应用加载磁混凝处理微污染河水

实验对比考察了常规混凝和加载磁混凝工艺对微污染河水中COD、浊度和TP等污染物的去除效果,系统研究了混凝剂用量、磁种加载量、搅拌条件和药剂投加顺序等因素对加载磁混凝效果的影响。实验结果表明,加载磁种后沉淀颗粒的体积平均粒径为从常规混凝工艺的50.1 μm显著增加到68.6 μm;污染物去除效果明显优于常规混凝工艺,尤其对浊度和总磷的去除效果得到了显著的提升;在实验最优条件下COD、浊度和TP的去除率分别达到54.17%、99.28%和75.82%;并且加载磁种后可减少50%以上的混凝剂投加量,同时大大缩短沉淀时间。     

2种填料作为生物膜载体修复微污染河水的比较

采用序批式生物反应器(SBBR),在水温为(19.0±1.5)℃,DO≥4.5 mg/L条件下,比较基于2种生物膜填料(竹丝和空心塑料球)上的微生物对微污染河水中高锰酸钾指数(COD Mn)、总氮(TN)和总磷(TP)等的去除效果。结果表明,经过4 h的运行,竹丝作为生物膜载体时,COD Mn、TN的去除分别为17.5%~48.8%和49.38%~70.93%,但TP的去除效果不明显;而基于空心塑料球的生物膜对COD Mn的去除率仅为2.4%~42%,对TN和TP去除效果均不明显。通过显微分析发现,基于竹丝填料生物载体上微生物种类、数量明显多于空心塑料球。     

响应曲面法优化强化混凝工艺处理微污染水

为进一步提高微污染水中氨氮、有机物去除效果,采用响应曲面法对强化混凝工艺处理微污染水的影响因素和去除效果进行研究,实验以混凝剂投加量、助凝剂投加量和助凝剂投加点为影响因素,浊度、氨氮和COD去除效果为响应值,利用Design-Expert软件对实验数据进行处理,得到二次响应曲面模型,各因素间的交互作用对响应值的影响以及优化水平值。模型优化结果显示,强化混凝处理微污染水的最佳工艺条件为：PAFC投加量17.80 mg·L-1,PAM投加量0.39 mg·L-1,PAM于快速搅拌结束投加,此时浊度、氨氮、COD的去除率分别为68.03%、10.92%和30.2%,最终通过模型的验证证明了响应曲面法用于优化强化混凝工艺处理微污染水的可行性和有效性。     

序批式生物膜反应器和序批式反应器处理硝酸盐氮污染河水

在序批式反应器(SBR)中添加ZH组合填料构成序批式生物膜反应器(SBBR),并以SBR为对比,研究了2种工艺对污染河水中硝酸盐氮的去除效果。结果表明,(1)进水硝酸盐氮浓度分别为15、20和30 mg/L时,2种工艺对COD的去除率均大于90%,对COD的去除能力均较强,进水硝酸盐氮的增加对COD的去除效果影响不大;第1个缺氧段是COD的主要去除段,此阶段COD的去除率达到80%以上。(2)随进水硝酸盐氮浓度的增加,SBBR中NO3--N和TN的去除率分别从99.73%和99.24%降至79.75%和65.56%;SBR中NO3--N和TN的去除率分别从99.91%和99.51%降至55.57%和41.73%。(3)随进水硝酸盐氮浓度的提高,两反应器内亚硝酸盐氮的积累量增大;进水硝酸盐氮浓度为15、20和30 mg/L时,SBBR中的亚硝酸盐氮最大积累浓度分别为2.90、6.82和10.72 mg/L;SBR中亚硝酸盐氮最大积累浓度分别为4.35、9.47和11.89 mg/L。SBBR中亚硝酸盐氮的积累明显低于SBR。     

气动絮凝强化处理城镇污染河水

为减轻水体污染,缓解环境压力,对典型城镇污染河水进行气动絮凝实验研究。在设定的实验条件下,以某大学中水站格栅后生活污水稀释配制的水样来模拟典型城镇污染河水并作为实验研究对象,以无机高分子聚合物聚合氯化铁铝(PFAC)为絮凝剂,有机高分子聚合物聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂。在此基础上,以浊度、COD、总磷和溶解氧为测定指标,采用连续流的方式进行一系列实验研究。实验结果显示:采用微孔曝气头进行曝气,当混合阶段充气量及絮凝池第一格、第二格充气量分别为1.778 m3空气/m3处理污水量、1.444 m3空气/m3处理污水量和0.622 m3空气/m3处理污水量时,城镇污染河水中污染物的去除效果最佳。其浊度、COD、TP的去除率可分别达93.6%、68.6%和73.5%。此外,在处理效果良好的前提下,沉淀池出水口出水溶解氧含量均能保持在2.29 mg/L左右。     

