曲久辉院士:下一代工业废水处理厂一定是无害化与资源化的低耗工厂

2018年10月26日,第二届高浓度难降解废水处理创新技术论坛于盐城召开。中国工程院院士、中科院生态环境研究中心研究员曲久辉于会上做题为《电化学微场构造及废水资源化能源化新方法》的报告。报告围绕化学一物理耦合水处理方法、电化学方法的缺陷与改进策略以及传统废水处理与新思路的差异等展开,本文为《水工业市场》根据现场录音整理,希望给您带来思考与帮助。

曲久辉院士谈划时代的农村水环境综合治理标准

2018年11月1日,中国科学院生态环境研究中心(住房城乡建设部农村污水处理技术北方研究中心)、清华大学环境学院在北京召开了地方农村生活污水处理排放标准制定技术交流会。中国工程院院士、中科院生态环境研究中心曲久辉研究员作了《农村水环境综合治理的标准与模式》报告。

发光细菌法评价疫情暴发对长江流域地表水生态毒性的影响

在疫情暴发期间,大量使用的消毒剂和抗疫药物对水生态环境带来未知的潜在风险。本研究以长江流域为研究对象,选取4个江段(攀枝花、三峡、九江和南京江段),在3个季节(疫情暴发前、中、后期)采集表层水样,利用生物毒性测试对长江流域多个地区进行发光菌急性毒性研究。空间分布上,从长江流域上游到下游,水中有机污染物急性毒性呈现逐渐升高的趋势,其中南京江段水中有机物急性毒性相对较高。时间分布上,丰水期(疫情暴发期间)有机污染物急性毒性高于枯水期和平水期,可能源于疫情期间大量使用的消毒剂等带来的生态毒性效应。发光细菌急性毒性检测体系简单快速,能够全面客观地评价水质,可以弥补化学分析只能检测有限目标化合物的不足。

电解产氢自养反硝化去除地下水中硝酸盐氮的研究

研究一种用于去除地下水中硝酸盐的电化学反硝化方法及其反应器特性 .以活性炭纤维作电极进行电化学反应 ,通过在阴极产生的氢气作为自养反硝化的电子供体 ,对水中NO3- N有良好的去除效果 ,并无NO3- N积累 .研究结果证明 ,当原水中的NO3- N浓度为 2 8 8mg/L ,反应器的最佳电流强度为 9mA ,最大水力负荷为35ml/h ,反应器对水的pH变化具有较好的缓冲能力。在通电 1h后 ,反应器内的氧化还原电位降至 -2 0 0mV以下 ,因而可以很快在反应器内造成缺氧环境 。

高铁氧化去除饮用水中邻氯苯酚的研究

采用自制的固体高铁酸钾作为氧化剂 ,研究高铁对水中微量邻氯苯酚的去除效果及主要影响因素 .结果表明 ,当水中邻氯苯酚的含量为 4mg L时 ,加入 6 0mg L的K2 FeO4 氧化处理 10min ,对邻氯苯酚的去除率可达 99.3% .取得高铁酸钾对邻氯苯酚的最佳氧化去除效果的pH范围为 9- 10 。

高铁酸盐氧化絮凝去除水中腐殖质的研究

研究了高铁酸盐对饮用水中富里酸（ＦＡ） 的去除效能与作用条件，考察了高铁酸盐单独氧化、氧化絮凝和与聚合氯化铝联合应用的除ＦＡ 效果．结果表明，当高铁酸钾与ＦＡ的质量比为１２ 时，高铁酸盐氧化可以去除水中９０ ％ 以上的ＦＡ，在浑浊水中高铁酸盐具有氧化和絮凝的双重作用效能，同样高铁酸盐投加量下，可将９５％ 以上的ＦＡ去除．采取高铁酸盐与聚合铝联用可显著提高对ＦＡ

