聚合氯化铝去除污泥水中磷的工艺优化

在对比聚合氯化铝(PAC)对浓缩脱水污泥水及其上清液除磷效果的基础上,通过响应曲面法(RSM)分析了污泥水上清液PAC除磷过程中Al/P摩尔比、pH和搅拌转速(MS)对除磷效果的单独效应和联合效应,并探讨了PAC除磷动力学.结果表明,PAC直接对污泥水混凝除磷会恶化其沉降性能,且除磷效率不高.RSM优化得到的上清液除磷最优工艺条件为:Al/P摩尔比为2.49,pH为8.3,MS为398 r·min-1,除磷效率为97.8%,实验验证结果表明该优化操作模式行之有效.动力学分析结果表明,PAC对污泥水的除磷过程分为化学沉淀与絮凝体快速吸附除磷和二级动力学沉淀除磷两阶段.     

磷酸钙沉淀法同步去除污泥水中磷和腐殖质的优化研究

以含有腐殖质(HS)的含磷污水为处理对象,开展了磷酸钙结晶同步去除磷和HS的优化研究.通过响应面法考察了HS浓度、p H和Ca/P摩尔比(Ca/P)对正磷和HS去除效果的单独和联合效应,利用X射线衍射表征固体产物.结果表明,磷酸钙结晶法可同步去除磷和HS,HS的存在降低了除磷效率.p H对磷去除率有显著性影响,而Ca/P和HS浓度对HS去除率有显著性影响.三因素联合效应中Ca/P和HS浓度联合效应对HS去除率有显著性影响.提高反应p H有助于减小HS对磷酸钙除磷的影响,固体产物结晶度增强,但固体纯度降低.     

铝盐去除浓缩脱水污泥水中悬浮物和磷的效果研究

采用混凝沉淀法处理污泥水中的悬浮固体和磷,考察了聚合氯化铝(PAC)、聚硫氯化铝(PACS)以及PAC和阴离子聚丙烯酰胺(aPAM)复配不同投加量对污泥水沉降性能和磷去除的影响。实验结果表明,PAC和PACS混凝处理污泥水效果基本一致,会恶化污泥水沉降,且随PAC投药量的增加,污泥水SV30越大。PAC与aPAM复配混凝处理污泥水,也难以改善污泥水的沉降性能。结果表明,铝盐混凝剂不适合同步去除污泥水悬浮固体和磷,建议先寻求其它混凝剂改善污泥水沉降再用铝盐除磷。     

利用白云石石灰去除和回收污泥消化液中磷的响应面法优化研究

针对污水处理厂污泥消化上清液的组成特点,利用白云石石灰去除和回收污泥消化液中的磷.同时,根据Box-Behnken Design实验设计及响应面法进行工艺优化,对实验过程中药剂的投加量(X1)、反应初始pH值(X2)及反应温度(X3)3个重要影响因素的单独作用及各因素之间的交互作用进行了考察,并建立了数学模型.结果表明,响应曲面模型拟合度较高(R2为0.9680),回归方程中X1、X2、X3、X1X3、X21、X22对磷去除率影响显著;综合考虑操作的简便性及经济性,选取最佳条件组合为:白云石石灰投加量300 mg·L-1,初始pH值9.0,反应温度25℃,验证实验结果为89.08%,与预测值相比偏差为0.39%.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射表征技术分析结晶沉淀组成和晶形特征,表明产物中含有磷酸铵镁晶体、无定形磷酸钙及杂质碳酸钙等.     

超临界水氧化法处理剩余污泥的参数优化

为提高超临界水氧化法处理剩余污泥的效果,采用响应面分析法,以COD_Cr去除率为响应值,对超临界水氧化法处理剩余污泥的反应温度、反应压力、停留时间和氧化剂过氧比等参数进行优化. 结果表明:反应压力和反应温度是影响剩余污泥COD_Cr去除率的主要因素;反应压力、反应温度和停留时间存在交互作用;温度＜410 ℃,停留时间＜120 s时,压力对COD_Cr去除率的影响较大;最优化条件是反应温度为434 ℃,反应压力为29 MPa,停留时间为278 s和氧化剂过氧比为216%,此时,COD_Cr去除率试验值可达97.72%～98.32%.      

