一体式粉末活性炭-微滤组合工艺的除污染效能

研究了一体式粉末活性炭-微滤(PAC-MF)组合工艺对有机物、农药和氨氮的去除效果,并量化了粉末活性炭-微滤工艺中PAC、微生物和MF分别对去除污染物的贡献.结果表明,PAC-MF组合工艺对TOC、UV254、以及THMFP和HAAFP的平均去除率分别为73.56%、96.75%、77.64%、83%,对敌敌畏的平均去除率为95.1%,对氨氮的平均去除率可达98%.粉末活性炭-微滤工艺中,活性炭能够使膜的有机负荷降至膜直接过滤工艺的28.32%,膜表面的炭层对污染物有去除作用;活性炭在一次性高浓度的投加方式下,可以提高活性炭对氨氮的吸附作用,使对氨氮的去除率达44.5%.     

活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料的制备及去除水中酸性橙Ⅱ的研究

为获得同时具有优良的吸附特性和磁分离性的吸附材料,把活性炭和铁氧化物进行复合,得到活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料.吸附饱和后,用简单的磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来.用共沉淀法制备了活性炭与铁氧化物质量比分别为3∶2和3∶1的磁性复合吸附材料,并用磁强计、BET比表面测定仪、XRD和扫描电镜对其进行了表征.考察了制备温度对复合吸附材料磁性的影响,研究了磁性复合材料吸附去除水中偶氮染料酸性橙Ⅱ的动力学、等温线及pH的影响.结果表明,不同温度条件下制备的复合吸附材料均有良好的磁性能,铁氧化物的存在对其比表面或者孔结构影响不大;活性炭铁氧化物磁性复合吸附材料对偶氮染料酸性橙Ⅱ的吸附动力学和吸附等温线也表明铁氧化的存在对活性炭的高吸附能力没有影响.     

固定化生物活性炭纤维处理餐饮废水的研究

采用砂滤-固定化生物活性炭纤维技术处理餐饮废水,通过对油、浊度、COD、UV254四个重要指标去除率的测定评价处理效果。方法:餐饮废水经过砂滤后在中间水池中进行曝气,将曝气后的水样通过固定好微生物的生物活性炭纤维柱,测定出水指标。结果:该工艺处理后水样的浊度去除率为83%、UV254去除率为67%、COD去除率为84%,油的去除率为91%。结论:采用砂滤-固定化生物活性炭纤维技术处理餐饮废水是可行的。该工艺对废水中的浊度、COD、UV254均有很好的去除作用,出水水质比较稳定。     

水源水中典型化学品突发污染的应急处理

针对被典型化学品双酚A(BPA)与邻苯二甲酸二乙酯(DEP)污染原水的应急处理工艺进行了研究.结果表明,活性炭吸附可有效去除双酚A和DEP.拟二级动力学模型和Elovich模型较好地描述粉末活性炭对原水中BPA和DEP的吸附过程.中试条件下,50 mg/L的粉末活性炭可分别将原水中浓度约为500 μg/L的双酚A和3.3 mg/L的DEP处理达标.炭砂滤柱对2种化学品的动态吸附表明,BPA和DEP的去除率受它们初始浓度的影响较小,在滤速为5.1～15.3 m/h的范围内BPA和DEP的去除率基本不受滤速的影响.当同时采用粉末活性炭和炭砂滤柱工艺时, PAC的吸附过程是去除污染的主要阶段,炭砂滤柱可以作为粉末活性炭的有效补充保证一定的安全系数.KMnO₄和Cl₂均不能氧化DEP,3 mg/L的KMnO₄和1.5 mg/L的Cl₂可几乎完全氧化水中浓度为850　μg/L的BPA,BPA的氯化产物和KMnO₄的氧化产物及其毒性有待于进一步研究.　1.5 mg/L高锰酸钾和PAC联用对去除DEP无协同作用,对去除BPA有促进作用.     

磷酸盐对铁锰复合氧化膜去除地表水中氨氮的影响

利用中试实验系统,研究磷酸盐对石英砂滤料表面负载的铁锰复合氧化膜去除地表水中氨氮的影响.结果表明,当水温为17.2~21.9℃时,随着运行时间的推移,未投加磷酸盐滤柱的氨氮去除效果有所下降;而投加5~15μg·L~(-1)磷酸盐滤柱的氨氮去除效果稳定,且去除率大于95.3%.当水温低于10.5℃时,滤柱出水氨氮浓度超标,此时通过提高磷酸盐投加量至30μg·L~(-1)或增加滤层厚度均可实现出水氨氮浓度达标.但随着系统持续运行,仅增加滤层厚度的滤柱出水氨氮浓度会再次超标.水温在6.5~10.5℃之间,投加30μg·L~(-1)磷酸盐的条件下,120 cm和80 cm活性滤层的最大安全进水氨氮浓度分别为2.34 mg·L~(-1)和1.95 mg·L~(-1).滤柱中生物灭活实验表明活性氧化膜对氨氮的去除同时包括催化氧化作用和生物作用;投加磷酸盐条件下,活性氧化膜的总活性和催化氧化活性分别是未投加磷酸盐条件的1.36倍和1.79倍,这表明磷酸盐促进了活性氧化膜的催化氧化活性.     

