国家高技术研究发展计划(2009AA06Z319)
- 作品数：11 被引量：145H指数：6
- 相关作者：韦朝海吴超飞胡芸任源关清卿更多>>
- 相关机构：华南理工大学中国科学院中华人民共和国环境保护部更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划“十一五”国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程化学工程更多>>
- 酚类化合物在焦化废水处理过程中的降解与转移被引量：5
- 2012年
- 研究了4种烷基酚、7种氯酚和2种硝基酚物质在广东韶关钢铁集团焦化废水处理站的浓度演变与转移.针对设计处理量为2000 m.3d-1,生物处理采用A/O1/O2工艺,已经稳定运行5年的实际废水处理工程,同一时间分别采集水样、气样与综合排泥样若干批次,采用GC/MS方法分析酚类物质的浓度.研究结果表明,焦化废水中酚类物质在原水与各个处理工段中均存在成分与浓度的特征分布,烷基酚类物质浓度高但容易通过生物降解去除,氯酚和硝基酚的去除率略低,经生物处理的出水酚类物质浓度均低于5μg.L-1,达到了有关排放标准的要求;所有酚类物质在废水处理过程中存在气相转移的现象,转移污染物浓度分布差异显著,取决于废水本底浓度与该物质的化学性质;污泥样品能够高倍数富集氯酚类物质,在处理与处置工艺的选择方面需要防止扩散.酚类化合物在焦化废水处理过程中的浓度削减主要是生物阶段,气相转移与固相转移可能构成环境风险,未来的水处理工程需要考虑二次污染的消除问题.
- 刘显清李国保吴海珍张万辉关清卿冯春华吴超飞胡芸韦朝海
- 关键词：环境工程焦化废水酚类物质生物处理
- 废水处理生物出水中COD构成的解析——以焦化废水为例被引量：30
- 2012年
- 以焦化废水为例,采用连续过滤及化学分析的方法考察了悬浮组分、胶体组分及溶解组分对生物出水残余COD的贡献,并结合紫外-可见光谱和GC/MS图谱定性解析各形态组分的有机构成特征,构建了一种废水生物出水COD构成解析的评价方法.实验结果显示,焦化废水生物处理出水中悬浮态和胶体态组分对残余COD的贡献分别占COD总量的25.9%—46.3%和18.7%—44.4%,建议优先考虑采用混凝沉淀工艺去除约35.0%—45.0%的COD,使处理出水基本能够达标排放;溶解组分的COD占COD总量的24.6%—40.7%,其中4.3%—15.8%的COD由硫化物、硫氰化物等还原性物质贡献,其余部分主要由链状烃类、酯类及醇类等溶解有机组分贡献,建议采用氧化或吸附工艺进行处理,以满足更高的出水水质要求.
- 曹臣韦朝海杨清玉吴超飞吴海珍胡芸任源卢彬
- 关键词：COD组分
- 焦化废水尾水中被O_3/UV氧化的组分辨析及关键组分动力学被引量：6
- 2012年
- 经过生物和化学选择性降解后残留在焦化废水尾水中的多种惰性组分,仍会对人体和水生生态系统构成重大的风险,因此将焦化废水进行深度净化是一个亟待解决的问题.以焦化废水尾水为研究对象,采用自主研制的O3/UV催化氧化流化床反应器,从焦化废水尾水成分出发,对焦化废水尾水能被O3/UV和重铬酸钾氧化的物质构成进行剖析,考察了pH、初始COD浓度对O3/UV氧化焦化废水尾水效果的影响,并对焦化废水被氧化的组分进行模拟动力学的统计性分析.实验表明,O3/UV比重铬酸钾的氧化能力更强,焦化废水尾水中能被O3/UV氧化的成分不仅包括COD,还包括对COD几乎没有贡献的NH4+-N等组分,初始pH=10—11时尾水COD氧化去除效果最佳,初始COD浓度越高,反应速率越大;O3/UV催化氧化焦化废水尾水中COD时符合一级动力学模型,而NH4+-N被O3/UV氧化反应符合零级动力学模型;由于废水中存在SCN-、CN-等含氮物质,被O3/UV氧化后使得NH4+-N浓度呈现先增后降的趋势,NH4+-N浓度达到最大值的时间与废水中含氮物质的含量呈正相关.结果表明,O3/UV催化氧化流化床反应器对焦化废水尾水具有深度处理效果,依赖于污染物组分的还原活性顺序、降解动力学的应用以及流态化的高传质效率.
