连续流双室微生物燃料电池处理工业废水

以实际中药废水作为阳极基质、实际含镉废水作为阴极电解液,构建了连续流双室微生物燃料电池(MFC),考察了其产电性能及对两种废水的处理效果。78 d的运行数据表明:系统可实现最大输出电压417mV、最大体积功率密度11.8 W/m3,最大体积功率密度运行条件下的库伦效率为18.5%;在阳极进水有机物浓度变化较大的情况下,实现了阳极对中药废水中有机物的有效去除,平均COD去除率为81.5%;阴极对含镉废水中Cd2+的去除率为79.4%～84.8%。这表明MFC同步处理中药废水及重金属废水具有一定的可行性。     

阴极催化剂及不同底物对微生物燃料电池的影响

构建了单腔室微生物燃料电池(MFC),分别以乙酸钠、丁二酸、蔗糖及对苯二甲酸(TA)为底物,研究了Pt-C、聚苯胺(PANI)、碳纳米管(MWNTs)和PANI-MWNTs分别作为阴极催化剂的MFC产电性能。研究结果表明:分别以乙酸钠、丁二酸、蔗糖及TA为底物时,PANI-MWNTs阴极可获得最大开路电压分别为445,457,460,410 mV,最高功率密度分别为371,374,429,317 mW/m2;PANI-MWNTs阴极具有与Pt-C阴极接近的产电性能,反应35 h时,Pt-C阴极对上述4种底物的COD去除率分别为95.8%、95.9%、96.4%和89.1%;PANIMWNTs阴极分别为96.6%、97.0%、95.6%和97.3%。     

硫酸盐对微生物燃料电池脱氮的影响

构建了双室型微生物燃料电池(MFC),探讨了硫酸盐对MFC阴极脱氮效果和产电性能的影响。实验结果表明:缺氧阴极室中,硝酸盐氮、硫酸盐的还原存在一定的竞争关系,且硫酸盐对电子的竞争能力比硝酸盐氮强;当S与N的质量比(记为S/N)为2∶1时,72 h后的硫酸根去除率达96.41%,而硝酸盐氮去除率仅为36.86%;在S/N为2∶1的条件下,当电压达307.6 m V时,功率密度达最大值15.77 W/m2,电池内阻为100Ω,与未加入硫酸盐时相比产电性能明显提高。     

填充床电化学反应器催化氧化法降解苯酚工艺条件的优化

采用填充床电化学反应器,以Na2SO4为支持电解质,分别以IrO2-Ta2O5/Ti和PbO2/Ti为阳极,以Ti板为阴极催化氧化降解苯酚。考察了电流密度和进水流量对废水COD去除率、平均电流效率(ACE)和电耗(Esp)的影响。实验结果表明:PbO2/Ti阳极电催化氧化苯酚的效率高于IrO2-Ta2O5/Ti阳极,且PbO2/Ti阳极有更高的ACE和更低的Esp;在以PbO2/Ti为阳极、电流密度为100 A/m2、进水流量为0.8 L/h的条件下,COD去除率最高为90.59%,ACE较高,Esp较低。     

在氧化沟中构建微生物燃料电池

在氧化沟中构建了微生物燃料电池,经测定微生物燃料电池电压为0.24～0.39 V,均值为0.29 V.经计算该微生物燃料电池的产电功率为0.05～0.15 mW,均值为0.08 mW.构建了微生物燃料电池的氧化沟COD去除率为75％～ 90％,TN去除率为5％～38％;无微生物燃料电池的氧化沟COD去除率为77％～89％,TN去除率为5％～23％.构建微生物燃料电池后能减少氧化沟内外沟中污泥的增加量,约减少15％.     

缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理石化厂含盐废水

采用缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理某石化厂的含盐废水。实验结果表明:在进水COD为200~350mg/L的条件下,经生化处理后的出水COD稳定在50~60 mg/L,COD去除率稳定在75%左右;在臭氧投加量为4.5g/L、V(催化剂Ⅱ)∶V(废水)=1.5∶1的条件下,进行连续催化臭氧氧化后出水COD稳定在20 mg/L以下,COD去除率大于70%,满足DB 61/224—2011《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》。表征结果显示,催化剂表面含有铜元素,比表面积为250.815 m2/g,吸水率为60.9%,经过滤可去除废水中残留的催化剂。     

三维电极法处理六硝基茋生产废水

以Ti板为阴极、Ti/IrO2-Ta2O5电极为阳极,采用三维电极法处理六硝基茋生产废水。通过单因素实验和正交实验确定的最佳工艺条件为:电解电压8 V,电解时间4 h,极板间距5 mm,初始废水COD=3 120 mg/L,m(玻璃珠)∶m(活性炭)=1∶3(选定活性炭的质量为5.0 g),ρ(硫酸钠)=500 mg/L。在此最佳工艺条件下,废水COD去除率为36.5%。     