纤维素酶法废纸脱墨机理的初步研究

验证了纤维素酶促进废新闻纸脱墨的有效性;从不同角度研究了纤维素酶用于废纸脱墨过程的作用机理,实验结果表明：纤维素酶通过水解部分细小纤维、降低纤维表面负电荷等作用,促进油墨从纤维上脱离,并减少细小油墨粒子在纤维表面的二次吸附;提高了纸浆滤水性能,从而使细小油墨粒子易于被洗涤去除。     

生物活性炭老化对滤池过滤阻力和处理效果的影响

利用饮用水厂运行10年的生物活性炭(BAC)装填滤柱,研究活性炭老化对滤柱过滤阻力和处理效果的影响.结果表明,活性炭老化会产生大量小粒径颗粒炭,沉积于活性炭池表层的小粒径颗粒炭产生的过滤阻力是滤柱总阻力的主要来源,其比阻约为底层炭的22倍.强化反冲洗仅可降低初始过滤阻力,移除表层细炭是降低活性炭滤池阻力的有效方法.强化反冲洗对滤柱过滤性能无显著影响.移除表层细炭后,老化活性炭滤柱对总有机碳的去除率由24.71%下降至7.04%,而后恢复至移除前的水平.移除表层炭后老化活性炭对UV₂₅₄和大于2μm颗粒数的去除率与对照组活性炭相似.降低活性炭滤池的反冲强度、延长过滤周期是延长老化活性炭寿命的有效方法.     

上流式曝气生物滤池深度处理碱减量印染废水

采用上流式曝气生物活性炭滤池(UABACF)深度处理碱减量印染废水,在固定汽水比3∶1条件下,研究水力停留时间(HRT)对COD、UV254和色度去除效果的影响,分析污染物降解、系统微生物量和微生物活性在滤柱高度方向的沿程分布特征。结果表明:HRT对COD去除率影响最大、色度次之,对UV254去除影响最小,在HRT=8.90 h条件下系统对COD、色度和UV254的去除效率分别为74%、95%和92%。试验条件下,110 cm滤柱高度以下属于污染物降解的高效区域,微生物量和单位质量活性炭脱氢酶活性在此滤柱高度范围内逐渐降低而后保持基本稳定的状态,而单位微生物量TTC-脱氢酶活性在滤柱底部至70 cm高度处逐渐上升,然后呈下降趋势至110 cm高度附近降至最低,然后出现上升的趋势。     

复合填料生物渗滤系统处理城市雨水径流的研究

为有效控制无锡市道路雨水径流面源污染,根据当地径流污染的特点,设计了能去除多种道路径流污染物的复合填料生物渗滤系统,进行污染雨水净化效果的试验研究.结果表明,系统对道路雨水中的悬浮性颗粒物(SS)、耗氧有机污染物(COD)和氮磷污染物均具有明显的去除效果;所有类型的复合填料生物渗滤系统对于SS均具有较高的去除率,能够达到90%以上;以活性炭填料为主的渗滤系统(GAC)对于COD和磷类污染物的去除效果相对较优,以沸石填料为主的渗滤系统(ZFM)对氮类污染物的去除效果相对较优.木屑在系统中的添加能够有效提高系统对氮类污染物的去除率;在系统中混合分散放置木屑的装填方式相较于集中分层的装置方式能够减少木屑溶出物的释放,可使系统达到更高的COD和氮磷污染物的去除效率.     

炼油厂污水回用处理研究

研究表明，炼油厂外排污水采用悬浮载体生物接触氧化、砂滤和臭氧生物活性炭工艺深度处理，主要污染物都有良好的去除效果，总出水清澈、无色，可以满足多种回用要求。分析表明，大部分还原性污染物通过生物深度处理而去除，而微量有机物主要由臭氧生物活性炭去除。工艺系统具有除污染效率高、运行稳定、抗冲击能力强等优点。     

橡胶工业废水深度处理回用的研究

采用混凝沉淀－砂滤,活性炭吸附和反渗透处理工艺,对齐鲁石橡胶厂排放的工业废水进行了深度处理后回用的实验研究。混凝沉淀－砂滤主要用于去除悬浮物质去除率约为９３％;活性炭主要去除难生物降解的可溶性有机物质对ＣＯＤ,石油类,挥发酚和色度的去除率分别为６０％,８０％,８０％和７０％;反渗透主要去除无机盐类和一些残余有机物质对ＴＤＳ和无机盐的去除率分别为９３％和８５％。     