高铁酸盐氧化絮凝去除饮用水中氨氮的研究

研究了不同水质条件下高铁酸盐对饮用水中氨氮的去除效果及主要影响因素 .通过实验证明 ,高铁对水中氨氮具有一定的氧化去除效能 ,利用并强化高铁的氧化和絮凝作用的协同效果 ,将使高铁对氨氮的处理能力有所提高 .进一步发现 。

电解法制备PAC在水处理中的应用研究

通过电解法制备了一种Alb 含量达 67.6%、碱化度达 64.5%的优质聚合氯化铝(E—PAC)产品 ,并将其用于水处理试验。静态试验和现场中试的研究结果表明 ,与普通PAC和几种传统混凝剂比较 ,E—PAC对水中的浊度和腐殖质、污水中的SS和COD及油类污染物等具有优异的去除效能 ,投加 10mg/LE—PAC(以Al2 O3计 ) ,可以去除污水中 99.1%的SS和 57.6%的COD ,明显高于同类产品的水处理效率。

水厂高效絮凝技术集成系统研究方向

近年来，发达国家对饮用水的浊度指标提出了日益严格的要求，并把强化水处理的絮凝过程和技术作为重要与紧迫的研究课题。我国城市给水厂因絮凝技术不良，使去除水中微污染有毒物和藻类、低温低浊水处理等成为普遍难题。实现高效絮凝必须对三个方面的技术进行研究发展和技...

固定床-微电解反硝化去除饮用水中的硝酸盐氮

研究了一种电化学与生物膜集成的固定床 微电解反应器 .采用活性炭作为固定床填料 ,石墨板为阳极 ,碳纤维为阴极 ,通过电化学过程产氢作为反硝化的电子供体 ,在反应器内创造一种还原性条件 ,对含有硝酸盐氮的饮用水进行反硝化脱除 .结果表明 ,在进水流量为 40mL/h、硝酸盐氮浓度为 40mg/L、电流强度达到 1 4mA时 ,所研究的反应器对水中的硝酸盐氮可以 1 0 0 %去除 ,水中未检出亚硝酸盐氮 .由于反硝化过程不加外加任何有机物 ,也不产生任何二次污染物 ,该除氮方法具有安全性 .

电解制备高效聚合铝的溶液化学因素

采用电化学方法合成聚合氯化铝(PAC),通过在线有效控制电解过程的关键参数,可以制备出高碱化度(B)、高Al_b(或Al_(13))含量的PAC液体产品。本文研究了PAC电合成的重要溶液化学因素,如电解液的性质,浓度、组成、pH、离子迁移,形态转化等,从而提出了制备设定浓度和碱化度的PAC的最佳溶液化学条件,并证明溶液化学因素与电量参数之间具有必然联系。

聚合絮凝剂电解制备过程的极化特性研究

采取电解法制备聚合絮凝剂可望通过控制过程的电化学与溶液化学条件，克服化学法制备中的缺陷，以获取最优的絮凝剂形态和效果．极化是影响电解制备的最主要问题之一，它将产生过电位、增加电解槽压、降低电流效率．通过理论及实验分析，研究了影响和抑制极化的因素和方法．结果表明，选择适宜的电解质性质、浓度和电极条件，可以有效控制极化，实现低电压、高电流的聚合氯化铝（ＰＡＣ）电解制备环境．在有效抑制极化的条件下，制备的ＰＡＣ产物中Ａｌｂ含量达到８０％．

高铁酸盐的溶液稳定性及其在水质净化中的应用

研究了高铁酸盐的水溶液稳定性 ,证明水中的H+ 和Fe3+ 对高铁的分解具有明显的催化作用 ,当水的pH低于 5时 ,FeO4 2 -将迅速分解 ,而少量的Fe3 + 也将导致FeO4 2 -的诱发分解效应 .利用H+ 和Fe3+ 对高铁的催化分解作用 ,可明显提高K2 FeO4 对水中污染物的去除效果 ,在 pH =4条件下加入K2 FeO4 和按质量比FeCl3∶K2 FeC13=5加入FeCl3,对水中富里酸(FA)和氨氮 (NH3 N)的去除率均可提高 10

