电镀废水膜分离法问世

电镀废水回用技术的开发成果，首次将纳滤及反渗透技术集成用来处理电镀废水，这一成果已经申请“电镀废水处理零排放的膜分离方法”发明专利。该成果开发创新了新型膜组件等硬件技术和膜工艺设计、优化、管理运行等方面的软件，采用纳滤膜除去废水中的一价盐，并对镍离子预浓缩，再通过二级反渗透进一步浓缩镍，使其浓缩100倍，     

面向废水深度净化的氧化石墨烯膜过滤技术

膜过滤技术作为一种高效、低能耗、二次污染少的技术,已广泛用于工业废水的深度净化与再生中。传统有机膜在工业废水深度净化处理中存在着耐氧化性不足、使用条件苛刻、膜污染控制困难等问题。同时,膜过滤过程中产生的有机物/无机盐混合浓水也阻碍了浓水的资源化利用。氧化石墨烯膜作为下一代的膜材料具有更好的耐氧化性、亲水性,且制备成本低廉,对有机物与无机盐的分离性能优异,有望在工业废水的深度净化与回用中得到广泛应用。在阅读文献资料的基础上,梳理了氧化石墨烯膜的制备、性能特点,采用氧化石墨烯膜过滤技术进行工业废水深度净化的研究现状及尚待解决的问题,如材料的稳定性能及膜污染控制等。最后指出氧化石墨烯膜过滤技术在未来应逐步实现应用放大,并在工业废水深度净化、实现水与资源回用,达到近"零排放"的水处理过程中发挥重要作用。     

煤化工废水零排放系统反渗透过程的水质变化特征

反渗透(RO)系统的稳定运行是煤化工厂废水实现零排放的关键。以我国北方某煤化工厂废水零排放(ZLD)系统为对象,重点分析多级RO过程中溶解性有机物(DOM)的变化特征,明确关键有机物的组成,并评价ZLD系统的运行特征与效能。结果表明,预处理可有效降低废水硬度,其他离子与污染物主要在RO阶段去除。废水中DOM主要以芳香蛋白类物质、腐殖质类物质和微生物代谢产物(SMP)类物质为主。预处理阶段对SiO₂的混凝去除效果较差(25.40%),RO进水SiO₂浓度较高,两级RO过程和高效反渗透段(HERO)对SiO₂的浓缩倍数分别为5.36/3.83,存在较高的膜面Si污染潜势。中水RO阶段有效截留腐殖质类和蛋白质类物质,而浓水RO阶段对色氨酸和SMP的去除效果较差。硅与有机物污染是RO过程的主要问题,因此,需强化预处理阶段有机物和硅的去除、优化药剂投加策略,加强对DOM和微生物的控制,进而实现系统运行效能的提升并减缓膜污染。     

膜萃取技术回收浓缩废水中的邻甲苯胺

采用均质硅橡胶膜构建了卷绕式膜组件,以盐酸溶液为萃取液回收浓缩废水中的邻甲苯胺。通过考察进水浓度、萃取液p H、温度、离子强度、进水流速等因素对去除过程及回收率的影响,探讨了采用膜萃取技术回收浓缩邻甲苯胺的条件与机制。结果表明:膜萃取技术可以将2 g/L的邻甲苯胺废水浓缩至约10 g/L,且随着料液浓度增加,邻甲苯胺回收率先增后降,过高的邻甲苯胺浓度可能会造成膜选择性下降;萃取液p H是影响回收率的重要因素之一,1≤p H≤2时污染物回收率高于95%;无机盐离子可以促进邻甲苯胺的回收,当盐离子含量超过10%时,回收率显著提高;进水流速在2~20m L/min之间变化时,回收率先增后降,膜阻和解吸速率依次成为主要影响因素。该实验研究表明,膜萃取技术可以高效节能地的浓缩回收生产废水中的邻甲苯胺。     

