MBR法/高级氧化技术在中水处理中研究进展

膜生物反应器(MBR)作为一种新型高效的污水处理方法,正受到人们的广泛关注。同时由于高级氧化技术在处理污水过程中无二次污染、易控制,与其他处理过程相结合可提高处理能力,降低处理成本等优点也备受研究者亲睐。本文系统介绍了MBR法的定义、分类、优势及其发展趋势,并对高级氧化技术和中水做了简单说明,阐述了高级氧化技术在膜生物反应器(MBR)中的应用,同时列举了两种工艺相结合在中水处理领域中的作用和地位。     

污泥厌氧消化预处理技术综述

全球环境问题已成为国际社会关注的焦点,围绕全球气候变化,降低温室气体排放,寻求再生能源,节能减排已成为目前国际科技发展的方向。通过"十一五"污水处理厂的建设,每年污泥产量已接近3000万吨(含水率80%脱水污泥计)以上,且以每年10%的速度递增。其处理与处置是制约社会经济发展的重要问题。但是,城市污泥蕴含有大量生物质能,通过借鉴国外先进技术与经验,开发城市污泥生物质能提取和利用技术,对我国节能减排具有重要战略意义。由于细胞壁的存在,使得污泥水解成为限制厌氧消化效率的重要瓶颈,而污泥强化预处理可有效提高污泥细胞壁的破坏,溶出胞内有机物,最大化回收剩余污泥中的有机能源。目前,预处理技术较多,如超声波预处理、热处理、微波预处理、碱解处理、臭氧预处理等,本文从物理、化学等角度分析了不同预处理对厌氧消化技术的影响。     

纳米钯?铝双金属对水中3-氯酚的脱氯降解研究

采用置换沉积法制备了纳米钯/铝双金属催化剂,氢解还原去除水相中难降解有毒有机物3-氯酚(3-CP),考察了溶液pH、钯负载量、纳米钯/铝双金属投加量、反应温度对脱氯效果的影响并解析相关反应机制。结果表明:(1)初始pH 3.0时,沉积液中93.25%(质量分数,下同)～96.67%的钯可有效负载于铝材上。(2)在pH为3.0、纳米钯/铝双金属投加量为2g/L、钯负载量为1.16%(质量分数)、反应温度为25℃下降解初始摩尔浓度为0.389mmol/L的3-CP,反应终了时脱氯率在99%以上。利用纳米钯/铝双金属降解氯代有机污染物具有高效低耗的优势,在实际应用上具有较好的前景。     

超临界水氧化处理煤气化废水的响应面优化

采用响应面法对超临界水氧化处理煤气化废水的工艺参数进行了优化.运用中心复合设计,建立了COD、NH3-N去除率与温度、压强、氧化系数、反应时间4因素的二次回归模型,分析了各因素的显著性及交互作用.结果表明,各因素对COD、NH3-N去除率影响大小为:温度＞氧化系数＞反应时间＞压强.温度和氧化系数对COD去除率交互影响显著;温度和氧化系数、温度和反应时间、氧化系数和反应时间对NH3-N去除率交互影响显著.以COD、NH3-N去除率最大化,温度最低为目标条件,获得试验范围内最佳工艺条件:温度520℃,压强27.00 MPa,氧化系数3.0,反应时间10 min.该条件下3次验证试验的COD、NH3-N平均去除率分别为99.92％、99.54％,与预测值99.89％、99.51％无显著差异,表明所建模型切实可行.     

沿面放电氧化液相亚硫酸铵

为了解决湿式氨法烟气脱硫生成不稳定亚硫酸铵（（NH4）2SO3）副产物的问题,设计了以不锈钢弹簧和溶液分别作为高压和低压电极的沿面放电系统,对液相（NH4）2SO3的氧化进行了研究。空气从反应器上方进入后经放电区域形成活性物质,再由底部的曝气头鼓入溶液并与（NH4）2SO3发生反应。比较了沿面放电处理与传统曝气处理的氧化效率,考察了放电电压、载气气量和初始浓度等因素对（NH4）2SO3氧化的影响。结果表明,沿面放电对（NH4）2SO3有显著的氧化效果;优化条件下的（NH4）2SO3氧化率接近100%;溶液中（NH4）2SO4与（NH4）2SO3的浓度比小于1时有利于（NH4）2SO3的氧化。     

Ti（Ⅳ）催化臭氧／过氧化氢预处理酸性难降解废水

在Ti（Ⅳ）和过氧化氢存在条件下,考察了臭氧化酸性苯乙酮溶液、硝基苯溶液和垃圾渗滤液（浙江衢州某垃圾填埋场）的预处理效能。结果表明,在pH2．86条件下,单独臭氧化处理对苯乙酮、硝基苯和垃圾渗滤液的COD去除率分别为10．1％、44％和28．6％。BOD,／COD值分别从原来的0．039、0．060和0．085提高到了0．130、0．158和0．174,仍属生化难降解废水。当体系加入Ti（Ⅳ）后,臭氧化苯乙酮和硝基苯的COD去除率分别达到了75．5％和65％,BOD;／COD则提高到了0．679和0．314,可生化性提升明显。对于垃圾渗滤液,只有当体系加入Ti（Ⅳ）和H22后,臭氧化COD的去除率达到66．6％,BOD、／COD提高至0．425。上述结果对酸性难降解废水的处理实际意义非常突出。     

