矿井水资源的保护与利用是我国煤炭绿色开发的重要组成部分。矿井水中存在着多种有机污染物,其来源、在矿井水中的迁移路径和控制技术的研究仍较为欠缺。阐述了煤矿区域有机污染物的主要来源,包括井下机械设备用润滑油和乳化液、煤矸石淋溶液、罗克休等高分子注浆充填材料和水处理药剂等,系统分析了有机污染物在矿区“植被—土壤—岩层—矿井水”中的迁移路径,探讨了4种传统水处理技术(混凝沉淀、吸附法、高级氧化技术和膜分离技术)在有机污染物去除方面的应用现状、技术前景和限制因素,结合矿井水水质特征分析了现有水处理技术的应用条件,提出了煤矿地下水库协同技术对矿井水中有机污染物大规模低成本处理的技术思路。最后,展望了未来矿区治理和削减有机污染物的发展方向。
核电厂放射性废水的安全高效处理对人类健康和生态环境至关重要。纳滤因具有分离性能优异、化学污染小和能耗低等优点而被逐渐应用于对放射性核素的处理中。介绍了纳滤分离核素的原理与特点,分析了商品化纳滤膜截留核素的优缺点。针对商品化纳滤膜的不足,总结了改性纳滤膜的制备方法,指出当前用于截留核素的纳滤膜的制备研究主要集中于膜表面改性和基膜改性技术,而聚酰胺层改性与预沉积改性在该领域的应用研究仍然缺少。最后探讨了纳滤处理放射性废水的主要影响因素及其工程化应用的可能性,为在高酸且有放射性的核废水处理中推广使用纳滤技术提供发展建议。
含油污水因乳化稳定性高而难于处理,其高效净化技术已成为研究热点,电破乳油水分离技术在油水分离领域展现出广阔的应用前景。重点探讨了电浮选、电絮凝、电泳、介电泳、电化学氧化、微电解等6种电破乳技术的原理、研究进展和在实践中的应用,并分析了各种技术的优缺点,总结了含油污水电破乳技术未来的研究重点和发展方向,提出应在电破乳油水分离微观机理、体系适应性、材料与设备、能耗与效率平衡以及联合技术的开发方面加强研究。
太阳能界面蒸发(SIE)技术作为一种可持续的海水淡化技术,能够高效生产淡水,且不依赖电力和复杂的基础设施。随着技术的不断发展,蒸发器设计不断创新,在维持高效蒸发速率的同时显著提升了耐盐性能,甚至可以实现盐分和淡水的完全分离,极大提升了海水资源的回收利用效率。基于此,探讨了SIE技术在高盐废水处理过程中实现零液体排放的关键策略,主要包括及时分离盐晶体和功能区分离设计两个方面。在此基础上,进一步介绍了各类耐盐型蒸发器的设计理念和盐水分离机理。最后,讨论了SIE技术面临的挑战和未来的发展机遇,以期为实现海水淡化零液体排放提供参考。
纺织印染、制浆造纸和石油化工行业是我国国民经济中的重要产业,其废水中含大量难降解有机物。建立高效的有机污染物分析检测方法,从而获得官能团和分子水平的污染物信息,是开展典型工业废水有机污染物特征解析和治理工作的重要基础。系统梳理了工业废水所含特征有机污染物的分析方法,包括紫外(-可见)吸收光谱法、红外吸收光谱法、气相色谱-质谱和液相色谱-质谱法等;对纺织印染、制浆造纸和石油化工行业废水3类典型工业废水中有机污染物的来源和特征进行阐述;针对特征有机污染物种类繁多,对每种有机污染物均进行监测和管控难度大、成本高、效率低的问题,提出应进行优控污染物筛选,并介绍了潜在危害指数法、综合评分法等优控污染物筛选策略;最后,鉴于复合污染毒性,提出需强化生物毒性监测预警,推动废水处理工艺优化与生态风险预警,以期为工业废水精准治理提供科学依据。