含油污泥化学清洗处理实验研究与工艺参数优化

以大庆采油一厂的含油污泥为研究对象,采用化学清洗方法,以处理后底泥残油率为评价指标,优化影响含油污泥清洗效率的参数。根据单因素实验,确定清洗温度、化学药剂浓度、液固比的取值范围;采用Design-Expert响应曲面法,考察单独变量作用及交互作用对含油污泥残油率的影响。选择软件中二次多项式模型进行模拟可知,单因素变量、清洗温度与化学药剂浓度的交互项均对含油污泥残油浓度具有显著影响;模型优化结果显示,化学法处理含油污泥的最佳工艺条件为清洗温度78.68 ℃、化学药剂浓度0.84 g·L-1、液固比9.40∶1,模型预测底泥残油率为3.85%,实验验证结果的平均值是3.96%,测定值与预测值之间相对误差为2.78%,证明该模型的可靠性。     

光磁耦合废水处理工艺条件的优化研究

以Fe3O4/TiO2作为磁性光催化剂,采用光磁耦合技术处理模拟印染废水。利用统计学方法对光磁耦合废水处理的影响因素进行了探讨和分析,考察了磁场强度、磁性光催化剂投加量、pH值和光照时间对光磁耦合废水处理的影响。通过Design-Expert 7.0.0软件分析得到最佳工艺条件:磁场强度73.95 mT,磁性光催化剂投加量1.13 g/L,模拟废水pH值13,光照时间120 min。在最佳工艺条件下进行实验,脱色率为88.60%。     

响应曲面法优化微波修复二甲苯污染土壤工艺参数

目前土壤污染问题得到越来越多的关注,污染土壤修复技术的研究更加受到重视。通过单因素和响应曲面法优化实验,研究了含水率、处理量、辐照时间和微波功率对二甲苯去除效果的影响,并且对不同敏化剂的作用进行了实验研究。结果表明,微波功率、辐照时间和含水率对二甲苯的去除率均有显著影响。模型优化结果显示,微波修复二甲苯污染土壤的最佳工艺参数为:微波功率530W,辐照时间3.4min,含水率32%,去除率可达到79.75%,实验验证结果与预测值之间相对误差为1.89%。活性炭在反应过程中主要起吸附作用,粉煤灰的添加对二甲苯的去除有非常显著的作用,去除率最高可达到98.42%。     

化学氧化絮凝技术在强化处理受污染河水中的应用

采用化学氧化絮凝技术(COF)对东莞市某河流的受污染河水进行处理,通过烧杯搅拌试验,考察了COF技术除污效能,在此基础上进行现场试验.结果表明,COD、BOD5、TP和NH3-N的去除率分别可达到71.2%、77.4%、91.1%和68.7%,出水指标达到了国家一级排放要求,为工程设计提供了依据.     

厌氧/特异性移动床生物膜反应器处理低碳氮比工业废水脱氮效果优化分析

采用SDC-03型填料作为生物载体,对厌氧/特异性移动床生物膜反应器(A/SMBBR)工艺处理低碳氮比工业废水的挂膜启动及稳定运行过程进行优化分析。通过单因素试验和基于Box-Behnken设计的响应曲面法考察了碳源投加量(以乙醇为碳源)、水力停留时间(HRT)及填料填充率对系统TN去除率的影响及其交互作用。结果表明:(1)3个参数对TN去除率影响顺序为填料填充率碳源投加量HRT,其中填料填充率和HRT之间的交互作用最显著。(2)模型预测的最佳条件为碳源投加量90mg/L、HRT=3.0d、填料填充率55%,TN去除率预测值为90.78%。在该条件下TN去除率实际值达91.02%,与模型预测值基本一致,表明响应曲面模型与实际情况拟合良好。     

印染废水处理的磁混凝-高梯度磁分离协同作用

混凝过程作为工业废水的预处理技术普遍受到重视,在混凝过程中降低污泥产生量并提高污泥分离速度是该技术发展的方向,基于上述目标,通过将磁粉引入絮体使之磁化并在自行研制的高梯度磁分离装置中实现磁混凝与磁分离的协同作用.以高浊度的印染废水作为试验废水,以色度、COD及SS作为考核指标,重点考察了磁混凝反应及磁分离的影响因素.当印染废水的色度约为900倍、COD约为595 mg/L、SS约为500 mg/L时,在pH=8.5、FeSO4500 mg/L、PAM3.5 mg/L、磁粉400 mg/L的适宜磁混凝反应条件下,相应指标去除率比传统混凝法分别高出17.3%、21.7%及24.2%,此时絮团沉降速度增大了64.3%,污泥体积减少了61%,污泥压缩比为0.39.在电流强度8 A、流速2.5 L/min和介质填充率1%的操作条件下,该磁性絮体流经高梯度磁分离装置时的水力表面负荷达到61.0 m3/m2·h,处理出水达到国家二级排放标准.     

