢的问题,研究采用相转化法直接制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜,可同时实现苯酚高渗透性与无机盐高截留率。探究了萃取膜生物反应器中废水、微生物单元的流量、pH、温度等参数对苯酚跨膜传质与无机盐截留的影响,优化了EMBR运行条件,并探究了EMBR内微生物的苯酚降解能力及对苯酚跨膜传质的影响。研究发现EMBR最优运行条件:废水单元流量为0.17 L/h、pH值=5.1、温度为34℃;微生物单元流量为0.17 L/h、pH值=5.75、温度为30℃。投加微生物后,该EMBR的苯酚跨膜传质系数最高可达到（4.0~4.3）×10-7 m/s,苯酚去除率始终维持在100%,NaCl截留率高于99.9%。研究成果有助于解决EMBR应用推广的瓶颈,对我国水环境污染治理和水资源安全保障有积极意义。     

烷基膦酸载体液膜中Cd(II)的传输

采用内耦合大块液膜分离技术,通过考察料液相pH值、温度、载体浓度以及解析相组成对Cd(II)迁移速率的影响,研究了以烷基膦酸为流动载体的液膜中镉的迁移规律,并建立了渗透系数与pH值、温度以及载体浓度之间的关系方程.结果表明,Cd(II)以CdR22HR(Kex值为3.58106)配合物形式在液膜中传输,增加载体浓度或升高温度,迁移速率明显升高.最佳传质条件为料液相pH值4.5～5.1、载体浓度5.0%～7.5%、温度298～308K.     

影响人粪沼液氨氮吹脱传质速率的因素分析

以人粪厌氧发酵沼液为研究对象,采用吹脱法对其进行预处理,改善其C/N过低不利于生化处理的问题。研究了氨氮吹脱的4个主要影响因素(初始pH、空气流量、温度和填料)对沼液吹脱效果和总传质系数的影响。结果表明:在pH=10,空气流量为300 L/h,温度为50℃、投加填料的最优工艺条件下,其总传质系数为0.4535 h~(-1)。     

扩散渗析—电渗析法回收盐酸酸洗废水中的酸和铁

为了达到盐酸酸洗废水＂零排放＂的要求,采用扩散渗析—电渗析联合工艺技术,进行回收酸洗废水中的盐酸和铁的试验研究。考察了扩散渗析装置料液进水流量、蒸馏水与酸洗废水流量比、电渗析装置阴极室进水pH值、阴极室和阳极室进水流量和槽电压对酸洗废水中盐酸和铁回收效果的影响。结果表明,用不锈钢作阴极,自制改性Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极作阳极,采用DF120型均相阴离子交换膜,当扩散渗析装置料液进水流量为0.35L/h,维持蒸馏水与酸洗废水流量比为1,电渗析装置阴极室进水pH值为2.50,阴极室和阳极室进水流量为0.06L/h,槽电压为10V时,回收盐酸浓度平均为0.2mol/L,盐酸回收率平均为66.7%;出水中Fe2＋浓度平均为99.5mg/L,铁回收率均可达到88%。     

中空纤维膜吸收法脱除SO_2的实验研究

利用聚丙烯中空纤维膜组件为吸收器 ,以SO2 /空气混合气—清水、SO2 /空气混合气—NaOH溶液 ( 0 .1mol/L ,0 .5mol/L)为实验体系 ,研究了吸收液浓度、气液两相流速和气液两相流程等操作条件对吸收率的影响 ;以传质单元高度 (HTU)为指标 ,与 3种常用填料吸收塔进行了比较 ;研究结果表明 :中空纤维膜吸收技术用于工业SO2 脱除具有较高的传质效率和显著的环境效益     

