双碱软化和电催化氧化处理页岩气采出水研究

针对页岩气采出水水质特点,对其进行了双碱软化和电催化氧化工艺处理研究,对比了碱一Ca(OH)₂和NaOH的软化效果,同时考察了碱二NaCO₃投加量、电催化氧化pH、电流密度、极板间距等关键参数对处理效果的影响。结果表明,NaOH的软化效果明显优于Ca(OH)₂,当pH为11.0,Na₂CO₃投加量2000 mg/L,经双碱软化处理后,COD_Cr从757.68 mg/L降至478.14 mg/L,去除率为36.89%,硬度从2400 mg/L降至110 mg/L。电催化氧化的优化参数为：pH为8、电流密度15 mA/cm²、极板间距2 cm,反应30 min,出水COD_Cr为25.16 mg/L,去除率达94.74%,反应过程电流效率和能耗分别为79.94%和15.92 kW·h/kgCOD_Cr。最终出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A排放标准。     

脱硫废水中镁离子资源化回收技术研究进展

介绍了国内外脱硫废水中镁离子回收的各种工艺路线和应用现状,并对现有的镁离子资源化回收工艺进行对比,以及未来的发展方向进行展望。认为应根据脱硫废水水质、总含盐量,特别是废水中Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-和Cl^-的摩尔比例以及经济性多方面综合考虑,从废水中回收Mg(OH)₂或MgSO₄产品盐,不建议回收MgCl₂产品盐。     

某填埋厂垃圾渗滤液“化学软化+TUF+板框压滤”的应用研究

某填埋场圾渗滤液采用“预处理+卷式物料膜+DTRO/STRO+MTRO”工艺,为减低各工艺单元的结垢风险,采用“化学软化+管式超滤膜设备(TUF)+板框压滤”工艺进行预处理,并考察泥饼成型效果。通过小试及中试实验,探究最优化学加药方案、除硬效果、COD 去除率、TUF 运行参数、膜污染的种类以及回流管路优化。结果表明,化学软化的最优加药方案为投加 5 000 mg/L 的 Ca(OH)₂、4 000 mg/L 的 Na₂CO₃,其中总硬、Ca²⁺、Mg²⁺、COD 的去除率为51.7%、85.7%、20.0%、30%;TUF 运行时控制 83.3% 的回收率,稳定膜通量为 75～85 L/(m²·h),污染周期大于 3.2 d,超滤膜污染主要为有机物污染,其超滤膜外排的浓缩液能有效通过板框压滤形成泥饼,残渣量为15.0 kg/t水;污泥罐上清液回流至 TUF 进料罐会加速膜通量衰减,板框滤液回流至 TUF 进料罐能提高膜通量。该研究结果可为垃圾渗滤液预处理...     

钙添加剂对Na2CO3催化高铝煤焦水蒸气气化反应性的影响

以孙家壕高铝煤为实验煤样,将煤样在800℃制成煤焦,采用热重分析仪(TGA)研究了钙添加剂对孙家壕煤焦Na₂CO₃催化水蒸气气化反应性的影响。结果表明：Ca(OH)₂对孙家壕煤焦水蒸气气化具有催化作用,在对孙家壕煤焦进行800℃Ca(OH)₂催化水蒸气气化时,Ca(OH)₂的负载量在15%(质量分数,下同)时达到饱和;通过比较Na₂CO₃和Ca(OH)₂对孙家壕煤焦800℃水蒸气气化的催化活性,发现Na₂CO₃的催化气化活性比Ca(OH)₂的催化气化活性大,负载5%Na₂CO₃和10%Ca(OH)₂的孙家壕焦的800℃水蒸气气化反应性相等;添加10%Ca(OH)₂添加剂可以使负载10%Na₂CO₃的孙家壕煤焦在700℃...     

交联淀粉负载氢氧化镁复合材料对Cu2+的吸附性能

以交联淀粉和MgSO₄·7H₂O为原料，NaOH为碱化剂，制备了交联淀粉负载氢氧化镁复合材料IStMg(OH)₂，采用FTIR、SEM、EDS、XRD对其进行了表征，并将其用于对模拟废水中Cu²⁺的吸附去除，考察了IStMg(OH)₂投加量、pH、Cu²⁺初始浓度等因素对ISt-Mg(OH)₂吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明，当Cu²⁺质量浓度为20mg/L,pH=5.32,ISt-Mg(OH)₂投加量为300 mg/L，吸附温度为25 ℃时，Cu²⁺的去除率可达91.7%。吸附等温线拟合结果表明，ISt-Mg(OH)₂对水中Cu²⁺的吸附过程符合Langumir吸附模型，为单分子层吸附过程，在25 ℃时，拟合饱和吸附量为82.78 mg/g。吸附动力学数据拟合结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型，属于...     