水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果的影响

基于中试系统一年的连续运行监测,研究了水深对芦苇表面流人工湿地污染河水处理系统的影响。结果表明,水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果有很大影响,在进水COD、氨氮、总氮和总磷等分别为36±4.46、0.92±0.47、6.27±2.01和0.13±0.05 mg/L条件下,水深50 cm时处理效果最好,COD、氨氮、总氮和总磷去除率分别达到42.75%、58.42%、56.94%和43.24%。综合污染物去除效果和人工湿地建设工程量,芦苇表面流人工湿地的水深宜采用50 cm。人工湿地系统中植物光合生理和溶解氧等研究表明,水深主要通过影响植物生长和溶解氧等而影响人工湿地的水质净化效果。     

菖蒲和空心菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用

为了探讨修复微污染河水的潜流湿地中植物对污染物去除效果的影响及其生长变化,在野外条件下构建2座分别栽种菖蒲和空心菜的水平潜流人工湿地,并以未栽种植物的湿地作空白。分析了湿地中污染物的去除效果,考察了湿地中植物的生物量、根系活力和氮磷含量的变化。植物湿地中污染物净化效果优于空白湿地,菖蒲和空心菜湿地对氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)的平均去除率分别为61.1%和57.5%,31.5%和39.7%,24.7%和25.5%,20.4%和20.7%。实验结果表明,湿地中菖蒲的根系鲜重是空心菜的4.2倍,但其根系活力低于空心菜。2种植物均可在湿地中正常生长,但受湿地中营养盐浓度的限制性影响,移栽后的植物组织氮磷含量与移栽前相比下降了11.8%~20.3%。植物在净化微污染河水的潜流人工湿地中对N、P的去除起重要作用。     

生物磁分离新技术处理含铬废水最佳条件的研究

为了探索新工艺"趋磁细菌-磁分离法"处理含铬废水的最佳条件,首先进行了趋磁细菌对铬离子的去除影响因素试验,研究了pH、温度、时间和微生物量对吸附的影响;其次进行了趋磁细菌的分离试验,考查了磁分离器中悬丝摆放位置和磁场强度对溶液中菌体的去除效果的影响.试验结果表明,体系的pH值对铬离子的去除效率影响最大,pH值的最佳范围为5～11;在室温范围内,温度对吸附的影响不大;随着菌量的增加,菌对Cr(Ⅲ)的去除率略有提高,而单位质量菌的吸附量却有明显下降.在分离趋磁细菌时,磁场强度为100高斯时分离效果很高,而超过100高斯以后,效果不明显;另外,分离器中的金属丝和磁场方向垂直放置要比平行放置效果好,并用扫描电镜放大5 000倍观察了金属丝上被捕集的趋磁细菌的形态和结构.     

竹制填料生物接触氧化工艺处理污染河水

针对受污染的湖溪河水质特征,以传统弹性塑料填料做对比,研究以竹球和竹丝为填料的生物接触氧化工艺,考察填料的挂膜时间、生物量和污水处理效果;确定连续曝气和间歇曝气时反应器的最优运行工况：连续曝气时为HRT：7．5h,DO=3mg／L;间歇曝气时为厌氧1．2h、好氧6．3h交替运行。实验结果表明,与弹性塑料填料相比,竹制填料挂膜速度快,竹球填料的水处理效果最好;连续曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别为66．7％、47．9％、57．1％和30．6％;间歇曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别64．08％、39．95％、60．7％和54．68％;竹制填料可替代传统的塑料填料作为生物接触氧化工艺的载体填料。     