气流与第三方物质交互解吸高浓度氨氮废水的研究

利用填料塔作为吹脱解吸设备,结合表面活性剂增强传质的特点,选取表面活性剂作为第三方物质,以空气作为气流吹脱解吸废水中的高浓度氨氮。实验研究了废水温度T、pH值、气液比n、表面活性剂种类和投加量ρ等条件变化对氨氮解吸效率η的影响。结果表明:加入表面活性剂X后,氨氮脱除效率提高2%;影响解吸效率因素的主次顺序为pH>T>n>ρ;最佳操作条件为T=80℃、pH=11.0、ρ=15 mg/L、n=650:1。在最佳的操作条件下,处理氨氮含量为2 159.0 mg/L和3 680.5 mg/L的废水时,解吸效率分别达到95.28%和94.69%,即废水最终的氨氮浓度为102.0 mg/L和195.5 mg/L,低于废水后续生化处理进水指标中对氨氮含量的要求。     

典型生物质燃烧排放酚类有机物的大气液相氧化动力学

生物质燃烧排放有机物是大气二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物,但相关反应参数仍较为匮乏。选择其中4种代表性物质,间苯二酚(RES)、4-乙基苯酚(4-EP)、丁香酚(Eug)和2,4,6-三甲基苯酚(Trmp),利用相对速率法测定了其与·OH在液相(云雾条件)中的二级反应动力学参数,并估算了其在实际大气条件下的液相反应寿命。在pH=5.4,T=298 K条件下,测定以上4种前体物液相氧化的二级动力学常数(K)分别为(7.68±0.04)×109,(18.12±0.56)×109,(23.11±0.60)×109,(16.90±0.58)×109 L/(mol·s),所得到的K值不确定性为3.5%~12%。此外,还测定了体系在T=293,288 K时的K值,发现288 K时的K值比298 K时的低了22%~38%,说明温度对于酚类液相反应的双分子速率常数有一定影响。研究还发现,反应过程中前体物浓度为初始值1/2时,pH降低,说明反应过程中可能生成一定量的有机酸;这些化合物在不同情境下使用CAPRAM 3.0多相机制计算得到的大气寿命在数十秒到数十小时之间,进一步说明生物质燃烧排放酚类化合物对SOA的生成贡献值得重视。     

膜参数对膜吸收法天然气脱硫传质性能的影响研究

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液为吸收液,采用膜吸收法进行了模拟天然气脱硫试验,考察了不同膜参数对MDEA溶液脱硫过程中传质性能的影响。结果表明:在较为理想的稳态膜吸收过程中,多孔膜孔径大小、膜厚度以及膜孔形态等因素对稳态膜吸收过程中的传质效果影响不大;在其他条件不变的情况下,多孔膜的传质性能随着孔隙率的增大而提高;同时传质效果还受到膜润湿现象的影响。这说明在较为理想的稳态膜吸收过程中孔隙率是对传质效果产生影响的主要因素,为膜吸收过程传质的影响因素探究及多孔膜选择提供了依据。     

膜萃取处理水溶液中镉、锌离子的工艺

以P204+正庚烷为萃取剂,将中空纤维膜萃取技术用于处理水溶液中镉离子、锌离子.研究了两相流速、初始浓度及溶液pH等因素对传质系数和萃取率的影响,计算了膜萃取器的传质单元高度(HTU)_w,同时还研究了萃取剂的再生问题.实验结果表明,在低浓度下(＜500 mg/L),平衡分配系数较大,传质阻力主要是在水相;在初始浓度较高时(＜2000mg/L),由于分配系数较小,三项传质阻力均不可忽略;在初始浓度很高时(＞2000mg/L),传质由有机相和膜相阻力控制.实验还表明通过膜器串联可以实现萃取剂的再生.对于稀溶液(＜200mg/L),中空纤维膜萃取可以使水溶液中金属离子浓度减小2个数量级,通过计算,中空纤维膜萃取器(HTU)_w在15～30cm之间,大大低于传统的萃取塔.     

