我国属缺水国家且工业用水量大,提高水的利用率实现节约用水受到极大重视。论述了提高循环冷却水浓缩倍率的现行技术,介绍了每种水处理技术的原理、优缺点,及在实际中的应用,提高浓缩倍率的同时达到了节约用水的目的。随着科技的不断发展,新型高效的水处理技术正逐渐应用于循环冷却水系统中。分析了反渗透的原理和臭氧技术在循环冷却水处理中的缓蚀、阻垢、杀菌作用,二者作为新型水处理技术也逐步得到应用。
介绍了火力发电厂水资源利用和水务管理情况,比较了国内外的火电厂耗水指标,研究了水资源的开发利用和电厂的节水技术及改进措施等。讨论了电源点建设所面临的环境保护和水资源紧缺的影响,建议把城市污水回用及海水淡化作为火力发电厂项目建设的用水发展方向,根据电源点总体发展和分布,科学制定水资源储备战略。
镁铝水滑石是一种双金属层柱状化合物, 因具有特殊的层间离子交换性能和结构记忆效应, 可作为催化剂和吸附剂在废水处理中使用,并已展现出良好的应用前景。针对国内外研究现状,讨论了镁铝水滑石的结构、特性、制备方法及其在印染废水治理中的应用现状与最新研究进展。
介绍了对有毒、难生物降解的苯胺废水的传统处理技术及基本原理,主要包括物理、化学、生物等方法。对一些新型的处理技术及基本原理作了简单的介绍,主要包括超声光催化降解、声电联合降解、吸附—双催化氧化降解、电子束辐照降解、膜萃取、新兴的微生物降解以及加压生化法等技术。
金属离子已经成为水体的主要污染源之一, 对含低浓度金属离子废水的处理方法包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法、膜处理法等进行了综述,并对各种方法的优缺点进行了综合比较。提出利用离子交换法处理低浓度金属离子废水易于实现工业化和自动化,是将来的发展趋势,其中高性能树脂的合成以及离子交换设备研究是以后的两大研究方向。最后对处理低浓度金属废水方法存在的问题及发展研究方向进行了展望。
电吸附技术(EST)作为一项新型的水处理技术,具有很高的性价比,且处理效果好。介绍了EST的特点及适用范围,并通过对比指出EST作为一种有效的除盐技术在污水回用上具有很大的优势。其推广应用将成为水处理领域的新亮点。
进行中试试验考察了污泥回流—超滤组合工艺处理高藻期水库水的除污染效能和膜污染状况。试验结果表明,组合工艺对浊度、CODMn、UV254、藻类的去除效果要优于水厂常规处理工艺;污泥回流预处理可以使膜运行稳定,膜前压力在较长时间内保持恒定;该组合工艺可以作为高藻期水库水处理的一种有效方法。
对菌种Trametes versicolor SYBC-L3发酵产漆酶的碳氮源进行了优化, 研究了菌株L3漆酶的性质及其在毛纺废水脱色中的作用。结果表明,其最佳发酵碳氮源为:麦芽糖12 g/L、豆粕4 g/L,优化后的漆酶的酶活在第8天可高达48 400 U/L;酶最适反应温度为50 ℃,在70 ℃以下保温1 h,仍然有70%的剩余活力,其最适pH为3.5,在pH4~8下保温24 h,仍然有70%以上的活力。用L3漆酶处理毛纺废水,20 min脱色率达到70%,有较好的脱色效果。
利用气浮—生化—混凝沉淀工艺对电镀废水中的有机污染物进行处理, 探讨了各工艺参数对COD去除效果的影响。实验结果表明:气浮处理在减轻后续接触氧化反应器的运行负荷的同时也提高了整个工艺的抗冲击能力。COD去除率随气浮时间的增加而增加, 当气浮时间为70 min时,COD去除率17.5%。在生化处理阶段,当HRT=10 h、DO=4 mg/L、pH=7和温度为30 ℃时,COD去除率55%。实验还研究了pH、PAM和聚铝浓度对混凝沉淀结果的影响,发现pH=9、PAM质量浓度为0.25 mg/L、聚铝为2 mg/L时,COD去除率11%。最终的实验结果表明:经该工艺处理后的废水,总COD去除率67.6%,出水COD为80 mg/L,达到国家新的排放标准(GB 21900—2008)。
通过中试试验考察了乌鲁木齐石化公司废水深度处理工艺, 以确定拟定的预处理工艺及超滤工艺是否能够达到预期的处理效果。试验表明,该工艺完全能够满足污水回用的要求。
