近几年,纳米TiO2光催化作为一种新技术在环境领域应用的研究得到迅速的发展,但在其研究和实际应用中也存在不少的问题和困难。作者对近年来纳米TiO2光催化技术在废水处理中的最新研究发展及应用现状进行了总结分析,在此基础上重点对目前纳米TiO2光催化技术在废水处理领域应用存在的一些问题和不足进行了思考,并提出了自己对解决悬浮态反应器悬浮物的分离、TiO2固定化膜脱落裂缝、反应机理和反应动力学等问题,以及如何提高TiO2的光催化效率的见解,以为纳米TiO2光催化技术的研究开发提供新的思路和参考。
综述了国内外废水处理中捕集重金属离子的各种高分子螯合剂的制备方法及应用。二硫代氨基甲酸盐衍生物对重金属具有极强的螯合能力,以氨基甲酸或其盐类高分子有机物为基质的人工合成高分子螯合剂对去除各类重金属离子有良好的效果。改性天然高分子螯合剂其原料淀粉和纤维素是一种来源既便宜又广泛的天然高分子,经改性后的产品对捕集重金属离子具有低成本、高效、低毒的优势。今后可以进一步根据物质结构与性能的关系对天然高分子进行改性,并加强其应用工艺的研究开发。
气浮净水技术已越来越多的应用于各类给水处理厂,作者对该技术的产生、国内外发展概况、优势及不足等方面进行了简要回顾与总结,特别是对其在给水处理领域的应用现状作了较为详细的介绍。此外,还简要介绍了气浮净水技术的理论体系(包括热力学理论、动力学理论、水力学特征及相应理论)及原水适应条件,以期对相关的科研、设计及管理工作者有一定借鉴。
含砷废水的传统处理方法如物理法和化学法的不足之处是费用高、二次污染大、工程化程度小。微生物法在含砷废水处理方面的研究取得了显著进展,研究成果已投入工程应用。作者全面介绍了各种微生物方法,着重论述了活性污泥法处理含砷废水的可行性及其主要的影响因素,认为活性污泥法对含砷废水的处理有着广阔的应用前景。
可生物降解性测定是污水生物处理的核心问题,它不仅可以为污水处理工艺流程的选择提供科学依据,还可以通过它找出影响现有污水生物处理设施正常运行的主要污染源;该技术还可以用于污水生物处理设施的日常管理中,以保证其正常运行。作者比较了测定污水可生物降解性的一些主要方法,分析了这些方法的适用性,并探讨了模型试验法和耗氧速率、脱氢酶活性测定法等在污水处理工艺开发及污水处理设施运行管理中应用的途径。
2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)是一类性能优良、很有发展前景的水处理剂。作者研究了其合成的第三步反应——2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸五甲酯的水解反应,探讨了水解反应终点的指示以及催化剂的量与催化剂的重复使用性对PBTCA产率的影响,以固体催化剂代替液体酸作催化剂具有催化剂用量少且可重复使用、反应后处理简单、反应时间短、产品质量稳定且纯度高等优点;运用IR、13C-NMR等证实了产物的分子结构。产品质量分数经磷谱测定达到92%。
印染废水成分复杂、色度高、CODCr高且难降解,对环境造成较大污染。印染废水处理一般采用生化-混凝沉淀法、混凝气浮法、化学氧化及活性炭吸附法等,但这些方法存在运行费用较高、不易管理等缺点。内电解的基本原理是利用铁屑中的铁和炭组分构成微小原电池的正极和负极,以充入的废水为电解质溶液,发生氧化-还原反应,形成原电池。利用内电解对印染废水进行预处理,脱色率可达75%~90%,CODCr去除率达55%左右。另外还可提高废水的可生化性,废水的BOD5/CODCr值从原来的0.23提高到0.57,为后续生化处理和处理后达标排放奠定了基础,且运行成本低,易于管理。
