活性炭与炭黑混合电极的脱盐性能及相关工艺参数的优化

混合电极中各组分的质量比是影响膜电容去离子(membrane capacitive deionization,MCDI)系统脱盐性能的重要因素.重点研究了混合电极中活性材料(活性炭)、导电剂(炭黑)和粘结剂(聚四氟乙烯)3种组分的质量比对MCDI系统脱盐性能的影响,并优化了工艺参数.实验结果表明,在进水氯化钠质量浓度为...     

三维电极电吸附动态反应器的除氟特征研究

采用自制的单极性复合型三维阳极作为第三维电极对含氟水进行动态电促吸附实验,通过研究不同填充床高度、阴阳极板间距、隔膜材料对电促吸附除氟效果的影响,确定反应器的最佳结构参数为:填充床高度20 cm、阴阳极板间距4 cm、隔膜为nafion117膜。工作电压、进水pH、进水流速、共存物质对氟离子去除效果的影响结果表明:在一定范围内增大工作电压,降低进水pH或进水流速均可提高除氟效果。相应的最佳操作条件为:工作电压7 V、进水流速4 mL/min、酸性pH;腐殖酸和碳酸根离子的存在会对氟离子去除产生较强抑制作用,低浓度的氯离子可促进氟离子的电促吸附。扫描电镜(SEM)-电子能谱(EDX)的表征结果显示三维颗粒电极的表面及孔隙内部均可吸附氟离子,且电吸附后并未出现电极腐蚀现象。     

铝铁电极联用电絮凝法处理Cu-EDTA络合废水

采用电絮凝法处理Cu-EDTA模拟废水,研究电极组合方式、初始pH值和氯化钠浓度3个因素对化学需氧量(COD)和Cu去除效果的影响。实验研究发现,当电极组合方式为2个铝阳极和2个铁阴极,起始pH值为3,氯化钠浓度为0.5 g/L,换极周期为40 min,反应时间为80 min时,COD去除率达到78.7%,Cu离子去除率达到99.9%。通过实验研究确定EDTA的去除机制主要是:酸性条件下的次氯酸氧化作用,碱性条件下的氢氧化物絮凝沉淀作用及单核态铝/铁与多核态铝/铁电荷中和作用,Cu的去除机制主要是氢氧化物的絮凝沉淀作用和铁电极的电沉积作用。     

流动性电极电容去离子技术的脱盐性能研究

为改进传统静态电容去离子技术(CDI)的脱盐性能,组装了流动性电极电容去离子系统(FCDI),并分别以活性炭80(AC80)和纳米洋葱炭(CNOs)制备电极浆液,考察在不同电压、盐溶液流速、盐浓度等条件下FCDI的脱盐效果。实验结果表明,AC80制备的电极浆液脱盐性能优于CNOs,FCDI的脱盐率随电压的增加而增大,随盐溶液流速的增加而减小,当以AC80制备电极浆液,电压为1.4V,盐溶液进水质量浓度为100mg/L,流速为2.5mL/min,进料室盐溶液流速与阴阳电极室中电极浆料流速比为1∶2∶2时,FCDI的脱盐率达70.38%。在最佳运行条件下构建二级串联FCDI模组,其对100mg/L盐溶液的脱盐率达82.63%,随着盐浓度的增大,二级串联FCDI模组的脱盐率随之降低,但脱盐速率及比吸附量逐渐增加,导致脱盐比能耗降低。     

微电解-混凝法处理抛光液废水

采用微电解-混凝处理抛光液废水,考察了铁水比、进水pH值、铁炭比、振荡时间对微电解处理效果的影响.通过单因素实验与正交实验找出了影响较大的因素,进水pH、铁水比、振荡时间都对去除率影响较大.最佳微电解条件为铁水比为0.375,进水pH为3,铁炭比为1∶1,振荡时间为150 min.同时,当混凝剂硫酸亚铁的投加量为160 mg/L、三氯化铁的投加量为20 mg/L时,COD去除率可达到83.8％,金属铜离子去除率可达到96％.     

活性炭三维电极法处理超高盐榨菜腌制废水

将粒状活性炭作为三维电极的粒子电极处理超高盐榨菜腌制废水。采用静态实验,对比了二维电极与三维电极对该废水COD和磷酸盐的去除效果,考察了三维电极条件下极板间距、活性炭填充量、电解时间、电解电流及初始pH等对该废水COD和磷酸盐去除率的影响。结果表明：三维电极对超高盐榨菜腌制废水COD和磷酸盐的去除率明显高于二维电极;在原水pH（4．3—5．0）,废水体积600mL,电流8A,活性炭填充量250g,极板间距6．5cm,电解时间150min时,处理效果良好,COD和磷酸盐去除率分别为76．47％和97．81％。由波长扫描图可初步认为部分有机物直接被氧化为二氧化碳。     