循环冷却水采用旁流弱酸处理后,由于工艺改变了循环水运行的碱度、硬度,对判断循环水系统是否结垢带来了困难。通过在循环冷却水的动态模拟试验过程中监测凝汽器管的污垢热阻,循环水的碱度、硬度、pH的变化以及试验结束后观察试片的表面状态等方法,对循环水系统是否结垢进行了探讨。
以石油污染土壤淋洗修复产生的含油废水为研究对象, 采用复配絮凝剂-超滤膜组合工艺处理含油废水,考察了絮凝剂的配比、加入量、pH、搅拌速度和搅拌时间以及超滤膜的进料流量和压力等因素对废水处理效果的影响。实验结果表明,废水处理的最佳工艺条件:复配絮凝剂由质量分数5%的PFS和质量分数5%的PAC组成,投加量分别为30、10 mL/L,助凝剂为质量分数0.05%的PAM,投加量为1 mL/L,搅拌速度为120 r/min, 搅拌时间为9 min;进料流量为50 L/h、压力控制在0.5 MPa。最佳条件下,最终出水含油质量浓度<0.14 mg/L、CODCr<41 mg/L、SS<1 mg/L,均达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中的一级排放标准和回注水标准。
为有效处理酸性染料废水,采用在吸附催化剂的存在下微波辐射技术处理废水。实验以活性炭为催化剂在微波辐射条件下处理酸性大红溶液,选定辐射功率、时间、活性炭用量3因素进行正交实验,得出微波辐射功率的大小对废水处理效果的影响最为显著。又通过单因素实验确定活性炭用量和辐射时间。最佳处理条件为功率800 W、活性炭投加质量2.0 g、辐射时间6 min,在此条件下对酸性大红溶液的处理效果最为理想,去除率96%~98%。
分别采用兼氧/好氧工艺和好氧工艺对苯酚丙酮废水进行生物处理研究。该废水具有高盐分、高有机物浓度、低pH的特点,进水CODCr约1 187 mg/L。监测结果表明,使用兼氧/好氧工艺处理,兼氧槽出水平CODCr为1 021 mg/L,CODCr降低20.9%,而BOD
采用静态阻垢评价法和动态阻垢评价法分别对新型反渗透膜阻垢剂YSM-12进行了阻垢性能评价。静态评价结果表明,当YSM-12的质量浓度为12 mg/L时,其对CaCO3的阻垢率达到64.3%,优于相同浓度国外药剂PTP0100的52.3%;对CaSO4的阻垢率为64.5%,远远高于PTP0100的1.8%。动态评价结果表明,当YSM-12的质量浓度分别为2、3、4 mg/L时,其维持水通量不变的时间分别为42、50、80h;而相同条件下PTP0100维持水通量不变的时间仅为0、6、10 h。
以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和甲胺为原料,合成得到一种新的荧光单体4-(N’-甲基-1-哌嗪基)- N-甲基-1,8-萘二甲酰亚胺烯丙基氯化铵(FM)。通过红外光谱、核磁共振及质谱对FM进行了表征。将FM与丙烯酸(AA)、丙烯磺酸钠(SAS)、次磷酸钠共聚制备了含荧光基团的AA-SAS共聚物(FM-AA-SAS)。对该共聚物的荧光性质和阻垢性能进行了系统研究,结果表明:共聚物的荧光强度与其质量浓度呈良好的线性关系,线性相关系数为0.998 93,检测下限为0.656 6 mg/L;采用静态法,当加药质量浓度为15 mg/L时对磷酸钙的阻垢率为85.3%,对碳酸钙的阻垢率为86.5%,加药质量浓度为7.5 mg/L时对硫酸钙的阻垢率为100%,具有较好的分散氧化铁和稳定锌离子的能力。通过扫描电镜观察发现FM-AA-SAS对碳酸钙垢既有较强的分散作用又具有明显的晶格畸变能力。
将聚琥珀酰亚胺(PSI)与天冬氨酸(ASP)、2-氨基乙磺酸(SEA)分别进行反应,对聚天冬氨酸进行改性,并对改性聚天冬氨酸的阻CaCO3垢、分散Fe2O3和缓蚀性能进行了评定。实验结果表明:在PASP分子结构中引入羧基可以提高其阻垢率,而磺酸基的引入则会降低其阻垢率,当引入羧基的改性聚天冬氨酸质量浓度为6 mg/L时,阻垢率达到了100%;磺酸基的引入可以大大提高聚天冬氨酸的分散性能,加药质量浓度为10 mg/L,分散Fe2O3时上清液最小透光率为40.3%;羧基的引入有助于缓蚀性能的提高,加药质量浓度为100 mg/L时, 比PASP的缓蚀率提高35%以上。