浦东新区工业结构的多目标优化研究

从经验和环境协调发展角度出发，用改进的多目标规划法研究浦东新区工业结构优化调整。以１９８９年为基准年，根据该年资料选取经济和环境影响较显著的十三个主要待业的产值为决策变量，设定调整目标，建立规划模型，并按照污染量增加率的不同设计方案。经过计算机数学模拟，提出既满足经济要求，又使污染量增加率尽可能降低的优化方案，将工业结构调整与污染控制结合起来，确定２０００年规划年份的浦东新区工业结构优化。     

区域水生态承载力多目标优化方法与例证

水生态承载力是指维系水生态系统健康状态下的人类活动阈值,揭示的是某一区域人类活动与水生态系统之间的耦合规律,可为水生态环境保护与经济社会的协调发展提供依据. 基于水生态承载力的概念,构建了区域水生态承载力指标体系,建立了区域水生态承载力多目标优化模型,采用模糊方法进行求解,并采用遗传投影寻踪方法对方案进行优选. 以浙江省湖州市为例进行实证分析,以污染物环境容量利用率作为情景方案设定的依据,分别设定了双指标(COD_Cr、NH₃-N)、三指标(COD_Cr、NH₃-N、TN)、四指标(COD_Cr、NH₃-N、TN、TP)3种控制方案. 结果表明,3种控制方案的优化结果均具有一定的可行性和合理性,并推荐四指标控制方案为优选方案. 四指标控制方案优化结果表明:2020年状态指标水环境容量利用率、生态用水比例分别为99.3%、59.1%;调控指标GDP增长速度、人口增长速度、城镇化率分别控制在7.4%、0.5%、70.3%以下,污水治理资金占GDP的比例为0.9%,第三产业比例为52.1%,化肥施用强度为251.0 kg/hm2;在此基础上,湖州市2020年可承载目标人口总量为350.0×104人,GDP为2 965.4×108元.      

强化混凝调理生活剩余污泥脱水研究

化学调理是目前生活剩余污泥预处理的主要方法,而调理剂的选用直接影响到污泥脱水的效果.本章利用不同种类调理剂的优势,通过各种调理剂正交复配组合对生活剩余污泥进行强化混凝脱水试验,发现无机-有机复配调理剂(I-O)脱水效果最佳.同时,使用单一无机调理剂(PC和PS)、单一有机调理剂(PM)和无机-有机复配调理剂(I-O)对...     

印染废水化学混凝污泥的脱水性质影响因素研究

根据大量实验数据,探讨了各种影响印染废水化学混凝污泥脱水性质的因素,以及各影响因素之间的交互作用。     

西江水的强化混凝试验研究

通过对西江水的强化混凝试验,比较不同混凝剂对西江水的混凝效果,优化混凝给水工艺参数,达到提高混凝效率、减少混凝成本和提高供水出水水质的目的。     

Natural organic matter(NOM) removal from surface water by coagulation

IntroductionNaturalorganicmatter(NOM)inriversandlakesisacomplexmixtureofmoleculeswithvaryingmolecularweightandchemicalnatureandoriginatesfromavarietyofsources(degradationofterrestrialandaquaticorganisms,biologicalactivityinthewaterbody,humaninputsetc.).NO…     

不同水体溶解性有机物的混凝去除特性

采用硫酸铝、工业氯化铁、无机高分子絮凝剂(PAC)3种无机混凝剂,对广州珠江、北京密云、天津滦河不同原水进行了混凝实验,分析了不同混凝剂去除水体有机物的特性以及不同水体溶解性有机物(DOM)的内在分级特征与其混凝去除率的关系.实验结果表明,①珠江水体由于碱度低,pH较易下降,高投药浓度下此水体DOM更易被氯化铁去除;中低投药下,在南方水体中,PAC与盐类絮凝剂对去除DOM的混凝性能差别不如在北方水体中明显,表明南北方水体DOM的内在特性存在一定差异,即北方水体DOM中可混凝去除部分的有机物易发生电中和作用,带有较多负电基团,南方珠江水体DOM含带电基团的有机物相对较少,而中性有机物含量相对较高,这与进一步分级结果一致.②所有水体从混凝收敛点看,总溶解性有机碳(DOC)去除率都是工业PAC最高,显示电中和(憎水化)-沉淀(吸附)可能为这些水体DOM的主要去除机理.③从不同水体的DOC平均去除率看,珠江水体高于密云水体,它们又明显高于滦河水体.对水体DOM进一步的化学分级研究结果表明,DOC去除率越高的水体,其中的憎水中性物质(HoN)含量也越高.这表明,除了碱度、总有机碳(TOC)外,原水DOM的内在化学分级特征也是影响水体DOC混凝去除率的重要因素.     