湿法腈纶废水的生化处理

采用水解酸化—固定化微生物流化床—氧化混凝联合工艺处理湿法腈纶废水.该工艺采用的高效菌微生物固定化技术及新型氧化混凝技术均对湿法腈纶废水有较好的处理效果.实验结果表明:在水解酸化温度为42℃、水解酸化运行周期为20 h的条件下,接种活性污泥和高效菌的SBR的COD去除率为26.0％;在新型氯铁型氧化混凝剂加入量为15 mL/L的条件下,混凝出水COD可降至66 mg/L.水解酸化—固定化微生物流化床—氧化混凝联合工艺的总COD去除率可达89.4％.     

O3-H2O2氧化法处理印染废水

采用O₃-H₂O₂氧化法对印染废水进行氧化处理,比较了O₃氧化法和O₃-H₂O₂氧化法对印染废水的处理效果,考察了初始废水pH、H₂O₂加入量、O₃流量和反应时间对废水的色度去除率和COD去除率的影响。实验结果表明：O₃-H₂O₂氧化法对废水的COD和色度的去除效果比O₃氧化法更好;在初始废水pH为11、H₂O₂加入量为13mmol/L、O₃流量为6g/h、反应时间为60min的最佳工艺条件下,处理后废水COD为61.50mg/L,COD去除率为95.73%,废水色度为5倍,色度去除率为99.75%,TOC为37.84mg/L,TOC去除率为85.10%,BOD₅为22.76mg/L,BOD₅去除率为90.20%,BOD₅/COD为0.37。     

三维电极法处理六硝基茋生产废水

以Ti板为阴极、Ti/IrO₂-Ta₂O₅电极为阳极,采用三维电极法处理六硝基茋生产废水。通过单因素实验和正交实验确定的最佳工艺条件为：电解电压8 V,电解时间4 h,极板间距5 mm,初始废水COD=3 120 mg/L,m（玻璃珠）∶m（活性炭）=1∶3（选定活性炭的质量为5.0 g）,ρ（硫酸钠）=500 mg/L。在此最佳工艺条件下,废水COD去除率为36.5%。     

Fenton氧化法处理石化含油废水生化出水

采用Fenton氧化法处理石化含油废水生化出水,通过正交实验和单因素实验优化了反应工艺条件。正交实验得到各因素对COD去除率的影响大小顺序为:溶液初始pHH_2O_2投加量n(H_2O_2)∶n(Fe~(2+))反应温度。实验最佳工艺条件为:初始溶液pH 4.0,H_2O_2投加量3.00 mL/L,n(H_2O_2)∶n(Fe~(2+))=10,反应温度35℃,反应时间60 min。在此最佳工艺条件下COD可降至60.33 mg/L,COD去除率达61.33%。在最佳工艺条件下,分别采用超声(US)-Fenton氧化和紫外光(UV)-Fenton氧化技术处理含油废水生化出水,COD去除率分别达76.77%和80.23%。但单一Fenton氧化、US-Fenton氧化和UV-Fenton氧化工艺对NH_3-N的去除效果均并不明显。     

高级氧化法处理光引发剂生产废水

分别采用臭氧氧化、微电解—Fenton氧化和电化学降解的方法处理COD为6 000~8 000 mg/L、BOD₅/ COD为 0.12~0.17的光引发剂生产废水,比较了3种方法对废水中COD的去除效果。实验结果表明：臭氧氧化反应2 h时废水COD去除率达35.9%,BOD₅/COD 为0.20;微电解反应4 h再Fenton氧化4 h后,废水COD去除率为38.2%,BOD₅/COD 为0.28;电化学降解2 h后废水COD去除率达83.9%,BOD₅/COD 为0.46,降解反应遵循零级反应动力学,反应速率常数为2.6 kg/（m³·h）。3种方法对光引发剂生产废水的处理效果顺序为：电化学降解>微电解—Fenton氧化>臭氧氧化。     

O_3-Ca(OH)_2体系处理苯酚废水

研究了苯酚在新型臭氧氧化体系O_3-Ca(OH)_2体系中的降解与矿化效果。实验结果表明:苯酚及TOC的去除率都随着Ca(OH)_2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3.0 L/min)的增大以及初始苯酚质量浓度的减小而增加,但受反应压力和液相温度的影响较小;当Ca(OH)_2用量大于3 g/L时,苯酚和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右;Ca~(2+)的存在实现了羟基自由基清除剂CO_3~(2-)的实时分离去除,从而强化了臭氧氧化过程中苯酚的降解与矿化。这表明,O_3-Ca(OH)_2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。     