对厌氧折流板反应器(ABR)处理草甘膦生产废水的效果进行了研究。结果表明,在反应器运行温度为35℃,进水的CODCr质量浓度为6500mg/L,反应器的水力停留时间为15h,CODCr有机负荷为10.4kg/(m3·d)的条件下,反应器运行稳定且高效。CODCr的去除率可达到95.6%,出水CODCr的质量浓度低于300mg/L。
本试验为中试研究,采用混凝沉淀、流砂过滤、微电解杀菌的组合工艺对上海石化污水处理厂的二级处理水进行回用处理,处理过的污水能用作循环冷却水。试验表明,污水回用装置完全能够连续稳定的运行,而且处理效果明显,CODCr质量浓度从平均70.18mg/L降到39.88mg/L,浊度从平均30.83NTU降到1.58NTU,SS质量浓度从27.67mg/L降到1.61mg/L,细菌总数能处理到小于100mL-1的回用水标准。此外,该装置还具有很好的抗冲击能力。
根据以活性染料为主要染料的针织棉布染色废水的特点,提出了采用混凝脱色-曝气生物滤池,再深度处理的回用处理工艺进行现场试验研究。研究结果表明,该工艺可以将印染废水色度去除至10倍以下,CODCr处理至20mg/L以下,SS达到2mg/L以下,浊度低于3NTU。该工艺可行的关键在于高效脱色混凝剂的选择和曝气生物滤池的应用。高效脱色混凝剂色度去除率达98%。曝气生物滤池的出水CODCr质量浓度为20mg/L。废水经处理后与新鲜水按体积比1∶1混合后,可满足印染生产用水的水质要求。
报道了2种马来酰亚胺类化合物N-苯基马来酰亚胺和N-苄基马来酰亚胺的制备过程及其对石化污水中的三种主要菌类即异养菌、铁细菌和硫酸盐还原菌的静态杀菌性能,并将其与目前常用的异噻唑啉酮和“1227”(十二烷基二甲基苄基氯化铵)进行了比较。结果表明,N-苄基马来酰亚胺是一种高效杀菌剂,其性能优于异噻唑啉酮,与“1227”相比,其1h的杀菌效果稍弱,但其持久杀菌效果远好于“1227”。N-苯基马来酰亚胺对异养菌和铁细菌有一定的杀菌效果,但对硫酸盐还原菌无效。
絮凝法是废水处理过程中应用最广泛的一种方法。絮凝剂的性质直接影响絮凝效果。作者对计算机视觉检测系统在废水絮凝处理过程中的应用进行了研究。首先介绍了计算机絮凝检测系统的构成及设计原理和方法,然后通过对两种絮凝剂在模拟废水中的絮凝沉淀实验,用计算机视觉检测系统的图像获取功能对絮凝的全过程进行跟踪拍摄,并利用计算机图像处理技术对絮体图像进行分析,找出与絮体沉降特性有关的图形参数,得到絮体图像灰度值与溶液浊度之间的关系曲线,并提出利用絮体图像灰度直方图来判定絮凝沉淀的终点的方法,为絮凝过程的自动化控制提供依据。
以泊松分布分析了在要求细菌数少于1mL-1的纯水细菌测定中,选用采样量1mL,合格判定数为0的抽样方案,其错判概率和漏判概率都较高。提出了将细菌数≥1mL-1的纯水误判为合格的概率不超过5%的各种抽样方案,并对采样量及合格判定界限选择作了讨论。
采用生物微电解与高效接触氧化工艺相结合,利用WJ20型高效生物微电解填料和LK40型生物亲和性组合填料对生物制药废水进行了处理,并采用化学法对磷进行进一步处理。该工艺简单,挂膜好,处理效果稳定,处理成本低。实际运行结果表明,该工艺在进水CODCr500mg/L、BOD5250mg/L、氨态氮30mg/L、磷酸盐(以P计)15mg/L的条件下,处理后的出水CODCr<90mg/L、BOD5<20mg/L、悬浮物<60mg/L、pH6~9、氨态氮<10mg/L、磷酸盐(以P计)<0.5mg/L,完全达到DB44/26—2001中的一级标准。
