化学氧化技术在地下水修复中的应用

近年来,化学氧化技术在地下水修复中得到了很大的关注。本研究对比了Fenton试剂、过硫酸钠、高锰酸钾及次氯酸钠4种常见的氧化剂对农药厂地下水中污染物的去除效果、地下水的pH和氧化还原电位(ORP)的变化的影响。结果表明,Fenton试剂和活化的过硫酸钠对此农药厂地下水各种污染物的去除率最高,两者对其中污染物都能达到80%以上的去除率,但在一定程度上会使地下水的pH降低;高锰酸钾和次氯酸钠对污染物的去除率都能达60%以上。其中高锰酸钾对地下水的pH影响不大;次氯酸钠对氯甲苯没有去除效果,对溴苯的去除率也较低,而且会使地下水的碱性过强。在地下水样中加入4种氧化剂后,会使水样的ORP立即升高。     

某城市污水处理厂废水化学除磷沉淀特性及影响因素

通过对西安市某污水处理厂进水、厌氧池上清液、二沉池出水、污泥浓缩水、污泥脱水进行FeCI3·6H2O、PAC除磷实验,并以FeCI3·6H2O为沉淀剂对厌氧池上清液从pH、Fe/P摩尔比、腐殖酸、挥发性脂肪酸(VFA)等因素进行批次实验分析磷去除状况.实验显示,三氯化铁、PAC对进水除磷效果不佳,厌氧池上清液用FeCI3·6H2O为沉淀剂时磷去除率较低,二沉池出水、污泥浓缩水以及污泥脱水用FeCI3·6H2O、PAC时其正磷去除率均可达到80%左右.通过对比不同pH值、Fe/P摩尔比、腐殖酸和VFA浓度对厌氧池上清液除磷效果的影响,结果表明,在pH=4~5,Fe/P=1.3时磷的去除效果达到78%以上,腐殖酸浓度对磷去除率影响不大,VFA在低于10 mg/L和高于60 mg/L时对磷去除率影响较大.     

酸化-复合絮凝法预处理煤化工废水

煤化工废水是一种高浓度难降解的化工废水,需要进行预处理以降低后续深度处理的负荷。在煤化工废水过滤和酸化沉降的基础上,分别选取聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和明矾(KA1(SO4 )2·12H2O)3种絮凝剂对酸化处理后的煤化工废水进行絮凝沉淀实验并比较其处理效果,从而选出最佳絮凝剂PFS,并用PFS配合助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)作复合絮凝剂处理煤化工废水;同时探讨了其他两种絮凝剂分别和聚丙烯酰胺(PAM)复配的效果。研究表明:过滤后废水在pH=3时达到最佳酸化条件;在pH=8时采用聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)以50:1质量比复配效果最好,废水COD去除率达到最大77.83%;氨氮、挥发酚和色度也明显降低,其去除率分别达到83.70%、69.01%和95.71%。该最佳预处理方案成本低、操作简单,是一种预处理煤化工废水经济有效的途径。     

厌氧-接触氧化工艺二级出水混凝除磷

为解决厌氧-接触氧化工艺处理生活污水除磷效果欠佳的问题,采用聚磷硫酸铁（PPFS）对该工艺二级出水进行混凝除磷实验研究。考察了PPFS投加量、初始pH值、温度、浊度以及与助凝剂（聚丙烯酰胺）复配对除磷效果的影响。研究表明,PPFS可有效降低出水TP浓度,当投加量为40 mg·L-1时,TP浓度能从3.71 mg·L-1降至0.34 mg·L-1左右,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准限值（TP≤0.5 mg·L-1）。利用PPFS对生物除磷工艺二级出水进行化学除磷是一种有效、可行的选择。     

煤化工废水生化处理系统活性污泥膨胀控制及菌群迁移

针对煤化工废水生化处理系统存在的活性污泥丝状菌膨胀问题,根据微生物营养学原理,利用活性污泥调理剂对污泥膨胀进行控制和修复,并对修复前后的活性污泥细菌菌群进行高通量测序,研究了菌群的迁移变化途径。研究结果表明,修复后的煤化工废水生化处理系统中活性污泥的SVI值明显下降,维持在85 mL·g-1左右,系统对废水中有机污染物的降解能力有所提升,COD去除率由原来的93%左右提高到96%以上。细菌菌群种类、数量和丰度都有明显改善。     