壳聚糖联合聚合氯化铝强化混凝除藻的参数优化

为增强饮用原水中藻类的混凝去除效果,以铜绿微囊藻和水华鱼腥藻为对象,在单因素实验的基础上,采用响应曲面法考察了壳聚糖（CTS）投加量、聚合氯化铝（PAC）投加量、pH值及CTS和PAC的投加顺序对CTS联合PAC混凝除藻的影响.结果表明,混凝去除铜绿微囊藻（叶绿素a含量为45~55μg/L）的最佳条件为：CTS 0.40mg/L、PAC 1.19mg/L、原水pH值7.5、CTS和PAC混合均匀后投加,该条件下模型预测叶绿素a去除率为96.1%（实测值为95.7%）;混凝去除水华鱼腥藻（叶绿素a含量为80~90μg/L）的最佳条件为：CTS 0.25mg/L、PAC 2.00mg/L、原水pH值7.9、先投加CTS后投加PAC,该条件下模型预测叶绿素a去除率为97.9%（实测值为97.0%）.当原水pH值9.0时（模拟高藻原水的碱性环境）,混凝去除铜绿微囊藻和水华鱼腥藻的最佳投药顺序均为CTS和PAC混合均匀后投加,实测叶绿素a去除率分别为94.9%和95.3%;混凝铜绿微囊藻的药剂方案为CTS 0.40mg/L、PAC 2.00mg/L,药剂成本为0.0215元/m³,混凝水华鱼腥藻的药剂方案为CTS 0.24mg/L、PAC 2.00mg/L,药剂成本为0.0149元/m³.     

亚铁盐除磷工艺的优化研究

以响应曲面法研究了亚铁盐除磷过程主要操作条件(Fe(II)/P、pH值、快速搅拌速度(FMS)对废水除磷效果的单独效应和联合效应.试验结果表明,各操作条件对除磷效率的贡献排序为:Fe(II)/P>pH值>FMS;操作条件间的复合效应为负效应,其大小排序为:Fe(II)/P-FMS> pH值-FMS>Fe(II)/P-pH值.提出了“优先/联合”优化模式,确定了对于浓度为100mg/L的含磷废水,经优化的操作参数为:Fe(II)/P为3.32,pH值为7.49,FMS为182r/min.采用模拟废水和实际废水验证了该优化模式的实施效果,验证结果表明,“优先/联合”操作模式行之有效.     

聚合硫酸铁混凝消除水中有机氯的研究

采用聚合硫酸铁(PFS)絮凝剂对水中有机氯农药(OCPs)进行强化混凝处理,并运用响应曲面法(RSM)优化分析了影响OCPs去除率的混凝条件,如pH值、原水浊度、混凝剂投加量和OCPs的初始浓度诸因素.结果表明,各影响因素交互作用显著,最佳混凝条件组合为:pH=5.0、原水浊度=150NTU、PFS投加量为12mg/L、OCPs初始浓度为200ng/L,在此条件下,PFS絮凝剂可有效去除水中OCPs,经模型验证实验得到最佳条件下去除率α-HCH为82.23%、β-HCH为71.15%、γ-HCH为77.28%、δ-HCH为86.27%、 p,p’-DDE为93.78%,与RSM预测值基本相同.结合絮体分形维数和Zeta电位对混凝效果的机理进行了探讨,表明各因素均达到了最佳水平.     

