冷却水系统的平衡是影响水处理药剂实施效果的主要因素,而该平衡的破坏则加大了水处理的难度,从而对水处理药剂的性能和现场技术服务的水平提出了更高的要求,因此冷却水系统的平衡与破坏之间的矛盾有利地推动了水处理技术的发展,并为污水的回用提供了良好的技术基础。
介绍了目前国内火电厂循环水系统常用的软化处理法、加酸+水质稳定剂处理、弱酸阳离子交换+水质稳定剂联合处理等几种水处理方法,分析了各种方法的优缺点。阐述了高硬度、高碱度循环水系统存在的结垢问题、铜腐蚀问题和碳钢腐蚀问题。介绍了铜腐蚀的主要形态如黄铜脱锌腐蚀、电偶腐蚀等,分析了引起铜腐蚀的主要原因如高含盐量的影响、Cl-的影响以及由阻垢剂本身引起的光亮腐蚀,最后针对存在的结垢和腐蚀问题提出了相应的解决措施。
简要回顾了最近20多年来国内外对饮用水生物过滤的研究历史,运用Lawrence-McCarty公式和微生物增殖基本方程式,推导了最小基质浓度Smin的计算公式,阐明了第二级利用机理是生物过滤去除饮用水中微量的合成有机物的主要机理,自然有机物是降解微量合成有机物的微生物的主要碳源和能源。探讨了过滤介质、空床接触时间、反冲洗方式、水温、水源水质和预氧化等因素对生物过滤效果的影响,展望了饮用水生物过滤的发展方向及在我国微污染饮用水处理方面的应用前景。
叙述了三氯乙烯的毒性和世界健康组织对其在饮用水中的限定浓度以及各种去除方法:活性炭吸附、空气吹脱、膜分离技术、高级氧化和生物降解法等,特别是用溶胶凝胶法合成的TiO2小球作为催化媒体的光催化法。需要呼吁有关技术人员尽快开发新型、有效和无毒的脱脂剂和氯化溶剂的替代产品,从源头上控制三氯乙烯的污染。
磁处理技术在世界各地水处理系统中的广泛应用,证实了磁处理确实对抑制水垢的生成具有显著的效果。碳酸钙是各种水垢中最为常见的组成成分,为探索磁处理水的防垢机理,各国的研究人员对其进行了大量的实验研究,得到了许多实验结论。文章结合试验结论,采用“洛仑兹力”模型理论就磁场对碳酸钙结晶的影响进行了探讨,并且对某些实验结论不一致的现象提出了个人的看法。
纳米二氧化钛能带和导带之间的带隙能为3.2eV,当被紫外光照射时,其表面形成的电子空穴对(h+e-),具有较强的氧化还原性,可将废水中的含氯、含磷、含硫有机物降为小分子无机物二氧化碳和水,高氧化态的无机物还原成单质,或氧化成氧化物沉淀出来。经研究表明,用纳米二氧化钛处理后,近300种有机物降解效果良好,应用到污水处理工作中,也表现出良好的效果。利用其超强的氧化性,还可杀灭水中的多种细菌,净化自来水,提高饮用水的质量。纳米二氧化钛的表面双亲性,用于化纤上,可减少洗涤剂的用量,从而降低污水的排出量。但受到反应器大型化及催化剂固定措施的影响,该技术的应用还有待进一步的研究,湖南智能公司已走出了第一步。
以涤纶废丝作填料,采用生物接触氧化法直接处理石油化工有机废水。对有关试验数据进行拟合,依次得出了COD去除率分别与气水比、接触停留时间及容积负荷等参数之间的规律性关系。在夏天试验中,还考察了氧化出水COD与生物相之间的关系。优化控制工艺参数为:气水比(30~40):1,接触时间6~8h,COD容积负荷1.0~1.6kg/(m3·d)。工业应用结果表明,COD1500~1800mg/L的石化有机废水,处理后COD可降至150mg/L以下,COD去除率能达到90%以上。出水水质能达到国家二级排放标准要求。
用点蚀电位法和失重法评价了七种阻垢缓蚀剂在不同冷却水样中对不锈钢的缓蚀效果。用腐蚀失重法评价阻垢缓蚀剂对不锈钢的缓蚀效果,既不合理也很难测准。点蚀电位法是评价阻垢缓蚀剂对不锈钢缓蚀效果的有效方法,但要选择合适的空白水样。
