静电除盐是一种以直流电为驱动力,利用电化学双电层充电原理脱盐的方法。介绍了静电除盐技术的基本原理和特点,对该技术中关键组件所采用的各种电极材料的研究进展进行了综述,同时对其发展趋势、应用开发及所存在的主要问题等作了介绍。
比较系统地综述了纤维过滤技术的发展历程,纤维滤料在水处理系统应用以来,从纤维乱堆形式发展到现在的规格化纤维过滤材料,经历了一系列的过程,同样纤维过滤技术也随着纤维滤料的发展不断的有新的过滤器出现。在分析了滤料发展的基础上,综述了纤维过滤器技术的发展,并重点介绍了纤维过滤技术发展以来出现的各种纤维过滤器的结构,以及其运行特点。
为了探讨离子在实际锅炉水相与取样水之间迁移转化规律的异同,找出适用于锅炉水相电导率较精确的还原方法。选取不同的Na3PO4、NaOH、NA2HPO4配比的水溶液模拟六种典型工况下的锅炉水相,跟踪测试了系统在20~70℃(ΔT=5℃)范围内电导率随温度变化。求出了各水相的电导温度系数和电导活化能。实验及计算结果表明:(1)各水相电导温度系数存在明显差别;(2)锅炉水相的电导温度系数取各离子浓度和电导温度系数乘积的加权平均值较为准确;(3)电导活化能是反映炉水中离子迁移和反应能力的一个重要的表征指标。
水的净化处理方法中,絮凝沉淀法使用的絮凝剂,根据其化学成分的不同,可以分为无机、有机和微生物絮凝剂。有机絮凝剂由于其用量小、絮凝速度快和受外界因素影响小,得到广泛的应用。它主要包括合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂。详细介绍了水处理有机絮凝剂的种类、使用性能及其研究进展。
针对三元复合驱采出水黏度大、污水中油珠粒径小、乳化程度高、难以分离的问题,研制了具有除油功能的除油剂DO1001。通过室内试验研究了除油剂投加量、药剂强化反应的搅拌强度和搅拌时间,以及药剂反应后捕获时间对三元复合驱采出水除油效果的影响,并在此基础上开展了小型处理试验装置的现场试验研究,小型处理试验装置出水含油平均为29.27mg/L,可以满足大庆油田过滤设备要求的进水含油量指标。
将钢铁废水预处理后回用作循环冷却水系统补水,是钢铁企业水资源优化配置的重要途径。运用水质稳定理论,通过实验室静态研究和中试研究,有针对性地研究了典型水质稳定剂的缓蚀与阻垢性能,筛选出了经济、高效和环境友好型水质稳定配方:HEDP、HB901和TS801(质量比45:1:),有效地解决了高浓缩倍数下循环水系统的腐蚀、结垢和微生物滋生问题,并于2004年11月在石家庄钢铁公司建立了示范工程,在实现环境效益和社会效益的同时,预计全厂可节约水质稳定费用150万元/a。
采用树脂吸附—Fenton试剂氧化组合工艺对某焦化企业产生的高浓度焦化废水进行处理。实验确定的最佳工艺条件:(1)树脂吸附——双柱串联吸附,吸附流量1 BV/h,处理水量20 BV;(2)树脂脱附——脱附剂2 BVNaOH+1 BV H2O,流量0.5 BV/h,温度为70℃;(3)Fenton试剂氧化——温度40℃,反应时间2 h,按体积比1%投加H2O2,投加Fe2+为4.03 g/L。实验结果表明:在上述最佳工艺条件下对该废水进行处理,酚类污染物去除率接近100%,COD去除率为74.82%,废水的COD/BOD5由0.11提高到0.19。
试验采用AF+BAF工艺处理焦化污水,以水力停留时间为控制参数,考察该系统对焦化废水的处理效果。结果表明,AF+BAF工艺处理焦化废水是可行的。该系统运行稳定,操作简单,出水中COD、氨氮和挥发酚等指标均达国家一级排放标准。当进水COD负荷<0.5 kg/(m3.d),氨氮负荷<0.09 kg/(m3.d)时,系统对COD和氨氮的去除率分别可达86%和98%,出水平均COD<150mg/L,氨氮<15mg/L。
采用纳滤膜进行了脱除干法腈纶纺丝洗涤废水中非挥发组分(NV)的试验。分析了压力、流量、温度和膜污染等影响纳滤过程的因素,并考察了原水和透过液中的TOC、电导率和NV。实验结果表明,经纳滤处理的透过液中TOC为14 g/L、电导率为60μS/cm、NV质量分数为0.07%,DMF 94%以上透过纳滤膜,NV去除率>95%。同时,用质量分数0.1%的NaOH溶液冲洗就可使纳滤膜的纯水通量恢复率达到85%。