结合两性离子聚合物的耐盐特性与“适度分子质量”理念,以部分中和的丙烯酸(AA)、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钠-亚硫酸氢钠为引发体系,使用水溶液聚合法,通过精确调控MBA投加量以控制聚合物分子交联程度的方式制备了可控交联两性离子聚合物PAANa-DMAPMA。使用红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、扫描电镜(SEM)及能量色散X射线光谱(EDS)对该目标产物进行了表征,结果表明,适度交联使目标产物重均分子质量(M w)较无交联样品显著提高,同时保持了良好的水溶性。以蒸馏水和不同组分的盐水配制膨润土泥浆(固体质量分数为2%),测试目标产物的絮凝性能,结果表明,投加100 mg/L的目标产物可使淡水泥浆透光率提高至98.3%;与淡水环境相比,目标产物在盐水中的絮凝性能未出现明显下降,且对10%(质量分数)NaCl所配制泥浆的处理效果较1% (质量分数)NaCl泥浆体系略有提升;盐水中CuSO4的引入可进一步增强絮凝效果,此外,絮凝体系对Cu2+也有一定的吸附去除作用。
微生物燃料电池(MFC)的阳极是决定其性能的关键因素之一,为了提高传统碳布材料(CC)的生物相容性及生物电催化活性,以氮掺杂茄子基多孔生物炭(NEPC)对CC进行表面修饰,制备了不同氮掺杂比例的茄子基生物炭阳极(N x EPC/CC)。当尿素和茄子粉末的质量比为2∶1时制备的电极N2EPC/CC具有最佳的性能,电极形貌结构表征及元素形态分析结果表明其表面形成了致密的互联多孔网状结构,氮原子数分数高达12.21%;附着电活性生物膜后,N2EPC/CC电极的电荷转移内阻为9.32 Ω,较未挂膜阳极下降了44.3%,表明生物膜的附着提高了电极的导电能力及胞外电子传递速率;以N2EPC/CC为阳极的H型双室MFC的最大功率密度及COD去除率分别为348.48 mW/m2和(87.77±3.60)%,明显优于使用传统碳布阳极及其他氮掺杂比例的茄子基生物炭阳极。微生物群落分析表明,N2EPC/CC阳极表面形成了以Geobacter(7.29%)及Candidatus_Competibacter(6.75%)等功能菌为优势菌群的微生物群落结构,具有较强的物种优势度,从而有利于强化N2EPC/CC-MFC的产电性能及COD去除效能。
高温废水处理一直是各行业水处理的难点,尤其是在受高温限制的反渗透膜水处理领域,而热稳定膜材料的研究和制备是解决这一难题的关键。首先通过界面聚合在聚砜基膜表面形成聚酰胺层,再利用膜表面残留的酰氯基团与富含羟基的α-环糊精(α-CD)进行二次界面聚合,成功在聚酰胺层上构建了基于α-CD改性的聚酯保护层,制备出一种α-CD改性聚酯/聚酰胺复合反渗透膜。得益于α-CD的耐热特性和独特的纳米空腔结构,在保证通量的条件下,有效提高了反渗透膜的耐高温性能。经过3个周期的常温-高温循环测试,复合膜对氯化钠的脱除率能够保持在99.18%~99.56%范围内,水通量随温度升高而相应提升,表明α-CD改性聚酯/聚酰胺复合反渗透膜具有优良的耐高温性能。
传统的活性污泥法在处理畜禽养殖废水时脱氮除磷效果较差,对此,构建厌氧折流板反应器(ABR)-厌氧/好氧(AO)耦合工艺对其进行处理,并通过改变水力停留时间(HRT)控制有机负荷率(OLR),研究不同OLR下反应体系对有机物及氮、磷的处理效能以及污泥特性。结果表明,OLR从0.66 kg/(m3·d)提高至2.40 kg/(m3·d),运行稳定后体系对COD、NH3-N和TP的去除率分别为80.39%、82.12%和86.57%;ABR除碳贡献率为80.64%,且其第一、第二隔室承担了COD的主要去除工作。污泥表征结果表明,随着OLR的提高和运行时间的推移,ABR内污泥颗粒化程度不断提升,粒径呈增大趋势;各隔室微生物形态产生分化,前端隔室以丝状菌、杆菌和球菌为主,微生物量丰富,后端以多球菌为主,生物量少且单一;混合液悬浮固体质量浓度(MLSS)最终提升至44.072 g/L,污泥体积指数(SVI)则下降至7.95 mL/g;胞外聚合物(EPS)中蛋白质、多糖的含量及二者比值逐渐增加,污泥表面疏水性增强,与污泥颗粒化趋势一致。