A2O工艺不同阶段混合液的膜污染特性

为满足日益严苛的排水标准,将A~2O工艺叠加膜组件是提高出水水质的有效措施。采用恒压膜通量实验、三维荧光光谱、分子排阻色谱和红外光谱对A~2O工艺各阶段混合液的膜污染潜力及其对应的污染物组成进行了分析,从膜污染的角度考察了A~2O工艺与膜组件的最优结合形式。结果表明:好氧段混合液的恒压膜通量远高于厌氧和缺氧段的混合液,其溶解性有机物含量最少,且主要为不易发生膜污染的大分子惰性腐殖酸和微生物代谢产物;而厌氧和缺氧混合液中含有大量溶解性有机物,主要为氨基酸、蛋白质类物质,容易引发膜污染。因此,建议在实际工程中将膜组件应用于好氧阶段的泥水分离,不仅能有效提高出水水质,还能有效降低膜污染。以上结果可为膜组件用于A~2O工艺的提标改造提供参考。     

活性焦吸附对反渗透浓水膜蒸馏减排工艺的影响

本研究采用膜蒸馏(MD)技术,对煤化工废水2套处理工艺——(1)"混凝-超滤(UF)-反渗透(RO)工艺"和(2)"混凝-活性焦(AC)吸附-超滤-反渗透工艺"的RO浓水进行浓缩。通过对比分析MD的膜通量、产水水质以及膜污染等指标,重点考察AC吸附预处理对后续MD工艺的影响。结果表明,AC吸附作为前置膜处理工艺,可有效降低污染物在膜表面的沉积,减少膜润湿现象,并提高膜通量。GC-MS分析表明,AC能有效吸附废水中的酮类、醇类、酯类以及杂环类等挥发性有机物,降低MD过程中挥发至产水侧的有机物浓度,从而提高MD产水水质。     

垃圾焚烧发电厂渗滤液MBR-NF截留液中腐植酸的超滤分离回收

垃圾焚烧发电厂渗滤液MBR-NF膜截留液因含有高浓度的难降解有机物和无机盐而难以处理。考虑其所含有机物大部分为腐植酸,可加于资源利用。本研究采用超滤对MBR-NF膜截留液中的腐植酸进行分离回收。实验结果表明,超滤能有效分离截留液中有机物和无机盐离子,分离因子与体积浓缩倍数(CF)呈良好的线性关系;回收样品的腐植酸含量达到36 g/L以上,重金属含量低于相关标准限值,表明采用超滤分离回收垃圾焚烧发电厂渗滤液MBR-NF截留液中的腐植酸是可行的。     

染料工业废水零排放的可行性研究

染料废水是目前难治理的工业废水之一.通过对某染料厂还原蓝生产废水的研究,提出了利用残余硫酸制取硫酸亚铁水处理剂,滤渣在一般锅炉内焚烧的综合利用和治理工艺.从而探索和实践了少污染,回收利用等综合治理污染的工艺,力求尝试一种"零排放"和"绿色化学"的化工生产过程.     

印染生化尾水反渗透深度处理工艺膜污染成因分析

为阐明印染生化尾水反渗透膜处理时膜污染的成因，使用小试装置进行40h膜污染实验，研究膜污染速率、污染程度以及可逆性，同时应用扫描电子显微镜一EDS能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、电感耦合等离子发射光谱仪、总有机碳测定仪等仪器对进水水质、膜表面污染物的形态和组成等进行表征。结果表明，膜表面主要是碳酸钙无机污染和钙与有机物络合污染，无机污染占主导，且可逆性差，有机污染物主要含有--OH和～c-c官能团；单一去除废水中有机物污染物（TOC去除率达88％）对膜污染缓解不明显，但钙离子的去除可显著缓解膜污染，膜通量可增加72．6％；同时去除有机物和钙离子，膜通量可增加80．4％。     