设计的新型转盘式光反应器采用同轴多层转盘作为TiO2膜的载体,很大程度上扩大了光与催化剂的接触面积,对光源系统进行优化布置,使光均匀分布在各转盘叶片之间,不仅可以提高光辐射强度还具有良好的传质性能。利用该反应器光催化氧化苯酚废水,考察了反应器各参数对苯酚降解率的影响,试验结果表明该反应器对低浓度苯酚废水具有良好的降解效果,出水水质可以达到国家一级排放标准。同时从工业放大的角度考虑,多叶转盘式光反应器的结构和降解能力决定了它具有潜在的优势。
采用Sn(Ⅳ)掺杂负载型纳米TiO2/AC处理橙黄G偶氮染料废水,以橙黄G的去除率为指标,对光催化反应工艺条件进行了优化。结果表明:催化剂中Sn(Ⅳ)掺杂摩尔分数为2.5%,投加质量浓度为12.5 g/L,进水橙黄G质量浓度为50mg/L、pH为2.00,H2O2投加量为1.5 mL/L,主波长为365 nm的300 W高压汞灯光照条件下,反应1 h,橙黄G的去除率可达99.1%。废水中的共存阴离子SO42-和H2PO4-,对橙黄G的光催化降解反应均有一定的抑制作用。
在水温分别为5、9.7、14.9、19.7℃的条件下,应用折流式水解反应器(ABR)对印染废水进行水解试验。结果表明,提高水温可增大COD和色度的去除效率,相应的氧化还原电位(ORP)变小,pH升高,水解程度加深。水温5℃时,水解效果较差;水温在10~20℃内,水解效果相对较好。此外,通过动力学分析,在5~20℃内,该反应器中有机物降解服从一级动力学,其温度系数为24.07 kJ/mol。
采用水解酸化—生物接触氧化处理高盐含油废水,试验结果表明:水解酸化可将废水可生化性提高10.2%。进水盐质量浓度12~18 g/L时,系统对CODCr的去除率达到84.5%,油的去除率达到88.4%。系统的耐盐冲击能力较强,低盐冲击对系统的影响要较高盐冲击小。进水盐质量浓度>20 g/L时,系统的处理效果下降。
曝气生物滤池(BAF)处理生活污水和二级处理出水的中试研究表明,COD对氨氮去除效果有重要影响,在进水量为2 m3/h,停留时间为1.12 h,曝气量为8 m3/h的条件下,当COD>50mg/L时,氨氮的去除率随COD的增加而下降;当COD<50mg/L时,氨氮的去除率随COD的增加而升高;这对解决中水回用中的氨氮去除有重要意义。微生物相分析表明,陶粒上的生物膜中细菌多为有荚膜的异养菌。
溶解氧是影响丝状菌污泥膨胀的重要因素之一。以石化废水和啤酒废水为处理对象,对低溶解氧污泥膨胀进行了污泥沉降性能恢复的试验研究。结果表明,在较高的DO浓度下运行,能使膨胀污泥的沉降性能恢复到良好状态,且恢复时间及恢复速率均与污泥膨胀程度呈正相关关系。污泥负荷是影响膨胀污泥沉降性能恢复的因素,在一定低污泥负荷下,通过提高DO浓度并不能使低DO膨胀污泥的沉降性能得到有效恢复。
针对黄姜皂素废水的水质特性,采用曝气内电解预处理技术与臭氧高级氧化技术的联合工艺处理该废水,初步探讨了处理机理,通过实验与对比,得到新预处理体系的条件参数,CODCr去除率48.6%、脱色率80%。废水中有机物负荷降低,可生化性加强,使得后续生化—絮凝处理技术得以实现。
以衣康酸和马来酸酐为原料,在氧化还原类型引发剂的催化作用下,合成了衣康酸-马来酸共聚物,使用一种复合的分子链转移剂调节聚合物分子质量。对共聚物的阻垢、缓蚀及分散性能进行了测试,结果表明,衣康酸-马来酸共聚物具有优良的阻垢分散性能。
以马来酸酐为原料合成了一种新型无磷、无氮环保型阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA)。并利用实验室反渗透评价装置对其阻碳酸钙垢效果进行了评价,并与国外的聚丙烯酸(PAA)样品进行了阻垢效果的对比。实验证明PESA阻垢性能良好,在反渗透系统中具有广泛的应用前景。