活性炭滤池中微生物特征及其对溶解性有机碳的去除作用

采用异养菌总数计数（HPC）法检测了北京地区J水厂活性炭滤池中微生物量,并分析了活性炭滤池进出水中有机物的组成、活性炭的吸附作用及微生物作用对溶解性有机碳(DOC)去除的贡献率.结果表明,不同炭龄、不同运行周期活性炭滤池中的微生物量有显著的差异.由于溶解性可生物降解有机碳（BDOC）占溶解性有机碳（DOC）的比例较小,且受微生物数量、活性等因素的影响,微生物对DOC的去除效果极为有限,在1.5年和5年炭龄活性炭滤池中对DOC的去除率仅占总去除率的18.8%和26.4%.此外,微生物对较为敏感的嗅味物质2-MIB和geosmin去除作用也不显著,去除率在15%以下（初始浓度为100ng·L-1）;在使用5年活性炭滤池中,微生物对2-MIB和geosmin去除率为12%和14%,分别占总去除率的32%和29%.因此,北京地区地表水净水厂活性炭滤池中微生物对有机物控制的贡献率较低,对DOC的去除主要以活性炭的吸附为主.     

生物活性炭纤维载体的筛选及总磷和锌的去除

研究了四种活性炭纤维(J-10,J-12,A-10,A-20)的比表面积情况、微孔结构及在挂膜后生物活性指数的变化情况。最大的比表面积A-20达到了1760m2/g,J-12为1225m2/g;四种活性炭纤维挂膜的生物活性指数分别达到了3.8、4.9、2.6、2.7mg/L,最佳的活性炭纤维载体材料为J-12。通过电镜扫描图观察了微生物在活性炭纤维(ACF)上的生长情况,发现不同时期微生物生长的状态、数量及物种是不同的,中期生物形态丰富,微生物种类繁多。将生物活性炭纤维法应用于原水中总磷和锌离子的去除,同生物活性炭法(BAC)的去除效果进行了比较,结果表明:在同样的实验条件下生物活性炭纤维的去除效果最佳,对总磷和锌的最佳去除率分别达到了72%和69%,使原水中总磷含量由《地表水质环境质量标准》中的Ⅲ类标准提高到Ⅱ类标准,使原水中锌的含量符合《渔业水质标准》;后期基本稳定在65%～70%和60%～70%之间;远远优于生物活性炭法。     

颗粒活性炭改性同步去除水中铅、铬的研究

为提高颗粒活性炭同步去除水中铅、铬污染物的能力,分别使用氧化铁、氧化锰、十六烷基三甲基溴化铵(HTMAB)和氯化十六烷基吡啶(CPC)制作改性活性炭(Fe Cl3-AC,Mn O2-AC,HTMAB-AC,CPC-AC)。通过测定4种改性活性炭表面的等电点p H、酸碱官能团和扫描电子显微镜图像,研究4种改性活性炭吸附效果优异并分析其中原因。结果表明:Fe Cl3-AC同步去除铅、铬效果最佳,HTMAB-AC、CPC-AC与原炭效果持平,Mn O2-AC效果还不及原炭。从等电点p H来看,Fe Cl3-AC拥有较低的等电点p H,有利于静电吸附铬酸根阴离子团;从酸性基团数目来看,Fe Cl3-AC表面拥有较多酸性官能团,有利于离子交换作用,保证了对铅离子较高的吸附效率;从SEM来看,Fe Cl3-AC上Fe Cl3负载均匀,有效改善了活性炭表面特性,有利于吸附。     

生物活性炭工艺深度处理丹江口水库水的中试

活性炭过滤是饮用水深度处理的重要工艺,其中滤速、炭层高度、温度和炭龄是影响活性炭滤池运行效果的关键因素. 以丹江口水库水为处理对象,以混凝-沉淀-砂滤出水作为炭滤池进水,以高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率为评价指标,考察2011年4月—2013年5月取自北京某水厂的新炭、1年炭、3年炭和5年炭(2011年5月时炭龄)对水中有机物的去除效果. 结果表明,随着滤速的增大,有机物去除率降低;活性炭炭柱滤速为8 m/h时,高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率分别为41.9%和41.2%,能够获得较好的处理效果. UV₂₅₄去除率随总炭层高度的增大而增大. 随着炭层高度的增加,单位高度活性炭滤料对UV₂₅₄的去除率降低.夏季高温期,1年炭对高锰酸盐指数和UV₂₅₄的去除率分别为44.2%~57.4%和38.5%~53.1%,高于其在冬季低温期的去除率(38.9%~51.1%和31.7%~45.5%). 活性炭在使用初期,主要依靠吸附作用去除有机物;随着使用年限的增长,活性炭的生物载体作用日益明显,生物作用占主导地位,炭龄对有机物去除效果的影响变小,不同炭龄活性炭的处理效果差异不大,可适当延长活性炭的使用年限,降低处理成本.      