随着土霉素(OTC)的大量使用,猪场废水中OTC污染日益严重,威胁周边环境和生态安全。为有效处理含OTC的猪场废水,将OTC降解菌进行固定化制备了固定化菌剂IKS1,将其加入到序批式活性污泥反应器(SBR)中对废水进行强化处理。首先通过正交试验优化SBR的运行参数,之后向SBR投加IKS1评估IKS1对SBR性能的影响,并分析系统微生物群落变化。研究结果表明,SBR的最佳运行参数为进水20 min、搅拌240 min、曝气360 min、沉淀60 min、排水10 min、闲置30 min,充水比30%,溶解氧(DO)为2 mg/L,污泥龄为10 d,在此最佳条件下,COD、氨氮、总磷和OTC的去除率分别为80%、82%、85%和55%。添加IKS1运行20 d后,COD、氨氮、总磷和OTC的降解率分别提高至84%、90%、93%和95%,表明IKS1显著增强了SBR对OTC的降解效果,并且使得SBR对常规污染物的去除效果也有所改善。高通量测序结果显示,添加IKS1后,Proteobacteria菌门、Actinobacteriota菌门和unclassified_f__Comamonadaceae菌属的相对丰度明显增加,表明其能富集反应器中的优势微生物群落,增强对多种污染物的降解效果。
分别采用热和铁(Ⅱ)活化过硫酸盐(PDS)对污泥进行预处理,对比考察两种活化方式下PDS氧化调理对污泥过滤性能的改善情况,并采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、有机碳-有机氮检测器分析污泥胞外聚合物(EPS)特性的变化。结果表明,相较于热(80 ℃)活化,Fe(Ⅱ)(16.8 mg/g)/PDS改善污泥过滤性能的效果更佳,在PDS投加量为238 mg/g时,过滤时间和泥饼含水率分别下降75.4%和8.7%。热/PDS和Fe(Ⅱ)/PDS均可破坏EPS的链状结构,使污泥产生孔隙便于水分输送,且使EPS中小分子中性物质占比减少,其中热活化组小分子中性物质占比从78%降至58%,Fe(Ⅱ)活化组该占比降至38%。
传统自清洁Al2O3陶瓷膜分离层的制备多以铝盐和钛盐为原料,需经多工序操作,工艺较为复杂,限制了其规模化应用。为简化复杂工艺,以商用拟薄水铝石(AlOOH·xH2O)和商用纳米二氧化钛(P25)为原料,采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3多孔陶瓷基体上进行自清洁γ-Al2O3/TiO2复合超滤膜的制备,利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对膜的微观结构与物相成分进行表征,以刚果红(CR)为目标污染物,研究了膜的截留性能和自清洁性能。结果表明,当涂膜液中Al2O3和TiO2的物质的量比为1∶3时,制备的膜表面结构致密,孔径分布均匀,平均孔径为10.17 nm,截留性能与循环使用稳定性优异,光催化自清洁循环使用5次后,膜对CR的截留率保持在98%以上,过程中膜通量恢复情况优异。
