对常规的电化学测试方法在缓蚀剂性能评价及作用机理研究方面的应用现状进行了综述,介绍了新兴电化学测试技术在缓蚀剂研究领域的应用进展。进一步指出发展适合缓蚀体系特点的测试技术和研究方法将成为缓蚀剂性能研究的重要内容之一。结合现代表面分析技术,电化学测试技术在未来缓蚀剂领域中具有广阔的发展应用前景。
造纸、印染、果汁废水是目前我国3种对主干河流造成严重污染的高浓度工业废水。作者回顾了近年来我国以厌氧反应器为核心的厌氧-好氧生物处理工艺在这3种废水处理中的应用状况,以及该技术在推广及应用领域存在的问题。研究表明,运用多学科交叉的优势对高效厌氧反应器开展理论及应用基础研究是解决当前高浓度工业废水污染的一个重要发展趋势。
磁场水处理技术因其绿色环保节能而受到广泛关注,但有关其阻垢机理和阻垢效果一直以来众说纷纭。很多研究表明磁处理不仅可以减少管道中水垢生成的量,而且可以使已经存在的硬垢逐渐软化。但是由于水质的千差万别,目前对于磁处理的阻垢机理还没有统一的认识。作者综述了磁处理阻垢机理研究及其应用的现状,并对磁处理阻垢研究的发展进行了展望。
介绍了表面活性剂减阻节能剂减阻的原理以及影响减阻的主要因素、减阻节能剂的分子设计。综述了表面活性剂减阻剂的分子结构特征、典型减阻节能剂配方和主要应用领域。建议化工技术人员发挥专业优势,从腐蚀性和安全性数据可靠的工业水处理剂中筛选优良的工业减阻节能剂,类推设计新颖的减阻节能剂分子。
就近年来国内外出现的具有高效阻垢性能、可生物降解、无毒的各种新型绿色阻垢剂的发展现状、合成方法、复配研究及阻垢性能做了详细综述,并对绿色聚合物阻垢剂的发展做了展望。
在实验室水平下利用电化学氧化和电解絮凝2种方法对发酵废水的外排出水进行了深度处理实验。对影响电化学氧化去除TOC效果的各种因素进行了正交实验,确定了最佳参数:电解时间5 min、电流6 A、pH为7、极板间距25 mm。对比2种电解方法,电化学氧化法的综合处理效果最佳,其出水中TOC、COD、总磷等指标均达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB 21903—2008)的排放要求,总氮全部转化为无机氮。
介绍了新型净水剂的制备,并用红外光谱、热重分析等方法分析了该新型净水剂的结构及热稳定性;利用该净水剂采用自制的可在高温高压下评价净水剂除油性能的装置处理呈高温、高压状态,且含油量高的超稠油SAGD采出水,考察了该净水剂在不同情况下的除油效果。结果表明:产品具有良好的热稳定性,除油性能良好,除油速度快,除油率可达99%以上。
采用纳滤膜Desal 5 DK对天然有机物(NOM)和离子进行死端过滤实验,以考察进水组分对膜过滤性能的影响。结果表明,Desal 5 DK对NOM的截留率为60%~80%,由NOM引起的不可逆水通量降低占总水通量降低的70%。Desal 5 DK对水中Ca2+的截留率>90%,而对Na+的截留率保持在20%~38%,离子与荷电纳滤膜之间的道南效应以及水合离子大小和扩散系数的不同引起二者截留率的差异,并导致了水通量衰减。
在温度为(35±1)℃的厌氧条件下,间歇性进行了厌氧产甲烷毒性研究,探讨了不同浓度Cr3+对厌氧微生物的抑制程度和毒性机理。结果表明,Cr3+对厌氧污泥中的产甲烷菌的活性有较为显著的抑制,当Cr3+为50 mg/L时,为轻度抑制;当Cr3+为100~150 mg/L时,为中度抑制;当Cr3+>200 mg/L时,为重度抑制。毒性作用机理为:当Cr3+≤50 mg/L时为代谢性毒素,当Cr3+为100 mg/L时为生理性毒素,当Cr3+≥150 mg/L时为杀菌性毒素。
以Fe2O3掺杂TiO2为催化剂、超声辐照为主要手段对染料工业废水进行了降解实验研究,考察了各种反应参数对染料废水降解效果的影响。结果表明,Fe2O3掺杂TiO2对染料工业废水的超声降解效果具有明显的促进作用。在超声波频率为45 kHz、功率为200 W、溶液初始pH为2.63、超声反应时间为150 min的条件下,染料工业废水的COD去除率为67%,而同样条件下,加入750 mg/L Fe2O3掺杂质量分数为1.0%的Fe2O3掺杂TiO2,其超声降解废水COD去除率可达92%。