微絮凝直接纤维过滤去除低浊水中的腐殖质

通过批量和连续动态试验研究了微絮凝直接纤维过滤去除低浊饮用水中微量腐殖质的效能与条件．结果表明，富里酸（ Ｆ Ａ） 的去除率与纤维滤料的堆密度、絮凝剂的投加量、过滤速度、原水浊度等有关．对１０ Ｎ Ｔ Ｕ 以下的模拟低浊水，适宜的纤维堆密度为７４ ．４ｇ／ Ｌ，滤床高为１ ．２ ｍ ．在此条件下，当过滤速度为３０ ｍ ／ｈ 、原水浊度约９ Ｎ Ｔ Ｕ 、聚合氯化铝（ Ｐ Ａ Ｃ） 投加量１ ．７５ ｍ ｇ／ Ｌ 时，对水中２ ｍ ｇ／ Ｌ 的 Ｆ Ａ 平均去除率约７５ ％ ，工作周期（ 浊度小于０ ．３ Ｎ Ｔ Ｕ 、水头损失小于１ ．８ ｍ ） 在２４ ｈ 以上．

多功能高铁絮凝剂电化学合成的机理和条件

本文研究了采用电解加复合稳定剂的方法制备FeO_4^(2-)絮凝剂的电化学与溶液化学过程机制,分析了OH^-膜平衡过程对FeO_4^(2-)形成的影响,探讨了FeO_4^(2-)水溶液分解的诱发因素,初步确定了FeO_4^(2-)电化学合成的最佳条件。研究结果表明,适宜的电量参数、合理的电解液组成和高效的OH^-膜渗透是顺利进行稳定化FeO_4^(2-)电解合成的二个要素。

预氧化加复合絮凝剂处理高温石油废水

采用自制ＰＣＭ２复合药剂处理含油和高分散细微悬浮物石油废水。研究证明，使用现有单一的有机或无机絮凝剂无法达到对这种具有特殊水质的石油废水的期望处理效果。在被处理水为室温的条件下，适量的ＰＣＭ２不仅有效去除水中的油，而且可以将难处理的细微悬浮物含量降到较低。在高温处理条件下，采取预氧化加ＰＣＭ２可以显著提高对水中油尤其是细微悬浮物的去除效率，处理后水质可以达到油田回注标准。

流动电流混凝投药控制系统的适用条件

针对实际混凝投药监测或控制中所涉及的若干重要问题,阐述了流动电流投药控制系统应用的水质条件、混凝剂条件和仪器条件,明确了该系统的应用范围,提出了相应的限制因素及其对保证混凝投药监控效果的实际意义。

流动电流与ξ电位相关模式研究

根据ＳＣＤ的工作原理及探头表面特性的差别，通过对水在ＳＣＤ探头中运动特性的分析，建立了流动电流与（电位的相关模式，证明流动电流与ξ电位呈线性关系．

单因子水处理混凝授药在线监控系统的设计原则与综台性能研究

根据电动特性的基本理论原则，研究了水中荷电质点的流动电流在线检测技术、传感器特性、设计方法及其技术参数。探讨了以流动电流传感器为核心的高效混凝投药监控系统的整体配置，控制技术和协作性能。实践证明，此系统反馈及时，控制精确，是工业水处理投药在线监控的有效方法之一。

混凝剂的水溶液形态与流动电流的相关特性分析

混凝剂具有多种溶液形态，每种形态对混凝过程的作用不同，因而对流动电流的影响也不同。本文通过实验及理论分析，阐述了一般水处理条件下流动电流检测器（ＳＣＤ）对混凝剂的检测原理，分析了水中混凝剂形态改变过程中流动电流的变化特征，探讨了ＳＣＤ对不同形态混凝剂的响应灵敏度，结果表明，中性条件下铝盐的混凝过程以及三价铁阳离子对流电动流具有较为灵敏的正增值效果。