最新視頻:“重金一號”通過專家鑒定

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【技術論文】目錄：

之一：超濾+反滲透技術在電鍍廢水中水回用中的應用

之二：集成膜技術處理重金屬廢酸水

之三：新型納米絮凝劑應用在印染PVA退漿廢水

之四：超聲波處理高濃度有機廢水

之五：聚合氯化鋁鐵（PAFC）在污水脫磷中的研究應用

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之一：超濾+反滲透技術在電鍍廢水中水回用中的應用

干建文 張閏容 楊凱 余浪峰

（杭州碧源環境工程設備有限公司310000）

　　摘要：電鍍企業采用超濾+反滲透工藝對電鍍綜合排放廢水進行深度處理，使其滿足電鍍工藝用水的水質要求。作者介紹了系統工藝的設計流程以及設備的運行現狀，經過該工藝處理后的出水達到電鍍工藝的用水要求。通過中水回用，可以為電鍍企業節約自來水的用量，社會及經濟效益顯著。

　　關鍵詞：電鍍廢水；中水回用；超濾；反滲透

　　前言

　　電鍍是利用化學和電化學方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術廣泛應用于機器制造、輕工、電子等行業。

　　電鍍廢水的成分非常復雜，除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外，重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類，一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視，研制出多種治理技術，通過將有毒治理為無毒、有害轉化為無害、回收貴重金屬、水循環使用等措施消除和減少重金屬的排放量。隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高，目前，電鍍廢水治理已開始進入清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段，資源回收利用和閉路循環是發展的主流方向。

　　針對我國家目前電鍍行業廢水的處理現狀的統計和調查，廣泛采用的主要有7不同分類的方法：（1）化學沉淀法，又分為中和沉淀法和硫化物沉淀法。（2）氧化還原處理，分為化學還原法、鐵氧體法和電解法。（3）溶劑萃取分離法。（4）吸附法。（5）膜分離技術。（6）離子交換法。（7）生物處理技術，包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法、植物修復法。

　　我公司在實際工程中的運行狀況，我公司是把廠區廢水通過預處理后再進入膜系統進一步處理達到回用的標準。這樣很好對水資源的充分利用。眾所周知，膜系統運行狀況是非常穩定，但是穩定是建立在充分做好預處理和日常維護的基礎上，因為膜系統對進水水質要求比較高。

　　工程介紹

　　本中水工程項目規模為500m3/d，設計回收率大于60%，設計回用水量大于300m3/d，回用后的水質到達電鍍工藝用水標準。

　　1.1電鍍廢水排放水質

　　膜處理工藝進水指標，按《電鍍污染物排放標準》GB21900-2008表3標準執行，主要技術參數如下（實測水質）：

1.2本工程反滲透產水水質

　　中水回用處理系統

　　2.1工藝流程

　　工藝流程分為預處理系統、超濾系統、反滲透系統、清洗系統及加藥系統五部分。工藝流程圖見下圖：

　　1)處理工藝

　　取水泵→原水箱→原水增壓泵→砂濾器→10u精密濾器→超濾膜組件→中間水箱→反滲透增壓泵→5u保安濾器→反滲透高壓泵→反滲透膜組件→反滲透產水

　　2）化學清洗工藝

　　清洗藥劑→清洗水箱→清洗泵→5um清洗過濾器→膜組件

　　2.2主要工藝單元及特點

　　2.2.1預處理系統

　　預處理主要目的是去除原水中的懸浮物、膠體、色度、濁度、有機物等妨礙后續工藝系統正常運行的雜質，降低原廢水中的硬度，保證后續系統的安全運行。

　　采用立式多介質過濾器，系統設置一套預處理系統，采用1臺直徑2200mm的多介質過濾器，設計流速8.58m/h，流量為25m3/h/臺，內填石英砂和無煙煤；一臺過濾器連續運行，以保障其后續供水的連續穩定。

　　多介質過濾器主要利用合適級配的無煙煤和石英砂，利用合適的運行濾速去除原水中的泥沙、懸浮物、膠體等雜質，降低SDI（污染指數）值，對原水進行初步凈化，降低進水的濁度并保證過濾出水污染指數，達到后續設備的進水要求。