粟米糠-耐Pb菌株复合吸附剂固定床穿透曲线特性

以粟米糠(MC)为原料,添加自铅锌尾矿渣中分离的耐铅菌米曲霉(HA)制成粟米糠-耐Pb菌株复合吸附剂(MCH),研究固定床系统中MCH对Pb~(2+)的动态吸附特性,考察吸附柱高度、初始离子浓度、进水流速对穿透曲线特性的影响.研究结果表明,复合吸附剂在固定床系统中的吸附性能明显优于单一吸附剂;MCH对Pb~(2+)的吸附穿透时间与吸附柱高成正相关,与初始离子浓度和进水流速成负相关,传质区长度与吸附柱高成负相关,与初始离子浓度和进水流速成正相关;初始离子浓度对穿透曲线和传质区长度影响最小.采用BDST、Yoon-Nelson和Thomas模型拟合试验数据结果显示,在较高流速和初始离子浓度条件下,实测与BDST模型拟合数据的相对误差最小,其原因可解释为BDST模型忽略了内部扩散和质量传递间阻力的影响;在吸附柱较低、初始离子浓度或进水流速较大条件下,由于传质推动力过大以至传质区被瞬间穿透,吸附质在吸附柱内停留时间很短,Yoon-Nelson和Thomas模型无法准确预测其穿透时间和拟合穿透曲线;总体上对比其它模型,Thomas模型拟合穿透曲线的效果较好,说明在MCH固定床Pb~(2+)的吸附过程中没有轴向扩散且具有平推流作用.     

膜生物反应器短程硝化脱氮处理生活污水的研究

采用膜生物反应器处理模拟生活污水,研究了短程硝化生物脱氮的效果,试验结果表明:在中温(25～30℃),曝气量为0.15m3/h、pH值为7～8的条件下,COD去除率平均值为89.0%(最高达95.4%),出水氨氮在5.0mg/L以下(平均3.1mg/L),NO2-得到了富集,出水中基本监测不出NO3-,总氮去除率平均为86.2%(最高达94.0%),且系统对有机物与氮源的耐冲击负荷能力较好;曝气量和pH值是短硝化过程的重要影响因素。     

跌水曝气浅层生物接触氧化工艺的研究

利用跌水曝气浅层生物接触氧化工艺处理模拟生活污水,结果表明：温度升高、高度增加、流量增大均能使跌水充氧效果提高,其中跌水高度影响最为显著。实验确定最佳跌水高度为0.6m,反应器的合理深度为0.4m;当进水流量为40L/h,进水COD,NH3-N平均值分别为160,15.8mg/L时,两者的去除率分别为64.8%和32.7%。     

MDEA水溶液膜法天然气脱硫的试验研究

以新配和含有一定H_2S的MDEA溶液为吸收液,以聚偏氟乙烯(PVDF)膜组件为接触器,通过对操作参数的调节和改变膜孔大小等方法对脱硫率和总传质系数进行研究。结果表明:气液压力差以及膜孔孔径的增加均有利于脱硫率和总传质系数的提升,即均有利于脱硫。降低进气流量和低气液比均对H_2S传质有积极作用。     

膜法氨水吸收脱除烟气中CO2的研究

以氨水为吸收剂,对聚丙烯中空纤维膜分离烟气中CO2进行了实验研究.结果表明:随着气体流量和入口CO2浓度的增加,CO2去除率下降而传质速率增加;随着氨水浓度和氨水流量的增加,CO2去除率和传质速率均显著增加,但当氨水浓度大于2.5 mol·L-1,吸收液流量大于80m L·min-1后,膜接触器对CO2去除率和传质速率基本保持不变;膜接触器连续运行15 d后其吸收性能显著下降,CO2去除率、传质速率、总传质系数均下降约40%~50%.接触角测量、SEM及XPS表征结果表明:随着操作的进行,聚丙烯膜在吸收液环境中接触角逐渐降低,疏水性减弱,造成膜孔润湿;同时碳酸盐在膜孔形成结晶,堵塞膜孔,使得传质阻力进一步增加,从而造成膜接触器吸收性能的下降.     