高级氧化法预处理毛皮加工工业园区集中废水

分别采用臭氧氧化和Fenton氧化两种高级氧化法对毛皮加工工业园区集中废水处理厂的进水进行了预处理,考察了各工艺条件对废水COD去除效果的影响,并比较了两种方法对废水可生化性的改善情况。实验结果表明:在初始废水pH为8、臭氧投加速率为1.2 g/h的最适宜条件下,臭氧氧化法的COD去除率最高达72.7%,废水的可生化性显著提高,废水BOD5/COD由初始的0.06提高至0.12;在,n(Fe~(2+)):月(H_2O_2)=1:10、H_2O_2投加量为1.5 mL/L,、初始废水pH为2.5的最适宜条件下,Fenton氧化的COD去除率最高达33.4%,但废水可生化性不大;经臭氧氧化和Fenton氧化处理后,废水中的不饱和结构物质均得到了有效降解。     

工业烟气氨法-络合法同时脱硫脱硝

在脱硫脱硝喷淋装置上采用氨法-络合法处理工业烟气。考察了吸收液pH、Fe(Ⅱ)EDTA浓度、初始烟气浓度、液气比对烟气同时脱硫脱硝效果的影响。实验结果表明:吸收液的酸碱度通过影响Fe(Ⅱ)与EDTA的络合形式进而影响NO去除率;SO_2去除率主要受吸收液pH和初始SO_2质量浓度的影响;当吸收液pH大于8、吸收液Fe(Ⅱ)EDTA浓度大于0.100 mol/L、初始SO_2质量浓度小于1 500 mg/m3、初始NO质量浓度为1 200 mg/m3时,SO_2去除率均在95%以上,NO去除率为54%;当液气比由1 L/m3增大至4 L/m3时,有效脱硫时间和有效脱硝时间分别增长了7 min和4 min。     

缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理石化厂含盐废水

采用缺氧—好氧—催化臭氧氧化工艺处理某石化厂的含盐废水。实验结果表明：在进水COD为200~350 mg/L的条件下,经生化处理后的出水COD稳定在50~60 mg/L,COD去除率稳定在75%左右;在臭氧投加量为4.5 g/L、V（催化剂Ⅱ）∶V（废水）=1.5∶1的条件下,进行连续催化臭氧氧化后出水COD稳定在20 mg/L以下,COD去除率大于70%,满足DB 61/224—2011《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》。表征结果显示,催化剂表面含有铜元素,比表面积为250.815 m²/g,吸水率为60.9%,经过滤可去除废水中残留的催化剂。     

活性炭复合材料负载催化剂催化臭氧氧化处理石化废水

采用催化臭氧氧化深度处理某石化厂炼油废水,制备了活性炭复合材料负载催化剂(Fe_2O_3/ACNT),与几种常见负载催化剂进行了物性和COD去除效果的对比,并对Fe_2O_3/ACNT的催化效果和稳定性进行了详细分析。结果表明:催化剂的催化臭氧氧化活性由高到低的顺序为Fe_2O_3/ACNTFe_2O_3/活性炭Fe_2O_3/Al2O3Fe_2O_3/陶粒;Fe_2O_3/ACNT催化剂具有较高的比表面积、孔体积、强度和吸水率,使COD去除率由单独臭氧氧化时的约20%提高到66.8%。在催化剂填充量200 m L、废水pH 7.6、臭氧投加量200 mg/L、体积空速1 h~(-1)的条件下运行30d,COD去除率平均达65.1%,出水COD均值为40.8 mg/L,最高值为44.3 mg/L,满足外排水COD小于50 mg/L的指标。催化剂稳定性良好,运行30 d活性未见明显降低,具有在环保领域应用的前景。     

非均相Fenton催化氧化工艺深度处理聚甲醛废水

以聚甲醛废水经传统生化工艺处理后的一级好氧出水、二级好氧出水和二沉池出水为研究对象,混凝后采用非均相Fenton催化氧化工艺对其进行深度处理,并与铁碳微电解—均相Fenton氧化组合工艺和传统Fenton氧化工艺对比,考察了3种工艺的COD去除效果、铁泥产量和运行成本。实验结果表明：非均相Fenton催化氧化工艺具有更优的COD去除能力和脱色效果,出水COD为30.1 mg/L,色度为8倍,满足综合回用处理要求（COD<120 mg/L）;该工艺几乎不产铁泥,污泥干重仅为0~0.04 kg/m³;同时,混凝—非均相Fenton催化氧化工艺具有更低的运行成本,处理二沉池出水的药剂成本为4.56元/t。