建立了应用毛细管区带电泳测定水处理剂和循环冷却水中苯并三氮唑含量的方法。选择的分离和测定条件为:采用pH=9.1、浓度为20 mmol/L的硼砂缓冲溶液体系,脱氢乙酸钠为内标物,检测波长200 nm,分离电压25 kV,分离温度25℃,压力进样时间20 s。该法线性范围为0.10~48mg/L,回收率>98.1%。该法简便、快速、准确,对实际样品的测定结果令人满意。
对影响分光光度法测废水中COD的因素进行研究,确定方法的操作条件并进行验证。试验结果表明:本法简单、快速、节省试剂、结果可靠。
重点研究厌氧复合反应器处理难降解退浆废水的启动,试验结果表明,在中温(35±3)℃、pH 8.0左右的情况下50 d迅速启动,COD去除率>60%,并培养出适应水质要求的厌氧颗粒污泥;经过弹性立体(YDT)填料和组合填料的挂膜比较发现:组合填料比YDT填料挂膜快、三相分离效果好、COD去除效果高2%~8%。
斜板(管)沉淀装置是工业废水处理技术中的基本操作单元,在国内外获得广泛应用,但近年来六边形蜂窝斜管除材质外,管型及工艺性能几乎没有变化,长期处于停滞状态。试验表明一种新型异型六边形斜管具有沉淀面积和沉淀效率大于六边形蜂窝斜管的特性。
制药发酵废水具有有机物浓度高、成分复杂等特点。采用PW膜法处理高浓度制药发酵废水,解决了污染问题。经过多年的运行表明,其处理效果好、运行性能稳定、操作和维护管理方便且运行费用低廉,具有较高的推广价值。
采用一种新工艺,以微生物为催化剂,常温常压下用空气氧化制备生物聚合硫酸铁(BPFS),结合Fenton试剂对喷漆废水进行混凝—氧化试验。BPFS与PAM联用,混凝去除喷漆废水中悬浮状有机物,混凝出水再经Fen-ton试剂氧化处理,进一步深度氧化去除溶解态有机物,实验确定了最佳处理条件。结果表明:研制的聚合铁性能优良,凝聚作用显著,经混凝—氧化处理后废水的CODCr从880mg/L降至25mg/L(去除率达97%),色度为0,悬浮物<50mg/L,完全可以达标排放。
通过投加碳源的方法来强化水解—接触氧化组合工艺处理亚麻废水的能力,取得了较好的试验效果。在不加碳源时,CODCr的去除率仅为80.96%,出水CODCr高达795mg/L。但当投加微生物易吸收利用的碳源之后,CODCr的去除率均>90.1%,尤其是从两处向系统投加碳源时,CODCr去除率>93%。所补充的碳源不仅增强了微生物的活性和数量,同时也提高了微生物的协同代谢能力,最终提高了系统对CODCr的去除能力。
对处理后的生活污水(中水)作为火电厂循环冷却水的再处理方法与工艺流程进行了研究,对影响处理后的生活污水作为火电厂循环冷却水的因素进行了分析,并将经处理后的生活污水在2台12 MW的燃煤机组上进行了工业性应用试验研究。研究结果表明,生活污水经过一定的处理以后,完全能够满足火电厂循环冷却水的要求,不仅降低了火电厂循环冷却水的取水费用,而且减少了生活污水对环境的污染,具有推广应用价值。
杀菌是循环水处理的一个重要环节,杀菌剂杀菌效果直接关系到循环水水质,加强杀菌、有效控制循环水中的生物黏泥和微生物,是提高循环水水质的重要手段。
采用氯化十二烷基二甲基苄基铵改性后的改性黏土吸附剂Y处理不同类型的染料工艺废水。通过实验研究不同条件下,不同类型废水COD和色度的去除率以及吸附规律,探讨活性黏土和改性黏土吸附剂Y所带官能团与其降低废水中COD和色度的规律。
采用由聚合氯化铝(PAC)和高分子助凝剂组成的混凝剂改进配方,对炼油厂循环水系统排污水进行了处理。结果表明,改进配方对排污水中浊度、COD和磷的去除效果均优于原配方,且经济性更优。经改进配方,处理的排污水的污泥密度指数(SDI)小于5.0,能够满足后续反渗透单元的进水要求。
分析了史南站污水热力学稳定性差的原因,并对症采用电化学预氧化技术进行处理,以提高其热力学稳定性,使处理后污水中悬浮固体含量不再随时间的延长而增加,处理后污水的腐蚀速率低(≤0.076 mm/a),污水成分基本不发生变化,与地层水的配伍性好,满足低渗油藏对注入水的要求。该技术的适应性广,可在很宽的pH范围内使用多种絮凝剂将污水处理达标。