短程硝化处理炼油催化剂废水

炼油催化剂生产过程中产生的高盐度、高无机质的高氨氮废水难以处理。研究将短程硝化反硝化生物脱氮技术应用于该种废水的处理。实验同时控制反应器温度(31℃)、溶解氧(≤1.5 mg/L)、pH值(7.8~8.7)和污泥龄(30 d),较快地实现催化剂废水短程硝化污泥的驯化,亚硝酸盐平均积累率达到了97.4%。在此基础上,结合在线监控ORP、pH值变化情况及短程硝化反应动力学研究,较好地实现了炼油催化剂废水的短程硝化。     

4A沸石分子筛处理中低浓度氨氮废水

利用天然沸石、采用水热合成法制备4A沸石分子筛,用XRD和SEM进行了表征。通过考察吸附剂用量、pH、共存金属阳离子、吸附时间、氨氮废水初始浓度、温度对吸附性能的影响,结合动力学方程、吸附等温线、热力学函数等研究了吸附性能和机理。结果表明,当4 g/L的4A沸石分子筛在废水pH值为4~8的条件下对中低浓度氨氮吸附120min后,去除率可达88%;废水中共存单一金属阳离子(Pb2+、Cu2+、Ca2+和Mg2+)浓度大于100 mg/L时,对中低浓度的NH+4有强烈的竞争吸附;氨氮的吸附过程较好地符合准二级动力学方程、Freundlich模型,是一种混乱度增加、自发的放热过程。     

颗粒物粒径和有机物分子量对超滤膜污染的影响

采用不同孔径和截留分子量的膜对原水进行预过滤,研究不同粒径的颗粒物和不同分子量的有机物对膜污染的影响。结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,原水中浊度、CODMn、DOC和UV254的去除率逐渐提高,超滤膜运行的跨膜压力(TMP)比直接过滤原水时降低;经孔径为1.2μm和0.45μm的膜预过滤后,超滤膜运行的TMP仍上升较快,而经过截留分子量为100 kDa及以下膜预过滤后,膜污染比较缓慢。对膜阻力构成分析的结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,超滤膜运行过程中的表面饼层阻力逐渐减小,堵孔阻力也有明显降低,但预膜滤不能有效降低膜的吸附阻力。超滤膜表面的扫描电镜观察结果表明,经过截留分子量在100 kDa及以下的膜预过滤后,超滤膜表面比较干净,此时的膜过滤阻力主要来源于吸附和堵孔阻力。     

剩余污泥催化剂的制备及其脱色性能

以焦化废水脱水污泥为载体、ZnCl2为活化剂和催化剂的活性组分,采用一步法制备污泥催化剂。实验结果表明,当ZnCl2浓度为4 mol/L、固液比1∶3、焙烧温度550℃、焙烧时间40 min时,制备的污泥催化剂对亚甲基蓝的脱色性能最佳。利用制备的催化剂对活性红X-3B、弱酸性艳红B、活性蓝X-BR溶液进行脱色处理,研究反应时间、染料浓度、溶液pH、催化剂投加量和H2O2用量对染料脱色性能的影响。最佳条件下,3种废水的脱色率分别达到90.7%、97.5%和94.4%。对脱色数据进行动力学模拟,结果表明,3种染料废水脱色反应分别符合二级动力学模型、一级动力学模型、二级动力学模型。     

活性炭负载Fe^3＋催化H2O2氧化邻苯二甲酸二甲酯

将Fe3＋负载在活性炭上制得载铁催化剂Fe/AC,并研究了该催化剂对邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的催化降解性能。通过正交实验和单因素实验,探讨了催化剂投加量、H2O2投加量、溶液pH值和反应温度对水中DMP降解率的影响,同时对DMP矿化度进行了分析。实验结果表明,制得的载铁催化剂具有较高的催化活性;降解效果的影响顺序是反应温度〉催化剂投加量〉H2O2投加量〉溶液pH值;在反应温度为80℃、催化剂投加量为4 g/L、H2O2投加量为20 mL/L和溶液pH值为3的条件下反应120 min后,质量浓度为10 mg/L的DMP降解率最高可达97.73%;在优化的实验条件下反应150 min,DMP矿化度可达62.73%;催化剂反复使用5次仍具有较好的催化活性,DMP降解率仍可达到77%以上;反应过程中溶液Fe3＋浓度的变化维持在1.07 mg/L左右,且可推测催化降解DMP主要是由非均相和均相催化氧化反应共同作用的。     

