超声波强化污水厌氧生物处理综述

通过对超声波辐射促进微生物活性以及超声波强化污水好氧生物处理、厌氧污泥减量化处理等作用机制的分析研究,探讨将超声波应用于强化污水厌氧生物处理的可行性.同时对超声波强化污水厌氧生物处理的应用前景进行了展望.     

响应面法优化UV/H_2O_2光氧化法处理高浓度LAS废水

采用响应面法对UV/H2O2光氧化法处理高浓度LAS废水的工艺参数进行了系统研究。根据Box-Behnken Design(BBD)设计原理,以初始pH与H2O2投加量、反应时间和温度为主要影响因素,设计4因素3水平共29个实验点的实验方案,并建立了二次响应面拟合模型。方差分析表明,初始pH与H2O2投加量、反应时间和温度以及初始pH和H2O2投加量、H2O2投加量和温度之间的交互作用,对实验结果具有显著性影响。实验得到的光氧化高浓度LAS废水最佳工艺条件,pH为4.0,H2O2投加量为40 mmol/L,反应时间为90 min,温度为25℃,在此条件下,LAS的平均去除率为98.1%。     

微气泡曝气O_3/H_2O_2处理RO浓水的效能及影响因素

采用O3/H2O2高级氧化工艺处理炼油厂反渗透(RO)浓水,用溶气泵加压溶气并产生微气泡强化传质,确定装置运行条件,考察气体中臭氧浓度、H2O2/O3初始摩尔比、pH和温度对O3/H2O2处理RO浓水效果的影响,并对RO浓水处理效能进行研究。结果表明,随着气体中臭氧浓度的增加,COD的去除率基本呈线性增加;加入适当量H2O2能提高臭氧氧化RO浓水的效果,H2O2/O3初始摩尔比在0~0.8范围内,COD的去除率先增加后下降,H2O2/O3初始摩尔比为0.5时COD去除率最大;pH从6.84增加到9.01,COD去除率逐渐增大,pH为10.03时COD去除率反而降低;在14~28℃范围内,温度低时,升高温度COD去除率增加较大,温度较高时,升高温度对COD去除率的影响较小。为考察该工艺的稳定性,在H2O2/O3初始摩尔比为0.5、溶液pH为8~9、臭氧浓度为80~100 mg/L、温度为10~28℃条件下,对COD为90~140mg/L的RO浓水氧化处理4~10 h,出水COD维持在39.9~49.9 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准;去除1 g COD消耗O31.4~3.3 g,消耗O3与H2O2的总氧量为2.2~4.4 g。     

双频超声辐射协同H_2O_2降解偶氮染料废水的研究

采用双频超声协同H2O2降解酸性绿20染料废水,考察超声功率密度、染料初始浓度和pH、饱和气体及H2O2投加量等因素对酸性绿20降解效果的影响,结果表明,在给定实验条件下,双频降解效果优于单频超声波,且降解率随超声功率密度的增大而增大。酸性条件有利于酸性绿20的降解,当染料废水初始pH=4可取得最佳的降解效果;酸性绿20的降解效率随染料初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为40 mg/L。在反应体系中通入空气并投加H2O2,可取得最佳的降解效果。在优化实验条件下,采用双频超声协同H2O2降解5 h,酸性绿20的色度和TOC去除率分别为94.6%和36.3%;分析降解前后的紫外-可见光谱图可知,酸性绿20并非完全被降解为CO2和H2O,而是生成一些小分子有机中间体。     

O_3/H_2O_2工艺深度处理污水处理厂尾水中有色可溶性有机物研究

污水处理厂尾水中残留有色可溶性有机物(CDOM)直接排放会对环境产生一定影响。使用O_3/H_2O_2工艺深度处理尾水,基于三维荧光光谱,考察反应时间、初始pH、O_3流量、H_2O_2投加量等对尾水中CDOM的去除效果。研究表明,从尾水CDOM中提取出3个有效荧光组分,其中荧光组分C1和C2为腐殖质类物质,荧光组分C3为蛋白类物质,各工艺条件对荧光组分的去除影响显著,蛋白类物质比腐殖质类物质更容易去除。O_3/H_2O_2工艺能够有效去除尾水中CDOM的荧光组分,可为尾水深度处理提供技术参考。     

O_3/H_2O_2协同氧化石油化工行业反渗透浓水

采用O_3/H_2O_2协同氧化处理石油化工行业反渗透浓水,考察了反应时间、初始pH、H_2O_2投加量和H_2O_2投加方式对O_3/H_2O_2协同氧化反渗透浓水的影响。结果表明,在初始pH为6.49、H_2O_2投加量为80mg/L、分4次平均投加(开始时投加1次,之后每隔10min投加1次)、反应时间为35min的最优化条件下,处理后的反渗透浓水COD、BOD5、总有机碳(TOC)质量浓度分别降低至48.9、10.2、25.70mg/L,均达到《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571—2015)的直接排放标准。COD、UV254、TOC的去除率分别达到83.4%、68.0%、88.3%。     