　　過濾器工作一段時間后，其進出口壓差增大（壓差增加0.05—0.07Mpa），濾料截留雜質太多失去吸附截留的作用，此時需要進行反洗，以恢復濾料的過濾效果。

　　2.2.2超濾系統

　　超濾系統包括超濾裝置、反洗裝置、壓縮空氣儲罐和反洗泵等設備。超濾膜分離技術具有占地面積小、出水水質好、自動化程度高等特點，本方案中預處理系統的主要處理裝置為超濾裝置，超濾膜采用材質為PP的中空纖維，其表面活化層致密，支撐層為海綿狀網絡結構，故耐壓、抗污染、使用壽命長，且能長期保證產水水質，對膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細菌、大分子有機物具有良好的分離能力。

　　超濾膜的主要特點：

　　中空纖維外表面活化層孔隙率高，故纖維單位面積產水量大；

　　中空纖維強度高，采用反向沖洗和氣洗工藝，使組件可在全流過濾狀態下工作，化學清洗周期大大延長；

　　低操作成本；

　　操作和維護簡單。

　�。�1）超濾運行

　　超濾膜采用PP外壓式超濾膜，該裝置設計運行壓力是0.1-0.25MPa。在膜表面沉積的固體顆粒，通過定期的反洗加以去除，這種反洗不必加入任何的化學清洗劑。固體污物在定期反洗中被除去，因此避免了其在膜附近的沉積。那些吸附在膜表面，不能被反洗去除的污物，需要通過在線的化學加強反洗（CEB）去除。此時膜組件不必移出，可以在線進行清洗。在化學加強反洗過程中，需要加入化學清洗劑。通過短時間的浸泡（通常為5－10分鐘）和循環清洗后將化學清洗劑排出，此時超濾膜性能得以恢復。通常超濾膜不需要拆卸下來后進行清洗，因此避免了反復使用清洗劑可能產生的交叉污染。另外，在設備運行過程中，無需人工監視。

　　超濾裝置采用錯流過濾、氣水反洗的全自動連續運行方式。裝置設計處理量25m3/h，共設置1套超濾裝置，25m3/h.套，循環水量約20m3/h.套。反洗水量為60m3/h.套，每套裝置8040的膜元件20根，每根膜有效面積為60m2。系統運行為PLC全自動控制。易恢復，有高且穩定的透水量、使用壽命確保在三年以上。

　　主要技術參數

　　設計產水量：1×25m3/h

　　SDI值：≤4

　　操作溫度：≤40℃

　　設計壓力：≤0.2MPa

　　2.2.3反滲透系統

　　反滲透（RO）是一種借助于選擇透過（半透過）性膜的功能，以壓力差為推動力的膜分離技術，當系統中所加的壓力大于溶液滲透壓時，水分子不斷地透過膜，經過產水流道流入中心管，然后在出水端流出，進水中的雜質，如：離子、有機物、細菌、病毒等被截留在膜的進水側，然后在濃水出水端流出，從而達到分離凈化目的。反滲透與一般單純的篩分分離過程不同，無法象普通過濾那樣可以無限濃縮（反滲透有濃差極化問題）。

　　超濾出水進入反滲透膜組，在壓力作用下，大部分水分子和極微量一價離子透過反滲透膜，經收集后成為透過水，通過產水管道進入后續設備；水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過膜，殘留在少量濃水中，由濃水管排出。

　�。�1）反滲透裝置的性能參數

　　反滲透裝置能力：25m3/h（25℃）；

　　反滲透操作壓力：1.3～1.6MPa；

　　反滲透裝置水回收率：60%；

　　反滲透膜裝置初始脫鹽率：≥98%；

　�。�2）反滲透裝置的組成

　　反滲透裝置主要由保安濾器、高壓泵、反滲透膜元件、壓力管及儀表管閥組成。保安濾器選用國產設備，高壓泵、反滲透膜元件、壓力管及部份儀表等選用進口或國產優質設備。選用1套反滲透裝置。

　　系統運行效果

　　本中水回用系統于2012年11月11號投入運行，圖1是2012年11月11號到2013年5月6號超濾運行半年的超濾的運行數據�！　�

　　圖1、圖2給出了超濾在工程運行中超濾運行壓力以及超濾產水量的變化情況，從圖中曲線可以看出從2012年11月11日到2013年1月27日超濾運行壓力慢慢上升至0.2Mpa左右，此時的產水通量基本穩定在25m3/h，這表明在運行過程中隨著超濾膜面的污染，膜的運行阻力越來越大要保持穩定的產水量，需增加超濾膜的運行壓力。在膜的運行壓力上升至0.2MPa時對超濾膜進行化學清洗，從圖1看在半年的運行時間中，總共進行了兩次超濾膜的清洗清洗后的運行壓力大幅回落，清洗周期為2個半月左右�！　�

　　圖3、圖4、圖5給出了反滲透在工程運行中反滲透運行壓力、反滲透進出水電導以及反滲透產水量的變化情況，從圖中曲線可以看出從2012年11月11日到2013年5月2日反滲透運行半年的過程中，一共進行了4次反滲透膜的化學清洗。這在反滲透運行壓力這塊可以比較明顯的體現，在整個反滲透運行過程中產水電導均在200us/cm以下符合電鍍工藝用水的水質要求。反滲透的產水通量也比較穩定在15m3/h。

　　工程經濟分析

　　4.1工程投資

　　本工程總投資為75.67萬，其中土建費用12萬元，設備、設計及調試安裝等其他費用為63.67萬元。

　　4.2處理成本及經濟效益分析

　　處理成本由電費、藥劑費以及膜折舊費用組成。

　　電費：系統的總裝機容量為43.8kw，運行功率440kw/d，電費按0.7元計算，則噸水運行成本為1.03元/噸。

　　藥劑費：本工程所用的藥劑主要有次氯酸鈉、鹽酸、亞硫酸氫鈉、氫氧化鈉、阻垢劑，總的處理費用為0.32元/噸。

　　膜折舊費：主要指超濾以及反滲透膜的折舊費用，噸水運行成本為0.69元/噸。

　　總運行成本：電費+藥劑費+膜折舊費=2.04元/噸水

　　電鍍企業采用中水處理設備后，每年可節約自來水為99000噸，按自來水+排污費4.5元/噸，中水價位2.04元/噸，每年僅水費可為企業節省24.35萬元，設備投資費用為63.67萬元,，則2年半左右就可收回設備投資費用。

　　結束語

　　由于電鍍企業受到排放總量以及淡水資源匱乏的限制，中水作為電鍍企業生產用水水源已經較為廣泛的在電鍍企業開始應用。目前UF+RO工藝系統在電鍍企業中水回用越來越普遍，并且隨著膜處理技術的發展，這項技術越來越成熟。整個中水回用系統為一體集成式設備，占地面小，施工簡單，投資費用低，運行方便，不影響周邊環境。

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之二：集成膜技術處理重金屬廢酸水

曲文軍 張鮮苗

(山東天維膜技術有限公司261061)

　　摘要：許多工業生產過程中產生并排放大量的含重金屬廢酸水，這不僅嚴重污染環境，而且還造成了資源浪費。膜技術作為一種新型的分離技術，在回收廢酸的同時又能回收重金屬離子，因而在重金屬廢酸水處理中得到了較為廣泛的應用。文章全面地綜述了在重金屬廢酸水處理中應用較為廣泛的膜分離技術及其組合工藝。

　　關鍵詞：集成膜技術、膜分離，重金屬，廢酸水處理

　　含有各種重金屬離子的廢酸水主要來源于電鍍、采礦、冶金、化成箔、鋼鐵酸洗等部門，其金屬離子種類、含量及其存在形態隨不同的生產種類而異。重金屬廢酸水排入天然水體會破壞水體環境，危害漁業和農業生產，污染飲用水源。重金屬在水體中不能被生物降解，只能在各種形態之間相互轉化、分散和富集。進入人體后會在人體的某些器官中積蓄起來，構成慢性中毒，嚴重危害人體的健康。因此控制和治理重金屬廢酸水的污染備受重視。傳統上處理重金屬廢水的方法主要有中和法、化學沉淀法、離子交換法、物理吸附法等，這些重金屬廢酸水的處理方法都是一種污染的轉移，將廢水中溶解的技術轉化成沉淀或者是更加易于處理的形式，對這些物質最終的處理，通常是進行填埋。然而對環境的危害依然長期存在，常常造成對地下水和地表水的污染，對這種污染的治理常常需要付出更加昂貴的代價。