通过正交试验研究了巯基乙酰壳聚糖(MAC)的最佳制备条件,探讨了MAC捕集重金属离子的机理,研究了pH、浊度对MAC除铜效果的影响,并对MAC去除重金属离子Cu2+、Cd2+、Ni2+的效果进行了对比。结果表明:制备MAC的最佳条件为:m(壳聚糖)∶m(巯基乙酸)为1∶2,pH为5.0,反应时间为3.5 h;水样浊度对铜离子的去除有促进作用;优化条件下,MAC对重金属离子的选择性顺序为Cd2+>Cu2+>Ni2+。
实验考察了膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器处理焦化废水的启动运行特点。先以COD为500~2 000mg/L的啤酒废水培养颗粒污泥,35 d的时间COD去除率达90%左右;再用焦化废水和啤酒废水的混合液驯化颗粒污泥,并逐步提高焦化废水所占的比例,约6个月的时间反应器对COD为2 000 mg/L左右的焦化废水的COD去除率稳定在55%,且颗粒污泥的性能良好,可以认为启动工作完成。
利用复合式曝气生物滤池(HBAF)处理合成洗涤剂废水,研究了水力负荷、气水比及滤层厚度对其处理性能的影响。结果表明,随着水力负荷的提高,COD、LAS的去除率迅速减小;最佳气水比为4∶1;处理出水的COD、LAS浓度与相应的滤层高度之间存在指数关系。在水力负荷为1.1 m3/(m2.h),气水比为4∶1的运行条件下,废水流经2 000 mm的滤层后,COD、LAS去除率分别为86%、81%,出水COD、LAS均能达到排放标准。
以饱和吸附苯胺的XDA-1树脂的生物再生为例,对吸附树脂的生物再生机理进行了探讨。在深入研究生物再生过程的基础上,认为胞外酶假说在本研究体系中不成立。通过对比研究饱和吸附苯胺的XDA-1树脂的自脱附和生物再生过程,发现苯胺的物理脱附是树脂吸附容量恢复的主要原因,而生物降解作用促进吸附质的脱附,证明树脂XDA-1的生物再生符合浓度梯度假说。
分别以Fe3+、Fe2O3/Al2O3为催化剂,在微波的协同作用下进行Fenton降解染料吖啶橙模拟废水的研究,考察了溶液pH、H2O2用量、催化剂用量等因素对其降解效果的影响。结果表明,催化剂与微波存在协同效应,当分别以浓度为1.6×10-4 mol/L的Fe3+、Fe2O3/Al2O3为催化剂,其最佳投加量分别为24 mL/L、8.0 g/L,pH为3.5,30%H2O2投加量为40μL/L时,可取得最佳降解效果,吖啶橙的降解率分别达到99%、97%以上。
通过正交实验确定了化学氧化法制备膨胀石墨吸附剂的最优条件,即每10 g鳞片石墨与20 mL98%的浓H2SO4、1 mL 30%的H2O2,于30℃下恒温反应,水洗干燥后在1 000℃下高温膨化。采用BET法和SEM对该吸附剂进行了表征,并对其吸油性能和再生性能进行了研究。结果表明,将该吸附剂用于纯油吸附,其对食用调和油的吸附量可达78.1 g/g,且第1次再生效率为58.2%。
成功制备了氯球接枝双季盐水不溶性固体杀菌材料。其最优合成条件:反应温度为150℃、反应时间为72 h、反应溶剂分别为邻二氯苯和1-氯代正十四烷。在最优合成条件下该杀菌材料磷的接枝率为2.09mmol/g,长链烷基接枝率为0.31 mmol/g。产品分子结构分别用红外光谱分析和热重分析进行了验证。当产品投加质量浓度为20 g/L,杀菌时间为45 min时,杀菌率可达99.9%,重复使用5次后杀菌率仍可达到98%。
研究了预涂动态膜制备工艺条件对乳化油废水处理效果的影响及其清洗工艺。结果表明:用预涂动态膜处理乳化油废水具有较好的处理效果,较宽孔径范围的基膜都适合制备动态膜,最佳涂膜液质量浓度、跨膜压差和错流速度分别为0.4 g/L、0.2 MPa和1.5 m/s;若基膜纯水通量衰减率<80%,重新涂膜时可不必清洗基膜,否则必须清洗基膜。采用氢氧化钠洗+盐酸洗+超声的清洗工艺,基膜纯水通量可恢复到98%以上。
