纺织印染废水处理技术现状及研究进展

本文针对纺织印染废水的主要水质特征、污染物组成和来源,综述了目前国内外纺织印染行业常用的处理工艺(机制、效果及优缺点),包括物理处理(吸附、膜分离),物化处理(离子交换、超声波降解),化学处理(混凝-絮凝、高级氧化、电化学),生物处理(好氧、厌氧及组合工艺、生物强化工艺),并总结了多种组合工艺对印染废水的处理效果.最后,对纺织印染废水处理未来的发展方向进行了展望.

铜冶炼污酸废水中Cu^2+和Cl^-的同步去除研究

铜冶炼过程中会产生大量难处理的含有高浓度Cu^2+和Cl^-的污酸废水,将这类废水作为稀硫酸进行回用之前需要对其中的污染物进行高效去除。研究提出在硫脲和抗坏血酸作用下,通过沉淀反应对污酸废水中的Cu^2+和Cl^-进行同步去除。结果表明,当投加的硫脲和抗坏血酸与废水中Cu^2+的摩尔比为1∶1∶1时,室温下反应20min后,Cu^2+和Cl^-的去除效率可分别达到88.5%和82.2%,进一步研究显示,该方法在最佳反应温度50℃下,对硫酸浓度在50~160g/L范围内的铜冶炼污酸废水中的Cu^2+和Cl^-均具有良好去除效果。经初步鉴定表征,认为反应中生成的沉淀物为[CuxTUy]Clz·nH2O和[CuxTUy]SO4z/2·nH2O。

导电分离膜的制备及其在水处理中的应用研究进展

导电分离膜作为一种新型的功能膜,既具备传统膜的选择透过性能,又具备导电功能,已成为国际上膜科学领域研究的新热点.本文综述了近年来导电分离膜领域的研究进展,重点介绍了有机导电膜、无机导电膜、有机/无机复合导电膜的制备方法,总结了导电膜在水处理过程中抗污染、选择性调控、污染物降解、能量回收领域的应用.在此基础上,展望了导电膜在水处理领域的发展趋势.

微波辅助膜蒸馏工艺传质强化效率研究

采用直接接触式膜蒸馏(DCMD)和微波辅助膜蒸馏(MWAMD)2种工艺,以Na Cl纯盐溶液或含一定量苯酚或者腐殖酸盐溶液为进料溶液,研究了盐含量及典型有机物对MWAMD过程传质强化效率和微波辐射对膜面晶体形貌的影响。结果表明,MWAMD工艺对膜通量具有强化效果,对模拟高含盐及含酚料液浓缩传质强化效果显著,当盐质量分数为20%时,传质强化增加率(ε)可到达15.14%,当料液含2000 mg/L苯酚时,ε为22.17%;膜蒸馏过程对盐离子和腐殖酸(HA)分子截留率接近100%,对酚离子有80%以上的截留率,而且微波辐射作用对截留率没有明显影响。微波辐射会减少晶体沉积量,而且会使晶体形貌呈不规则形状。

新型电响应型导电聚苯胺智能膜的制备及抗污染性能研究

传统膜材料在制备成膜后,膜的选择透过性难以通过外界刺激进行在线智能化控制。基于此,本研究以导电聚苯胺(PANI)为膜材料,采用化学氧化聚合法将聚(2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸)(PAMPSA)引入到聚苯胺分子链结构中制备导电聚苯胺(PANI-PAMPSA),然后采用非溶剂致相转化法制备PAMPSA掺杂的聚苯胺膜,考察在电压作用下导电聚苯胺膜的电响应性能(选择透过性能的变化)以及抗污染性能.在电压作用下纯水和中性分子聚乙二醇(PEG)的膜过滤实验发现,外加电压可提高膜通量,对中性物质聚乙二醇的截留率降低约10%,这表明外加电压可在线调控导电聚苯胺膜的选择透过性.通过在电压作用下膜的抗污染性能研究发现,清洗液中的BSA浓度从30min的4.97×10^(-3) g/L增加到120min的5.39×10^(-2) g/L,膜通量恢复率为46.6%,说明外加电压可提高膜的抗污染性能.该导电聚苯胺膜将电化学与膜技术结合,通过外加电压在线调节膜的选择透过性,提供了清除膜污染的一种新思路,可作为一种膜生物反应器的新型抗污染膜材料.

制药废水中抗生素的去除技术研究进展

发酵类抗生素生产废水中残留抗生素及相关物质(残留效价)含量高,对废水生物处理系统微生物群落结构以及废水处理效果影响显著,同时会导致生物处理细菌耐药基因的产生和排放;因此,如何去除废水中残留抗生素及效价是解决抗生素废水处理难题的关键。在前期研究的基础上,提出高浓度抗生素生产废水残留抗生素效价的水处理控制目标,概述了水中抗生素去除的生物和物化技术的最新研究进展,提出了在废水生物处理之前进行抗生素选择性去除的强化催化水解预处理技术方案,结合生物处理之后采用高级氧化技术保障该类废水安全排放,并对未来该类废水处理技术的发展方向提出了建议,以期为行业的可持续发展提供技术支持和科学依据。

