沉淀-气浮-深度处理联用工艺排泥水处理系统设计

吉林省某水厂工程近期设计规模为2.5×10⁵ m³/d,远期设计规模为5×10⁵ m³/d。采用沉淀-气浮-深度处理联用净水工艺,根据原水水质灵活组合。文章介绍了多运行模式排泥水系统设计,主要包括集泥池、排渣池、排水池、回流水池、浮动槽排泥池、浓缩池、上清液收集池、平衡池、脱水机房及废水调节池。该系统具有运行灵活、水资源利用率高、药剂运行成本低、回流冲击负荷小的优点。砂滤池反冲洗排水静沉后上清液回用,底泥排至排泥池处理。炭吸附池反冲洗排水回用方式根据水质确定。设计废水调节池及废水排出管道,解决了厂外部无市政污水管道的问题。排泥水处理系统工程费为7 900万元。     

钢铁废水近零排放工程设计案例

江苏某钢铁企业废水深度处理设计进水规模为 1.5×10⁴ m³/d,采用“超滤+反渗透+钠床”组合工艺,反渗透浓水再经浓水反渗透后进一步回收产水。超滤设计膜通量为 50 L/（m²·h）,回收率≥90%,反渗透设计通量 19 L/（m²·h）,回收率≥75%,浓水反渗透设计通量 16 L/（m²·h）,回收率≥75%。出水经多级回用分质供水,系统产水的浓盐水送至高炉冲渣,实现了全厂无废水外排。膜系统设备投资1 600万元,成本为1.23元/m³进水。     

膜法在某核电站海水淡化系统中的设计应用

海水淡化技术是解决核电站淡水资源缺乏的一个重要途径。针对某核电站10 000 m³/d海水淡化系统的要求,采用“原水预处理(混凝沉淀+V型滤池)+反渗透预处理(超滤)+脱盐(两级反渗透)+后处理(矿化处理)”的处理工艺。其中混凝沉淀池总处理水量为1 800 m³/h;V型滤池滤速为9 m/h;超滤系统平均膜通量为72.9 L/(m²·h),回收率≥92%;一级反渗透系统平均膜通量为13.79 L/(m²·h),回收率45%,脱盐率≥99.3%;二级反渗透系统A平均膜通量为29.31 L/(m²·h),回收率85%,脱盐率≥97%;二级反渗透系统B平均膜通量为27.18 L/(m²·h),回收率85%,脱盐率≥97%;反渗透产水经过矿化设备,产水水质稳定能满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。该系统其运行成本为4.57元/m³。     

污水深层反硝化脱氮

为保证排水总氮能够长期稳定达标，公司污水处理系统增加了污水深层反硝化脱氮流程。通过新建1套50m³/h反硝化生物设施，加强了装置的脱氮能力，实现了稳定达标排放。     

KAUST-8膜的制备及其对乙醇/水体系的渗透汽化分离性能的研究

为实现乙醇作为燃料的高效利用,采用二次生长法制备出亲水性KAUST-8膜并将其对乙醇水溶液进行渗透汽化分离研究。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、比表面及孔隙度分析仪（BET）和热重等分析手段对KAUST-8晶体和膜材料的形貌、结构和性能进行表征,考察了不同操作温度和进料质量分数下,KAUST-8膜对乙醇水溶液分离效果的影响。结果表明,升高渗透汽化的操作温度,总渗透通量从281.44 g/（m²·h）增加至929.16 g/（m²·h）,分离因子从17.2降低至6.1。在同一渗透汽化温度（25℃）下,增大进料液中水的质量分数,水通量从124.2 g/（m²·h）增加到302 g/（m²·h）,总通量逐渐升高至359.2 g/（m²·h）,分离因子逐步从17.2提高至30.2。     