- 陈祥佳赵国保韦朝海蒋争明刁春鹏林冲胡芸任源吴超飞
- 关键词：焦化废水O3/UVCOD动力学
- 可燃吸附剂从焦化废水中分离潜热实现低能耗工艺的实验研究——以活性炭为例被引量：1
- 2012年
- 以活性炭和焦化废水为例,将吸附废水尾水的粉末活性炭(PAC)分离,再吸附原水,从吸附过程和投加量考察COD的去除,运用GC/MS对吸附过程的微观组分进行解析,再进行燃烧热值测定.研究结果表明,针对尾水选择合适粉末活性炭,少量投加即可使出水COD达标排放;吸附尾水时主要去除生物系统难以降解的有机组分,再吸附原水时,对酚类物质、氮杂环化合物以及多环芳烃类都具有显著的效果,表现出非选择性,吸附过程完全受控于高浓度组分;单位废水可提供的热值Qw=(45.990±3.521)×Cm,吸附原水有机物的活性炭,其燃烧热值有显著提高,增量ΔQ由ΔQ=(45.990±3.521)×(Cm-Ce)×V决定.针对高浓度难降解的工业有机废水,上述工艺通过能源回收的方式可实现工程造价与运行费用的显著降低.
- 张志韦朝海麦礼杰刁春鹏龚倩关清卿于旭彪吴超飞胡芸
- 关键词：活性炭焦化废水燃烧热
- 聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附被引量：5
- 2012年
- 基于生物体组织可对水体中低浓度有机污染物的高倍富集现象,以一种微生物细胞内广泛合成的聚羟基丁酸酯(PHB)为吸附剂,对水溶液中微量的多环芳烃(PAHs)进行仿生吸附研究.实验选取萘、菲和芘为模型污染物,考察了温度、时间、溶液pH和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响,并分别以经典的吸附动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型对吸附过程的机理进行了分析.结果表明,PHB对微量的萘(<1500μg.L-1)、菲(<1000μg.L-1)和芘(<130μg.L-1)具有较高的吸附速率,分别在60、120、80 min即可基本达到平衡,吸附动力学符合拟二级动力学模型;3种多环芳烃的等温吸附曲线用Henry、Langmuir和Freundlich方程进行拟合,线性关系良好,反映出PHB仿生吸附剂与PAHs之间存在着"吸溶"作用而非通常的位点吸附;考察分配系数Kd与Kow、温度的关系,发现Kd与Kow呈正相关,与温度呈负相关;低温有利于吸附,PHB对菲和芘的吸附为自发过程,而对萘的吸附为非自发过程.上述仿生吸附原理的阐明对微污染水处理技术的研究具有重要指导作用.
- 杨清玉易欣怡于旭彪关清卿任源胡芸冯春华韦朝海
- 关键词：聚羟基丁酸酯多环芳烃
- 典型POPs的生物降解修复技术研究与发展被引量：7
- 2012年
- 生物吸附与降解是解决持久性有机污染物(POPs)最有潜力的方法之一,有必要介绍利用微生物把目标污染物转化为易降解的物质甚至矿化的POPs修复原理及其技术。对此,概述了近年来国内外基于微生物通过膜融合、胞质融合和核融合形成能够降解POPs的杂种细胞的细胞融合技术;基于降解性质粒的相容性,把能够降解不同污染物的质粒组合到一个菌种中,形成多质粒的新菌种,使微生物由于代谢途径的改变能够矿化POPs的基因工程菌构建技术;基于通过某些载体把酶固定于其中实现活性稳定、可以回收及可重复利用的酶固定化技术,以及基于降解菌活性酶分子亚基置换、降解菌活性酶的定点突变、降解酶的体外定向进化这几方面的酶构建技术;进一步分析基于分子生物学提高POPs生物修复能力的原理,指出经生物技术改造的工程菌和固定化酶未能进入实际应用的障碍所在。以多溴联苯醚(PBDEs)的微生物细胞吸收和降解机理作为典型POPs生物修复的案例,强调生物降解的过程强化需要建立多尺度上功能方面的适合;提出了分子生物学与基因工程学的结合在解决POPs环境污染方面未来的基础科学问题与研究思路。综合上述,典型POPs的生物修复技术的构建需要考虑宏观污染物协同降解的工艺理论,在基因水平、分子水平、反应器水平及工程水平上追求更高功能方面的适合。
- 吴海珍韦朝海周盛
- 关键词：生物修复持久性污染物多溴联苯醚细胞融合技术体外定向进化
- 煤化工中焦化废水的污染、控制原理与技术应用被引量：42
- 2012年
- 煤化工废水成分复杂,毒性大,以焦化废水最具代表性,研究废水中典型污染物的控制原理很有必要.从煤制气、煤制焦、煤制油及煤制甲醇4个方面介绍了煤化工过程在能源与经济方面上的地位与特点,分析了煤化工过程水污染特征与水污染控制的共性问题,对水质结构的描述及其变化过程的理解是水处理工艺选择的科学基础.固相微萃取(SPME)与GC-MS结合的分析手段能够快速、准确地获得废水水质的化学结构特征及浓度水平的信息,基于元素分析可以获知典型污染物的转化与归趋;结合废水组成、反应、降解与转移的定量考察,可以深入了解废水的生成机制及其处理过程的变化;根据污染物特征选择有效的化学原理如吸附与催化氧化的结合,根据惰性污染物的存在选择生物电化学催化分解,基于协同降解或共基质降解,培养功能微生物,构建基因工程菌,开发功能微生物的应用技术.上述可归纳为根据不同污染物的性质提出相适应的去除原理,系统考虑废水的成分特征、化学转化、生物转化以及相互协调优化,追求更高水平上实现污染物转化与降解的技术目标.最后,根据煤化工焦化废水处理目前暴露的缺陷,提出了未来需要加强研究的若干关键问题.