采用双极性电絮凝系统处理模拟纺织废水,探究其对废水中微塑料、色度和COD的去除效果,并揭示电絮凝对微塑料和有机物的去除机理。结果表明,双极性铝电极比双极性铁电极腐蚀更为严重,电化学溶解反应更活跃,且易于产生絮凝剂,进而有利于处理模拟纺织废水。采用铝双极性电极电絮凝体系处理模拟废水,在pH=7.5,电解质(NaCl)质量浓度为6 g/L,电流密度为8 A/m2的最佳条件下,微塑料、色度和COD的去除率分别为98.4%、99.2%和74.5%。电絮凝系统对微塑料、有机物的去除符合Langmuir模型和拟二级动力学方程,热力学分析表明絮体对微塑料、有机物的吸附为自发的吸热过程。
为探究湿地植物利用,以西北寒旱地区湿地优势植物芦苇为原料制备生物炭,探究其吸附特性及其催化臭氧氧化处理焦化废水生化出水的性能。在生物炭制备过程中通过添加硝酸锰和硝酸铁分别得到Mn、Fe负载型改性生物炭BCMn和BCFe,表征结果表明,相较于原始生物炭(BC),BCMn和BCFe的比表面积和总孔容积显著增加,且BCMn的表现更优。吸附动力学研究表明,BC、BCMn、BCFe对苯酚的吸附均更为符合准二级反应动力学方程,且BCMn的平衡吸附量最大,同时碘吸附值测定结果也证实BCMn具有最优的吸附性能。在此基础上采用BCMn为催化剂催化臭氧氧化处理焦化废水生化出水,COD去除率达66.8%,是单独臭氧氧化去除工艺的1.6倍,最终出水COD为83 mg/L,低于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)所规定的COD排放限值(100 mg/L)。三维荧光光谱分析表明,BCMn催化臭氧氧化工艺对于焦化废水中总荧光物质的去除率为87.2%。稳定性实验表明,BCMn重复使用3次后对COD的去除率仍保持60.00%,且锰溶出质量浓度(≤0.074 mg/L)远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)总锰限值(2.0 mg/L),并满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水对总锰的排放要求(≤0.1 mg/L)。
分别采用稀盐酸和稀氢氧化钠溶液对煤气化细渣(CGFS)进行简单活化处理,考察处理前后其对水中亚甲基蓝(MB)的吸附性能和其作为燃料回收利用的燃烧性能。结果表明,稀盐酸活化使CGFS中钙铁辉石(CaFeSi2O6)溶解消失,增大了细渣的孔径,而稀碱活化使CGFS的Si—O—Si键断裂,并伴随着大量微孔的产生,提高了CGFS的比表面积和孔体积。以上活化过程均使得CGFS对MB的去除率明显提高,尤其是碱活化后CGFS对水中质量浓度为160 mg/L的MB去除率高达99.99%。活化前后,CGFS对MB的吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程符合准二级反应动力学模型,以单分子层化学吸附为主,且是自发的吸热过程。此外,颗粒内扩散模型拟合结果表明边界层扩散和颗粒内扩散在MB的吸附过程中起到重要作用,同时吸附MB增加了改性CGFS的平均燃烧速率、最大燃烧速率和综合燃烧指数,一定程度上提升了CGFS的燃烧性能,使得吸附MB后的灰渣可作为燃料回收利用。
工业废水中的复杂有害成分导致传统吸附材料在处理其复合污染物时面临吸附效率低、循环稳定性差等挑战,而金属有机框架材料(MOFs)凭借其可调控的孔结构和表面化学性质在此领域展现出显著优势。通过溶剂热法合成MIL-53(Fe),系统对比其在MB或Cr(Ⅵ)单污染体系及MB-Cr(Ⅵ)复合污染体系中的吸附特性。结果表明,单污染体系中实验条件下Cr(Ⅵ)最大吸附量为13.68 mg/g,MB最大吸附量为266.90 mg/g;复合污染体系中在室温避光环境下向100 mL MB-Cr(Ⅵ)混合溶液中投加5 mg MIL-53(Fe) ,当溶液中MB质量浓度为50 mg/L,Cr(Ⅵ)质量浓度为10 mg/L,溶液初始pH为6,吸附时间为80 min时,Cr(Ⅵ)吸附量达到7.72 mg/g,MB吸附量达到253.85 mg/g。