含氟离子和氯离子酸性废水处理技术

本实验研究了石灰乳和铝酸钠处理废水中的氟离子和氯离子的效果。通过正交实验得出:影响除氟离子效果因素的主次顺序为:pH值>氟离子浓度>反应时间;影响除氯离子效果因素的主次顺序为:氯离子浓度>铝酸钠与氯离子的质量浓度比>反应时间。通过单因素实验得出:在pH=9、反应时间为5 min的条件下,废水中氟离子含量可由370.37mg/L降低到2 mg/L以下,去除率可达99.45%;在铝酸钠与氯离子的质量浓度比为1∶10,反应时间为5 min的条件下,废水中氯离子含量可由503.4 mg/L降低到201 mg/L以下,去除率可达60%。     

电极材料对电解法处理循环式准好氧垃圾填埋场渗滤液效果的影响研究

分别用3种不同材料电极(不锈钢、Ti/Pt和Ti/RuO2-IrO2)作阳极、石墨电极作阴极在同一条件下分别对循环式准好氧填埋垃圾场渗滤液进行电解处理对比研究.研究结果表明,随着电解时间的变化,渗滤液中的COD、BOD5、BOD5/COD、重金属离子浓度、色度和pH值均会发生改变.当电解时间为10～20 min时,用上述3种电极作阳极电解均会出现渗滤液COD、BOD5、BOD5/COD增大的现象;当电解时间为30～40 min时,用Ti/RuO2-IrO2或Ti/Pt电极作阳极电解均可使渗滤液的色度降为0;当电解时间为120 min时,分别用3种电极作阳极电解都可使渗滤液中的COD、BOD5和重金属得到有效的去除,其中用Ti/RuO2-IrO2电极作阳极电解对COD、BOD5的去除效果最好:用Ti/Pt电极作阳极电解对Pb2 的去除效果最好.     

电絮凝处理煤层气产出水

采用电絮凝法处理煤层气产出水,通过铁和铝2种电极材料的处理效果的比较,选择铝电极进行实验,研究了电极间距、原水pH值以及电流密度等因素对电絮凝处理效果的影响。实验结果表明,电絮凝法对煤层气产出水的化学需氧量(COD)和固体悬浮物(SS)具有良好的去除效果,原水pH接近中性时处理效果较好,电絮凝处理过程中不需添加可溶性盐和改变pH值。实验中确定的电絮凝处理条件为:电极间距1 cm,电流密度30 A/m2,反应10 min后,出水的COD、SS分别为9.6 mg/L和8.5 mg/L,去除率分别达到75.1%和88.8%,出水pH为7.8,电能消耗为1.75 kWh/m3。     

软模板法碳电极制备及在废水脱盐中的应用

采用软模板法制备中孔炭电极,利用比表面及孔径分析仪、循环伏安法对自行制备的电极与市售进口电极的性能指标进行表征,比较二者的性能差异;探讨施加电压、进液流量和进液电导率等因素对电吸附效果的影响,确定最佳操作条件,并分别用两种等面积的电极处理含盐废水,进行脱盐性能的比较。研究结果表明,采用软模板法制备的碳电极,其BET比表面积1 517 m~2/g,最可几孔径2.04 nm,平均孔径3.36 nm,比电容50.13 F/g。实验装置安装一对电极,电极面积共400 cm~2,电吸附的最佳操作条件为施加电压1.2 V、进水流量30 m L/min,Na Cl浓度664 mg/L(电导率1 000μS/cm),对含盐废水电导率的去除率为57.80%,对Na Cl的饱和吸附量为7.03 mg/g。自制电极对废水中的TDS的吸附量为9.96 mg/g,高于市售进口电极,总硬度的去除率高于市售进口电极40%左右。     

膜生物反应器中的膜污染问题

本文主要论述了一体式膜生物反应器的膜污染问题 ,包括膜污染的数学模型、膜污染种类以及防止膜污染的设计与操作、膜清洗等。     

膜生物反应器中膜的清洗方法和机理研究

研究了膜生物反应器处理盥洗废水时 ,水力清洗、酸洗、碱洗等不同组合形式对膜的清洗效果。结果表明 ,水力清洗可以较彻底地去除运行初期的膜表面沉积物 ,使膜通量有较大程度的恢复。对运行时间较长的膜来说 ,有机物和微生物是造成膜污染的主要原因。清水冲洗后用 0 0 5 %NaClO浸泡 1h ,再用 0 5 %的H2 SO4浸泡 1h是盥洗废水处理用膜有效的清洗方法 ,清水膜通量可恢复至 1 0 0 %。     

叠式空气隙膜蒸馏组件膜污染实验研究

采用一种具有旋流结构的多层层叠式空气隙膜蒸馏膜组件,以20 g/L氯化钠盐水为热工质,考察在70℃条件下膜污染情况,实验结果表明,一个周期的连续运行和间歇性操作膜表面在高温下较快进入膜污染,8个周期后膜通量下降为初始通量的42%。膜表面有大量黄色附着物,电镜SEM分析显示,膜表面被不均匀堆积的颗粒状污染物及长方体结晶物覆盖,能谱EDS分析,污染物有极少量NaCl结晶的Na、Cl元素,还有O、C、Mg、Cu和Fe等元素。污染膜经5%盐酸溶液清洗后无机垢沉淀被去除,表观效果较好。     

