城市污水处理厂化学强化生物除磷的试验研究

为有效解决北京某城市污水处理厂出水总磷含量较高的实际问题,通过在生物处理工艺(A2O)后端添加化学除磷强化单元的方法,依次开展了实验室试验和现场的生产性试验.实验室试验以好氧池出水为试验用水,对不同浓度梯度的聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、三氯化铁(FeCl3)等除磷效果进行了对比研究,并分别对其除磷机理进行了深入的探讨.试验结果表明:3种药剂中,PAC除磷效果最好,当其投加量为60mg/L,投加系数β为4.15时,出水总磷含量可小于0.5mg/L,而且药剂投加成本较低,仅为0.078元/t.现场生产性试验选取好氧池出水端为药剂投加点,对PAC的除磷效果进行现场验证.经试验测定,当PAC投加量为60mg/L,投加系数β为4.22时,污水处理厂出水总磷含量远低于0.5mg/L,符合排放要求.考虑到进水量和负荷的波动,在保证出水达标排放的前提下,为保证药剂的有效利用,通过采取针对性措施提高前端生物除磷效率及反馈投加药剂的方法,以有效减少药剂的投加量及化学污泥的排放量,达到节能减排的目的.     

催化还原法深度处理污水中硝态氮的研究

为有效降低城市污水处理厂出水硝态氮的含量,减轻氮素污染,依次进行了基础性试验和验证性试验.基础性试验以Fe0为还原剂,以配置的KNO3溶液为试验用水对分别添加H+、Fe2+、Cu2+、Pd/Al2O3等后的脱氮效果进行了对比研究.试验结果表明,系统pH值为2.1,Fe2+、Cu2+投加量分别为1000mg/L时,系统均可获得较好的脱氮效果,分别为92%、41%、61%,产物均以氨氮为主;当投加10g/L催化剂Pd/Al2O3,调节系统pH值为3.02时,系统脱氮率可达48%,且其产物以氮气为主,副产物较少.在此基础上,验证性试验以北京市某污水处理厂出水为试验用水,对上述各方法的脱氮效果进行了试验验证,并对其可行性进行了分析.结果表明,在一定条件下,各方法均可达到理想的脱氮效果,其去除率分别可达到87%、36%、50%、46%.但综合脱氮效果、产物分析、出水水质等考虑,相比较而言,添加催化剂的化学催化还原法在去除污水中的硝态氮时具有更好的可行性.     

Pd-Cu/石墨烯协同零价铁(Fe0)的催化反硝化实验

为解决城市污水处理厂二级出水中硝态氮含量较高的问题,对Pd-Cu/石墨烯协同零价铁(Fe0)的新型催化反硝化法处理水体中NO3--N 进行了深入研究,重点对催化反硝化操作条件进行了优化.研究发现,新型催化反硝化法获得较好催化效果的最佳运行条件为:Fe0 投加量为4 g/L,m(Pd)∶m(Cu)为3 ∶1,溶液pH 为...     

催化剂在Fe0还原污水硝态氮中的催化作用

为降低水体中的硝态氮对环境的危害,提高污水处理厂出水水质,将催化剂运用到零价铁还原硝态氮反应中,分别对含TiO2及Pd的催化剂进行了探索性实验。该实验以配置的KNO3溶液为实验水样,在比较研究添加H+、TiO2/Al2O3催化剂、Pd/Al2O3催化剂去除效果的基础上,深入研究了负载量、载体类型、pH、溶解氧、共存离子等因素对去除效果的影响。结果表明,催化剂TiO2/Al2O3对零价铁还原硝态氮的去除率有促进作用,水样pH=3.1时去除率为72%,产物主要为氨氮,应用性较差;而催化剂Pd/Al2O3在pH=3.1时去除率虽为43%,但产物以N2为主。在负载量为5%的情况下,N2转化率为76%,这对去除总氮有重要意义,并从电子转移角度探讨了该反应的反应机理,提出了活性氢（H*）为核心的机理模型。     

提高催化反硝化脱氮效果的研究

为去除水体中硝酸盐氮,有效改善水质,前期提出了Pd-Cu催化剂协同零价铁(Fe⁰)的新型催化反硝化法处理水体中硝态氮,但该方法的催化效果,尤其是N₂转化率有待提高,文章对此展开了深入研究。研究发现,用复合载体代替单一载体制取催化剂,其一定程度上可提高催化效果。其中,Pd-Cu/γ-Al₂O₃-硅藻土催化活性达0.41 mg/(L·g·min),N₂转化率则达到69%,与各自的单一载体催化剂相比,催化效果明显提升。对催化剂用2 mol/L的HCl酸洗1 h,大多数催化剂的催化效果有提高。其中,Pd-Cu/硅藻土催化效果提升显著,尤其N₂转化率提高5%,达到62%。此外,当改变催化剂的活性组分,添加丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)能改变催化剂的催化效果。当向金属Pd添加AOT,其虽然会减少催化剂上Cu的活性位,导致催化活性降低,但同时会抑制脱氧反应的进行,提高N₂转化率。