煤矿矿井水水量大且水质污染相对较轻,可作为非常规水资源利用。然而,煤矿矿井水普遍存在资源化利用率低的现实问题。从煤矿矿井水处理技术、资源化综合利用模式及标准体系3个层面剖析了制约其资源化利用的关键问题。针对含悬浮物、含铁锰、高矿化度及酸性矿井水处理,论述并分析了混凝沉淀强化及微滤和超滤直接过滤去除悬浮物、生物法除铁除锰、纳滤膜脱盐回用等低碳、低成本技术发展方向。总结了矿井水处理过程中产生的污泥减量化、资源化技术特征及进展。针对煤矿矿井水在企业内难以完全消纳、企业外部利用途径不明的问题,探讨了通过集中处理厂实现企业内外结合的资源化综合利用模式,初步分析了矿井水制备优质饮用水的前景及可行性。在厘清煤矿矿井水排放及综合利用标准体系现状的基础上,提出制定煤矿矿井水专一性排放标准,补充制定煤矿矿井水资源化及综合利用、污泥处理处置和资源化技术规范的建议。
南方离子型稀土矿通常采用硫酸铵作浸矿剂进行提取开采,矿山开采后的很长一段时期都将产生大量的矿山地表氨氮废水,该废水的主要水质特征为有机碳源极缺、NH4 +-N和NO3 --N共存,废水脱氮成本高昂。以我国离子型稀土资源开采量最大的赣州市稀土矿区为例,分析了离子型稀土矿山氨氮废水的水量水质特征;比较了现有的离子型稀土矿山废水处理工程实践的工艺技术特点,并进行了理论成本分析;在分析常规厌氧氨氧化等新型生物脱氮技术在稀土矿山氨氮废水处理中的优势与不足的基础上,围绕水质特征与降低成本目标,提出了短程反硝化-短程硝化-厌氧氨氧化耦合工艺为离子型稀土矿山氨氮废水脱氮最优工艺。
饱和活性炭热再生工艺具有适用性强、对吸附质没有选择性的优点,是工业处理中最常用的方法,但热再生过程中吸附质在活性炭内发生分解、聚合等反应,残余物沉积在孔隙中,造成堵塞,使热再生处理后的活性炭比表面积和孔容积下降。了解热再生过程残余物沉积的机理及关键影响因素,减少残余物沉积,最大化恢复活性炭的吸附性能是热再生的关键。简要介绍了活性炭热再生工艺及再生过程中残余物沉积的机制,重点综述了再生过程中单一和混合吸附质情况下残余物沉积的特点,以及吸附质和活性炭的物化性质与残余物沉积的关系,阐明了热再生温度、气氛、再生加热速率、吹扫气体流速以及多种操作条件对残余物沉积的影响机制,据此对未来活性炭再生的工业发展方向提出建议。
新能源汽车已成为我国“新质生产力”的代表。对新能源汽车产业的废水水质特征、产业门类工业废水水量指标、处理模式以及重点污染物处理方法等进行了归纳总结。新能源汽车废水污染物成分复杂、有毒性、难以直接生化处理,废水中主要含有表面活化剂、矿物油、磷酸盐、重金属等污染物。通过梳理行业21家重点企业的环境影响评价报告得出,新能源汽车产业废水主要由整车制造、储能装置制造等企业产生。从政策层面上看,当新能源汽车产业形成集聚效应和规模效应时,园区建设配套废水处理厂具有必要性。废水中的重金属离子、表面活化剂等特征污染物需要在预处理阶段重点考虑,提高废水的可生化性,建议尽快将重金属废水处理新技术应用于实际新能源产业废水处理工作中,加大绿色环保型表面活性剂的研发力度。各地需根据园区现状产业及发展规划等,提前做好水质水量分析,有针对性地处置重点污染物,同时也需在园区招商引资、企业废水监管、废水处理收费等方面多加考虑。
构建了悬浮生物载体生物膜-活性污泥组合工艺(IFFAS)耦合电化学强化序批式膜生物反应器(ESMBR)的一体式新型复合工艺(IFFAS-ESMBR),借助生物电化学系统和膜过滤作用,实现了对低C/N石化废水的高效处理。结果表明,对于低C/N实际石化废水(COD/TN=4.3∶1,COD 1 969 mg/L,TN 460 mg/L)的处理,该复合工艺在稳定运行阶段对COD、NH4 +-N、TN的平均去除率可分别达到98.1%、91.3%和89.1%。