响应面法优化混凝处理西北农村水窖水

针对西北地区水窖水低温低浊且微污染的水质特点,采用混凝工艺实现水质提升。通过研究混凝剂投量、助凝剂投量、pH等单因素对浊度、高锰酸盐指数、UV₂₅₄、氨氮去除率的影响,并利用Design-Expert软件对实验数据进行处理,得到二次响应曲面模型各因素间相互作用对响应值的影响,以及其最佳水平。结果表明：采用PAC+PAM的组合处理窖水时,最佳工艺参数PAC投加量为52.08 mg·L⁻¹,PAM投加量为0.32 mg·L⁻¹,pH为8.03时,微污染窖水浊度、高锰酸盐指数、氨氮去除率分别为95.8%、81.1%、48.6%。且在浊度、高锰酸盐指数、氨氮模型中,各因变量的影响程度依次为：pH>助凝剂投加量>混凝剂投加量;助凝剂投加量>混凝剂投加量>pH;混凝剂投加量>pH>助凝剂投加量。通过模型可信度分析证明：响应曲面法用于优化混凝工艺处理水窖水的可行性和有效性,同时也为雨雪水等非常规水源水质的净化提供了技术参考。     

响应面法优化污泥电渗透脱水工艺参数

以泥饼含固率作为衡量污泥脱水效果的指标,采用响应面法进行污泥电渗透脱水工艺参数的优化研究。结果表明,最佳反应条件为初始污泥含固率为8.58%,初始电压梯度为20.88 V/cm,初始污泥厚度为2.25 cm,此条件下得到的污泥含固率为48.82%(预测值为48.45%)。方差分析结果表明,回归模型达到显著水平,在研究区域(初始污泥含固率:5%~10%、初始电压梯度12~30 V/cm、初始污泥厚度:1~2.5 cm)内拟合较好,与实验结果吻合度较高。     

油基岩屑热脱附处理工艺参数优化

为了探究热脱附装置降低能耗的方法,对新疆油田某井油基岩屑热脱附处理工艺参数进行了研究。结果表明：在残渣的含油率≤2%的标准下,当加热温度、停留时间、油基岩屑固相含量这3个关键因素变量分别为350~550 ℃、35~55 min、60%~90%时,油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率能达到标准要求;在以上条件下,以能耗为考核指标,通过响应曲面法研究发现,单因素变量的交互项均对能耗影响显著;将加热温度由550 ℃降低至430 ℃时,停留时间由45 min降至40 min,能耗可节约17.47%,残渣的含油率<0.3%;通过调整热脱附工艺参数,可在油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率达标的基础上,实现节能降耗。上述研究结果可为合理设置油基岩屑热脱附装置的运行工艺参数提供参考。     

淋洗-废水解毒工艺处理氰化物污染土壤

综合分析当前氰化物污染土壤处理方法的特点,提出异位筑堆淋洗-废水解毒工艺处理氰化物污染土壤的技术方法。采用装柱淋洗-废水解毒工艺对天津某氰化物污染土壤开展实验研究,结果表明：采用pH值10~11的石灰水,控制淋洗强度60 L·（m2·h）-1,淋洗时间22 d时,土壤中总氰化物平均含量从47.91 mg·kg-1降低至3.73 mg·kg-1,达到土壤污染风险筛选指导值中住宅类用地小于9.86 mg·kg-1的要求;采用碱性氯氧化法对淋洗产生的废水进行了处理,在局部氧化阶段反应pH值12.5,漂白粉用量3.5 g·L-1,反应时间1.5 h;完全氧化阶段漂白粉用量4.5 g·L-1,反应pH值8.0,反应时间1.0 h的条件下,废水中总氰化物含量可由83.9 mg·L-1降低至0.33 mg·L-1,达到GB 8978-1996中小于0.5 mg·L-1要求。研究结果初步表明,采用异位筑堆淋洗-废水解毒工艺处理氰化物污染土壤具有实际应用可行性。     

新疆油田含油污泥破乳-离心脱水工艺优化

针对新疆油田含油污泥成分复杂、油水分离困难、处理难度大的特性,基于破乳剂、絮凝剂和助剂的油水高效破乳、絮体混凝沉降和助剂骨架强化脱水作用,使用复合调理剂对其进行了处理;并采用响应曲面法研究了破乳剂复配比例、温度、絮凝剂质量浓度对破乳脱水效果的影响。结果表明,各因素影响程度排序为：温度>破乳剂比例>絮凝剂质量浓度。高温有利于污泥脱水的主要原因是,高温有助于降低体系粘度、提升水滴流动性、推动水滴热运动,进而辅助水滴的团聚,最终实现油水分离。在最佳操作条件下(破乳剂NP-9∶SDBS为9∶1且质量浓度为4 g·L⁻¹、温度51 ℃、絮凝剂质量浓度为16 mg·L⁻¹、生石灰加量为1%)进行含油污泥破乳离心分离脱水,脱水率可达92.55%。SEM观察结果表明,复配破乳剂通过改变油泥的堆积方式、增加泥块的疏松程度、增大泥块的孔洞来提高油泥的脱水性能。本研究结果可以为含油污泥减量化处理的现场应用提供参考。