超声波-TiO_2光催化联合处理垃圾渗滤液

采用超声波强化TiO2光催化技术处理垃圾渗滤液。研究了TiO2催化剂用量、光照作用、超声波作用、pH值、曝气作用等因素对垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率的影响。结果表明,在TiO2粉末的投加量为2 g/L、pH值为11时,先采用功率为292.5 W的超声波辐射3 min,再以高压汞灯(250 W)照射3 min,垃圾渗滤液中的COD和NH3-N去除率分别达到50.1%和75%。若在同一条件下进行饱和曝气可以使NH3-N去除率进一步达到85.3%,但会降低COD的去除率。     

超声波协同氯消毒处理二级出水的试验研究

针对传统氯消毒在实际应用和运行中产生有害消毒副产物的缺点,着重将新兴消毒技术———超声波消毒技术与传统次氯酸钠消毒结合起来。二级出水的大肠杆菌数为107个/L左右,试验确定超声波与氯协同的最佳参数如下:超声波功率为0.30A×220V,超声波作用时间为30s,有效氯为2.30mg/L,氯作用时间为30min。实验采用的是同时处理方案,处理单位体积(1m3)水样的耗电量为0.55(kW.h)/m3。     

A^2O^2工艺处理小城镇生活污水研究

采用A^2O^2污水处理工艺处理小城镇生活污水，监测结果表明：COD去除率达到86％，BOD，去除率达到88％，SS去除率达到93％，NH3^-N去除率达到85％，TP去除率达到81％，所有指标均达到了国家规定的排放标准，且工程投资78万元，直接运行费0．21元／m^3，占地面积600m^2。     

A2O2工艺处理小城镇生活污水研究

采用A2O2污水处理工艺处理小城镇生活污水,监测结果表明COD去除率达到86%,BOD5去除率达到88%,SS去除率达到93%,NH3-N去除率达到85%,TP去除率达到81%,所有指标均达到了国家规定的排放标准,且工程投资78万元,直接运行费0.21元/m3,占地面积600m2.     

O3/H2O2处理嘧啶废水的研究

采用O3/H2O2法对嘧啶废水进行处理,考察了不同反应条件对嘧啶和COD去除率的影响,并对O3/H2O2降解嘧啶的反应机制和动力学进行了初步探讨.实验结果表明,在pH值为11,反应时间为70 min,O3流量为4g/h,H2O2投加量为50 mmol/L的条件下,废水的嘧啶和COD的去除率分别达到86.46%和74.9...     

O_3/H_2O_2工艺降解1,2,4-三氯苯的优化设计

考察用不同的氧化剂降解1,2,4-三氯苯(TCB),3种不同方法对TCB的去除效果存在较大差别,其处理效果依次为:H2O2O3O3/H2O2。采用响应面法优化O3/H2O2工艺降解TCB的条件。结果表明,TCB初始浓度和H2O2投加量对TCB去除效果影响较大。TCB的降解符合准一级反应动力学规律,最佳降解条件为TCB初始浓度0.3 mg/L,pH=8.13,H2O2投加量0.40 mmol/L,O3转化率75%。在此条件下,TCB的平均去除率为91.5%,与预测值93.1%吻合度较高。     

微气泡曝气 O3/ H2O2处理 RO 浓水的效能及影响因素简

采用O₃/H₂O₂高级氧化工艺处理炼油厂反渗透（RO）浓水,用溶气泵加压溶气并产生微气泡强化传质,确定装置运行条件,考察气体中臭氧浓度、H₂O₂/O₃初始摩尔比、pH和温度对O₃/H₂O₂处理RO浓水效果的影响,并对RO浓水处理效能进行研究。结果表明,随着气体中臭氧浓度的增加,COD的去除率基本呈线性增加;加入适当量H₂O₂能提高臭氧氧化RO浓水的效果,H₂O₂/O₃初始摩尔比在0~0.8范围内,COD的去除率先增加后下降,H₂O₂/O₃初始摩尔比为0.5时COD去除率最大;pH从6.84增加到9.01,COD去除率逐渐增大,pH为10.03时COD去除率反而降低;在14~28℃范围内,温度低时,升高温度COD去除率增加较大,温度较高时,升高温度对COD去除率的影响较小。为考察该工艺的稳定性,在H₂O₂/O₃初始摩尔比为0.5、溶液pH为8~9、臭氧浓度为80~100 mg/L、温度为10~28℃条件下,对COD为90~140 mg/L的RO浓水氧化处理4~10 h,出水COD维持在39.9~49.9 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）》中的一级A标准;去除1 g COD消耗O₃ 1.4~3.3 g,消耗O₃与H₂O₂的总氧量为2.2~4.4 g。     