The effects of LMWOAs on biodegradation of multi-component PAHs in aqueous solution using dual-wavelength fluorimetry

Biodegradation of dissolved fluorene (Flu), phenanthrene (Ph) and pyrene (Py), three polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), singly or as a mixture of the three, by two bacterial strains, MEBIC 5140 (Mycobacterium flavescens) and MEBIC 5141 (Mycobacterium scrofulaceum), as well as the effects of low molecular weight organic acids (LMWOAs), e.g. malic acid, citric acid and butyric acid on biodegradation of the three PAHs in mineral salts medium aqueous solution were investigated using a newly established dual-wavelength fluorimetric method. The results showed that biodegradation processes can be monitored simultaneously, quickly and simply by dual-wavelength fluorimetry. Both co-metabolism and inhibitory effects were found during the biodegradation of the three PAHs by MEBIC 5140 and MEBIC 5141. Positive effects of butyric acid and negative effects of citric acid on biodegradation of the three PAHs in a mixture were observed.     

低频超声协同Fe-Ni-Mn／Al2O3催化降解酸性绿B的研究

采用低频超声与Fe-Ni-Mn／Al2O3催化剂协同降解偶氮染料酸性绿B模拟废水,考察染料初始浓度和pH值、催化剂、饱和气体及H2O2等因素对酸性绿B降解效果的影响,结果表明：催化剂Fe-Ni-Mn／Al2O3与低频超声存在协同效应,催化剂的最佳投加量为6g／L;酸性条件有利于染料的超声降解,当pH=3．8时,可取得最佳的降解效果;酸性绿B降解率随初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为100mg／L,此外,在反应体系中鼓入饱和气体也可促进酸性B的降解,且影响顺序为混合气体（air＋Ar）〉氧气〉氩气;在反应过程中投加H2O2有利于染料降解率的提高。在优化实验条件下降解150min,酸性绿B色度去除率达到91．4％。     

低频超声协同Fe-Ni-Mn/Al2O3催化降解酸性绿B的研究

采用低频超声与Fe-Ni-Mn/Al₂O₃催化剂协同降解偶氮染料酸性绿B模拟废水,考察染料初始浓度和pH值、催化剂、饱和气体及H₂O₂等因素对酸性绿B降解效果的影响, 结果表明：催化剂Fe-Ni-Mn/Al₂O₃与低频超声存在协同效应,催化剂的最佳投加量为6 g/L;酸性条件有利于染料的超声降解,当pH=3.8时, 可取得最佳的降解效果; 酸性绿B降解率随初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为100 mg/L,此外,在反应体系中鼓入饱和气体也可促进酸性B的降解,且影响顺序为混合气体(air+Ar)＞氧气＞氩气;在反应过程中投加H₂O₂有利于染料降解率的提高。在优化实验条件下降解150 min,酸性绿B色度去除率达到91.4%。     

金属负载活性炭催化剂的稳定性研究

通过预处理、浸渍处理、改性液后处理等方式,研究开发出具有电化学反应性能的系列金属负载活性炭催化剂.分别将未改性和改性后的系列金属负载活性炭用于不同pH值下多种高浓度有机废水处理.试验结果表明,改性后的载铜及载铁活性炭催化剂经催化氧化反应后,处理出水中Cu2+离子和Fe2+离子的溶出量均可减少90％以上,苯胺及苯酚废水中COD的去除率可达50％～95％.大大提高了金属负载活性炭催化剂的稳定性,提高了催化剂的使用寿命,降低了废水处理成本.     

固定床生物活性炭吸附天然有机物及其模型化研究

以日本长良川原水为研究对象,提高水处理出水水质为目标,研究了生物活性炭(BAC)小柱对原水中天然有机物(NOM)的去除效果。比较了不同NOM进水浓度时BAC小柱对其的去除率,研究了小柱层内及出水中NOM的相对分子量分布随着通水时间增加的变化情况,并利用结合了理想吸附溶液理论(IAST)的平推流表面扩散模型对出水中NOM的浓度进行模拟。结果表明,BAC小柱对不同浓度原水中NOM的去除率均高于相同试验条件下的粒状活性炭(GAC)小柱;BAC小柱对相对分子量分布为1000~5200g/mol内各分子量区间的有机物均可去除;平推流表面扩散模型对试验数据拟合结果较好。