在-1.2 V的外加电压下,CNT-PVDF复合中空纤维膜的跨膜压差(TMP)平均增长速率最高仅为2.5 kPa/d,且膜表面污泥的PN/PS呈逐渐下降趋势,表明其不可逆膜污染程度较轻。16S rRNA高通量测序结果表明,悬浮污泥、膜表面污泥和载体表面污泥中富集了大量的Rhodobacterales、Verrucomicrobiales、Anaerolineales、Xanthomonadales等除碳和脱氮功能菌,对于反应器有机物和氨氮的降解具有显著作用。此外,载体表面富集了大量的Nitrosomonadales、Burkholderiales等硝化和反硝化细菌,进一步印证了反应器良好的TN去除效果。以上研究结果可为C/N石化废水强化生物处理工艺提供参考。
氮污染物的积累极易导致水体富营养化,NO3 --N是主要的氮污染物之一。使用钢渣与单质硫复合基质进行硫自养反硝化,利用SEM观察钢渣使用前后的表面形貌和微生物附着生长情况,采用XRD对比钢渣与石灰石的碱性差异,通过厌氧瓶批次实验对比了硫/钢渣与硫/石灰石体系的脱氮性能,探讨了投加质量比与投加量对硫/钢渣体系脱氮性能的影响,分析了硫自养反硝化前后的微生物群落结构特征。结果显示,钢渣含有Ca(OH)2、CaCO3、CaO、MgO、Ca2SiO4、Ca3SiO5和RO相等丰富的碱性物质,硫/钢渣体系相比硫/石灰石体系具有更强的脱氮性能。硫/钢渣投加质量比为1∶1且投加量均为20 g时,硫/钢渣体系脱氮效果最佳,TN去除率在第10天达到92.5%,高于硫/石灰石体系的87.4%。当硫和钢渣的投加量均超过20 g时,体系对TN和NO3 --N去除效果提升不显著。微生物群落结构分析显示,起反硝化作用的微生物属于Proteobacteria(变形菌门)和Bacteroidota(拟杆菌门),相比硫/石灰石体系,硫/钢渣体系中微生物更加丰富,也更加稳定。
以厌氧污泥为阳极室底物,模拟苯酚制药废水为阳极室基质,将产电菌S. oneidensis MR-1以游离态细胞与固定化细胞两种形式加入双室微生物燃料电池(MFC),构建同步处理苯酚制药废水的游离态细胞双室MFC(MFC2)与固定化细胞双室MFC(MFC3),以不添加产电菌的双室MFC(MFC1)为对照组,探讨产电菌S. oneidensis MR-1投加形式对双室MFC产电过程的影响,并分析污染物去除效果与微生物群落特征。结果表明,在3周期的连续运行下,MFC3系统的产电性能与污染物去除效果最佳,最大输出电压为633 mV,最大功率密度为582.7 mW/m2,开路电压为835.9 mV,内阻为398.8 Ω,平均COD去除率为82.5%,平均NH4 +-N去除率为74.1%,平均苯酚去除率为82.0%,平均库仑效率为26.6%。根据高通量测序结果,MFC3的阳极生物膜产电菌丰度增加,优势菌群为Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidota(拟杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)。固定化细胞技术对双室MFC起到了生物强化作用,为污废水中能源转化提供了一定参考价值,可推动减污降碳协同增效。
随着核能的大力发展,开发环境友好型生物基吸附剂对放射性核素污染控制具有重要意义。采用混合交联法制备一种新型单宁酸复合海藻酸钠(TA/SA)微球,考察了TA和SA质量比、溶液pH、U(Ⅵ)初始浓度、接触时间和温度等因素对TA/SA吸附U(Ⅵ)行为的影响,并进行了吸附动力学和热力学研究,探讨了TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附机理。结果表明,TA和SA的最佳质量比为1∶2,pH对TA/SA微球吸附U(Ⅵ)效果的影响较小。