不论是在单污染体系中,还是在复合污染体系中,吸附过程均符合准二级动力学模型(R 2>0.999)和Langmuir等温吸附模型(R 2>0.993);热力学分析证实室温下MIL-53(Fe)对MB-Cr(Ⅵ)的吸附可自发进行。值得注意的是,复合体系中Cr(Ⅵ)吸附量较单污染体系中显著降低,揭示了共存污染物间的竞争行为。材料经5次循环使用后平衡吸附量维持率>50%,且在含K⁺、Na⁺、Ca²⁺等干扰离子的模拟废水中表现出优异选择性,彰显了其在实际废水处理中的应用潜力。
为了优化A2/O微曝氧化沟工艺的处理效果,提升运行管理能力,利用BioWin仿真软件对广东省东部某市政污水处理厂进行实例研究,通过对模型中重要微生物参数和进水细分参数进行校核完善模型并提高拟合度。模型的稳态模拟结果表明,经过校正后的模型对各项出水水质拟合程度均较好,动态模拟结果表明COD和TN的全年相对误差绝对值均低于5%,而NH4 +-N和TP的绝对误差绝对值低于0.05 mg/L,满足实际应用需求。此外,为达到提质增效的目的,在校核后模型基础上对现有工艺各运行参数进行优化,结果表明,针对不同季节水质情况对生化段曝气量和药剂投加量进行定制化调整可以使全年曝气量平均下降10.2%,除磷剂投加量平均下降32.1%,在满足出水稳定达标的同时提高精细化运营管理水平。
采用矿物油制备初始pH=7.9、油质量浓度为200 mg/L的模拟含油废水,通过微纳米气泡强化气浮工艺对其进行处理,系统研究了微纳米气泡制备条件及含油废水pH、含盐量对气浮除油效果的影响,并探究微纳米气泡性质与气浮除油效果的相关性。结果表明,在气体流量300 mL/min、溶气压力0.6 MPa条件下微纳米气泡发生装置产生的微纳米气泡对含油废水的处理效果最佳,除油率可达90.8%;废水pH对气浮效果有重要影响,其通过改变微纳米气泡的Zeta电位影响气泡的聚并以及与油滴的附着行为,进而影响气浮效果,在酸性条件下气浮除油效果较好,除油率最高可达94.15%;溶液中的盐离子会通过对气泡表面电荷的屏蔽作用改变其双电层结构,影响气泡稳定性并最终影响气浮效果,随着溶液中氯化钠投加量的增加,除油效果呈先升后降的趋势,在1 000 mg/L时达到最佳除油效果,此时油去除率为94.6%。
为去除工业废水中较低浓度的氟离子,通过一步浸渍法合成了一种椰壳活性炭负载氧化铈的新型吸附剂(CeO₂-C),并对其制备工艺进行了优化,得到最佳制备工艺条件为Ce3+浓度0.1 mol/L、n(H2O2)/n(Ce3+)=0.5、负载时间10 h、负载固液比(椰壳活性炭载体质量与含铈的负载溶液体积之比)0.1 g/mL。表征结果表明,负载后铈元素均匀分布于椰壳活性炭表面并堵塞其部分孔洞,致使椰壳活性炭的比表面积、孔径、孔体积均略有减少。以优化条件下制备的CeO₂-C吸附剂去除水中质量浓度为10 mg/L的氟离子,结果表明,在最佳除氟条件,即pH=2,吸附固液比(吸附剂质量与模拟含氟溶液体积之比)为30 g/L,吸附时间为90 min条件下,氟离子质量浓度可降至0.18 mg/L,去除率达98.2%。机理研究表明,吸附过程符合Langmuir等温模型(R²>0.99),吸附机制主要为氟离子与羟基(OH⁻)的离子交换作用。