铁基脱硫剂超重力法脱除硫化氢

用N₂和H₂S的混合气模拟含硫天然气, 以铁基脱硫剂为脱硫液, 采用超重力旋转填充床(RPB)进行脱除H₂S的集约化实验研究, 考察了原料气H₂S质量浓度、含硫原料气流量、脱硫液流量、温度及RPB转子转速对H₂S脱除率的影响。实验结果表明, 铁基脱硫剂超重力法脱除H₂S的较佳工艺条件为原料气H₂S含量14g/m³, 原料气流量0.45m³/h, 脱硫液流量13.5L/h, 脱硫液温度40℃, RPB转子转速1000r/min。在此条件下, H₂S脱除率稳定在99.98%以上, 脱硫后净化气H₂S含量小于2mg/m³。另外, 舍弃再生用RPB, 采用直接向脱硫富液储槽鼓空气的方法, 脱硫剂氧化再生良好, 脱硫效果保持不变, 且可长时间稳定运行。因此, 铁基脱硫剂超重力法脱硫工艺简单、效率高、设备体积小, 可实现海洋油气平台天然气或石油伴生气脱硫的集约化, 工业化应用前景广阔。     

多元耦合低氮燃烧技术在蒸汽锅炉中的应用

采用低氮燃烧器、烟气外循环、分级分区燃烧多元耦合低氮燃烧技术,将两台75 t/h蒸汽锅炉进行技术改造措施。改造后烟气中NO_x浓度由改造前的104.2 mg/m³降至40.6 mg/m³,烟尘浓度由改造前的5.6 mg/m³降至4.1 mg/m³,SO₂浓度为9.6 mg/m³,年均减少NO_x排放50.9 t/a,年均减少颗粒物排放0.7 t/a,烟气中SO₂、NO_x及颗粒物含量均满足《锅炉大气污染物排放标准》(DB61/1226—2018)排放浓度限值。     

某工业园区中水回用废水零排放工艺实验研究

中水回用废水水质较差，离子含量高，远达不到零排放标准。为此，采用超滤、反渗透与液碱软化工艺对其进行处理，并探究工艺最优化条件。试验结果表明：废水经过两次反渗透膜浓缩，浓水的TDS可达49 221 mg/L，后续可进行蒸发分盐处理，清液水质达到所要求的水质标准；超滤膜的平均通量可设定在50 kg/m²·h，在40 kg/m²·h左右可进行反冲洗操作；一级反渗透在通量为18 L/m²·h，回收率为75%的情况下，最佳压力设定为12 bar；二级反渗透在通量为15 L/m²·h，回收率为75%的情况下，最佳压力设定为20 bar；选用液碱-纯碱软化法对一级反渗透浓液进行软化，在两者加药量分别为303.53 mg/L和67.41 mg/L时，处理后出水Ca²⁺、Mg²⁺分别为7.20 mg/L和18.00mg/L，达到了反渗透进水要求。     

高效反硝化分段组合式反应器运行性能

氮素污染是水体富营养化的主要诱因之一,反硝化技术是氮素污染控制的有效手段。采用模拟废水,研究了反硝化分段组合式反应器(CAR)的脱氮除碳性能。实验结果表明,CAR具有很高的容积效能,在进水NO₃^--N浓度为964.7 mg·L^-1、水力停留时间为0.86 h条件下,硝氮去除速率(NRR)为26.8 kg·(m³·d)^-1,COD去除速率(CRR)为93.76 kg·(m³·d)^-1,NRR高于文献报道的最高值,CRR也达到文献报道的领先水平。CAR具有良好的运行稳定性,在反应器的效能上升阶段和效能稳定阶段,出水基质浓度的变异系数比和极差分别小于9.85和9.07,出水pH的相对标准差小于1。CAR运行性能出众的原因是它能持留浓度高(MLVSS高于17 g·L^-1)、活性强(最大比活性为1.573 g NO₃^--N·(g VSS)^-1·d^-1)的颗粒污泥。     