某化工园区污水处理厂Fenton处理方案的比较研究

利用GC-MS分析了某化工园区污水厂一期（化工）进水中的有机物组分,并通过活性污泥呼吸抑制实验评估其微生物毒性及对现有生化处理系统的影响。在此基础上,对Fenton试剂后置深度处理和前置预处理2个方案开展比较研究。结果表明,一期进水含多种难降解有机物,对生活污泥表现出微生物毒性,但对园区污水厂污泥无明显呼吸抑制作用。Fenton试剂后置处理生化出水,当进水COD-1,在pH为3.5左右,H2O2投加量为5 mmol·L-1,Fe2+/H2O2摩尔比为1：2的条件下,出水COD可稳定低于60 mg·L-1,处理成本不含污泥处置费低于1.8元·t-1水,难降解组分从18种减少为4种。而Fenton试剂前置预处理化工废水时,废水B/C在几种Fenton药剂组合下均未能达到0.3以上,无法得到理想的可生化性提高效果。因此推荐该化工园区污水厂采用Fenton试剂后置处理工艺为主的提标改造方案。     

γAl2O3负载金属氧化物热催化分解沙林毒剂模拟剂

为了考察负载型金属氧化物催化剂对毒剂的热催化分解性能,以γ-Al2O3为载体,金属氧化物(Mn、Ni、Fe、Co、Cu和Ce)为活性组分,采用等体积浸渍法制备了负载型金属氧化物催化剂,对沙林毒剂模拟剂——甲基膦酸二甲酯(DMMP)进行了热催化分解评价实验,分别研究了不同反应温度、空速条件下热催化分解性能的变化规律。结果表明,在几种负载型金属氧化物催化剂中,CuO/γ-Al2O3表现出了最佳的防护性能。通过调控CuO负载量(1%~20%),发现5% CuO/γ-Al2O3具有较高的分散度和比表面积,热催化分解性能最好。磷物种的沉积造成催化剂比表面积的降低和晶体结构的破坏,是催化剂活性下降的主要原因。     

铬污染场地渣土混合物的化学还原修复

针对目前铬污染场地表层重污染铬渣混土难处理的问题,选用河南义马某铬盐厂铬渣堆场表层渣土混合物为研究对象,在分析其理化特性的基础上,研究CaS4、FeSO4·7H2O和葡萄糖3种还原药剂对Cr(VI) 的还原效率,通过改变药剂投加量、反应体系pH、反应时间等条件,优化修复工艺参数。结果表明,3种还原药剂对渣土混合物的最佳还原效率大小为CaS4(98.50%)>FeSO4·7H2O(72.21%)>葡萄糖(51.45%)。CaS4还原修复渣土混合物的最优工艺参数为：药剂投加量为还原反应理论当量的2倍,体系pH在3～9,反应时间0.5 h。     

林可霉素制药废水的臭氧氧化处理

考察了臭氧氧化对林可霉素的效价削减效果。在初始抗生素浓度为100 mg·L⁻¹时,林可霉素效价削减50%所需消耗的臭氧量为0.118 mg·mg⁻¹抗生素,降解过程符合一级降解动力学特征。进一步采用林可霉素实际废水考察了污水化学需氧量(COD)和pH对抗生素臭氧氧化处理的影响,发现废水的COD每增加100 mg·L⁻¹,则单位抗生素实现50%削减需要增加的臭氧量约为1.64 mg。碱性条件下,臭氧可催化分解生成羟基自由基等活性基团而加速林可霉素的降解。同时,臭氧氧化后林可霉素生产废水的厌氧可生化性提高了98.51%。研究结果可以为林可霉素生产废水的处理技术选择提供参考。     

基于文献计量分析的场地化学氧化修复技术研究热点和趋势

化学氧化修复技术具有污染物去除效率高、修复周期短和成本低等优势,在污染场地修复领域具有广阔的应用前景。基于Web of Science数据库,通过文献计量可视化软件VOSviewer和CiteSpace,分析了1990—2022年场地污染土壤和地下水化学氧化修复领域的研究热点及趋势。结果表明,1990—2022年年度发文量呈增长趋势,中国和美国是发文量排名前二的国家,2010年后中国年发文量快速增加并位居第一,中国科学院在发文量及被引频次方面均高居榜首。基于关键词分析,总结归纳了化学氧化修复技术适用污染物类型、氧化剂种类和催化/活化方法以及化学氧化联合修复技术。当前研究热点集中在催化/活化方法研发、污染物降解机理探究以及在土壤和地下水中修复应用等方面;未来研究重点将聚焦于研发新型氧化剂和靶向催化/活化材料,探究材料迁移扩散机制和活性氧化物质产生机理,发展协同化学氧化修复技术体系并推进工程化应用,以及建立化学氧化修复全过程风险监测和评价体系。