类脂复合吸附剂去除水中微量七氯和环氧七氯的研究

研制了一种新型类脂-活性炭复合吸附剂,研究了其对水中痕量持久性有机污染物--七氯和环氧七氯的吸附行为.实验结果表明,该新型复合吸附剂对七氯和环氧七氯有较强的吸附性能,反应48 h后,对初始浓度为20μg·L-1的七氯和环氧七氯的去除率分别为98.79%和98.08%;吸附等温线符合弗兰德里希模型;吸附动力学符合准二阶动力学模型.该复合吸附剂对亲脂性较强的七氯具有较快的初始吸附速率、较大的平衡吸附量和较高的去除率.相同实验条件下,类脂-活性炭复合吸附剂对七氯和环氧七氯的吸附速率和去除效果均优于传统吸附材料活性炭.     

生物活性炭流化-泥滤耦合硝化与反硝化试验

构建生物活性炭流化-泥滤耦合系统,以果壳活性炭为载体,通过连续进水试验研究了系统的硝化与反硝化特性.同时考察了生物活性炭的形成过程及其特征.试验结果表明,通过对反应器中悬浮污泥的排除和进水条件的控制可形成生物活性炭.生物膜在活性炭上的分布受循环流体作用影响,具有独特的空间和微生物生理分布特征.在反应器COD容积负荷约2.2ks·m-3d-3和氨氮容积负荷约0.2ks·m-3d-3的进水条件下,系统对COD和氨氮去除率可分别达到92%和70%;通过对出水的泥滤控制,可以有效地增强系统的反硝化能力;出水pH值的变化也反映出系统兼具硝化与反硝化的效能.     

介孔复合吸附材料对微污染水源水中有机污染物的吸附试验

研究介孔复合吸附材料对微污染水源水中有机污染物和总磷的去除效果。"静态吸附"试验结果表明,介孔复合吸附材料对微污染水源水的TOC和总P去除率分别为76.7%和68.9%;TOC饱和吸附量为5.27mg/(g·L),总P饱和吸附量为0.486mg/(g·L);"动态吸附"试验结果表明,介孔复合吸附材料的最佳处理量为35mL/g,最佳吸附流速为5mL/min,在此条件下对TOC和总P的去除效果分别为68.7%和20.3%。综上所述,介孔复合吸附材料的整体吸附效果与活性炭相当,具有一定的应用价值。     

金催化剂在活性碳上负载活性的研究

探索了以活性炭为载体制备负载型金催化剂的可行性。大量实验表明,将金直接负载在活性炭上,不能够得到具有很好催化活性的催化剂。而以MOx/C作为复合载体能够制备得到具有较高催化活性的金催化剂。进一步探讨了焙烧条件,以及不同载体材料对金催化剂活性的影响。     

活性炭颗粒对超细颗粒物的过滤性能

UFPs(超细颗粒物)对人体危害较大且难以脱除,但活性炭颗粒床利用多孔结构可以提高其过滤效率. 为探究试验条件对UFPs过滤效率的影响以及活性炭孔隙结构和UFPs过滤效率之间的关系,以实验室发生UFPs为研究对象,活性炭为过滤介质,对活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观风速等条件对过滤UFPs的影响进行了研究,并通过对比过滤前后活性炭的孔径分布,分析活性炭多孔性与UFPs的关系. 结果表明:当活性炭颗粒平均粒径由2.50 mm减至0.45 mm、滤层厚度由20 mm增至100 mm、表观过滤风速由4.25 cm/s降至0.84 cm/s时,总过滤效率分别由41.87%、49.39%、68.24%升至86.27%、89.29%、83.04%;但从活性炭的单颗粒过滤效率和过滤质量角度来看,在活性炭颗粒粒径大、滤层厚度小、表观过滤风速低的条件下,更有利于单个活性炭颗粒的过滤作用的发挥;当UFPs粒径小于14.3 nm时,UFPs发生“热反弹”效应,并且主要过滤机理是扩散效应,但随着UFPs粒径增大,拦截和惯性碰撞对过滤效率的作用增强;活性炭500 nm以下的孔隙结构对脱除UFPs起着重要作用. 研究显示,选择含有更多500 nm以下孔隙的多孔材料更有利于过滤UFPs.