阐述了用全自动电位滴定仪测定锅炉水和冷却水中氯离子(Cl-)含量的新方法。新方法采用梅特勒-托利多仪器公司的DL58全自动电位滴定仪,并选择DM141银复合电极为检测器,用AgNO3作为滴定剂进行全自动滴定分析。新方法与传统的Cl-测定法(摩尔法、佛尔哈德法、法扬司法等)和Cl-选择电极法相比,测定结果更加准确,方法的重现性和精确度更高,且简单快捷,试剂的消耗成本降低,可广泛应用于锅炉水和冷却水、生活污水、部分工业污水、雨水、饮用水等方面的分析测定。
综合利用水资源、优化相应网络、降低用水量与废水量排放量是当前我国各行业的迫切需求。在回用水网络设计与分析中,多污染因子水系统的优化向来是其中的关键。在用水污染物传质模型的基础上,提出了适用于单或多污染因子水系统,根据各用水操作进出口极限条件进行水流股配合回用的水网络优化方法,并以此方法对某石化企业炼油事业部含油水系统用排水网络进行优化设计, 达到考虑单污染因子节水24.29%~33.30%,多污染因子节17.76%的效果。该方法大大简化了水网络设计的算,为石化行业水资源利用的优化提供了重要的依据。
某生物制药和糖业生产废水处理工艺因未设置预处理工艺,出水指标无法达到国家《污水综合排放标准》二级标准。通过采用强化预理,并改造其中不合适的细节问题,出水水质达到设计标准,运行成本略有增加。
工程将草浆纸废水工艺改为再生纸废水工艺,采用了物化和接触氧化工艺处理造纸废水。通过改变工艺运行工况,充分利用原有工艺设备,降低投资和运行成本,使COD、SS去除率分别达到95.5%和97%,并达到排放标准,运行费用由原来的0.7元/m3降低到0.4元/m3。
在反渗透膜元件的理想结构模型基础上建立了反渗透膜元件运行的微分方程数学模型,在分析膜元件运行参数的基础上确认了微分方程的边界条件,从而使微分方程组具有惟一解。膜元件运行微分方程模型的建立为膜元件及膜系统运行精确模拟计算软件的编制提供了数学基础。
将铝型材生产废水按氟含量高低分类分流处理,对铝型材高氟废水作一次反应混凝处理后,与低氟废水混合, 采用硫酸铝反应、电石渣回调pH和PAM混凝作二次处理, 当废水中硫酸铝的投加质量浓度为0.27~0.30 g/L时,处理后的水样氟离子质量浓度<10 mg/L。可根据实际生产中废水来水量变化采用不同的比例混合高氟一次处理水和低氟废水,均可取得较好的处理效果。
研究了水包水阳离子型聚丙烯酰胺水处理剂在油田压裂废水中的应用。研究结果表明:水包水阳离子型聚丙烯酰胺与聚合氯化铝复配用于大庆油田压裂废水的处理工艺中,可使絮凝反应时间缩短到1 min以内、处理后水的浊度可降低到6 NTU、pH达到中性、COD从原水的4 973 mg/L下降为530 mg/L,去除率88.2%;结合活性炭吸附及膜处理工艺,使处理后出水的COD达到61.3 mg/L。
对秦皇岛市第一污水处理厂改造后出现的两次生物泡沫现象进行了总结,并对产生泡沫的工艺运行参数和化验数据进行了分析,介绍了预防和消除生物泡沫的方法,为污水厂防止由于水质、水量以及温度变化而产生生物泡沫提供了参考。
宝钢股份特殊钢分公司特冶厂电渣炉由于水处理工艺比较特殊,所以循环水往往在高温区,即结晶器上产生结垢。介绍了一种控制电渣炉结晶器结垢的化学处理方法,能有效延缓结晶器的结垢速度,确保了产品质量。
电化学法处理工业废水在国内外已有应用,但国内处理1 000 t/d以上重金属废水还没有实例。通过对电化学法处理重金属废水试验研究,分析确定了工业化应用方案,通过应用实践,解决了国内电化学法反应器处理量小、反应器结垢等技术问题,取得很好的应用效果。含多种重金属污染因子的有色冶炼工业废水,经电化学技术系统处理可实现稳定达标排放。
对吸附法用于含油废水深度处理中存在吸附剂吸附容量低的问题展开研究。通过对比多种吸附材料对低浓度含油废水的处理效果发现,改性鳞片石墨的处理效果最佳。文章考察了pH、温度、含盐量及流速等因素对膨胀石墨处理低浓度含油废水的影响。研究表明:30 ℃、流速在80 BV/h时,1 BV膨胀石墨下可处理2 570 BV的废水,出水油质量浓度<9 mg/L。