印染生化尾水反渗透深度处理工艺膜污染成因分析简

为阐明印染生化尾水反渗透膜处理时膜污染的成因，使用小试装置进行40 h膜污染实验，研究膜污染速率、污染程度以及可逆性，同时应用扫描电子显微镜-EDS能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、电感耦合等离子发射光谱仪、总有机碳测定仪等仪器对进水水质、膜表面污染物的形态和组成等进行表征。结果表明，膜表面主要是碳酸钙无机污染和钙与有机物络合污染，无机污染占主导，且可逆性差，有机污染物主要含有—OH和—CC官能团；单一去除废水中有机物污染物（TOC去除率达88%）对膜污染缓解不明显，但钙离子的去除可显著缓解膜污染，膜通量可增加72.6%；同时去除有机物和钙离子，膜通量可增加80.4%。     

垃圾焚烧发电厂渗滤液MBR-NF截留液中腐植酸的超滤分离回收

垃圾焚烧发电厂渗滤液MBR-NF膜截留液因含有高浓度的难降解有机物和无机盐而难以处理。考虑其所含有机物大部分为腐植酸，可加于资源利用。本研究采用超滤对MBR—NF膜截留液中的腐植酸进行分离回收。实验结果表明，超滤能有效分离截留液中有机物和无机盐离子，分离因子与体积浓缩倍数（CF）呈良好的线性关系；回收样品的腐植酸含量达到36g／L以上，重金属含量低于相关标准限值，表明采用超滤分离回收垃圾焚烧发电厂渗滤液MBR-NF截留液中的腐植酸是可行的。     

活性炭预涂动态膜处理船舶含油废水过程中溶解性有机物的分子组成特征

动态膜技术以其高效、低成本等优点,在船舶含油废水深度处理领域展现出重要的应用潜力。然而船舶含油废水中有机物组成极其复杂,其在动态膜处理过程中的分子特征及变化尚需进一步研究。采用超高分辨质谱研究船舶含油废水中溶解性有机物(DOM)在动态膜过滤过程处理不同时间的分子组成特征。结果表明,船舶含油废水经动态膜处理前有超过2 200种DOM分子式,其主要由CHOS、CHONP等含杂原子类物质组成。动态膜处理过程中,前10 min由于活性炭的较强的吸附能力,对大部分有机物显示出良好的去除率,废水的COD和DOC去除率均在80%以上,此阶段对大分子质量、不饱和氧化性DOM去除效果较好。随后活性炭吸附能力下降,动态膜对COD和DOC的去除率逐渐衰减,60 min时均下降至50%左右。60 min后船舶含油废水中DOM的分子组成未观察到明显变化。本研究揭示了船舶含油废水在动态膜处理过程中DOM分子层面的组成和变化特征,为动态膜技术高效处理难去除船舶含油废水提供一定的工艺参考。     

静态电渗析法回收酸洗废水中的酸和铁

为了达到盐酸酸洗废水零排放的要求,采用单张阴离子交换膜静态电渗析技术,进行了回收酸洗废水中的酸和铁的实验研究.实验时,根据实际盐酸酸洗废水水质配制模拟废水,分别调整槽电压、电解时间、阴极液pH及Fe2+、阳极液pH进行条件筛选,定时分别自阴、阳极室取样,并分析样品的pH及Fe2+浓度,根据实验结果计算Fe回收率.研究表明,采用不锈钢阴极,钛基锡锑金属氧化物涂层阳极,选用DF120型均相阴离子交换膜,当槽电压为10 V,阴极液pH为2.50～3.00,Fe2+为1 000～1 300 mg/L,阳极液pH为3.00时,静态条件下电解反应240 min后,Fe的回收率可达到95%,阴极液出水pH为5.13,Fe2+小于60 mg/L,阳极液出水pH为1.43.     