铁盐和铝盐混凝微滤工艺除As(V)的比较研究

选择FeCl₃和Al₂(SO₄)₃作混凝剂,采用小试规模的混凝微滤膜反应器比较了铁盐和铝盐混凝微滤工艺的除As(V)效果、相关性能指标及适用范围.结果发现,Fe³⁺投加量为4 mg/L、Al₂(SO₄)₃投加量为50 mg/L时,铁盐和铝盐工艺的除As(V)效果大致相当,均可使水中As(V)的浓度从100 μg/L左右降低到10 μg/L以下,最低为1.68 μg/L.出水浊度均小于0.1 NTU,出水中铁、铝和SO^2-₄浓度均符合饮用水标准.铁盐工艺出水pH值比原水大约高0.5,铝盐工艺处理前后水的pH值基本不变.反应器运行结束静沉24 h后,铁盐工艺浓缩比为1 791,是铝盐工艺的2.54倍,污泥中As(V)的含量也大大高于铝盐工艺,去除同等重量的As(V)所产生的污泥量较铝盐工艺少得多.因此,对于仅有砷超标的饮用水,应优先考虑铁盐工艺.按除氟所需混凝剂数量投加Al₂(SO₄)₃,铝盐工艺即可在去除As(V)的同时去除氟,铁盐工艺则不能去除氟.因此,对于砷和氟均超标的饮用水,可采用铝盐工艺同时去除砷和氟.     

玉米淀粉废水强化混凝与反硝化脱氮除磷技术研究

针对现行玉米淀粉废水处理工艺出水氮、磷易超标的问题,提出2种提高脱氮除磷潜能的解决方案:在预处理阶段设置混凝工艺强化去除部分污染物;在反硝化阶段引入部分竖流沉淀池(初沉池)出水作为补充碳源。通过设计单因素混凝试验,对比氯化铁、硫酸铝、壳聚糖、海藻酸钠4种絮凝剂对污染物的去除效果。结果表明:氯化铁较适合作玉米淀粉废水处理絮凝剂,当氯化铁投加量为0.40 g/L,pH为4,温度为35 ℃时,TP、SS、TN和COD_Cr的去除率分别为93.5%、94.8%、10.8%和10.7%。采用序批式反应器,研究了以淀粉废水处理过程中的初沉池出水作为反硝化碳源的污染物降解特性与动力学特性;分别采用基于Monod方程的微分方程模型和分段零级反应动力学模型拟合试验数据。结果表明:反硝化过程中存在$NO_{2}^{-}$-N积累现象,$NO_{2}^{-}$-N最大积累率为61%;采用基于Monod方程的微分方程模型,能够很好地拟合水解酸化段废水作为碳源的反硝化过程中$NO_{3}^{-}$-N、$NO_{2}^{-}$-N以及$NO_{x}^{-}$-N(N$NO_{3}^{-}$-N与$NO_{2}^{-}$-N当量总和)浓度的变化趋势,$NO_{3}^{-}$-N、$NO_{2}^{-}$-N以及$NO_{x}^{-}$-N的最大降解速率分别为24.21、12.78和15.97 mg/(g·h)(以MLVSS计);分段零级动力学模型能较好拟合$NO_{x}^{-}$-N浓度随时间的变化趋势,阶段1和阶段2的反硝化速率分别为16.09和8.71 mg/(g·h)(以MLVSS计)。     

一体式厌氧氨氧化工艺处理高氨氮污泥消化液的启动

利用新型固定生物膜一活性污泥反应器处理实际污泥消化液,通过接种短程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜填料,逐渐提高进水氨氮浓度并控制溶解氧浓度在0.11~0.42mg/L,系统在65d内实现了短程硝化-厌氧氨氧化反应的启动.反应器系统稳定运行阶段具有良好的污染物去除效果,进水COD和氨氮浓度为921和1120.8mg/L,COD、氨氮和总氮去除率分别为66.8%,99.0%和94.4%,总氮去除负荷为0.27kgN/(m3·d).试验表明采取逐步提高进水中消化液比例的策略,有利于一体式厌氧氨氧化工艺的快速启动.进一步分析发现系统同时存在厌氧氨氧化和反硝化的脱氮途径,对总氮去除的贡献率分别为67.4%~91.1%和8.9%~32.6%.