综述了国内在合成高分子、天然有机高分子和微生物等三类净水剂的研究进展。指出国产有机高分子净水剂仍以非离子和阴离子型聚丙烯酰胺及其改性物为主。以碳水化合物及其衍生物、甲壳素及其衍生物为主的天然改性高分子净水剂和微生物净水剂由于其对环境友好和生物可降解而成为净水剂开发的重点和今后的发展方向。
在总结国内外文献的基础上,对低温等离子体氧化法及其在有机废水中的应用进行了介绍和综述。内容涉及低温等离子体的性质、低温等离子体氧化法的原理以及研究进展。最后,指出了目前低温等离子体氧化法存在的问题并提出建议,以及今后的发展前景。
系统地分析了各种Fenton氧化技术对有机污染物的降解机理,概述了Fenton氧化技术在处理化工废水、印染废水、制药废水、农药废水和含油废水等难降解工业有机废水中的应用研究进展,认为拓宽Fenton氧化体系的pH响应范围,开展Fe2+/Fe3+固定化技术研究是今后的研究重点,Photo-Fenton和Electro-Fenton将是今后Fenton氧化体系的两大发展方向。
近年来,膜污染逐渐成为膜生物反应器研究的热点问题,并面临着突破性进展。人工神经网络为膜生物反应器膜污染预测的研究提供了新的思路,是膜生物反应器优化控制的有效工具。作者对人工神经网络在膜污染中的应用进行了较为全面的综述,并指出了其在膜生物反应器膜污染研究中的应用前景。
钢铁酸洗废液具有腐蚀性,其中含有可回收利用的大量酸和铁资源。作者就酸洗废液中酸的回收、浓缩和含酸废水达标排放涉及到的膜分离技术的发展现状进行了综述。着重介绍了渗析法、电渗析、纳滤、气升式膜反应器和减压膜蒸馏技术在钢铁酸洗废液资源化中的应用。
从工业循环冷却水、工业蒸汽锅炉水、工业废水等系统的节水技术、海水淡化关键设备、水处理剂等方面,重点分析了“十五”期间我国工业节水技术工作取得的一些重大进展。
研究了呼吸法、基质去除法、微生物细胞增殖法等4种有关好氧生物降解酸性偶氮染料的测定方法,为污染物的生物降解性能研究以及开发生物处理技术提供参考和实践指导。
无磷化、绿色化工产品是当前水处理剂发展的主要趋势之一,聚环氧琥珀酸(PESA)是目前正在大力研究的一类无磷缓蚀阻垢剂。从分子设计的角度出发,通过环氧琥珀酸与2,3-环氧丙磺酸共聚,将磺酸基团引入聚环氧琥珀酸分子中制得聚环氧磺羧酸(PECS)新型阻垢剂。实验结果表明,其阻磷酸钙垢的能力与聚环氧琥珀酸相比有显著提高。
用陶瓷膜分离技术,过滤安钢焦化厂回收车间剩余氨水中的焦油类物质。用正交实验分析方法确定刚玉陶瓷膜过滤器的最佳使用条件,包括温度、油质量浓度、流量及陶瓷膜过滤器的反冲洗时间。使过滤后的剩余氨水含油质量浓度<60mg/L。解决了焦化污水处理过程中,因剩余氨水含油量过高而导致废水处理效果降低的问题。保证焦化污水处理设备的正常运行,改善处理效果,确保外排水质达标。
通过模拟试验,考察了自然有机物的浓度、分子质量以及溶液的pH、温度对地下水混凝除铁的影响,并研究了预氧化在混凝除铁中的作用。结果表明,有机物的浓度越高、分子质量越大,有机铁的去除率越高。当Fe2+与分子质量>10 ku的有机物络合时,用混凝除铁能取得良好的效果;当Fe2+与分子质量<4 ku的有机物络合时,采用预氧化混凝工艺能达到较好的除铁效果。在pH6.0~7.5的范围内,降低pH有利于混凝除铁。温度升高对混凝除铁有利。
研究了纳米分子筛与硅藻土组成的复合材料与聚合物交联形成的复合动态膜层,测试了不同絮凝剂用量和不同流速下动态膜层的形成状况以及对废水中PO43-的去除效果。实验结果表明,复合材料在一定的条件下,能够形成稳定的膜层并能很好的去除废水中的PO43-。为该复合材料在实际生产中应用提供了参考。