通过对湖南湘江涂料集团部分高浓度有机废水及综合废水水质、水量的跟踪监测与分析,对废水处理方法进行了研究。其处理工艺为均质隔油-混凝沉降-气浮-生物接触氧化。研究的关键技术包括:选择高效的处理装置及最佳工艺参数。如气浮的结构形式、药剂的选择、工艺参数最佳条件的确定;生物接触氧化处理新型曝气器及填料的选择、最佳工艺参数、好氧菌的驯化及选择。
美格洁管路处理器是一种磁场强度很高的永磁产品,其磁通量密度达到2.5T以上,可以有效穿透管壁并在管腔内产生有效封闭并垂直于流体的磁场,根据法拉第电磁感应定律,在管壁与水之间形成电位差,利用阴极保护作用而有效地保护管壁,防止腐蚀结垢。作者通过美格洁管路处理器在石蜡发汗装置循环冷却水系统中的应用,对它的缓蚀、阻垢作用进行了详细的分析、讨论,指出了该设备在循环水处理上的独特效果及显著的经济效益。
唐钢二期高炉循环水系统设备更新和改造后,为保证新设备的正常运行,达到缓蚀阻垢的运行效果,必须对新系统进行清洗、预膜才能转入循环冷却水系统的正常运行。由于二期开路系统在清洗、预膜过程中不停车,带有局部高温热负荷,预膜过程较为复杂,采用传统预膜配方,容易预膜钙化造成预膜不均,效果不理想。作者通过试验研制出高效低磷配方预膜药剂及其助剂,在现场应用达到了良好的效果,同时兼顾了环保的要求,做到了低磷排放。
山东里彦电厂循环水浓缩倍率控制标准≤5.0,控制标准较高。作者通过对山东里彦电厂循环冷却水补充水水质分析、循环水药品选型实验、循环水运行数据分析、限制浓缩倍率的因素和运行经济性等方面,从理论和实践上说明如何在保证循环水系统设备安全运行的前提下,努力提高循环水浓缩倍率,减少废水排放量,节约了大量的水资源,取得了良好的经济效益、社会效益和环境效益。
洗毛废水是毛纺行业最难处理的高浓度有机废水,其污染物是羊毛脂和洗涤剂。我们设计了以气浮回流/生物接触氧化/渣滤为核心的治理工艺,对浙江新澳集团洗毛分厂的洗毛废水进行了处理。工程实践表明,该工艺对洗毛废水具有很好的处理效果,处理后的出水水质达到了《污水综合排放标准》GB8978—1996的一级标准,并可回用于生产,从根本上解决了洗毛废水污染重、治理难、投资大、费用高、效果差的状况。
介绍了电厂凝汽器不停机清洗工艺的研究成果。通过模拟试验的方法研制出适用于电厂凝汽器不停机清洗的专用清洗剂,在此基础上,对清洗工艺参数作了全面的研究分析。研究结果和清洗实践表明,研制的不停机专用复合清洗剂具有高效无毒,对钢管、钢材、水塔、填料等腐蚀性小等特点。利用该清洗剂对电厂凝汽器不停机实施清洗效果好,经济效益显著,不会对汽水系统产生不良影响,对环境污染小。
通过高效纤维过滤器在循环水中的应用,解决了在长期泄漏条件下循环水恶化的问题。高效纤维过滤器在循环水水质处理中发挥了显著的作用,提高了水处理效率和自动化程度,降低了运行费用。
目前市场上的复合型水质稳定剂价格普遍较高,对于装机容量小于100MW的火电厂来说,在选择水质稳定剂上,因投资较大,故选择非常慎重,不敢大胆购买。作者通过数学模型和实验数据,对使用水质稳定剂的经济效益进行了比较分析,从而论证了“产出大于投入”的观点。
简述了山东铝矿业公司生活饮用水的水质特点,从原水预处理、电渗析除盐、消毒设施等方面阐述了水处理工艺流程,详细论述了浓水循环-频繁倒极电渗析系统的除盐工艺、酸洗系统及控制系统,并提出了其主要设备的运行参数。
总结了淮南市几家热电厂在生产运行中积累的经验和所存在的问题,对灰浆外排系统的设计、运行提出了一些建议和改进措施,供读者参考、借鉴。