　　膜分離技術作為一種高新技術在工業廢水處理領域已有廣泛的研究和探索，由于其分離效率高、無相變、節能環保、設備簡單、操作簡便等特點，使其在水處理領域具有相當的技術優勢，已成為水處理領域中不可缺少的技術之一。集成膜分離技術應用到重金屬廢酸水的處理中，不僅使其達到達標排放的標準，而且能回收有價資源。所謂集成膜就是一種膜和另外一種或幾種膜的組合。集成膜有利用實現廢水的零排放，通過集成膜工藝，滲透液可回用生產或直接排放，濃縮液可達到回用和進一步回收處理的要求。

　　1.擴散滲析膜去除重金屬廢酸水中的酸

　　擴散滲析膜回收廢酸采用的是滲析原理，是以濃差做推動力。主要用于酸與金屬鹽類混合液的分離、提純�；厥盏乃峥裳�環使用，分離酸后的殘液可回收有用金屬。擴散滲析膜法回收廢酸，整個裝置是由一定數量的膜組成的一系列結構單元；其中每個單元由一張陰離子均相膜隔開成滲析室和擴散室，采用逆流操作，在陰離子均相膜的兩側分別通入廢酸液及接受液（自來水）時，廢酸液側的酸及其鹽的濃度遠高于水的一側，根據擴散滲析原理，由于濃度梯度的存在，廢酸及其鹽類有向擴散室滲透的趨勢，但膜對陰離子具有選擇透過性，故在濃度差的作用下，廢酸側的陰離子被吸引而順利地透過膜孔道進入水的一側。同時根據電中性要求，也會夾帶陽離子，由于H+的水化半徑比較小，電荷較少；而金屬鹽的水化半徑較大，電荷較多，因此H+會優先通過膜，這樣廢液中的酸就會被分離出來。擴散滲析裝置對酸的回收率在80%以上，金屬離子截留率在90%以上。

應用擴散滲析膜技術分離出80%以上的酸，補濃后可以繼續返回到生產工藝中應用。這樣既為企業節約了資源，又解決了酸對環境污染的問題。

　　2.去除酸后的金屬廢水的處理

　　利用擴散滲析膜技術去除了廢水中80%以上的酸，加入適量堿中和殘液中的酸，成為中性含金屬廢水。以下介紹幾種用膜技術處理重金屬廢水的方法。

　　超濾膜去除水中低含量金屬離子

　　選擇適當孔徑的超濾膜可以有效去除水中低含量Cu2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+等金屬離子的氫氧化物。用氫氧化鈉調節PH值，使重金屬離子的氫氧化物呈膠體狀態，加入絮凝劑可以使部分膠體沉淀，繼而用超濾膜截留，處理后的水中重金屬含量遠低于排放標準。通過調節PH值，還可以從超濾濃縮液中分離重金屬，有可能實現廢水處理和回收金屬的雙重目的。

　　納濾膜在重金屬廢水處理中的應用

　　納濾膜處理重金屬廢水具有操作壓力低，水通量大等優勢，采用納濾技術，不僅可以使90%以上的廢水純化，而且可同時使重金屬離子含量濃縮10倍，濃縮后的重金屬具有回收利用的價值。

　　Qdais等采用納濾膜技術回收水樣中的銅和鎘離子，結果表明：納濾膜對Cu2+和Cd2+的最佳截留率分別為96%和97%；他們同時也對含有多種重金屬離子的廢水進行了處理，結果顯示：納濾膜對重金屬離子的平均截留率達97%。Mohammad等應用納濾膜技術研究處理了Ni-P電鍍工業廢水，結果表明：使用帶負電荷納濾膜能成功分離Ni和Na混合溶液，同時也成功治理了含Ni-P電鍍工業廢水。張顯球等采用納濾膜對含Cr廢水進行試驗研究，討論了初始濃度、PH、濃差極化、共存離子對處理效果的影響，試驗結果表明：納濾膜對含Cr廢水有良好的處理效果，去除率超過了98%，出水Cr濃度小于0.5mg/l，可以達標排放或回用與鍍件漂洗。

　　反滲透膜在重金屬廢水處理中的應用

　　對于重金屬廢水的處理，國內外均進行了廣泛的研究，將反滲透技術應用于重金屬廢水的處理已經引起了各國學者的高度重視。對于重金屬離子廢水的處理，僅將廢水處理達標排放是不夠的，最理想的結果是水與重金屬離子二者都回收利用。反滲透膜是分離溶解固體的最有效的方法，可確保廢水中的重金屬離子完全去除，處理后的水質優良，可完全循環再利用。