研究了二硫代氨基甲酸改性玉米淀粉(DTCS)对单一重金属溶液中重金属离子的捕集作用,考察了影响其捕集作用的因素,包括重金属种类、pH、温度、混凝时间、无机离子的干扰等,确定了合适的应用条件。结果表明,在单一重金属离子浓度为1.0×10-3 mol/L的溶液中,DTCS对重金属离子捕集的选择性:Cu2+>Pb2+>Cd2+>Zn2+>Ni2+,去除率分别为99.91%、99.88%、87.36%、85.17%、66.36%,且K+、CA2+等无机离子对其去除效果影响不大。
采用溶胶-凝胶技术,以普通载玻片为基底材料,制备了掺杂Fe2O3的TiO2薄膜,用TEM、TG-DTA、XRD对TiO2薄膜进行结构表征。用掺杂Fe2O3的TiO2薄膜降解有机染料废水中的甲基橙。结果表明,焙烧温度500℃时,制备的TiO2薄膜牢固,有较好的光催化活性。在pH为4,投加一定量的H2O2,太阳光照射30 min条件下,甲基橙的降解率达到93.02%。和纯纳米TiO2膜相比提高了3%以上。
采用电导法考察循环水中柴油对阻垢剂阻垢性能的影响,并进一步研究含油水对缓蚀剂的缓蚀能力和分散剂分散氧化铁能力的影响。结果表明,工业循环水中含有柴油对水质稳定剂的性能有很大影响,柴油使缓蚀剂、阻垢剂、分散剂的效能均降低。
研究了以衣康酸为主原料,与丙烯酸羟丙酯及丙烯磺酸钠在复合引发剂引发下进行多元共聚。其最优条件:130 g衣康酸、36g丙烯磺酸钠和0.4g七水硫酸亚铁用200mL蒸馏水溶解,在95℃,将溶解的10g过硫酸钠和15 g亚硫酸钠,与65g丙烯酸羟丙酯同时均匀加入到烧瓶中,3 h加完。该法所得共聚物残余单体质量分数最低,转化率高,是一种高效无磷阻垢剂,其性能优于目前工业上广泛使用的阻垢剂。该技术易于工业化,无三废排放,可开拓衣康酸在国内的应用。
采用CO2超临界流体萃取(SFE-CO2)法,对含有高浓度极性有机物苯酚及少量丙酮、苯、苯胺、硝基苯的化工废水进行处理。运用正交实验法考察压力、温度、萃取时间、萃取流量以及夹带剂对萃取率的影响。通过测定原水和已处理水的CODCr来评价总的处理效果,用气相色谱测定萃取产物的量,得到各有机物在不同萃取条件下的萃取率,找到了萃取该废水的最佳工艺条件。最佳CODCr去除工艺条件为40 MPa、70℃、30 L/h、80 min,最佳条件下CODCr去除率可达98.8%以上。实验表明不宜采用乙醇或乙酸乙酯作夹带剂。
实验研究了中药制药厂中清洗反应罐而形成的高浓度有机废水的特殊处理方法。研究表明,经过酸析、交变脉冲电絮凝和煤渣吸附串联处理,能使洗罐废水的CODCr由6800mg/L下降到100mg/L以下,SS由3250mg/L降到70mg/L,处理后的废水达到排放标准。
国内油田的采油污水绝大部分经处理后用于油田注水,但由于种种原因,还有一部分采油污水不能回注。这部分水外排至环境中,对环境产生一定的影响。作者以甘谷驿油矿采油污水为研究对象,采用絮凝沉降-NaClO/活性炭氧化-吸附法对该采油污水进行外排处理实验研究。考察了pH、NaClO投加量、氧化时间、吸附时间、活性炭投加量对CODCr去除率的影响。实验结果表明,该法可使原水含油质量浓度从93.1mg/L降至5mg/L以下,悬浮物从172mg/L降至10mg/L以下,CODCr从2634mg/L降至100mg/L以下,出水各项指标均达到国家一级排放标准。
将简化的ASM1与生物膜动力学方程结合,运用均相生物膜概念,建立好氧生物膜的模型,并且针对焦化废水的特征,进行模型修正。对酒钢集团公司焦化厂A/O生物滤池处理中O段曝气生物滤池COD和氨氮组分的降解过程进行了模拟,并且研究了酚浓度变化、生物膜脱落速率、温度和溶解氧浓度变化对出水COD、氨氮和硝态氮的影响。