深型地下土壤渗滤系统中氮的去除途径

为了系统研究氮在深型地下土壤渗滤系统中的去除途径,本次实验采用直径30cm,高200cm的有机玻璃柱模拟地下土壤渗滤系统;柱内分层装填取自北京顺义的土壤。在水力负荷为8cm／d的条件下,取得了较好的脱氮效果;氨氮去除率为99．80％;TN去除率为83．68％。通过观察氮沿土柱深度的变化规律发现,在1．30m以上的区域随着氨氮浓度的降低硝氮浓度逐渐增大,同时总氮浓度也在不断降低,约有30．55％在此区域被去除;通过氮元素质量平衡证明这部分氮是通过厌氧氨氧化反应去除的。在1．30m以下反硝化反应是脱氮的主要途径,在此过程中难降解有机物被利用。     

季节性城市生活垃圾成分分析及厌氧消化特性研究

城市生活垃圾的成分及特性随着季节和人类在不同季节的生活习惯而变化,针对我国北方城市研究了一年中不同季节的城市生活垃圾成分特点,对影响厌氧发酵过程的相关成分如总有机碳（TOC）、总氮（TN）、蛋白质、脂肪和还原糖等进行了测定分析。通过厌氧消化实验,测得不同季节城市生活垃圾pH值、日产气量、沼气甲烷含量、甲烷累积量、挥发性脂肪酸（VFAs）和氧化还原电位（ORP）等参数的变化规律,分析相应变化的影响因素。结果表明,二、三季度的含水率分别为64．81％和67．50％,高于一、四季度,一季度发酵原料中蛋白质和脂肪含量分别为12．56％和8．86％,明显高于其他3个季度。一季度甲烷累积量最高,达到17616mL,单位发酵原料的产气量为204．8mL／g,也是4个季度中最高的,说明蛋白质、脂肪等有机成分含量对厌氧发酵过程及结果影响比较明显。为进一步的城市生活垃圾厌氧消化制取生物燃气的工艺条件提供依据。     

接种不同污泥源条件下厌氧氨氧化菌的特性

2组ASBR接种污泥源分别为好氧硝化污泥、好氧硝化污泥和厌氧氨氧化污泥按2：1比例}昆合的混合污泥。在相同条件下,经过驯化培养均实现了厌氧氨氧化的稳定运行。接种好氧硝化污泥的反应器的适应期为29d,经过105d的培养反应器成功启动;接种混合污泥的反应器的适应期为13d,经过49d反应器启动成功。从2组ASBR污泥中提取细菌总DNA,经过厌氧氨氧化菌特异引物Pla46rc／Amx820对污泥样品进行PCR扩增、克隆和测序等分析。实验结果表明,接种不同污泥源条件下的反应器中厌氧氨氧化菌的特性存在差异,接种污泥源为好氧硝化污泥的反应器中存在的厌氧氨氧化菌种为CandidatusKuenenia,而接种混合污泥的反应器中存在的厌氧氨氧化菌种为CandidatusAnammox—oglobus,与最初接种的混合污泥中的厌氧氨氧化菌相同。当接种污泥中存在厌氧氨氧化菌时,该菌株经过长时间的驯化可成为优势菌种,而当接种污泥中无厌氧氨氧化菌存在时,CandidatusKueneniasp．可以在反应器中占主导,具有更强的竞争优势。     

氧化木薯淀粉丁二酸酯-g-丙烯酸乙酯的制备及其吸附性能

以木薯淀粉为原料,在氧化木薯淀粉的基础上,以丁二酸酐为酯化剂、对甲苯磺酸为催化剂得到氧化木薯淀粉丁二酸酯(OCSS),进一步以丙烯酸乙酯为接枝单体、过硫酸铵为引发剂得到氧化木薯淀粉丁二酸酯-g-丙烯酸乙酯(OCSS-g-EA)。在酯化剂加入量(相对于淀粉干基质量)为100%、酯化时间为3.0 h、酯化温度为35 ℃、催化剂加入量为3%的条件下,OCSS的酯化取代度可达0.133;在接枝时间为4.0 h、接枝温度为45 ℃、丙烯酸乙酯与淀粉干基的质量比为1.50∶1、引发剂浓度为50 mmol/L的条件下,OCSS-g-EA的接枝率和接枝效率分别可达67.02%和41.93%。OCSS-g-EA的吸油率达84.37%,对污水COD的吸附去除率达75%以上,对Cu²⁺的吸附量可达19 mg/g,吸附性能优良。