在U(Ⅵ)质量浓度为50 mg/L,TA/SA微球投加量为0.1 g/L,溶液pH=4,温度为323 K,吸附时间为2 h时,TA/SA微球对U(Ⅵ)的最大吸附量为263.42 mg/g。TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附行为符合准二级反应动力学模型和Freundlich等温吸附模型,TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附是一个自发吸热过程,且反应可分为表面吸附、中孔内扩散和微孔内扩散3个阶段。TA/SA表面呈不规则沟壑状,内部是大量开孔的三维网状结构,还原反应在TA/SA微球对U(Ⅵ)的吸附中起主导作用。
以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,以硫代乙酰胺为硫源、钼酸钠为钼源,采用水热两步法制备了MoS2@Fe3O4复合材料。采用SEM、XRD等对MoS2@Fe3O4的形态结构进行了表征分析,考察了MoS2@Fe3O4/H2O2体系催化降解碘帕醇(IPM)的效能和作用机理。结果显示,Fe3O4成功负载在MoS2表面,且MoS2@Fe3O4呈均匀分散的花球状结构,提供了更多催化活性位点。在溶液初始pH为4,MoS2@Fe3O4投加量为0.15 g/L,H2O2浓度为0.5 mmol/L,IPM浓度为5 μmol/L条件下,反应30 min后MoS2@Fe3O4/H2O2体系对IPM的降解率达到89.85%,与Fe3O4/H2O2体系相比,对IPM的降解率提高约12%。MoS2@Fe3O4/H2O2体系降解IPM的主要活性物种为·OH和1O2。利用外加磁场能够实现MoS2@Fe3O4催化剂的循环再利用,6次循环使用后,反应30 min时MoS2@Fe3O4/H2O2体系对IPM的降解率仍在80%以上,表明MoS2@Fe3O4在反应过程中具有良好的稳定性。
通过简单的溶剂热法将BiOBr组装到负载了rGO的WO3纳米管束上,制得复合光催化剂WO3/rGO/BiOBr(WRB),采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和紫外可见分光光度法(UV-Vis)对WRB进行表征。以环丙沙星(CIP)去除率为优化指标,采用单因素实验探究了复合材料的配比、投加量、溶液pH、光照条件等对WRB光催化降解CIP性能的影响。结果表明,BiOBr均匀地生长在被rGO膜覆盖的WO3纳米棒上,改变了对光的吸收性能。采用500 W氙灯作为照射光源,WO3理论摩尔分数40%的复合材料WRB-40(rGO添加量为WO3质量的1%)为催化剂,在WRB-40投加量为0.67 g/L,溶液pH为9.07,光照时间为120 min条件下,WRB光催化降解CIP的性能达到最佳,降解率可达96.51%。另外,WRB-40对CIP的光催化降解率经4次循环使用后仍保留88.5%,表明其催化效能高、稳定性好。在WO3和BiOBr之间嵌入一薄层rGO,更有利于光生载流子的传输,从而有效提高异质结的电子传输性能。
将锰渣用于活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB)。采用X射线衍射仪、振动样品磁强计、比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶红外光谱仪分析了锰渣的理化性质,研究了锰渣投加量、PMS浓度、反应温度、溶液初始pH及RhB浓度等工艺条件对RhB降解效果的影响,考察了锰渣的循环使用性能,同时探讨了锰渣活化PMS降解RhB的机理。结果表明,所用锰渣富含Fe3O4,饱和磁化强度为8.67 emu/g,比表面积为29.95 m2/g,且锰渣中的孔以介孔为主。在反应温度为25 ℃,RhB初始质量浓度为20 mg/L,锰渣投加量为2.0 g/L,PMS浓度为0.50 mmol/L,pH=4.9条件下,反应120 min时体系对RhB的去除率为97.6%,且循环使用5次后,RhB去除率依然可达84.2%。在锰渣活化PMS降解RhB的过程中,1O2、O2 ·-和·OH均参与了反应,其中1O2起主导作用。