某城市污水厂运行中出现的问题及解决办法探讨

某城市污水处理厂采用改良氧化沟工艺处理生活污水,在运行中存在脱氮除磷效果不佳的问题。通过对该厂的工艺流程及进、出水水质情况等分析,结果表明:TN、TP去除率低的主要原因是进水有机物浓度与设计值相比偏低,氧化沟内很难形成设计时所设想的好氧/缺氧交替运行的环境以满足氮、磷的去除。因此,尽快完善污水收集系统,使城市污水处理厂进水水质达到设计要求是提高氮、磷去除效率的关键。在工艺中可适当减少曝气量来提高TN去除率,降低出水中的硝态氮和溶解氧,同时进一步提高TP去除率。     

进水条件对侧流活性污泥水解工艺性能和微生物的影响

针对传统生物脱氮除磷工艺性能易受进水条件变化影响的缺点,构建了侧流活性污泥水解(SSH)工艺反应器,比较研究了该反应器与常规厌氧/缺氧/好氧(A2/O)工艺反应器在不同进水条件下的污染物处理性能和微生物群落的变化规律。试验结果表明:A2/O和SSH反应器化学需氧量(COD)去除性能的变化较小,整体COD去除率均维持在90%左右。进水负荷和流量的升高有利于提高脱氮除磷效果。A2/O和SSH反应器的总氮去除率分别从阶段Ⅰ的58%和72%升高到阶段Ⅲ的67%和83%,总磷去除率均从60%左右升高到85%以上。与A2/O反应器相比,进水条件变化对SSH反应器脱氮性能的影响较小。相同进水条件下SSH反应器脱氮性能更好,总氮平均去除率比A2/O反应器高出23%。高通量测序结果表明,SSH反应器中微生物群落的多样性更高,Dechloromonas、Accumulibacter等脱氮除磷功能菌的相对丰度更高,是反应器出水水质良好且稳定的重要原因。研究成果可为SSH工艺的设计与实际应用提供参考依据。     

膜-生物反应器组合工艺稳定运行特性的研究

对自行研制的无机陶瓷膜 生物反应器的操作条件及稳定运行特性进行了研究 ,结果表明 :操作压力、膜面流速及水温的提高均有利于膜通量的增加。经系统长期稳定运行 50d以上 ,CODCr、NH3 N的平均去除率分别达到96.1 3%和 99.33%以上。     

中空纤维膜接触器分离烟气中CO2

在中空纤维膜接触器试验台上利用模拟烟气进行CO2的分离试验,采用MDEA与MEA和MDEA与氨基酸盐2种混合吸收液,考察吸收液种类、浓度、CO2负荷和烟气CO2含量对脱除效率和传质速率的影响.结果表明,在MDEA水溶液中加入MEA或氨基酸盐作为添加剂,大大提高了脱除效率,改善了传质速率,相对于单一的MDEA吸收液,混合吸收液的脱除效率平均提高了200%,传质速率提高了238%,其中以MEA作为添加剂的混合吸收液的传质速率在2种混合吸收液中最好,传质速率最高可以达到1.7 mol·m-2·h-1.     

流量分配对分段进水A/O工艺脱氮性能的影响

采用分段进水A/O中试脱氮系统处理实际生活污水,为充分利用原水碳源,采用流量分配系数法对进水流量进行分配.在高、低负荷,进水COD/TKN分别为3、 5、 7、 9、 11、 13下,研究流量分配比对分段进水A/O工艺脱氮性能的影响.结果表明,在高负荷、低C/N(COD/TKN＜5)下,按流量分配系数分配流量,会造成系统硝化容量浪费,导致氨氮去除效果下降.而在高负荷、高C/N(COD/TKN＞9),由于首端氨氮负荷过高,氨氮不能完全氧化,导致后段反硝化电子受体不 足,造成系统碳源浪费,结果随C/N提高,总氮(TN)去除率却逐渐降低.而低负荷下,由于不存在硝化限制,系统TN去除率随进水C/N升高而升高,当C/N为13时,出水TN<2 mg/Ｌ,最高TN去除率可达976%.高、低负荷,不同C/N下的试验结果证明,高C/N污水(C/N＞α),采用流量分配系数分配流量,可充分利用原水碳源,提高TN去除效率,但需保证各段硝化完全.而低C/N污水(C/N＜α),C/N是决定TN去除率的关键因素,从保证硝化效果、利于硝化菌生长的角度考虑,不宜采用流量分配系数法分配流量,各段等负荷分配流量是一个可能的选择.