曝气生物反应器处理低碳氮生活污水的探究

以农村实际低C/N废水为考察对象,构建膜序批式反应器（MSBR）,探究了不同曝气强度（AI）对MSBR处理效能的影响。结果表明,AI显著影响MSBR处理低C/N废水的效能。当AI在1.0～5.0 m³/（m²·h）范围内时,AI 对化学需氧量（COD）的去除影响不明显,COD去除效率均在 89.5%～92.6%,可能与农村污水低 C/N 相关。然而,AI显著影响MSBR 对氮和磷的去除。AI 由 1.0～2.0 m³/（m²·h）提高至 3.0～4.0 m³/（m²·h）,NH₄⁺-N 去除效率由 81.6%～85.9% 提高至92.6%～94.1%,而进一步提高 AI 至 4.0～5.0 m³/（m²·h）,NH 去除效率下降至 89.5%～91.2%。高曝气强度强化微生物内源呼吸,抑制微生物活性。适当提高AI利于提高好氧末期NO₃^-<...     

山核桃壳活性炭对煤气洗涤水的吸附净化

以山核桃壳为原料,经磷酸浸渍、炭化和活化后制得活性炭,用SEM和低温氮气吸附仪对活性炭进行表征,并用该活性炭对模拟气化试验产生的煤气洗涤水进行吸附净化,考察活性炭对煤气洗涤水中挥发酚、TOC、COD、氨氮和微量元素的净化效果。实验结果表明:用山核桃壳制备的活性炭具有介孔结构,其孔径主要分布在1~6nm范围内,比表面积达2959m²/g,孔容积为2.223cm³/g;该活性炭对挥发酚具有良好的吸附效果,经45h处理对挥发酚的去除率可达99.75%,TOC和COD的去除率分别到达88.33%和65.73%;对氨氮和微量元素也有很好的净化效果,经15h吸附后氨氮的去除率可达80.71%,微量元素的去除率均达99%以上。     

脱乙酰基改性乙酸纤维薄膜对乳化油分离及积垢机理的探究

利用静电纺丝制造乙酸纤维素膜（CA纤维膜）,并利用添加TiO₂及脱乙酰基（d-CA）对CA纤维膜进行改性,后续对膜过滤特性、渗透通量、油水乳化液去除效率、反洗特性及积垢机制进行讨究。结果显示,CA纤维膜通过TiO₂及d-CA改性后可以提高膜的热稳定性及亲水性能,并得到稳定的纯水通量和过滤通量;最佳的比例为TiO₂@d-18.5%CA纤维膜,在40kPa跨膜压差、60min的操作条件下,其纯水通量、过滤通量、1g/L油水乳化液去除效率以及反洗后通量分别为824.8L/(m²·h)、(311.3±12.5)L/(m²·h)、93.6%±1.1%、451.5L/(m²·h);另外,添加TiO₂可能导致油水乳化液在膜表面不可逆阻力比例的增加,脱乙酰基改性CA纤维膜则可以降低膜自身阻力及增加可逆阻力的比例,提高CA纤维膜在油水分离方面的潜力。     

间歇低氧曝气下CANON工艺处理生活污水的启动

利用序批式反应器（SBR）接种短程硝化和厌氧氨氧化污泥处理实际生活污水,在间歇低氧曝气条件下实现了CANON工艺的启动。同时,保证适宜的温度和污泥浓度对处理效果及系统的稳定也很重要。该运行模式下,可实现对亚硝酸盐氧化菌（NOB）的抑制淘洗,短程硝化和厌氧氨氧化为主导反应,自养脱氮体系稳定。系统稳定运行后污染物去除效果良好：进水总氮和氨氮质量浓度为63.9 mg·L^-1和62.7 mg·L^-1,出水总氮和氨氮质量浓度为12.3 mg·L^-1和7.6 mg·L^-1,总氮和氨氮去除率为77.8%和86.7%,总氮去除负荷达0.16 kg N·（m³·d）^-1。试验研究为间歇低氧曝气运行模式推广应用于城市污水自养脱氮提供了参考。     