以双酚A(BPA)为目标污染物,以玉米秸秆和磷酸三丁酯为原料,通过浸渍热解法制备出磷掺杂生物炭(P-bio),对P-bio的结构进行了表征分析,进一步探讨了过硫酸盐(PMS)浓度、P-bio投加量和初始pH等因素对P-bio活化PMS降解BPA效能的影响。结果表明,P-bio表面为由明显褶皱组成的片状结构,呈现多孔且疏松的状态;P-bio的比表面积为173.985 m²/g,相比原始生物炭(1.863 m²/g)提高了93.4倍。在BPA质量浓度为10 mg/L、P-bio投加量为2 g/L、pH为3.21、PMS投加量为2 mmol/L条件下,反应30 min后P-bio活化PMS体系对BPA的去除率为99.47%,反应速率常数为0.164 3 min-1。进一步通过EPR猝灭实验证实,在P-bio活化PMS体系中产生了SO4 ·-和·OH,两种活性自由基对BPA降解的贡献率分别为12.07%和87.93%。对P-bio重复利用,第2次使用时BPA去除率为74.1%,第3次使用时BPA去除率为68%,连续使用3次后对P-bio进行煅烧,BPA去除率恢复至80.7%,说明P-bio催化剂具有较强的可重复利用性和再生性能。
选用咖啡渣、核桃壳、水葫芦和椰壳为原材料,在不同热解温度下制备生物炭,并对含Cu、Zn、土霉素(OTC)、环丙沙星(CIP)和多西环素(DOX)的模拟废水进行净化处理。结果表明,700 ℃为生物炭的最佳热解温度,水葫芦生物炭(SBC700)对单一重金属Cu和Zn的吸附效果最好,椰壳生物炭(YBC700)对单一抗生素OTC、CIP和DOX具有较强的吸附效果,4种生物炭对单一重金属或抗生素的吸附行为均为化学吸附。以水葫芦和椰壳为原材料在700 ℃下制备复合生物炭,并研究其对Cu、Zn和1种抗生素复合污染物的吸附效果。复合生物炭有利于提升对复合污染体系中Cu和抗生素的吸附效果;停留时间越长,复合生物炭对Cu和Zn的去除效果越好,对3种抗生素去除效果影响不显著;综合考虑经济效益和去除效果,复合生物炭的最优投加量为2.5 g/L;随pH增加,复合生物炭对Cu、Zn的吸附量也逐渐增加,在pH=6时最大吸附量分别达到1.90、8.40 mg/g,pH对OTC、CIP和DOX吸附量无明显影响,平均去除率都高于88%。在热解温度700 ℃下制备的水葫芦和椰壳复合生物炭综合性质较佳,为生物炭吸附重金属和抗生素复合污染提供了新思路。
钒(Ⅴ)是一种重要的战略金属资源,在合金制造、化工和新能源等领域被广泛应用,逐渐成为废水中的新兴污染物之一。合成了一种季铵盐改性二氧化硅(SiO2@DMOA)材料用于吸附水溶液中的钒(Ⅴ)。热重分析、FT-IR、SEM以及EDS结果证明了SiO2@DMOA复合材料的成功合成。在20 mL 2 mmol/L钒(Ⅴ)溶液中加入50 mg SiO2@DMOA,调节溶液pH为3.3,在接触时间为15 min和温度为298 K条件下,SiO2@DMOA对钒(Ⅴ)的吸附容量为38.97 mg/g。准二级反应动力学和Langmuir吸附等温模型结果表明SiO2@DMOA吸附钒(Ⅴ)的过程为表面单层的化学吸附,颗粒内扩散模型和Boyd模型证明了液膜扩散是该吸附过程的主要限速步骤。热力学结果显示SiO2@DMOA吸附钒(Ⅴ)的ΔH 0>0、ΔS 0>0、ΔG 0<0,表明吸附过程是可行的和自发的。在离子强度(NaCl)<0.1 mol/L时,共存离子对SiO2@DMOA吸附钒(Ⅴ)效果的影响几乎可以忽略。此外,在pH为3~5时,钒(Ⅴ)与铬(Ⅵ)两者的最大分离系数(β V/Cr)为135.42。经过5个循环的吸附-解吸实验,SiO2@DMOA的吸附效能无明显衰减。