　　Hafez等用反滲透裝置對廢水中的鉻進行了回收處理試驗，結果表明：反滲透膜技術能從污水中回收流失的鉻，且其對鉻的平均回收率超過99.8%。Qdais等用反滲透技術回收水樣中的銅和鎘離子，結果表明，反滲透對Cu2+和Cd2+的截留率分別為98%和99%；他們同時也對含有多種重金屬離子的廢水進行處理，結果顯示：反滲透膜對重金屬離子的平均截留率達99.4%。

　　有研究表明，反滲透技術可以處理電鍍行業的所有廢水，不過在反滲透之前要做一些預處理，如氧化氰化物并沉淀去除、去除懸浮顆粒、調整PH等。滲透液基本能達到去離子水的水平，完全滿足甚至超過工業生產用水的水質要求，可以直接會用。根據處理水質的不同，75%-95%的水可以回收利用，而占廢水體積15%-25%的截留液可進一步回收重金屬產品。

　　結語

　　膜法水處理技術被稱為是21世紀全人類較為看好的水處理技術，也是近年來發展最迅速，應用最廣泛的技術，有操作簡便、處理效率高、節能減排等優點。用傳統的處理方法處理重金屬廢酸水，不但能耗大，而且大多只是污染物質的轉移，會造成二次污染。在環保意識增強及水資源日益緊張的今天，以廢水回用和物質回收為目的的膜分離技術作為一種新型、高效的水處理技術普遍受到國內外水處理者的關注。用擴散滲析膜法回收利用酸，結合超濾、納濾、反滲透膜分離技術回收其中的重金屬，處理后的滲透液也能回用或者達到達標排放。

　　參考文獻：

　　〔1〕樓永通，宋偉華，羅菊芬等.200m3/d電鍍廢水膜法回收工程〔J〕。南華大學學報（理工版），2003,17（1）：55-58.

　　〔2〕QdaisHA,MoussaH.Removalofheavymetalsfromwastewaterbymembraneprocesseas:acomparativestudy〔J〕.desalination,2004,1164(2):10-110.

　　〔3〕張啟修.濕法煉銅領域中的膜技術〔J〕.有色金屬，2002,54（4）：81-85

　　〔4〕張顯球，張林生，杜明霞.納濾去除水中的有害離子〔J〕.水處理技術，2006,32（1）：6-9.

　　〔5〕鐘常明.反滲透和納濾及其耦合過程處理礦山酸性廢水的研究〔D〕.華東理工大學博士學位論文，2007.

〔作者簡介〕曲文軍（1978-），男，山東文登人，工程師，主要從事膜技術開發、應用、推廣等工作。電子郵箱：sd-tianwei@163.com

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之三：新型納米絮凝劑應用在印染PVA退漿廢水

李超良姚孟

（深圳朗盈環�？萍加邢薰�司）

1.概況

紡織工業廢水主要來自染整工段，包括退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花和整理等。其中退漿廢水水量較小，一般占廢水總量的15%左右，但污染物濃度高，有機污染物約占總量的一半，該股廢水含有各種漿料、漿料分解物、纖維屑、淀粉堿和各種助劑，廢水呈堿性，pH值為9-13，一般退漿廢水CODcr平均值能達到8000mg/L以上。上漿以淀粉為主的（如棉布）產生的退漿廢水，其CODcr、BOD5值都很高，可生化性較好；而上漿以聚乙烯醇（PVA）為主的（如滌棉經紗）產生的退漿廢水，CODcr高而BOD5低，廢水可生化性較差。

聚乙烯醇(PVA)是一種水溶性高分子聚合物，具有優良的漿膜性、粘附性、耐磨性及易與其他漿料相容的特點，在20世紀40年代就已開始作為漿料應用于紡織、造紙、化工等行業。據統計，我國僅紡織漿料耗用的PVA量就在25萬噸以上，每年產生的PVA退漿廢水達2500多萬噸，對水體造成嚴重的污染。研究者曾提出采用具有良好微生物降解性能的漿料代替PVA作為全棉等天然或混紡纖維的主體漿料，但至今尚未出現能與PVA相媲美的其他漿料，故在紡織漿料中，PVA仍將被長期廣泛應用，并且在某種程度上還有增加的趨勢。由于PVA的BOD5/CODcr<0.1，即該股退漿廢水的可生化性大幅降低，處理難度大幅增加。對此，國內外對含PVA退漿廢水的治理已進行了較多研究，具體處理方法分為物化法和生化法。生化法處理PVA廢水，降解耗時長，處理效果差；膜法操作簡便，耗能低，但膜污染嚴重，進口膜組件價格昂貴；高級氧化技術的運行成本過高，很難在工業上廣泛應用。為使PVA退漿廢水得到更好的治理，本文對其常用處理技術進行了綜述，下表1為活性污泥法去除聚乙烯醇和淀粉漿料比較情況。