电化学水处理技术研究进展

电化学方法可以通过电子的定向转移与精确调控,强化环境界面过程的速率和效率,其在水处理中体现出非凡的特点和优势,成为破解水危机和水污染的重要技术手段。近10年来,电化学水处理技术发展取得了长足的进步,正在向电极高效、工艺耦合、低碳绿色转变,未来将进一步聚焦功能电极材料设计、高效反应器与组合工艺开发、资源能源的定向转移与回收等重要方向。为深入研究电化学水处理技术机理,进一步探讨电化学方法在实际工程中的广泛应用,在重点关注电化学应用基础研究和前沿技术的基础上,分别对电絮凝、电氧化、电还原、电渗析/反向电渗析和电吸附技术的研究进展进行了回顾,并对电化学水处理技术发展进行了总结和展望。

超滤-膜接触臭氧氧化技术处理印染废水

采用超滤与膜接触臭氧氧化组合工艺处理印染废水二级生化出水,对超滤膜切割分子量、膜接触反应器膜长、臭氧浓度、气体流量和产水速率等工艺条件进行优化选择,并对该组合工艺的处理效果进行了研究。通过系列实验确定的优化参数为:超滤膜切割分子量100 kDa,膜接触反应器膜长2 m,臭氧浓度10 mg·L^(-1),气体流量0.6 L·min^(-1),产水速率1.4 L·h^(-1)。连续运行8 d,平均COD由131 mg·L^(-1)降到70 mg·L^(-1),平均色度由130度降到20度,平均浊度由11 NTU降到2.3 NTU,B/C值也由0.167提高到0.244。

膜蒸馏技术疏水膜、组件及工艺研究进展

在新兴环保领域,膜蒸馏(MD)技术经最近10年研究的不断拓展、深入,产业链逐渐形成。瞄准膜蒸馏技术涉及的疏水膜、膜组件、工艺与应用3个重要方面,概述了膜蒸馏技术的最近10年研究现状及发展方向。从疏水膜制备的角度,重点探讨了兼具高通量、高强度、抗润湿及抗污染等特点的疏水膜制备方法;从膜蒸馏组件设计角度,重点探讨了结构形式优化、内/外场辅助等过程强化手段及具有稳定、高效、低耗传质特点的膜组件设计方法;从工艺与应用角度,概述了典型膜蒸馏集成工艺、清洁生产工艺及应用场景与国内外产业化现状。

膜接触反应器臭氧传质及其对模拟印染废水的降解

对膜接触反应器传质过程及其在模拟印染废水降解中的应用进行了研究。实验表明,产水臭氧浓度随着液相雷诺数、气相臭氧浓度和膜长的增加而升高,随着温度升高而下降。在膜接触反应器中,臭氧体积传质系数kLa可达0.317s^(-1),比鼓泡反应器大15~62倍。对模拟印染废水的降解速率常数ka可达0.336 s^(-1),比鼓泡反应器大65%,而比臭氧消耗量为鼓泡反应器的45%。实验表明,膜接触反应器具有体积较小,臭氧利用效率较高等优势。

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·(m^2·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。

新型真空膜渗透结晶工艺初探

真空膜渗透结晶工艺(vacuum membrane percrystallization,VMPC)是一种新型膜结晶工艺,可同步实现溶质的结晶及其与溶剂的分离回收。以NaCl溶液为目标物系,对VMPC过程的原理进行了分析,初步考察了进料液温度、浓度和操作压力对该工艺产能的影响。结果表明:VMPC过程是膜渗透和真空压差闪蒸结晶的协同作用的过程,随进料液温度的升高,结晶盐通量和水通量均增大;随进料液浓度的升高,结晶盐通量增大,水通量降低;而操作压力对工艺产能影响较小,但对生成晶体的形貌影响显著;当进料液温度为34℃,进料质量分数为25%,操作压力为0.5 kPa时,可获得高达8.04 kg·(m^(2)·h)^(−1)的盐通量和30 L·(m^(2)·h)^(−1)的水通量,远高于现有太阳能驱动膜结晶技术的产能。针对现有膜滤浓缩液类高浓盐水结晶工艺流程复杂、能耗高、效率和产能低的问题,VMPC工艺为新型高效处置技术的开发及应用提供了可行的解决方案。

基于电催化疏水膜的新型膜接触臭氧氧化工艺

膜接触臭氧氧化(MCO)工艺以疏水膜为臭氧提供丰富的气液接触界面,具有较高臭氧传质效率。然而,MCO工艺以臭氧直接氧化为主,对废水中有机污染物的去除有较强的选择性,氧化能力有待提高。通过电催化疏水膜将MCO工艺与电化学技术相结合,构建了新型的膜接触电催化臭氧氧化(ECMCO)工艺。ECMCO工艺以高级氧化过程为主,对水中硝基苯的去除效率明显增强,同步提高了臭氧传质效率和体系的氧化能力。ECMCO工艺对酒厂废水的生化出水进行深度处理后,水中COD降至50 mg·L^-1以下,色度完全脱除,总运行能耗明显低于MCO和MCO+H2O2工艺。针对臭氧工艺在水处理应用中传质效率低、矿化能力差、运行能耗高的问题,ECMCO技术提供了可行的解决方案,有较好的研究价值和应用前景。