微气泡气浮旋流技术是将气浮分离与旋流分离相结合的一种新型高效分离方法。利用微气泡气浮旋流技术进行油水分离,探究了溶气水微气泡、旋流场、絮凝剂3种因素对油水分离效果的影响,并用高速成像技术考察了微气泡与油滴、微气泡与絮体的结合过程。结果表明,溶气水微气泡可大幅缩短油水分离时间,相比纯水静置缩短了50%。在油水混合物初始质量浓度为400 mg/L时,气浮+旋流+絮凝剂组合工艺的最佳实验条件为油水混合物与溶气水的体积比1∶4、旋流速度370 r/min、复合絮凝剂(PAC∶CPAM)的复配比2∶1,此条件下污水最终含油质量浓度低于10 mg/L,满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)。静水条件下,微气泡-絮体结合体的平均投影面积约为微气泡-油滴结合体的6倍,投加絮凝剂有利于提升油水分离效果。交互实验证明,相比纯水静置处理,经微气泡气浮、气浮+旋流以及气浮+旋流+絮凝剂3种工艺处理后,污水含油率分别降低38.7%、71.4%、76.5%。就最终油水分离效果来说,3因素组合>溶气水微气泡+旋流场>溶气水微气泡。
为实现商混站强碱性污水的无药剂高效絮凝沉降与澄清再生,提出了双铝电极电絮凝方法。通过正交试验考察了商混站污水浊度随电解时间、工作电压和电极配置模式的变化规律,并利用聚焦光束反射分析仪(FBRM)考察了3种因素对絮团弦长的影响。正交试验结果表明,工作电压对浊度的影响显著性最大,其次是电极配置模式,电解时间的影响显著性最小。通过对絮团弦长的分析可知,絮团尺寸和抗破碎强度均随工作电压的增大和电解时间的延长而增加,且单极并联模式(MP-P)下生成的絮团强度最大。当采用MP-P模式、工作电压30 V、电解时间15 min时,商混站污水的絮凝澄清效果最佳,污水浊度可降至69.8 NTU以下,浊度去除率可达93%以上,且絮团平均弦长增长速率最快,强度最大。相较于传统化学絮凝,电絮凝法可避免处理过程对循环水的二次污染,不会对混凝土的工艺性能产生不利影响,为商混站污水的科学高效净化回用提供了一种新方法。
“铬法”膨胀石墨生产过程中产生的废酸具有酸浓度大、铬含量高等特征,可以采用隔膜体系通过电氧化法将Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),实现含铬废酸的资源化再生。基于该强酸体系难以实现Cr(Ⅵ)含量的实时检测,开展了基于神经网络精准预测含铬废酸电氧化再生效果的研究。在含铬废酸再生实验基础上,首先采用相关性分析方法确定了电解时间、H2SO4浓度和电解液体积为Cr(Ⅵ)再生的关键特征参数,然后通过超参数优化获得人工神经网络的相对最优拓扑结构:神经元数量=35、批训练样本数=30、隐藏层层数=4,构建模型预测值与实验值的决定系数(R 2)大于0.97,均方根误差(RMSE)小于0.04。最后经实验验证,模型预测值与实验值的平均相对误差最大为0.14%,表明模型具有很好的泛化能力。人工神经网络模型克服了由于多参数、非线性与时变性造成的电化学过程预测难的问题,可以实现复杂映射条件下对Cr(Ⅵ)再生的预测,对电化学过程的优化调控具有重要意义。