為了降低印染廢水的處理難度，有效去除聚乙烯醇（PVA），國內外專家、科研單位都進行了大量研究。日本采用細菌培養法，COD污泥負荷為0.1kg/kg·d，經一個月左右時間的低負荷馴化，可逐漸將PVA分解。美國某紡織印染廠采用超濾膜裝置將含PVA質量分數為1%的退漿廢水濃縮成含PVA質量分數10%的濃縮液，超濾裝置的處理量為4.5m3/h，濃縮液產量為0.45m3/h，運行最高壓力為7×105Pa，濃縮液回用到棉布退漿，取得了好的經濟效益。但在我國，將超濾法運用于紡織染料尚處于實驗室研究與中試階段，并且超濾膜去除設備的投資和運行成本較高，不符合我國現階段的實際情況。針對該股難治理的PVA廢水，朗盈環科聯合了國內多家科研單位、重點院校，重點開發了經濟實用新型納米凝結法工藝，該處理工藝不僅可以降低廢水中PVA和CODcr污染，同時還可獲得較好的經濟與社會效益。

2.聚乙烯醇（PVA）納米凝結工藝機理

2.1PVA去除機理

PVA屬于非離子型有機聚合物，一般凝聚劑產生的電荷對其吸附作用較弱，對PVA的去除幾乎沒有效果，但在我司專項研發的納米絮凝劑（LY-P303)溶液環境中，由于藥劑相關作用，可使退漿廢水中的PVA以凝膠形式放出（見圖4）。從而達到去除PVA的效果。

2.2影響因素分析

通過研究應用案例發現，納米凝結劑的投加量以及聚乙烯醇（PVA）的去除率受到以下幾個因素的影響：

溫度：處理溫度以25～50℃為宜；溫度過低,導致反應不完全；溫度過高，則凝結的PVA呈粘膠狀，去除效率下降；

pH：過高或過低的pH都會使去除率降低，甚至不能發生凝結反應，較佳的pH范圍為7.5～9.0；

反應時間：凝結反應在10～15min內已基本完成；

攪拌速度：反應進行過程中，攪拌轉速需高于200r/min，較高的攪拌速度可以使反應更為完全，從而有利于提高去除率。

納米凝結劑投加量：4～8kg/t.水，可視退漿液的濃度作適當調整。

3應用案例剖析

3.1運行方式

運行方式可采用連續式和間歇式兩種方式，其優缺點對比見下表2。

從經濟效益比較分析可知：間歇式運行穩定，易于控制，運行較為經濟，但勞動強度相對較高，建議可適當地增加自動控制予以改進。

納米凝結法具體工藝流程見下圖：

3.2運行狀況

我司經過多年實踐探索，已總結出一套完整且成熟的納米凝結反應裝置，下表3為我司部分應用案例運行數據。

采用納米凝結法工藝處理后，能大幅度去除PVA、有效降低CODcr，保證后續生化系統的正常運行，并且有效降低水體污染。

3.3應用案例和產品圖片

4.環境、經濟和社會效益分析

某廠每年加工坯布約60,000km，其中95%以上為滌棉布，PVA上漿率為5%，其布重以10kg/100m計，經退漿進入煮漂廢水的PVA為285,000kg，其中有20%的PVA可去除率達90%以上，則每年排放廢水中的CODcr可減少68,400kg，這大大降低了廢水處理設施的負荷，有效地提高了廢水的可生化性，利于紡織印染廢水后級生化的處理，保護水環境。

5.結論

采用我司自主研發的納米凝結法，可有效去除紡織印染退漿廢水中的PVA。這已在多個生產性規模的工程項目上得以運行實現，實施案例的PVA和CODcr去除率均達90%以上。本納米絮凝劑材料、工藝設備簡單，操作方便，且不存在二次污染，去除后的PVA經深度改造后可制成其他產品，具有較好的環境效益和一定的社會經濟效益。

