废水反硝化除磷技术研究进展

结合近年来国内外最新研究成果,综述了反硝化除磷机理及工艺.重点介绍了反硝化聚磷菌的微生物学特性和除磷特性,以及不同种类的反硝化除磷工艺,并对反硝化除磷技术进行了展望.     

MFC-电催化膜反应器中PPy-PVDF/碳纤维膜的污水处理性能

为解决膜分离技术在水处理中存在膜污染和高能耗的问题,通过电氧化聚合法将聚吡咯(polypyrrole,PPy)沉积在PVDF/碳纤维膜上,制备高活性的PPy-PVDF/碳纤维膜;研究不同沉积时间对电催化膜催化活性的影响及微电场环境对PPy-PVDF/碳纤维膜污染的影响;并构建MFC-电催化膜反应器,测试反应器在处理污水时的产能效果。结果表明,恒电位(0.8 V)聚合10 min时,PPy10-PVDF/碳纤维膜的催化活性最高,PPy的最佳沉积密度为0.75 mg·cm-2。抗污染通量测试结果表明,在0.4 V·cm-1的微电场下,PPy10-PVDF/碳纤维膜的稳定通量(317 L·(m~2·h)~(-1))比无电场时(212 L·(m~2·h)~(-1))提高了约49.5%,说明MFC-电催化膜反应器中的微电场可以有效减缓膜污染。在MFC-电催化膜处理污水的过程中,反应器对COD去除率高达96%以上;反应器产能最大功率密度为166 mW·m-3,与空白PVDF/碳纤维膜(产能密度为99 mW·m-3)相比提高了约67%。PPy10-PVDF/碳纤维膜在MFC-电催化膜反应器表现出较高的污染物去除率、能源回收效率及对膜污染的有效控制。     

IC反应器处理MTO废水的中试研究

中试研究了内循环(IC)反应器处理甲醇制烯烃(MTO)废水的启动和运行过程,同时考察了颗粒污泥的性状及沼气产量的变化情况。试验过程运行稳定,系统抗冲击性强。以絮状污泥为接种污泥,经过131 d的启动和运行,IC反应器的COD去除负荷可达10 kg/(m~3·d)以上,COD去除率可达90%以上。IC反应器中的成熟颗粒污泥形状规则、密实、粒径大、沉降速率快。IC反应器的沼气产量符合理论预期。     

离子液体对废旧印刷线路板中铜、锌、铅的浸出规律

以离子液体1-丁基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([BSO_3HMIm]OTf)为浸出剂,初步研究了WPCBs浸铜过程中锌和铅浸出率的影响因素。实验结果表明:铜、锌的浸出率随着WPCBs粒径的减小、H_2O_2溶液加入量的增大而增大,铜的浸出率随浸出温度的升高先增大后减小,锌的浸出率受浸出温度影响不大;铅的浸出率受5种因素影响不大,且总体处于较低水平。在WPCBs粒径为0.100~0.250 mm、离子液体加入量为60.0%(φ)、H_2O_2溶液加入量为7.5%(φ)、固液比为1∶15、浸出温度为50℃的条件下,铜、锌、铅的浸出率分别为99.84%,93.25%,22.46%。     

采用支持向量机算法优化电化学处理油田污水的工艺参数

采用支持向量机(SVM)算法,将Box-Behnken设计法与支持向量回归算法(SVR)实验参数优化软件相结合,优化电化学去除油田污水COD的工艺参数。通过量子粒子群算法对SVM算法参数进行优化,从建立的回归模型中找到工艺参数的全局最佳点:电解时间60 min,电解电流3 A,三维电极填充料中石英砂质量695 g。模型得到的COD理论最优去除率为92.48%,验证实验得到的COD去除率为91.43%。     