基于环三磷腈磷氮阻燃剂的合成及其在聚氨酯泡沫的应用

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、苯胺及亚磷酸二乙酯等原料,成功合成阻燃剂六（4-苯胺基次甲基苯氧基-亚磷酸二乙酯基）环三磷腈（HADPPCP）,用于阻燃基于苹果酸多元醇的聚氨酯硬泡。HADPPCP具有良好的热稳定性和成炭性,氮气气氛下的初始分解温度为191.9℃,700℃时的残炭量高到46.8%（质量）。HADPPCP的加入可以改善聚氨酯硬泡的热稳定性、阻燃性能和燃烧行为。添加25%(质量)的HADPPCP可以将聚氨酯泡沫的氧指数从18%提高到25%,最大热释放速率和总热释放量分别从230 kW/m²和20.1 MJ/m²降低至213 kW/m²和16.6 MJ/m²,总产烟量从10.5 m²下降到5.3 m²。     

Preparation and characterization of PVDF-PFSA flat sheet ultrafiltration membranes

High performance polyvinylidene fluoride (PVDF) flat sheet ultrafiltration (UF) membranes have been prepared by an immersion precipitation phase inversion method using perfluorosulfonic acid (PFSA) as a pore former and as a hydrophilic component of the membranes and polyethylene glycol (M_w = 400) (PEG400) as a pore forming agent. The effects of the presence of PEG and the concentration of the PFSA on the phase separation of the casting solutions and on the morphologies and performance of UF membranes including their porosity, water flux, rejection of bovine serum albumin (BSA) protein, and anti-fouling property were investigated. Phase diagrams, viscosities and the phase separations upon exposure to water vapor showed that both PEG400 and PFSA promoted demixing of the casting solution. Scanning electron microscopy measurements showed that the PVDF-PFSA blend membranes had more macropores and finger-like structures than the native PVDF membranes. The PVDF-PFSA membrane (5 wt-% PEG400+ 5 wt-% PFSA) had a pure water flux of 141.7 L/m²·h, a BSA rejection of 90.1% and a relative pure water flux reduction (RFR) of 15.28%. These properties were greatly superior to those of the native PVDF membrane (pure water flux of 5.6 L/m²·h, BSA rejection of 96.3% and RFR of 42.86%).     

陶瓷膜冷凝器用于烟气脱白烟过程的中试研究

将平均孔径5、20和50 nm的管式陶瓷外膜制成膜冷凝器，并搭建膜面积0.3 m²的膜冷凝中试实验装置，开展陶瓷膜冷凝器在烟气水、余热资源回收及脱白烟领域的中试研究。对比采用不同排布方式的两级陶瓷膜冷凝器的水、热回收效果，考察进气相对湿度、进气温度、进气线速度等操作条件和不同孔径陶瓷膜的排布方式对膜冷凝器水通量及水回收率的影响。研究表明，在两级膜冷凝器中，烟气、冷却水均为串联流动时，可得到更高的水、热通量及回收率。过程水通量随进气相对湿度、进气温度、进气线速度的增加而增加；水回收率随进气相对湿度、进气温度的增加而增加，随着进气线速度的增加而降低。在三级膜冷凝器中，采用每级均填充平均孔径50 nm的管式陶瓷外膜的排布方式时，可获得最佳的水、热回收效果；不同孔径陶瓷膜的排布方式对膜冷凝器水回收效果影响明显，对热回收效果影响不大。在各实验工况下，三级膜冷凝器水通量及水回收率最高分别可达38.5 kg·m^–2·h^–1和50.6%。与传统换热器相比，陶瓷膜冷凝器不仅可实现水、余热的同时回收，且其总传热系数为415 W·m^–2·℃^–1，换热效果更佳，并能明显缓解“白色烟羽”等视觉污染。基于陶瓷膜的膜冷凝技术在中试实验阶段展现出良好的回收效果，在资源回收及脱白烟过程有广阔的应用前景。     