采用两级沸石曝气生物滤池(ZBAF)-厌氧氨氧化(ANAMMOX)组合工艺处理玉米淀粉发酵废水厌氧处理后的出水,探究ZBAF亚硝化特性及组合工艺的脱氮性能。结果表明,在进水NH4 +-N和COD分别为500~1 200 mg/L和300~500 mg/L的条件下,一级ZBAF处理后废水平均COD降至151.5 mg/L,COD去除率为62.1%;在二级ZBAF中通过沸石的吸附与解吸作用,反应器能维持较高游离氨(FA)水平,由此保证了较高的氨氧化菌(AOB)活性且有效抑制了亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性,NO2 --N积累率(NAR)稳定高于97%,NO2 --N产率(NPR)最高达0.73 kg/(m3·d),出水NO2 --N与NH4 +-N质量比为1.03~1.27,实现了部分亚硝化,为后续ANAMMOX反应供应了合适基质比例的进水;ANAMMOX反应器处理后出水NH4 +-N、TN、COD平均分别为31.3、97.9、36.7 mg/L,最高TN去除负荷(NRR)达1.54 kg/(m3·d),实现了高效脱氮,经分析可知反应器内同时发生了厌氧氨氧化和异养反硝化反应。高通量测序分析表明,组合工艺中不同装置内的主要功能微生物群落具有显著变化,好氧异养菌(Rubellimicrobium和Stenotrophomonas)、AOB(Nitrosomonas)、厌氧氨氧化菌(Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia)分别为一级ZBAF、二级ZBAF和ANAMMOX反应器中的优势菌属,且ANAMMOX反应器同时存在反硝化菌属Paracoccus和Denitratisoma,进一步印证了组合工艺的高效脱氮性能。
餐厨沼液中COD高导致C/N偏高,直接采用一体化短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺处理易引起异养菌累积导致系统失稳问题。对此,设计试验分析对比混凝沉淀、厌氧消化和缺氧/好氧(A/O)3种前处理工艺对餐厨沼液COD及其他污染物的去除效果,考察C/N的变化,同时结合工艺应用优劣势,明确最佳前处理工艺,并进一步考察该前处理工艺联合一体化PN/A工艺长期运行的效果和稳定性。结果表明,A/O工艺表现出最佳的前处理效果,COD去除率超过65%,明显优于混凝沉淀工艺(26.0%)和厌氧消化工艺(60.1%),且出水C/N稳定低于1。此外,A/O工艺运维简单,工艺运行稳定,且能去除11%的TN。因此,选定A/O工艺为前处理工艺。在A/O-PN/A联动试验中,即使在进水C/N波动的条件下,A/O工艺仍能将出水C/N稳定维持在0.8±0.1,确保PN/A系统稳定运行。组合工艺对NH4 +-N和TN的去除率分别稳定达到90%和85%以上。与传统的两级A/O工艺相比,A/O-PN/A组合工艺具有无碳源投加、节省曝气能耗和占地面积的优势,为餐厨沼液等高氨氮废水的处理提供了一条经济、高效且低碳的技术路径。
针对新兴电子行业的高水质需求,电子级高品质再生水厂需要通过较复杂的处理工艺提供稳定品质的水源,以满足电子行业生产厂区产品生产、清洁、冷却等用水需求,其碳减排潜力尚未评估。以华北地区某电子级高品质再生水厂为研究对象,结合《IPCC 2006年国家温室气体清单指南》(2019修订版)的碳排放核算方法,采用定量统计和敏感性分析等手段,对水厂碳排放特征及其影响因素进行分析,并提出针对性的减排路径建议。结果表明,电子级高品质再生水厂的总碳(以CO2计)排放强度为1.36 kg/m3,处于相对较高水平,其中电力消耗和药剂消耗的碳排放分别占94.6%和5.4%。在电力消耗中,反渗透工艺和供暖系统的碳排放贡献率分别达到50.9%和17.1%。次氯酸钠是药剂消耗碳排放的主要贡献者,占73.8%。敏感性分析结果显示,电力消耗引起的间接碳排放与总碳排放高度相关,且敏感性系数最高。因此,电子级高品质再生水厂需要在工艺结构、流程和过程管理方面强化减排措施,通过采用预处理工艺、优化超滤与反渗透系统、使用高抗污性能膜材料以及智能温控和人工智能管理系统等措施显著降低能耗和药剂消耗。同时,采用光伏替碳等策略有望实现部分能源自给,进一步推动减排工作。