基于加湿-除湿原理搭建了废液处理实验台,并利用热泵为系统同时提供热源和冷源。通过调节循环风机及溶液泵频率(25~50 Hz),着重研究了循环风量和废液流量对填料传热传质特性及废液处理性能参数的影响。结果表明,废液的初始pH、SS、COD分别为13.51、166 mg/L、2 117 mg/L,系统分离出的清液pH、SS、COD分别为8.2、4.0 mg/L、53.2 mg/L,水质得到极大改善。填料传热传质系数随循环风量和空气侧雷诺数的增加而升高,净水产量(PWPA)、净水回收率(PWRR)也随循环风量的增加而升高,填料的增益输出比(GOR)随循环风量的增加先升高后降低。填料传热传质系数随废液流量和废液侧雷诺数的增加而升高,PWPA也随废液流量的增加而升高,但PWRR随废液流量的增加而降低,GOR随废液流量的增加先逐步提高,然后几乎保持不变。由于不同性能参数受循环风量和废液流量的影响规律并不一致,需根据优先考虑的性能参数选择合适的循环风量和废液流量。
采矿过程中产生的预氧化酸性矿山废水(AMD)具有一定酸度,含有大量金属离子和硫酸盐,传统石灰中和法不仅污染环境,而且会造成资源浪费。采用纳滤—还原—真空浓缩—结晶的工艺处理预氧化AMD,并制备硫酸亚铁镁结晶产品。考察了纳滤膜对不同金属离子的截留率,探究了硫酸亚铁镁制备过程中还原条件对纳滤浓液中Fe3+还原效果的影响以及结晶条件对晶体纯度和产率的影响,并优化了工艺条件。结果表明:纳滤对所有金属离子的截留率均达到93%以上,且对铁镁的截留率达到98%;当还原反应体系pH为1.0,温度为35 ℃,反应时间为40 min时,纳滤浓液中Fe3+还原效果最佳;结晶母液浓缩比例为1∶2,结晶温度为35 ℃,搅拌速率为240 r/min时,母液中铁、镁回收率最佳,分别为31.31%、13.48%,产品纯度能达到98%以上;晶体结构分析证实制得的产品为硫酸亚铁镁。相比传统石灰中和法,该组合工艺不仅可实现预氧化AMD处理,而且可实现硫酸亚铁镁的资源回收。
污水再生利用是破解水体污染与水资源短缺的重要举措,面对工业污水资源化利用的重大需求,团体标准《工业污水再生利用导则》(T/CSES 92—2023)于2023年4月正式发布,旨在为工业污水再生利用在技术、管理及实施等方面提供指导和支持。标准从工业污水再生利用的总体原则、利用途径、水质与管理等方面提出了规范化要求,并针对工业、景观环境、农业灌溉、绿地灌溉等利用途径提出了安全利用措施与要求,针对利用过程中可能出现的生态环境风险,提出了监测、日常管理等要求。
为解决油气田采出水水量大、水质复杂等难题,实现油气田采出水处理后再利用的目标,提出一套臭氧气浮-核晶造粒组合工艺,处理后采出水可满足配制胍胶压裂液的水质要求。以COD和SS去除率为评价指标,对比了预臭氧氧化-混凝和臭氧气浮两种工艺,结果表明臭氧气浮工艺对COD和SS的处理效果更佳,二者去除率分别可达到59%和88%,处理后COD和SS均满足配制胍胶压裂液的水质要求。以Ca2+、Mg2+去除率为硬度指标,对比了核晶造粒和化学沉淀两种工艺的除硬效果,结果表明核晶造粒工艺在除硬方面具有显著优势,对Ca2+、Mg2+的总去除率能达到86%,满足配制胍胶压裂液对硬度的要求。以长庆油田4个站点采出水为实际处理对象,采出水经臭氧气浮-核晶造粒工艺处理后,配制的胍胶压裂液均表现出较好的基液黏度,可挑挂且不易断裂。臭氧气浮-核晶造粒工艺不仅可实现采出水的资源化利用,还可减少企业日常生产成本,具有较好的经济和环境效益,为油气田采出水的资源化利用提供了技术参考。
采出液含水率逐年上升导致生产水处理设备的占地面积越来越大。为促进涡流三相气浮在海上平台的应用,定量研究了清水剂浓度、处理量、进气量、油品性质对涡流三相气浮处理效果的影响。结果表明,随清水剂注入浓度增大,设备出口含油浓度先逐渐降低随后略微升高,清水剂适宜注入质量浓度为40 mg/L左右;在设计处理量以下时,随处理量增大,设备出口含油浓度稳定,抗处理量波动效果好;当进气量为入口来液量的1%左右时,设备除油效果好,进气量过大或过小均不利于设备除油;涡流三相气浮对于不同油品性质的生产水均具有高效的处理效果,在设备入口来液含油质量浓度≤2 000 mg/L,悬浮物质量浓度≤500 mg/L时,设备出水含油质量浓度≤60 mg/L,悬浮物质量浓度≤60 mg/L,可取代传统的斜板除油器+气浮两级水处理设备,节省占地面积。