海上含聚污水电化学处理装置的优化

为解决传统电化学方法在含聚污水处理时电极板消耗严重、絮渣量大的问题,通过改进电极板材料、组合数及结构等,研究适度降解-除油一体化电化学技术,在降低渣泥量的同时保证处理效果。实验结果表明:最佳电极板组合为"网状惰性金属复合物极板(阳)-网状铝极板(阴)-网状铝极板(阴)-网状惰性金属复合物极板(阳)";在电解电流为4.0 A、极板间距为8.0 cm、面体比(电极板面积与处理污水量的比值)为2/17 cm~2/mL、电解时间为30 min的最佳处理条件下,几乎无絮渣产出,含聚污水的浊度去除率为93.3%、聚合物降解率为92.0%、除油率为95.0%,展现了优良的处理效果。     

羟基乙叉二膦酸镀铜废液的处理及Cu~(2+)的高附加值资源化回收

采用Na BH4还原法将羟基乙叉二膦酸(HEDP)镀铜废液中的Cu~(2+)制备成纳米铜粉,并采用聚丙烯酰胺(PAM)对还原反应后的废液进行絮凝处理。研究了n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)、还原反应温度、还原反应时间及PAM添加量对废液中剩余Cu~(2+)质量浓度的影响,并对回收的纳米铜粉进行了XRD和TEM表征。实验结果表明:当n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)=4∶6、还原反应温度为50℃、还原反应时间为2 h时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降低至1.1 mg/L,Cu~(2+)还原率达99.99%;可获得粒径为20~45 nm的近球型、高纯度、由多晶组成的纳米铜粉;当PAM添加量为10 mg/L时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降至0.35 mg/L以下,达到GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》(小于0.5 mg/L)的要求。     

二乙烯三胺改性聚多巴胺包覆硅胶吸附日落黄

采用二乙烯三胺(DETA)改性聚多巴胺(PDA)包覆硅胶(SG)得到吸附剂SG@DETA/PDA。通过FTIR、SEM和氮气吸附-脱附等技术对SG@DETA/PDA进行了形貌和结构表征,并考察了其对阴离子染料日落黄的吸附性能。表征结果显示,SG@DETA/PDA表面有PDA微球团聚形成的较为致密的包覆层,其比表面积和孔体积均比吸附剂SG@PDA有小幅提高。实验结果表明:SG@DETA/PDA吸附日落黄的最佳工艺条件为溶液p H 2.0、吸附时间2.0 h、初始染料质量浓度150 mg/L,在上述最佳工艺条件及298 K温度条件下SG@DETA/PDA对日落黄的吸附容量为175.56 mg/g。SG@DETA/PDA吸附日落黄的过程可以分别用准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程很好地拟合,该吸附过程主要是通过静电作用的单分子层吸附,是一个吸热自发的熵增过程。     

高锰酸钾降解地下水中PCE的研究

以氯代有机污染物中常见的PCE为目标污染物,以自制高锰酸钾溶液为氧化剂,采用批实验方法,探讨了高锰酸钾降解PCE的反应动力学、影响因素以及反应机理。反应结果表明,高锰酸钾降解PCE的反应符合一级动力学方程,反应活化能E为57.119 kJ/mol,在30℃条件下,反应速率常数为0.0076 min^-1,半衰期为91.20 min。在pH在3～10,离子强度在0～0.1030 mol/L之间变化时,反应速率不受明显影响。     

3株反硝化聚磷菌的分离与鉴定

通过烛缸法培养富集、分离,结合除磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和PHB颗粒染色辅助检验相结合的方法筛选,得到3株具有较高脱氮除磷效率的反硝化聚磷菌DNPA8, DNPA9和DNPA10。在富氮富磷培养基中培养48 h,各菌株的脱氮率均大于75%,除磷率均大于78%。采用多相分类的方法确定了3株反硝化聚磷菌的分类地位,DNPA8为嗜麦芽寡养单胞菌,DNPA9为水生丛毛单胞菌属首次发现的反硝化聚磷菌;DNPA10为约翰逊氏不动杆菌。该研究结果为富营养化水体的治理提供了有效的菌种资源。