采用化学混凝、物理过滤分离的方法处理含油污水。研究了盘河油田采油污水的处理工艺配方;讨论了污水含油量与药剂投加量的关系和药剂的最佳配比及加药的顺序等影响因素;验证了处理后水与地层水的配伍性;确定了处理工艺方案。结果表明:可将盘河油田含油污水处理为合格的注入水;处理后的水质达到SY/T5329-1994标准;污水处理工艺流程简单,适合现场应用,经济可行。
以硫铁矿烧渣为原料,加入适量自制硫酸亚铁,采用氯酸钠氧化法制备固体聚合硫酸铁(PFS),并应用于生活污水的处理。研究了其分子形态,探讨了用量、碱化度和pH值对COD、浊度和磷的去除率的影响。结果表明:随着碱化度的增加,单核铁离子〔Fe(a)〕的含量逐渐减少,高聚合物〔Fe(c)〕的含量增加,过渡性低度聚合物〔Fe(b)〕的含量接近;碱化度对处理效果影响小;适宜的pH范围为6~10;当生活污水的COD和浊度分别为143.9mg/L和53NTU时,铁的最佳用量为55.53mg/L,COD、浊度和磷的去除率可分别达65.18%,98.68%和76.16%。
研究了超滤对磁化的碳酸氢钙水溶液的电导率及产生沉淀的温度的影响,利用扫描电镜分析了超滤膜截留的微粒成分。实验结果表明:饱和的碳酸氢钙水溶液经磁化-超滤处理后,电导率开始就有差异,透过液的电导率最低。在加热出现肉眼可见沉淀的温度由高到低的顺序为:透过液>浓缩液>原水;超滤膜截留的微粒成分复杂,主要由硅、铝、钙、硫、铁等元素组成,不是单一的碳酸钙晶体。
将太阳光照与电解共同作用于含可溶性催化剂和染料的均相体系,在光、电的激发下,体系的反应活性大大提高,染料的降解大大加速并最终分解为水和二氧化碳等无机分子,降解过程没有沉淀产生,实现了有机污染的一次性快速处理。这种光、电、催化剂协同作用处理有机污染的方法,提高了降解速度,简化了处理过程,有效地利用了太阳能,节约了电能,降低了处理成本,有可能成为一种在工业上行之有效的一次性快速处理有机污水的方法。
采用三氯化铁作为混凝剂,通过变化投加量和pH,考察各个分子质量区间的DOC和UV254的变化情况,了解强化混凝去除有机物的效果和机理。增加混凝剂的投加量能有效地促进各分子质量区间的UV254的去除,但对DOC的去除效果较差。三氯化铁对小分子质量的有机物具有很好的去除效果,总去除率的至少50%为去除小分子质量有机物所贡献。降低pH能有效地促进各分子质量区间的DOC和UV254的去除,去除有机物的最佳pH为5.5。在最佳的pH下,小分子质量的有机物得到了最大限度的去除。
某厂生活污水站的出水经混凝-砂滤-UF处理后,用小型反渗透设备对UF产水进行了脱盐试验,测量了给水压力及浓水回流比对产水水质、水回收率、产水量的影响;对进水量为14250m3/d的反渗透工程进行了计算机模拟。试验及模拟结果表明,用反渗透处理经混凝-砂滤-UF处理后的某厂生活污水是可行的,可以得到高质量的产水。
采用Sol-gel法制备了悬浮型TiO2纳米微粒。用GC研究了不同烧结温度及不同Sol-gel制备参数条件下制备的TiO2对苯系物降解效率的影响,并用XRD和TEM对制备的纳米TiO2微粒进行了表征。研究结果表明,制备的悬浮型TiO2具有对有机污染物降解效率高等优点,是一种具有晶粒尺寸小的纳米微粒。
实验利用O3/UV,O3/TiO2/UV,O3/VO2/TiO2降解了磺基水杨酸。结果表明,在这三种高级氧化技术中,O3/VO2/TiO2的氧化效果最好,如在相同的条件下,30min后取样表明:三者COD的去除率分别为47%,55%和70%。在不同pH条件下研究表明:O3/TiO2/UV对水体pH的影响较为敏感。通过加入自由基猝灭剂研究表明:三者产生羟基自由基的活性顺序是O3/VO2/TiO2O3/TiO2/UV>O3/UV。