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之四：超聲波處理高濃度有機廢水

譚飛

張家港市港威科凈電子有限公司

　　高濃度有機廢水主要分布在化工、冶金、煉焦、輕工、食品等行業，對環境造成了嚴重的污染。按其性質和來源大體可分為三大類：1.易于生物降解的高濃度有機廢水，一般來自以農牧業產品為原料的工業廢水，如食品工業廢水；2.高濃度有機廢水中的有機物是可以生物降解的，但廢水中含有其他有害物質，廢水主要來自制藥工業和部分化工行業；3.難于生物降解和含有有害物質的高濃度有機廢水，主要來自合成化學行業，如染料工業、農藥工業等。對于后兩類廢水生物方法通常無法達到處理要求，而采用物理化學方法處理高濃度有機廢水，成本很高，每噸水處理費用達到數十元，高昂的處理費用使得大量高濃度難降解有機廢水得不到有效處理而排放，所以研究高濃度有機廢水的治理，完善其治理技術，是十分迫切的任務。

　　很多研究表明，生物降解過程中存在真一些具有共同特性的關鍵步驟，一般是跨越膜的傳質過程和圍繞關鍵酶的反應過程，因此生物降解活性可能是其親脂性與電子效應的加和，以及其他次要因素（如立體效應等）的綜合反應。難以降解物質之所以在生化過程中分解速率緩慢，是因為某些功能團難以為微生物打開，從而成為生化反應的限制步驟。如果能在預處理中破壞這些功能團，打開其化合鍵，或者在芳香環中引入羥基而改變其結構，就可以打破這些官能團對生物降解的限制作用，極大地提高生化反應的速率，超聲波處理可以快速有效地做到這一點。

　　利用超聲波降解水中的化學污染物，尤其是難降解的有機污染物，是近年來發展的一項新型水處理技術。它集高級氧化技術、焚燒、超臨界水氧化等多種水處理技術的特點與一身，具有反應條件溫和、速度快、適用范圍廣等特點，可以單獨使用或與其他技術聯合使用，具有很大的發展潛力。超聲波能在水中引起空化效應，產生約4000K和100Mpa的瞬間局部高溫高壓環境（熱點），同時以約110m/s的速度產生具有強烈沖擊力的微射流的沖擊波。水分子在熱點達到超臨界狀態，并分解成羥基自由基、超氧基等，其中，羥基自由基是目前所發現的最強的氧化劑。有機物在熱點發生化學鍵斷裂、水相燃燒、高溫分解、超臨界水氧化、自由基氧化等反應，這些效應加上聲場中的質點振動、次級衍生波等為有機物降解提供了其他方法難以達到的多種途徑。

超聲降解有機物的動力學研究

　　有機物的超聲降解過程遵循表現一級反應動力學規律。瞬間空化泡崩潰時釋放出的巨大能量是引起聲化學反應的主動力，伴隨空化泡崩潰所產生的機械效應與化學效應反應在三個不同的空間內，即空化泡內部，此時空化泡本身猶如一個高溫高壓反應器；緊靠空化泡壁的氣（汽）液交界面；離交界面更遠一些的區域及主體溶液相，有機物將受到沖擊波及隨沖擊波擴散而來的活性自由基作用。

超聲降解高濃度有機廢水的影響因素

　　（1）超聲波功率

　　在超聲波作用下，有機物的降解通常遵守一級動力學反應。超聲降解反應速率一般隨聲強的增大而增加，但強度過高會適得其反。因為聲能太大，空化泡會在聲波的負壓相長得很大而形成屏障，使系統可利用的聲能反而降低，降解速率因此下降。

　　（2）超聲波頻率

　　研究表明，高頻超聲波有助于提高超聲降解速率，這是由于羥基自由基的產率隨著聲頻率的增加而增加。事實上，在超聲降解過程中，超聲強度和頻率之間有一個最佳匹配，而且頻率的選擇與被降解有機物的結構、性質以及降解歷程有關，并不是所有情況下高頻超聲波有利于降解。