建立了顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法(HS-SPME-GC-MS)测定水中六氯环戊二烯的分析方法,采用顶空固相微萃取进样,DB-1色谱柱分离,气相色谱/质谱检测器检测,系统考察了不同涂层固相萃取针、进样口温度、固相萃取条件、盐效应等对测定结果的影响,并在最优实验条件下对方法进行了验证。结果表明,六氯环戊二烯在质量浓度为0.1~10 µg/L范围内与色谱峰面积线性良好,相关性系数为0.997,方法检出限为0.03 µg/L。对实际地表水和废水样品进行测定,废水样品监测结果为0.5 µg/L,地表水样品监测结果为未检出,对实际样品分别加标0.5 µg/L和1.0 µg/L测定,加标回收率为70%~87%,相对标准偏差为4.14%~13.9%(n=6)。该方法操作简单,不使用有机溶剂萃取,精密度好,准确度高,可用于快速测定工业废水和地表水中六氯环戊二烯。
以山东某燃煤电厂脱硫废水改造项目为背景,采用一体式高效澄清工艺替换原有三联箱工艺,处理SS高达13 650 mg/L、CODCr为350 mg/L、重金属离子浓度超标的脱硫废水。处理前,先通过实验室小试确定基础加药量,缩小调试期间加药量范围;然后通过现场设备调试,优化运行参数,降低设备损坏率。经168 h的调试运行,新型脱硫废水处理系统运行稳定,污染物去除效果良好,出水SS在1.5 mg/L,CODCr在132.2 mg/L,总铅、总镉、总汞、总铬、总锌分别在0.14、0.01、0.01、1.04、1.24 mg/L,出水水质满足《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997—2020)要求。与电厂原三联箱工艺相比,一体式高效澄清工艺不仅对水质有明显提升,而且年运行费用由100多万元降低至50多万元,经济效益显著。
基于浓水大回流原理分别采用两段式和单段式碟管式反渗透(DTRO)系统处理煤矿矿井浓盐水。在多种运行工况下对两种DTRO系统的性能进行了比较研究,考察了进水含盐量、回收率、运行压力以及产水水质之间的影响关系。实际运行情况表明,两段式DTRO的运行压力比单段式DTRO低0.7~0.9 MPa,且脱盐率高0.10%~0.15%。进水TDS或回收率越高,两段式DTRO工艺就越有优势。两种DTRO系统整体运行稳定,连续运行3个月未出现明显膜污堵,产水量仅下降约8%。两段式DTRO的产水成本比单段式DTRO约低0.3元/m3。针对DTRO系统特点,在浓水循环量、浓水能量回收、循环泵选型、高压泵运行等方面提出了节能优化策略,为大型DTRO系统在处理煤矿矿井浓盐水应用中的长期稳定运行和节能降耗提供了积极参考。
石油化工行业是现代工业的基础,循环冷却水系统是炼化企业必不可少的组成部分。冷却水换热器一旦出现物料泄漏情况会严重影响企业的正常生产运行,甚至造成装置停车等严重后果。换热器物料泄漏往往伴随比较明显的表观特征,总结了炼化企业循环冷却水系统泄漏物料及其表观特征和水质变化情况,概述了循环冷却水系统物料泄漏后的查漏逻辑、方法以及处理措施。以某石化企业生产运行过程中突发泄漏情况为例,分析了炼油装置和化工装置循环冷却水系统物料泄漏的表观特征、查漏流程及处理措施。通过对具体泄漏情况的分析得出,采取油含量、COD法检测炼油装置冷却水系统泄漏较为有效,同时浊度法可作为提前快速判断泄漏的基础方法,采取VOC法能快速判断化工装置循环冷却水系统是否存在物料泄漏。