疏浚水流扰动作用下的河道底泥污染物释放效应

河流湖泊疏浚时,由机械扰动水流造成的底泥再悬浮污染物释放作用十分明显。通过循环长直水槽试验,研究了水动力学条件对底泥污染物内源释放效应的影响。分别在上覆水体静止和流动情况下,分析了水体CODcr,的变化规律。结果表明水体的自净作用在动水条件下显著增强。动态水流通过减小底泥一水界面浓度边界层厚度和破坏底泥一水界面底泥表面结构,增大底泥污染物释放速率和通量。底泥CODcr释放量随着流速的增加而增大,随着水深的增加而减小。但是在水深较浅时,波浪会破坏底泥表层结构,引起底泥污染物的再悬浮释放。单位时间单位面积底泥污染物释放量随着时间的增加而迂回减小,底泥内部污染物向泥一水界面的扩散维持了底泥内源释放效应。     

含甲基纤维素的NaA沸石膜的制备和表征

NaA沸石膜具有规则的孔道结构,利于分子传输,在有机物脱水领域有一定的应用。为使沸石膜生长更连续均匀,提高渗透汽化性能,本文以甲基纤维素作为空间限制剂加入合成液,探究碱度、晶化温度以及晶化时间对膜的影响,按最优条件制备合成液,并依据质量比m(MC)∶m(H₂O)=1∶100添加甲基纤维素,制备NaA沸石膜。表征方法采用XRD、SEM和渗透汽化3种方式,结果表明添加甲基纤维素的沸石膜表面结构完整,生长致密且性能优良,在75℃下对0.6mol/L的NaCl水溶液做渗透汽化测试时,通量达8.33kg/(m²·h),盐离子截留率为99.95%。在0.6mol/L的NaCl的水溶液中测试72h,结果表明添加甲基纤维素的NaA沸石膜时间依存性更好,通量保持在8.30kg/(m²·h)左右,离子截留率稳定在99.90%。渗透汽化分离ω(C₂H₆O)=90%乙醇的水溶液,随着温度从60℃升高到75℃,沸石膜的通量由1.55kg/(m²·h)升高到2.56kg/(m²·h),渗透侧水含量保持在99.90%左右。     

Pilot investigation on the treatment of fertilizer manufacturing process effluent using lime and electrodialysis reversal

The treatment of a fertilizer company's effluent was evaluated using lime and electrodialysis reversal (EDR) for phosphate removal, water and chemical recovery, and effluent volume reduction. Phosphate could be reduced from 3 800 to less than 50 mg/1 at pH 8.5 with lime; however, phosphate removal from the lime treated effluent using EDR was poor (75% removal). The EDR product water complied with the requirements for cooling tower make-up except for TDS and phosphates. However, the required specifications should be met using 10 stage EDR.

In addition, plant nutrients (NH₄⁺ NO₃⁻) may be recovered from the brine, which comprised 20% of the initial effluent volume. Membrane scaling was virtually absent. A full scale EDR plant should run well with electrical adjustments and/or frequent acid cleaning. Electrical energy consumption for EDR treatment was found to be 4.5 kWh/m³ feed (pumping costs excluded). The capital cost for a 30 m³/h EDR plant and clariflocculator (PO₄ removal) was estimated at US $750 000.     

亲疏水性对泡沫金属池沸腾换热特性的影响

随着航空飞机和航天器不断向高性能发展,热控制系统的紧凑性和散热效率亟需提高。泡沫金属具有超大的比表面积和高热导率,在航空航天热控制领域具有良好的应用前景。对亲水性和疏水改性泡沫金属内的池沸腾换热特性进行了试验研究,并与未改性泡沫金属进行对比,得出了亲疏水性对不同孔密度和孔隙率泡沫金属池沸腾换热特性的影响规律。测试样件为泡沫铜,孔密度为5、20和40 PPI,孔隙率为85%和95%。结果表明,疏水改性可使泡沫金属内池沸腾的起始过热度降低20%～30%;疏水改性泡沫金属和亲水改性泡沫金属分别在低热通量（q<4×10⁵ W/m²）和高热通量（q≥4×10⁵ W/m²）条件下具有最佳的沸腾换热性能;表面改性对于低孔隙率泡沫金属内池沸腾强化换热效果更加显著,且亲水改性的强化效果优于疏水改性。