在硫酸介质中,铋(Ⅲ)对碘酸钾氧化生物染料曙红B的褪色反应有强烈的催化作用,据此建立了测定痕量铋(Ⅲ)的催化动力学新方法。体系催化反应吸光度(A)和非催化反应吸光度(A0)的变化值(ΔA)与铋(Ⅲ)浓度在0.2~1.2 mg/L范围内呈良好的线性关系。方法检出限为7.22×10-11 g/L,表观速率常数为2.97×10-4 s-1,表观活化能为36.74 kJ/mol。将该法用于水体中痕量铋(Ⅲ)的测定,结果满意,回收率为98.5%~104.2%。
通过对高锰酸盐指数测定原理和方法的探讨,分析在高锰酸盐指数测定过程中产生误差的原因。结果表明,误差的产生与高锰酸钾标准溶液、加热时间、反应体系酸度、滴定速度等因素有关。
采用UASB—CASS—混凝工艺处理木薯淀粉废水。工程运行结果表明,在进水COD、BOD5、SS分别为13 078、7 297、3 386 mg/L的条件下,出水COD、BOD5、SS分别为96、18、42 mg/L,三者去除率均在99%以上,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中的一级标准。同时处理过程中产生的沼气可作辅助燃料,具有良好的环境效益和社会经济效益。
对邯钢污水厂出水回用于循环水系统的过程中由于氨氮偏高导致碱度降低而引起系统腐蚀加重的现象进行了分析,同时提出了对循环水系统的治理措施及治理过程中存在的问题。
苎蔴脱胶废水具有有机物浓度高、色度深、碱性强、水温高、成分复杂等特点。平均CODCr为3 000~4 000 mg/L,BOD5为600~700 mg/L,废水的B/C<0.3,属于难生化处理废水。采用"清污分流"、"分隔治理",即物化单独处理与生化综合处理相结合的工艺对其进行治理,设计处理水量为6 500 m3/d。工程稳定运行1 a多,出水水质完全达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准。
采用气浮—ABR—生物接触氧化工艺处理乳制品废水。在进水CODCr为1 400 mg/L、BOD5为840 mg/L、SS为500 mg/L和pH=4.5的条件下,CODCr和BOD5的去除率分别达到95%和98%。出水CODCr、BOD5、SS和pH均达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放要求。
在循环冷却水系统中氯类氧化性杀菌剂存在持效时间短、剥离性能差的缺点。作者介绍了氯类氧化性杀菌剂配合WL-12活性增效分散剂的使用情况,对其杀菌效果和持效时间进行了评价。并通过现场应用,评价了两种药剂配合使用后的剥离性能。
采用隔油—厌氧—好氧—沉淀—过滤的工艺处理中药废水。结合工程实践,总结了采用该工艺处理中药废水的设计和运行。当进水COD为1 200~1 800 mg/L时,经处理后出水COD<100 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB 8978—2002)的一级标准要求。
矿井水成分复杂,在采用双膜法处理矿井水回用过程中对其预处理的要求非常高,如果某处工艺发生短路,势必会使膜元件受到严重污染,甚至使产品水质不合格并造成生产瘫痪。针对某热电厂采用双膜法处理矿井水回用过程中存在的问题,作者采用离线和在线清洗等方式,使系统恢复了正常稳定运行,并根据实际运行情况提出了建议。
采用铁炭微电解/Fenton氧化组合工艺预处理高浓度煤化工废水,研究了工艺条件对COD去除率的影响。结果表明,铁炭床微电解的最佳运行条件为:进水pH=2,反应时间为20 min;Fenton氧化的最佳条件为:进水pH=4,30%H2O2投加量为3 mL/L,反应时间为60 min。在此运行条件下,COD总去除率可以达到60%~70%,其中微电解反应床COD去除率为40%~47%。采用该工艺预处理高浓度煤化工废水,降低了后续生物处理的负荷,同时不会引起铁炭床的钝化和板结。