论文头一部分提出水质科学与工程是水工业的匹配学科,并定义为以高新技术时代特征为准绳,以水质处理为学科核心内涵,研究水工业为水资源可持续提供社会和各种用水服务所需的科学技术的学科。时代特征指学科间的高度相互渗透、精确的预测理论和高新技术广泛应用。提出当代水资源的首要问题是水质的普遍恶化以及水质科学与工程具有通过水质处理以缓解缺水问题的学科潜在作用。提出学科的研究领域是水资源可持续发展的依据。提出水质科学与工程为一门独立的新工程学科的定位。文中并对水工业的定义和内涵进行了精炼而深刻的阐述。论文的后半部分提出21世纪的中国水处理科技时代任务以及对现有水处理科技的三点看法:水质替代参数不能精确描述水质;缺乏精确理论;对水处理问题的分析要另辟蹊径。最后是创新设想:利用新材料对水处理厂整体构型以及单元设备构型的创新、为水处理创新需要创制新材料;利用不同层次的生物技术创制各种水处理微生物制剂;水处理技术基础学科的创设设想。
以多年的研究经验和翔实的资料,对国内外冷却水处理中杀生剂在研制与使用方面的发展情况作了介绍和评述。文章涉及杀生剂包括氧化剂和非氧化剂的品种、质量、价格/性能比、杀生机理、环境影响及使用方法。讨论了冷却水处理中在研制、生产和应用中所面临的若干问题。指出,随着国家“可持续发展战略”的逐步实行以及人们对冷却水系统中微生物和生物粘泥、污垢问题的日益重视,开发杀生剂及其复合配方、研究杀生剂的应用技术是今后发展的两项十分重要的任务。
介绍了粉末活性炭—活性污泥法的产生、工艺流程、特点、作用机理探讨、去除污水中有机优先污染物的动力学模型以及应用PACT工艺应注意的几个问题。
利用混凝沉淀法和自行研制的氧化絮凝复合床法联合处理了高浓度的油漆废水。实验了多种化学混凝剂及多种催化剂对废水中有机污染物去除率的影响,选取了最佳催化剂和最佳化学混凝剂。对油漆厂原有废水处理工艺进行了大的改造。结果表明:化学混凝沉淀法及氧化絮凝复合床法与后续生化法串联处理,其工艺经济实用、处理效果好、稳定性高,处理后的水质完全符合排放标准。
文中介绍了适用于处理含油废水的高效、廉价的复合型絮凝剂XG977。试验结果表明:该絮凝剂对含油废水有很好的处理效果。XG977混凝剂外观呈淡黄色,无毒无害,化学性质稳定,是以聚合硫酸铝铁、钙盐为主的多聚物。XG977在混凝过程中发生一系列羟基桥联聚合反应,生成多核羟基络合物。在投加量相同条件下,XG977处理效果明显优于聚合氯化铝,且污泥体积小,沉降性能优于PAC,综合处理费用比PAC低20%。
以Al(OH)3、FeCl3、MgCl2和HCl为原料制备了一种新型复合絮凝剂FMA,实验了其对印染废水的絮凝性能并与其它三种絮凝剂作了比较。其中包括FMA投加量对絮凝速度、沉淀分离效果的影响;絮凝剂用量对絮凝效果的影响;不同絮凝剂的沉降性能比较;不同絮凝剂对污染因子去除率比较并结合了在现场的应用实例。结果表明:该絮凝剂的絮凝性能优于其它三种絮凝剂,完全适合于印染废水的处理,最佳投加量为50~70mg/L,生化出水经处理后可达标排放。
用表面活性剂为洗脱剂,做丙纶纤维脱油再生方面的定性定量研究,当用阴离子型PT活性剂/NaCl或NaOH/水=01~10g/20g或15g/100g比例配方时,纤维表面残留油量在13mg/g纤维以下,洗净率达99%以上。并从理论上探讨了PT活性剂从纤维表面除油污的过程机理。
通过自制的平板膜对沧州炼油厂热电厂水处理车间反渗透设备的膜污染进行了研究,经电镜扫描与EDX能谱分析,测出RO膜膜面C、O、Ca和Si等元素的分布情况,确定膜面上的主要污染物是胶体的污染物、微生物污染物以及一定量的SiO2颗粒,其中胶体污染物的主要成分是Si、Al、Fe和一定量的有机物。针对其特殊的膜污染物质选择了恰当清洗剂、合理的清洗工艺,快速恢复了其设备的膜通量。
TJ—301是一种在水相中合成的主要含有马来酸基、丙烯酸基、膦酸亚基、氧乙烯基、磺酸基等多元共聚物,加入适量锌盐而形成的低膦缓蚀阻垢剂,其膦含量仅为20%(以PO43-计)。静态测试、动态模拟实验及现场实际应用表明,该药剂具有优异的缓蚀阻垢性能。
在水质稳定剂XG911中加入Zn2+(此时药剂代号为XG911B)。在静态试验中测取了浓度、预膜、各种水质对XG911B缓蚀性能的影响。在动态模拟试验中,全面考察了XG911B的阻垢缓蚀性能,测试结果均达到有关标准要求。
作者对水电站冷却水系统水生物生长原因进行分析,提出了灭水生物的试验方案,并在现场实施,效果显著。
提出一种以水污染损失率为基础的评价污水水质的方法。污水水质的污染物;浓度Ci与水质损害值Si的函数关系为Si=K/〔1+aiexp(-bi·Ci)〕,由此可推导出综合污染损失率,找出水质损害程度与污水水质综合评价的关系,评价结果被赋予鲜明的物理意义。实例表明该方法是非常有效的。
在pH为2.2的酸性介质中,在吐温-60溶液的存在下,Hg(Ⅱ)与二苯卡巴腙形成紫色的配合物,其最大吸收波长为486nm,氯离子的存在可使原紫色配合物吸光度降低,其负吸光度与氯离子浓度成正比。氯离子含量在0~50μg/50mL范围内服从比耳定律,表观摩尔吸光系数为2.74×104。方法用于水中微量氯离子的测定,结果满意。
利用自行研制的混凝剂DH1,在静态、动态实验中,对造纸废水进行了絮凝、氧化、砂滤、碳滤处理。处理后的水样COD去除率高且稳定,水质达到国家二级水质标准。对该实验过程进行了成本核算,和国内其它造纸废水处理方法相比,该方法经济合理。
对水系统施加20kHZ的超声波,考察了在阻垢方面的应用。结果表明,超声处理具有明显的阻垢功效,阻垢率可达85%以上,适宜的超声处理时间为每10min开启3min。阻垢原因主要是超声的空化效应使结垢的诱导期延长所致。
介绍了新型水处理装置———动态水力旋流器的结构、特点及现场试验结果,证明其分离效率较普通分离装置高,是工业水处理技术中又一个新的研究发展方向。
介绍了制氧机直流供冷却水改造成缓蚀阻垢加药处理循环供水的情况及其在生产中的应用效果。改造后,系统各种技术参数均达到设计要求,循环水能满足制氧设备冷却要求,降低了氧气生产成本,提高了设备使用寿命,节约大量地下水资源,两个半月可收回投资,效益显著,运行可靠。