对臭氧的杀藻效能以及杀藻后水样的致突变性进行了系统研究,结果表明:当要求的叶绿素去除率较低时,投加低浓度O3化气体臭氧需要量少。一定浓度的O3化气体,在叶绿素达到一定去除率后,增加O3投加量,叶绿素增加幅度不大;O3杀藻后不会使水样中有机浓集物的致突变性增加;藻体细胞的细胞壁结构与藻类的杀灭有很大关系。蓝藻等类似于细菌的藻类容易被杀灭,而细胞壁结构比较坚固的藻类如绿藻、硅藻则不容易被杀灭。
采用破乳-Fenton试剂法对机械厂磨床车间废乳化液进行处理(原水CODCr=290000mg/L,BOD5=28000mg/L)。结果表明:使用合适的破乳药剂,破乳后废水的CODCr去除率达到97.8%;之后投加适量的Fenton试剂进行氧化处理,最终出水CODCr为684mg/L;BOD5/COD由0.094增至0.47,可生化性大大提高。
为了解决循环冷却水中的微生物问题,克服目前常规使用的季铵盐杀菌剂的不足,研究开发了一种新型非氧化性杀菌剂TS-838,其主要成分为双季铵盐。TS-838对水中异养菌(TGB)和硫酸盐还原菌(SRB)有较好的杀灭效果,其杀菌能力优于传统的单季铵盐杀菌剂,TS-838对菌藻和生物黏泥具有极佳的剥离清洗作用。由于分子中具有两个长碳链,TS-838兼具缓蚀性能。
在火力发电厂中,准确测定水中碳酸盐对水处理、水质分析以及研究热力设备的结垢、积盐和腐蚀产生的原因都有十分重要的意义。但是,目前对水中碳酸盐还没有直接测定的方法,而是采用碱度校正法对水中碳酸盐物种各组分的浓度进行计算,不但计算繁琐,而且误差也大。在碱度校正法的基础上,提出了用硫酸或氢氧化钠标准溶液直接测定水中碳酸盐的方法,并以火力发电厂中的生水、锅炉水和除碳器进出口水为例,详细叙述了水中碳酸盐的测定过程。
水中总氰化物的测定是水质全分析中的一项毒性含量指标。它是衡量水体中生物生存、人类饮用用水、工业生产用水的重要参数。但其含量监测方法(GB7486-1997)步骤繁琐、费时。作者提出了在原方法基础上用蒸馏水分别代替氢氧化钠作为氰化氢吸收液和氰化钾稀释液的实验方法,通过对照试验分别采用不同浓度样品进行回收率测定。测得该法标准偏差为0.0004、检出限达到0.0026,监测效果较好,在一定程度上简化了试验操作的繁琐性。并讨论了使用改进后方法对于提高该法回收率测定的几点建议。
采用先进的pH(ORP)仪自动监控的综合性化学处理法对电镀废水进行综合治理,该处理技术具有先进、高效、稳定、设备占地面积小、投资少和废水处理成本低等优点,处理后出水可达到国家排放标准。同时可以从含镍废水中回收镍盐及处理后出水回用于生产线使用。
火电厂凝结水、给水和锅炉水的加药处理,是重要的水质调节措施。实施加药自动控制,是实现水质调节实时性和准确性的有效手段。在自动加药控制系统中,由于被控对象存在时滞大、负荷变化大和扰动大的特征,常规PID控制达不到满意的控制效果。文章应用改进的PID控制算法,实现了系统控制的良好稳定性、鲁棒性和控制品质,现场应用控制效果满意。
水稳剂的评价和筛选是工业水处理的重要环节,循环水动态模拟试验装置是专用的水稳剂评选设备,通过在线获取污垢热阻的变化趋势,能够对水质稳定配方效果及操作工艺条件进行综合评价;在介绍了该装置的工作原理基础上,重点介绍了为该装置开发的微机测控系统,内容包括:微机测控系统的硬件组成框架、软件结构、功能及开发思想。实践证明该系统操作简单,性能可靠,能满足长周期、高性能的测控要求,用户可直接根据污垢热阻的变化趋势进行水稳剂的筛选。
冷换设备的传热效率问题是影响装置能耗与延长装置运行周期的关键问题。进行循环水系统的在线化学清洗可降低污垢热阻,提高传热效率。