生物法-人工湿地组合工艺处理小城镇混合污水研究

为适应小城镇污水处理高效、低耗、管理简单的要求,开展了生物法(水解酸化/生物接触氧化)-人工湿地组合工艺(A/BCO-CW)处理小城镇片区混合污水的研究。结果表明,A/BCO系统在停留时间为3～6 h条件下,对悬浮物和有机物有高的去除效率,COD、BOD5和TSS去除率分别达到63.1%、67.7%和66.2%,避免了人工湿地堵塞和提高处理效率,减少了所需湿地面积44%。全年运行结果表明,在0.30～0.59 m/d水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对COD、BOD5和TSS平均去除负荷达9.4、5.1和7.2 g/(m2.d)(42%、71.2%和85.2%);COD、BOD5去除速率常数为74.6±12.1 m/y、166±30.5 m/y,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。A/BCO-人工湿地系统对COD、BOD5和TSS具有好的处理效果,出水水质能够稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的IV类水标准,2种处理方法有效组合起来,所开发的低成本、高效率、可持续运行的城镇废水处理组合系统,将会在实际应用尤其是高有机负荷污水处理中发挥良好效用。     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

咪唑类离子液体用于处理油田污水的研究

采用油浴法合成了疏水性咪唑类离子液体[omim]PF6。研究了这种离子液体对油田污水的萃取,考察了萃取时间、离子液体加量、pH值对萃取效果的影响。实验结果表明,萃取15 min就可以达到平衡。污水COD的去除率随pH值的增大而减小,同时对再生离子液体处理油田污水的效果进行了探讨,离子液体的循环使用次数对处理污水的效果影响不大。     

磷酸活化植物基活性炭对水溶液中铅的吸附

以棉秆与互花米草为原料,采用磷酸活化法制备了低成本的植物基活性炭,通过静态实验研究了其对重金属铅的吸附性能。结果表明,在活化温度为500℃、活化时间为2 h条件下,制备的棉秆和互花米草活性炭比表面积为1 570m2/g和856 m2/g,含氧酸官能团含量分别为1.43 mmol/g和1.27 mmol/g。在25℃下,两种活性炭对重金属铅的Langmuir最大吸附量分别为119 mg/g和111 mg/g,吸附最佳pH为4.3,吸附平衡符合Freundlich方程,离子交换在吸附过程中发挥了重要作用。     

活性半焦用于油田含油污水除油的研究

以经济廉价的半焦为原料,制备用于处理油田含油污水的吸附剂。采用高温焙烧活化、水蒸气活化、高压水热活化以及硝酸、氢氧化钾活化等方法对半焦进行活化处理,通过静态吸附实验测定除油率来评价活化效果,重点讨论了氢氧化钾活化条件对除油效果的影响。结果表明:KOH与半焦质量比为6∶1,80℃浸渍3 h,550℃焙烧1.5 h时,制备的活性半焦吸附除油效果最好,除油率可以达到75.6%;活性半焦对油的吸附符合Freund lich吸附方程。利用酸碱滴定法对样品表面酸碱官能团进行分析,发现KOH活化后半焦表面碱性亲油官能团明显增多;通过SEM对半焦的微观结构进行分析,发现KOH活化后半焦产生大量有利于吸附的孔结构。     

TiO_2光催化对微滤去除腐殖酸的膜污染控制研究

着重研究了不同紫外灯光源和照射时间条件下,TiO_2光催化(PCO)对微滤去除腐殖酸过程中的膜污染控制,并探讨了膜污染的控制机理。研究结果表明,TiO_2光催化能有效提高微滤对腐殖酸的去除,同时降低膜通量的下降,起到有效控制膜污染的作用。进一步的实验分析表明,TiO_2光催化控制膜污染的主要机理在于将腐殖酸降解为易于被TiO_2吸附的小分子量物质,吸附腐殖酸降解产物后的TiO_2聚合颗粒粒径增大,易于在膜表面形成更为松散的沉积层,并使膜污染从以膜孔堵塞和沉积层污染为主转化为以沉积层污染为主的可逆性污染。     

高比表面微孔活性炭的制备及其对对硝基苯胺的吸附

以互花米草与棉秆为原料,以KOH为活化剂,制备了高比表面微孔活性炭,利用氮气吸附、红外光谱FT-IR、扫描电子显微镜SEM等技术对活性炭表面物化性质进行了表征与分析,并通过静态实验测定了其对对硝基苯胺的吸附性能。结果表明,在KOH与植物茎秆碳化料的质量比为3∶1、温度为800℃、活化时间为1.5 h条件下,制备的棉秆活性炭CS-AC和互花米草活性炭SA-AC的BET比表面积分别为2 135和2 825 m2/g,H-K微孔容积分别为1.09和1.19 cm3/g,有80%以上的孔分布在2 nm以内。静态吸附实验表明,2种植物基活性炭对对硝基苯胺有较强的吸附能力,Langmu ir最大吸附量超过700 mg/g。吸附受溶液pH影响较大,Frend lich方程能较好地描述静态吸附平衡数据。     

苯胺-邻氨基酚共聚物对水中Hg(Ⅱ)吸附性能的研究

利用化学氧化法合成了苯胺-邻氨基苯酚的共聚物,并通过静态实验研究了材料对水中汞离子的吸附性能。研究结果表明,该共聚物对废水中汞离子有优异的去除效果,其吸附容量可达212.13 mg/g;吸附等温线符合Langmu ir单层吸附模型,动力学过程符合准二级动力学模型;溶液pH值对吸附影响不是很大,pH 5~10范围都有较好的吸附效果;氯离子易与汞离子形成水溶性更强的络合物,对共聚物的吸附有很大的抑制作用。     

模拟黑水的生物处理

针对以糖蜜配制的半人工黑水生物处理时除磷效率下降和污泥膨胀的现象,利用序批式反应器(SBR)进行了实验分析,比较了以蔗糖和糖蜜为主要碳源时除磷效果的差异,并探讨了污泥膨胀发生的原因。研究表明,以糖蜜为主要碳源配制模拟黑水时的除磷效果比蔗糖为碳源时差,主要是由于GAOs的竞争性代谢所致。以糖蜜为碳源的条件下,污泥的胞外聚合物含量是正常活性污泥的一倍以上,导致污泥沉降性能变差;糖蜜碳源时的夏季高温条件下丝状菌大量生长也是导致污泥膨胀的重要原因。     

脉冲电解法预处理酸性染料废水

研究了脉冲电解法预处理酸性偶氮类染料废水的处理效果,考察了不同工艺条件对废水COD去除率、脱色率和可生化性的影响。结果表明,脉冲电源峰值电压12 V,频率600 Hz,占空比50%的条件下电解40 min后,COD去除率可达59%,废水脱色率达91.4%,BOD5/COD由0.09提高至0.34。在相同条件下,脉冲电解法的电流效率是直流电解法的2倍左右。与现行常用的铁/碳反应床相比,脉冲电解法在成本上也具有一定的优势,应用前景较好。