活性炭负载三价铁光催化臭氧氧化降解莠去津生产废水

莠去津(atrazine)是一种广泛使用的除草剂,其生产废水具有高有机物浓度和高盐度等特点,处理难度大,为此针对性地开发和评价了活性炭负载三价铁催化剂(AC-Fe~(3+))光催化臭氧氧化对莠去津生产废水的降解效果,考察了催化剂投加量、紫外功率、曝气强度对该废水COD和NH_3-N降解的影响,探究了负载型光催化氧化体系下的降解机理及吸附降解动力学。结果表明,加入AC-Fe~(3+)催化剂后,降解效果得到显著的提升,AC-Fe~(3+)可以有效延缓高盐对处理过程的不利影响。当催化剂投量为40 g·L~(-1),紫外线功率为14 W,曝气强度为800 L·h~(-1)时,废水COD和NH_3-N的去除率分别可以达到70.9%和87.7%。研究结果可为含高盐、高有机物工业废水的高效处理提供一种新思路。     

新型Janus膜的制备及其在高盐含油废水膜蒸馏处理中的应用

采用表面蚀刻-电喷雾协同技术制备了具有微/纳凹槽表面结构的亲水/疏水型Janus膜,并系统考察了Janus膜的脱盐性能及耐润湿、抗污染功能。Janus膜具有水相超疏油的性能,对原油、正己烷、甲苯和汽油的水下油接触角分别为152.7°、150.1°、146.7°和151.1°。直接接触式膜蒸馏应用实验表明:在连续50 h的运行过程中,Janus膜对盐的截留率可达100%、膜通量稳定在10.18 kg·(m2·h)-1;对于不同浓度(0.1、0.2和0.3 mmol·L-1等)的十二烷基硫酸钠,Janus膜均表现出优异的抗润湿效果。在处理高盐含油废水过程中,Janus膜未发生膜润湿和膜污染的现象,膜通量及盐截留率也保持稳定;油滴力学探针测试结果定量阐释了Janus膜强健的抗油污能力。制备的新型Janus膜兼具耐润湿与抗污染特性,拓展了膜蒸馏技术在高浓度难降解废水处理领域的应用。     

不饱和聚酯树脂高浓度废水共沸精馏资源化与治理技术

针对不饱和聚酯树脂生产高浓度废水的特点，采用新型共沸精馏技术进行资源化预处理。实验结果表明，共沸精馏几乎将废水中的原料、聚合中间体等有机物全部浓缩于釜液中，釜底浓缩液COD可高达120万mg／L左右，有机物回收率达93％～96％。将COD约120万nq-g／L的釜液以20％比例投入不饱和聚酯树脂合成反应中，制得了一种新型高性能树脂，且树脂的得率由常规生产的93．4％提高至99．77％。对与共沸剂分离后的COD约为1万mg／L的馏出液采用新型多技术协同催化氧化技术进行预处理，使废水B／C由0．021提高至0．3以上；再采用EGSB＋MBBR生化处理和活性炭吸附深度处理，出水可稳定达标排放，并能满足循环冷却水要求。     

耦合微滤膜的正渗透膜生物反应器的构建及其运行性能

针对目前正渗透膜生物反应器(OMBR)存在的盐度积累问题,借助微滤(MF)膜允许溶解性盐透过的特性,开发了基于MF和正渗透(FO)技术的新型膜生物反应器(MFO-MBR)。实验以MFO-MBR为依托,选取性能优良的聚酰胺(TFC)材质的FO膜,考察工艺处理模拟生活污水过程中的运行性能。结果表明,由于MF的引入,MFO-MBR的盐度被控制在1.7 m S·cm~(-1)左右。正是由于MFO-MBR中的低盐度环境,FO膜的通量得到了提升,最终稳定在6.5 LMH左右。虽然MF的出水劣于FO膜的出水,但是可以直接用作城市杂用水,而FO膜出水中TOC和NH_4~+-N的去除率分别高达96%和98%。TFC污染膜面含有总细胞、蛋白质、ɑ-D-吡喃多糖及β-D-吡喃多糖等有机和生物污染物,且以微生物和蛋白质为主。盐度积累导致的渗透压差的减小是常规OMBR通量衰减的主要原因,而膜污染尤其外部污染则是MFO-MBR通量衰减的主因。     