用H2O2/Fe3+处理高浓度含甲醛废水的研究

研究采用H₂O₂/Fe³⁺催化氧化处理高浓度含甲醛废水,探讨了双氧水和催化剂投加量、反应pH及反应温度等操作条件对处理效果的影响,并通过酸溶解回用失活催化剂。结果表明,较优的操作条件为：H₂O₂/COD（质量比）=2.2～2.6,Fe³⁺/H₂O₂（摩尔比）=0.048～0.058,反应pH 1.80～2.68,反应温度50℃,反应时间40 min;在上述操作条件下,甲醛去除率达到99%以上,COD去除率达到85%以上。失活的催化剂可通过稀酸溶解后循环使用,其效果与三价铁盐作催化剂的基本相同。采用H₂O₂/Fe³⁺处理含甲醛废水具有比采用H₂O₂/Fe³⁺较优的效果。     

负载铁分子筛催化H2O2对活性艳蓝的脱色

以13X分子筛为载体制备负载铁催化剂,比较了经稀硫酸和氢氧化钠2种不同预处理液处理后催化剂的催化效果。利用制备的负载铁分子筛催化剂协同H2O2对活性艳蓝进行脱色研究,得出当pH=2.03,Ⅱ型催化剂投加量为4.0 g/L,过氧化氢投加量为1.1 g/L,反应时间为4 h时,脱色率最佳可达92%。     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶凝胶法制备TiO₂/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明,在中性条件下,H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

Potential of BAC combined with UVC/H2O2 for reducing organic matter from highly saline reverse osmosis concentrate produced from municipal wastewater reclamation

The organic matter present in the concentrate streams generated from reverse osmosis (RO) based municipal wastewater reclamation processes poses environmental and health risks on its disposal to the receiving environment (e.g., estuaries, bays). The potential of a biological activated carbon (BAC) process combined with pre-oxidation using a UVC/H₂O₂ advanced oxidation process for treating a high salinity (TDS ∼ 10 000 mg L⁻¹) municipal wastewater RO concentrate (ROC) was evaluated at lab scale during 90 d of operation. The combined treatment reduced the UVA₂₅₄ and colour of the ROC to below those for the influent of the RO process (i.e., biologically treated secondary effluent), and the reductions in DOC and COD were approximately 60% and 50%, respectively. UVC/H₂O₂ was demonstrated to be an effective means of converting the recalcitrant organic compounds in the ROC into biodegradable substances which were readily removed by the BAC process, leading to a synergistic effect of the combined treatment in degrading the organic matter. The tests using various BAC feed concentrations suggested that the biological treatment was robust and consistent for treating the high salinity ROC. Using Microtox analysis no toxicity was detected for the ROC after the combined treatment, and the trihalomethane formation potential was reduced from 3.5 to 2.8 mg L⁻¹.     

微波辐射Bi2O3/沸石-H2O2体系降解废水中的硝基苯

研究了微波辐射下,以负载于沸石上的三氧化二铋为催化剂,以双氧水为氧化剂的催化氧化体系处理硝基苯工艺。通过单因素实验法,从反应催化剂负载量、pH、双氧水用量、微波功率、反应时间、催化剂用量等方面初步考察了硝基苯在该体系中的催化氧化效果。在氧化铋负载量3%（质量比）,pH=2,2 mL 30%双氧水,火力为中火,催化剂投加量为0.7 g,反应2 min,对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析。结果表明,该体系对硝基苯的去除率能够达到99.2%,COD去除率为73.91%。     

天然沸石负载La2O3-ZnO-TiO2光催化降解活性艳红K-2BP

利用80目天然斜发沸石作载体制备La₂O₃(0.5%)-ZnO(20%)-TiO₂/沸石复合光催化剂,以20 W紫外灯为光源,在自制的光催化反应器中降解活性艳红K-2BP,考察了光照时间、空气通入量、催化剂用量、溶液初始浓度、H₂O₂与Fe³⁺投加量等对活性艳红K-2BP光催化降解率的影响。结果表明,当溶液初始浓度为60 mg/L,催化剂投加量为12 g/L,通气量为1 200 mL/min,光照2.5 h,活性艳红K-2BP的降解率可达99.2%;H₂O₂和Fe³⁺投加量为4 mL/L和3 g/L时,光照1 h活性艳红K-2BP降解率分别为100%和97.2%。紫外可见吸收光谱显示,LZTZ光催化剂可有效降解印染废水。