以活性艳红X-3B水溶液为模拟废水,阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为捕集剂,生成疏水性离子缔合物,正己醇为浮选溶剂,分离富集水中的活性艳红X-3B,光度法测定其含量。该法浮选萃取率>96%,染料质量浓度在1~50mg/L之间,溶剂中离子缔合物的吸光度与水中活性艳红X-3B的浓度,具有很好的线性关系,相关系数为0.999 8,RSD为1.4%。并成功地将该法应用于实际印染废水的测定,加标回收率在90.0%~93.6%之间。
毛细滴管-吸量管数滴微型滴定法以自制的液滴体积为0.01~0.02 mL的聚乙烯毛细滴管和5~10 mL吸量管为量器进行滴定,具有仪器简单,滴定快速、准确,试剂消耗量少的特点。不确定度理论证明,用该法测定水的总硬度,相对扩展不确定度Urel(C)约为0.86%;试验结果表明,当滴定剂用量为80~110滴时,回收率为98.8%~101%,RSD为0.36%~0.79%。该法克服了常量法中滴定管、移液管、铁架台和蝴蝶夹等仪器携带不方便的不足,适用于工业用水现场和野外水质的快速分析。
随着环保法规的日益完善,人们已经认识到磷会导致水体的富营养化,造成菌藻的大量繁殖,形成赤潮等环境污染现象。因此2005年-2010年中国节水政策大纲明确了“限制使用高磷、锌水处理技术,开发应用环保型水处理药剂和配方”。这将引导我国水处理产业朝着“绿色环保”的方向发展,绿色水处理剂聚天冬氨酸(盐)的生产将增强我国企业的竞争力,提升我国水处理剂产业的技术水平。作者重点介绍了生物可降解性在聚天冬氨酸(盐)产品质量评价中的重要性。
炼钢浊环水系统比较复杂。水的浊度、悬浮物含量、pH、总碱度均高。为了达到水质稳定,除需设置粗颗粒分离器及沉淀池等设施设备外,还需要投加絮凝剂、阻垢剂和缓蚀剂。这不仅增加了投药工作强度,也提高了水处理的药剂成本。根据炼钢浊环水系统的特点,作者开发了一种多功能水质稳定剂,实际应用结果表明仅需投加该复配药剂即可满足浊环水系统水质稳定的要求,既简单,又经济实用。
针对回收工艺酸性凝液注入循环水系统后,总铁浓度和腐蚀率超标、水质运行较差的情况,通过实验筛选出了SPC-731B水处理剂,并将其应用到循环水中,取得了预期的效果。
介绍了一种以麦草为原料,采用石灰法造纸排放废水集中处理的工程实例。通过收浆、混凝沉淀、水解酸化、SBR工艺实现了废水达标排放。该工程经过6个月的运行表明,对COD、BOD5、SS的去除率分别达到了88%、83%、93%。水处理运行成本约0.513元/m3(未考虑收浆产生的效益),回收的浆料回用于生产,实现了环境效益和经济效益的协调发展。
介绍了油脂工业废水深度处理与回用工程的设计参数和运行情况。实践结果表明,采用混凝沉淀-臭氧-生物活性炭工艺对油脂加工生产废水进行深度处理,出水可以达到循环冷却水水质标准,而且管理方便,运行成本低,节水效益显著。
通过对湘潭某纺织印染厂废水处理工艺存在的问题进行研究和分析,对其废水处理工艺进行了改进。改造后采用“二级生物接触氧化-砂滤-生物活性炭”新工艺处理该厂废水,出水各项水质指标达到了国家一级排放标准要求,可以全部回收利用,废水处理成本下降1/3左右。取得了良好的环境效益、社会效益和经济效益。
将总程平衡技术应用于洗发废水处理,其原理是将生产过程中产生的各种废水根据COD的大小和生产工序的性质分成A、B、C三类,C类水直接作为B类进水;B类水经简单处理作为A类进水;A类水经污水处理后排放。实验证明,总程平衡治理技术应用于洗发废水处理效果良好,可使郑州美艺发制品公司节约水量45%,节约经费23.86万元/a,具有很好的经济效益和环境效益。