　　（3）廢水中的溶解氣體

　　溶解氣體對超聲降解速率和降解程度的影響主要有兩方面的原因：一是溶解氣體對空化泡的性質和空化強度有重要的影響；另外溶解氣體如N2、O2產生的自由基也參與降解反應過程，因此，影響反應機理和降解反應的熱力學和動力學行為。超聲空化產生的最高溫度和壓力總是隨著絕熱指數r增大而升高。對單原子氣體，r=1.666，而多原子氣體（如泡腔內的空氣、水蒸氣或有機物蒸氣）的絕熱指數總是小于單原子氣體，例如，從飽和的水溶液r=1.33�？梢�，在超聲降解過程中，使用單原子稀有氣體總能提高降解的速率和程度。

　　（4）廢水的性質

　　液體的性質如溶液黏度、表面張力、PH以及鹽效應都會影響溶液的超聲空化效果。溶液黏性對空化效應的影響主要表現在兩個方面：一方面它能影響空化閥值，另一方面它能吸收聲能。當然溶液黏度增加時，聲能在溶液中的黏滯損耗和聲能衰減加劇，輻射溶液中的有效聲能減少，致使空化閥值顯著提高，溶液發生空化現象變得困難，空化強度減弱，因此，黏度不太高有利于超聲降解。隨著表面張力的增加，空化核生成困難，但是空化氣泡崩潰時產生的極限溫度和壓力升高，有利于超聲降解。當溶液中有少量的表面活性劑時，溶液的表面張力迅速下降，在超聲波作用下有大量泡沫產生，但空化泡崩潰時產生的威力很小，因此不利于超聲降解。

　　（5）、反應溫度

　　溫度對超聲空化的強度和動力學過程具有非常重要的影響，從而造成超聲降解的速率和過程的變化。溫度升高會導致氣體溶解度減小，表面張力降低，飽和蒸氣壓增大，這些變化對超聲空化是不利的。一般生化學效率隨溫度的升高呈指數下降，因此，聲化學過程在低溫（20℃）進行較為有利，超聲降解一般都在室溫下進行。

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之五：聚合氯化鋁鐵（PAFC）在污水脫磷中的研究應用

　　隨著國家環保形勢的日益緊迫和新的污水處理標準的嚴格執行，許多污水處理廠不得不面對深度處理達到一級A的排放標準這一現實,標準非常明確規定了各項排放指標，就目前的處理設備方面和工藝看，無論是氧化法、活性污泥法、還是其他的方法，基本上能達到COD和BOD以及氨氮的去除率。但是總磷指標稍顯不合要求，并且出現嚴重的季節性，波動很大。許多污水處理廠對此頭痛不已，且深度處理費用居高不下，使總體的污水處理成本升高、工作量增大。為此我公司的技術人員就這一問題查閱了大量的文獻資料、征詢了許多專家建議、并且協同污水處理廠在各個進出水點進行了多次取樣處理并分析，經過長達3個月的調整和調試，終于在2011年12月做出含高鐵的聚合氯化鋁鐵液體產品，并通過多個城市污水處理廠的試用達到滿意效果。為此石家莊禹之劍凈水劑有限公司技術人員特向污水業界同仁把這一分析和試驗過程分享一下，以期待共同為中國的環保事業做點貢獻。

　　磷是生物生長的必需元素之一，但水體中含磷量過高（如超過0.2mg/L）會造成藻類的過度繁殖導致湖泊、水庫等緩流水體富營養化，可造成湖泊、河流水的透明度降低、水質變壞。

　　城市生活污水（含少量的工業廢水）中常含有較大量的磷，通常難于同時滿足生物脫氮及生物除磷對氮碳源的需求，從而導致污水處理除磷效率低下。

　　含磷化合物可分為有機磷與無機磷兩類。有機磷有葡萄糖-6-磷酸，2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等；無機磷以磷酸鹽形式存在：包括正磷酸鹽（PO4-3），偏磷酸鹽（PO3-），磷酸氫鹽（HPO42-）,磷酸二氫鹽（H2PO4-）等。在以生活污水為主的污水處理廠，居民的洗滌用水也是磷的主要來源。

　　聚合氯化鋁鐵PAFC與PAC處理生活污水比較：

　　1、相同量的污水PAC用量為4ml/L而PAFC只用3.5ml/L效果相同，并且除濁率到達98%以上。

　　2、因PAFC含鐵量高（一般都在4%左右）因此產生絮凝快。

　　3、操作簡單，除磷效果好，并且結果穩定可靠，不會出現磷的重新釋放而導致二次污染。

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