采用“无淡化海水原位直接电解制氢”技术对高盐、高悬浮物、高COD气田采出水进行处理,通过简易预处理+疏水透气膜蒸汽渗透方式,实现了采出水侧向电解液侧的纯水补给,成功连续制得纯度99.999%的氢气。同时,通过配套中低温金属固态储氢装备及氢电单车,验证了气田采出水不纯化电解制氢的可行性,构建了油气田现场采出水“制氢+储氢+用氢”应用场景,并提出了现有技术条件下气田采出水不纯化制氢的预处理标准,即COD≤1 500 mg/L,总TDS≤80 000 mg/L,总硬度≤5 000 mg/L。相对采出水纯化处理后制氢工艺,该不纯化电解制氢技术预期可大幅降低气田采出水的处理成本,为气田采出水资源化利用提供新的途径。
天津市某再生水回用工程设计产水规模为5.0万m3/d,采用浸没式超滤与反渗透双膜工艺为核心处理工艺,其中浸没式超滤系统设计产水规模为5.2万m3/d,反渗透系统设计产水规模为2.8万m3/d。系统来水为园区污水处理厂尾水,产水达标后回用作工业用水、景观用水等。目前项目已运行1 a多,运行结果表明,浸没式超滤出水浊度稳定低于0.1 NTU,优于反渗透对进水的浊度要求,从而降低了后续反渗透膜的化学清洗频率,延长了其使用寿命;反渗透出水电导率≤50 μS/cm,脱盐率≥98%,优于项目对装置出水水质的要求。成本核算表明,该项目测算运行费用为1.326元/m3,实际运行费用稍低。该工程目前运行稳定高效,显著降低了园区内用水成本,为浸没式超滤+反渗透工艺在污水再生利用领域的大规模推广应用提供了重要的工程示范。
华南某污水处理厂占地8万m2,原设计规模9万m3/d,需扩建至16万m3/d,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准和华南地方标准《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)相关要求。项目预留用地仅1.4万m2且为三角形,对此,拆除部分现况附属构筑物,对厂区用地进行重新规划,同时采用“多段AAO+二沉池”为核心的工艺流程,在不新征占地且工程占地仅增加21%的情况下,使得处理水量提升至原工程的1.78倍。该工程避免了征地安置等相关问题的产生,且通过建、构筑物施工顺序的合理设计,减少了对现况工程的干扰,实现了短时间停水的工程扩建。扩容后,污水处理厂土地使用更加均衡,且兼顾了节约占地和降本增效。该项目相关措施可为类似污水处理厂扩建工程提供参考。
通过调研国内电力、钢铁、石化等行业企业所配套低温多效海水淡化(LT-MED)工程的设计及运行情况,研究了LT-MED装置的性能评价指标,提出核心指标和创新性指标分类,并给出具体评价方法。在此基础上,对比、分析了已建成海水淡化厂LT-MED装置的关键指标数据,揭示了吨水耗电量、比造水比、比热耗等关键性能指标的变化规律和控制因素,结果表明,万t级LT-MED装置的吨水耗电量可控制在≤1.2 kW·h;对于带蒸汽喷射器的LT-MED装置,比造水比、比热耗与动力蒸汽压力、单机规模没有直接关系,但与效数相关性较大,效数越多,比造水比和比热耗越低,综合考虑投资和热能消耗,效数以4~7为宜;相比之下,不带蒸汽喷射器的LT-MED比造水比随效数增加而降低的幅度较小,且比热耗降低明显,显示了热水闪蒸配套低温多效技术的热经济性。