以农田高盐排水为替代镁源回收养殖废水中的磷素

为解决新疆南疆地区养殖废水高浓度氮磷和农田排水中的高浓度盐分的协同污染问题,以农田高盐排水为镁源对模拟养殖废水中的磷进行了回收实验,对比了高盐排水和常规镁源的磷回收效率,探讨了影响其回收的主要因素,并通过正交试验获得了高盐排水回收磷的最优反应条件.与常规MgC12镁源的磷回收对比分析结果表明,pH=10时高盐排水回收磷的效率最高,比MgCl2镁源达最大回收率所需的反应pH略高;利用L34正交试验探究了pH(8、9、10、11)、Mg:P摩尔比(1.0、1.5、2.0、2.5)、N:P摩尔比(1.0、1.5、2.0、4.0)对高盐排水镁源回收磷的影响,并结合SPSS统计分析得到高盐排水回收磷的最优反应条件为pH=10、n(Mg):n(P)=2.5,n(N):n(P)=4;高盐排水中的HCO3-和SO42-离子对磷回收有抑制作用,而Ca2+离子对磷回收有促进作用;XRD和SEM-EDS分析表明,高盐排水回收磷的产物以鸟粪石为主,并夹杂着磷灰石和粘土矿物等杂质.整体上,以高盐排水作为替代镁源回收磷的效果较好,本研究为解决鸟粪石沉淀法的镁源问题提供了一种新思路.     

二级出水微滤过程中对醋酸纤维素酯膜的有机污染特征

低压膜过滤技术(包括微滤和超滤)在再生水生产领域正引起越来越广泛的关注。然而如何解决低压膜过滤过程中的膜有机污染问题始终是膜技术所面临的技术挑战。本研究采用醋酸纤维素酯微孔滤膜对二级出水溶解性有机物(EfOM)及其不同亲疏水性组分、蛋白模拟溶液、腐殖酸(HA)等进行恒流过滤实验。对不同有机物污染后的膜表面使用全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)和X射线电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,相对于蛋白质和EfOM等,HA所造成的膜污染最少。ATR-FTIR的结果同时显示,以官能团而言,更多的氨化物(1535cm-1)、脂肪族物质(2860～2970cm-1)和氢氧根(3400cm-1)存在于膜表面。TMP/V数据比较结果表明,在EfOM各亲疏水性组分、蛋白质和HA的对比中,EfOM中的疏水碱性物质(HPO-B)对膜污染的贡献最大,而HA的膜污染贡献最小。UVA和荧光激发-发射光谱(FEEM)结果表明,HPO-B和蛋白质对醋酸纤维素酯膜的污染贡献较大。综合不同分析手段可以对不同有机物造成膜污染的潜能大小得出如下排序:HPO-B>蛋白质>HPO-A、HPI>HA。     

超滤技术回收电影废液

超滤技术是一种膜分离技术。超滤膜的分离方法,具有设备简单,分离效果好,不需加热,因而节省能量。特别适于分离热、化学药品敏感的物质。可广泛用于许多溶液的分离、分级、浓缩和精制工艺过程。近十年来,国外膜分离技术发展较快,已广泛用于食品工业、医药工业、纺织印染工业以及工业废水处理等方面。我国在膜分离投术方面,正处于发展阶段,应用较多的有醋酸纤维素膜,面醋酸纤维素膜耐酸碱羞,耐热性差,易被生物腐蚀,致使应用范围受到很大限制。聚砜超滤膜是六十年代发展起来的一种工程塑料,它的化学稳定性好,耐酸碱(pH1—13),耐热性好,机械强度高,且能抵抗微生物侵蚀。中国科学院环境