纳米材料对膜生物反应器影响的试验研究

通过向一体式膜生物反应器中投加纳米材料来改变料液性质,预防膜污染和提高膜生物反应器对污染物的去除效率,并利用扫描电镜分析中空纤维膜的表观结构的变化情况,通过红外光谱分析活性污泥性质的变化,以探讨防治膜污染的机理。试验结果表明,纳米材料的投加对COD和NH₃-N的去除无明显影响,提高了TP的去除率,TP去除率达70%。而且投加纳米材料可改变活性污泥的性质和生物膜的表观结构,减缓膜污染。     

无机陶瓷膜处理油田采出水

针对陶瓷膜在油田采出水处理过程中操作参数的选择及污染机理进行了研究。通过现场实验,分析了不同的操作参数对膜通量的影响,陶瓷膜对含油量及悬浮物的去除效果,膜阻力组成及膜污染清洗方法。实验结果表明,在确定出水水质达到低渗透油田注水水质A1级标准条件下,陶瓷膜过滤最佳操作条件为:跨膜压差0.16 MPa、温度50℃、膜面流速5.0 m/s。同时发现,NaOH和HNO3联合清洗有助于恢复膜通量。     

梯度硅藻土膜管净化空气

利用平均孔径0.08 μm(孔径范围为0.07-0.16 μm)的梯度硅藻土膜管进行空气净化实验,研究了这种膜管对空气中的细菌和＞0.1 μm的悬浮微粒的净化效果,并研究了膜通量随使用时间的变化曲线以及膜管的使用寿命.实验发现,这种梯度硅藻土膜管能有效滤除空气中的细菌、悬浮粒子等污染物,净化后的空气中不含＞0.1 μm的悬浮微粒和细菌,稳定通量可达100 m3/m2*h,使用寿命为4-12年(0.05 MPa操作压力下).     

纳滤膜在垃圾渗滤液深度处理中应用

利用纳滤膜技术处理MBR二级处理后出水,研究纳滤膜在垃圾渗滤液应用中回收率及进出水COD变化情况。工程试验结果表明:当MBR出水COD小于800 mg/L～900 mg/L,纳滤膜出水COD小于100 mg/L;纳滤系统直通式运行回收率40%～50%;内循环式运行回收率75%～80%,浓缩段回收率9.3%～11.8%,总回收率80.4%～82.0%;根据膜面运行流速要求,进膜的流量需大于8 m3/h;进膜压力、进水流量和循环流量是影响膜通量大小的关键因素。     

改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究

以聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)和纳米二氧化钛(TiO2)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混改性PES膜。在24℃、0.2 MPa的操作条件下,制得的PES膜纯水通量为300 L/(m2.h)左右,CA改性PES膜为660 L/(m2.h)左右,TiO2改性PES膜为840 L/(m2.h)左右。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由浓差极化层及凝胶层引起的;通过活性污泥对膜污染机理的研究,判断出污泥的过滤过程基本符合沉积过滤定律。在MBR中运行时,改性PES膜稳定通量高于未改性膜,总阻力低于未改性膜;TiO2改性膜稳定通量高于CA改性膜,总阻力低于CA改性膜;通过扫描电镜分析,改性PES膜沉积层的厚度均比未改性膜薄,TiO2改性膜沉积层厚度小于CA改性膜,表明改性膜的抗污染性能提高了,TiO改性膜抗污染性能更优。     

一体式膜生物反应器回用处理生活污水

将循环活性污泥系统(Cyclic Activated Sludge System,CASS)与膜过滤技术组合为一体式膜生物反应器(Submerged Membrane Bioreactor,SMBR),研究其用于生活污水回用处理的可行性,对该工艺的适宜运行条件进行了研究.结果表明,水力停留时间(HRT)为4 h、DO在2.0～3.5 mg/L、温度控制在常温、pH在6.5～8.0的运行条件是比较经济高效的.并考察了装置对实际生活污水的处理效果,结果表明出水水质优异,优于中水回用标准(CJ 25.1-89).     

纳滤膜技术在地下水除砷应用中的研究进展

砷污染突发事件的频发严重威胁着地下水饮用水水源的水质安全,加之饮用水控制标准的提高,就对饮用水除砷技术提出了更高的要求,而纳滤(NF)膜分离技术为饮用水除砷提供了新的思路。首先概述了地下水中砷的存在形态、化学性质以及我国高砷地下水地区分布,然后分析了NF膜特点、除砷机理与性能,系统地阐述了各种因素包括膜操作因素（操作压力、膜回收率、膜排布方式等）和原水水质因素（pH、水温、共存离子、共存有机物及砷浓度与砷价态等）,对NF膜除砷性能的影响。此外,对NF除砷的关键问题,如原水预处理、膜浓水处理、膜污染及其清洗等,也作了探讨。最后,总结了目前NF除砷应用中所面临的问题,探索性提出了NF膜技术在除砷应用中的研究方向。