- 韦朝海
- 关键词：煤化工废水典型污染物控制原理技术应用
- 焦化废水缓冲体系的存在证明与集水调节池中水质结构调控被引量：4
- 2012年
- 采用FeSO4对焦化废水原水进行pH调节,发现焦化废水原水中存在酸碱缓冲体系,具有很强的酸碱缓冲能力.焦化废水原水pH值约为9.6时,HCO3-、CN-、HS-、S2-、NH3、C6H5O-和胺类等以共轭碱的形式存在,对应的缓冲容量较高;随着pH的降低,共轭碱所占比例逐渐减少,对应的弱酸分布分数逐渐增多,缓冲容量逐渐减小;当pH调节至中性时,pH与pKa值接近,共轭碱与弱酸的分布分数近似相等,废水的缓冲容量有升高的趋势.在调节pH的过程中,由于FeSO4的水解、沉淀与络合作用,在投加量为2.0 g.L-1,反应时间15 min时,焦化废水中的氰化物、硫化物、油分及COD的去除量分别为1.5 mg CN-.g-1、27.3 mg S2-.g-1、15 mg总油.g-1及504 mg COD.g-1,pH影响各种污染物的形态分布而实现水质结构的调控.
- 林冲袁孟阳韦朝海冯春华胡芸任源吴超飞吴海珍
- 关键词：焦化废水硫酸亚铁水质调控
- 焦化废水中有机物的识别、污染特性及其在废水处理过程中的降解被引量：48
- 2012年
- 采用液-液萃取辅以硅胶、氧化铝净化的方法,并结合GC/MS分析技术,系统分析了焦化废水中有机物的组成.在焦化废水中检测到15类558种有机物.根据有机物的分子结构、废水中的含量、毒性及环境效应,筛选出焦化废水中的特征性有机污染物,以区别于其它工业废水,可作为追溯环境中污染物来源的依据.经物理、生物和化学处理后,焦化废水中大部分有机物被去除,其中,对去除率的主要贡献是生物处理阶段.为了更好地考察生物处理阶段对有机污染物的去除特征,选定酚类、多环芳烃和喹啉类物质作为研究对象,分析了3类特征性污染物在A/O2工艺各单元中的去除状况及组成变化特征.
- 张万辉韦朝海吴超飞任源刁春鹏关清卿晏波彭平安傅家谟
- 关键词：焦化废水有机污染物废水处理
- 新型流化床内流体重构的流体力学特性变化及其数值模拟被引量：3
- 2012年
- 针对前期研究开发的新型三重环流与多重环流流化床,构建气液两相流的二维数值模型,分析微观流场、液体运动速度和气相含率,剖析环流数对流化床流体力学特性的影响和对内循环过程的改善,寻找反应器运行过程节能的结构与优化的操作条件。通过数值模拟发现:基于单重环流,多重环流作用主要改变流体在上升区和下降区之间的相互混合和交汇,增大环流数可缩短流体运动的循环路程和时间,有利于加强相际之间的混合,但床内整体流态仍接近推流,微循环的存在所占比例较小;多重环流流化床的流体力学性能优于三重环流,随着环流次数的增多,液速在径向和轴向上分布更均匀,气泡逆流进入下降区,有利于反应器整体氧传质效率的提高。通过流化床结构改变实现的流体重构支持流体力学性能的改善,是高负荷有机废水好氧生物处理期待选择的开发方向。
- 韦朝海朱家亮张涛
- 关键词：内循环流化床三重环流计算流体力学