碱性发酵污泥脱水性能的变化及其原因分析

通过控制温度在25℃和35℃,利用Ca(OH)₂和NaOH调节碱性发酵过程中pH至10,研究了碱性产酸发酵过程中碱性发酵液脱水性能的变化,并且分析了影响碱性发酵液脱水性能的因素。研究发现NaOH条件下得到的发酵污泥的脱水性能比Ca(OH)₂条件下得到的发酵污泥的脱水性能差,同种碱试剂条件下,35℃条件下的发酵污泥脱水性能比25℃条件下差。通过对溶解的蛋白和多糖含量的分析,得出在一定范围内,两者的含量与标准化CST(毛细吸水时间)存在较好的线性关系,并且单位多糖比单位蛋白更能引起发酵污泥脱水性能的恶化。通过对溶解的蛋白多糖结合Zeta电位、平均粒径分析,得出温度和Ca²⁺可能是引起碱性发酵污泥脱水性能差异的根本原因,Ca²⁺能中和胶体表面较多的负电荷,在污泥絮体之间起到良好的吸附架桥作用,从而不利于污泥的水解,抑制有机物的溶出,而有利于污泥的脱水。从脱水成本和产酸量综合分析,Ca(OH)₂比NaOH更适合作为碱试剂调节pH,25℃条件下更适合作为碱性发酵的温度。     

UV/Na2CO5降解水中咪唑类离子液体影响因素的研究

采用UV/Na₂CO₅技术去除水中24种咪唑类离子液体,探究了过碳酸钠(Na₂CO₅)浓度、不同初始pH、无机离子种类、腐殖酸(HA)浓度和不同真实水体等对降解的影响,并通过自由基淬灭实验推断了反应体系中起作用的自由基。实验结果表明,24种咪唑类离子液体的光降解均符合假一级动力学,但光降解速率常数与其自身结构性质未呈现明显相关性。离子液体的光降解速率随着Na₂CO₅浓度的升高而增加,当Na₂CO₅与1-辛基-3甲基咪唑溴盐(IL-5)的摩尔浓度比为10:1时,IL-5在5 min之内几乎可以100%被降解。反应体系的pH对IL-5的降解有重要影响,当pH=8时,IL-5的降解速率常数最高,为0.011 4 s^-1。Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-对IL-5的光降解无影响,SO...     

气田采出水复合除铁、除钙工艺

由预处理环节水质及精馏塔垢分析可知,管线堵塞的主要原因是含铁、含钙量严重超标,导致结垢物堆积在输水设备及管线内部,同时引起垢下腐蚀,影响气田采出水处理设备的正常运行。鉴于绝大多数处理厂仅考虑铁离子的去除,而未考虑Ca²⁺的去除,本文首次在采出水预处理环节对除铁和除钙工艺进行复合,通过筛选适宜的除铁除钙剂,优化加药顺序、加药反应时间、静置时间等参数,开发出适用于气田采出水处理的复合除铁除钙工艺。结果表明,现场加药量为H₂O₂ 500mg/L、NaOH 500mg/L、PAC 50mg/L、PAM 4mg/L,除钙剂与Ca²⁺的摩尔比为1∶1,加药顺序为Na₂CO₃→H₂O₂→NaOH→PAC→PAM,反应时间7min以上,静置5h以上时,气田采出水中的总铁离子含量可由153.24mg/L降至0.3338mg/L,Ca²⁺由5495mg/L降至520mg/L,其中总铁离子降幅为99.8%,Ca²⁺降低了90.54%,矿化度大幅度降低可避免后续环节堵塞,从而保障气田采出水处理系统高效运行。     

脱硫废水纳滤浓水回流辅助软化实验研究

纳滤技术广泛应用于脱硫废水分盐处理中,纳滤技术可以实现脱硫废水中Cl^-和SO₄^2-的分离,其中分离出的SO₄^2-进入到纳滤浓水中。纳滤浓水中的SO₄^2-可以与脱硫废水中的Ca²⁺反应生成Ca SO₄微溶物沉淀,从而起到废水软化效果。通过模拟实验和工程实验分别进行了纳滤浓水回流辅助软化脱硫废水实验。实验结论证实,纳滤浓水回流后可以明显的降低废水中的钙离子浓度,起到辅助软化的作用。     

球型纳米颗粒Ca（OH）2的制备及其强化污泥电渗透干化研究

为了探究纳米Ca（OH）₂强化污泥电渗透干化的可行性,在常温条件下采用液相沉淀法制备Ca（OH）₂,并将制备得到的球型纳米颗粒Ca（OH）₂用于强化城市污泥的电渗透干化。结果表明,在分散剂的用量为8 mL、表面活性剂质量为0.2 g、搅拌时间为30 min、NaOH用量为60 mL、滴加速率为4.6～5 mL/min时,纳米Ca（OH）₂的纯度可达到94.02%。制得的纳米Ca（OH）₂为结晶度完整的球型和椭球型颗粒,并对污泥电渗透干化具有良好的强化作用,当通电电压为40 V、纳米Ca（OH）₂质量分数为20 mg/g DS时,电渗透干化污泥的含水率可降至57.69%。     

复盐结晶法对除菱锰矿浸出液中镁分配规律研究

电解锰生产系统中Mg²⁺循环累积已成为该行业的共性技术难题，研发经济实用的除镁方法，符合双碳目标背景下的技术发展方向。研究了一种复盐结晶法来控制电解锰系统中Mg²⁺浓度。在硫酸锰溶液中加入Al₂(SO₄)₃·18H₂O生成无定形态氢氧化铝，利用无定形态氢氧化铝的特殊性质，结合传统的复盐结晶技术，将硫酸锰溶液中Mg²⁺的质量浓度控制在20 g/L以下，并获得有一定附加值的锰镁铝氧化物的前驱体。利用XRD、EDS、ICP-MS等检测手段，通过单因素和正交实验得到以下结论：当以铝镁物质的量比为0.3加入铝盐、反应温度为80℃、反应p H为6、反应时间为1 h时，Mg²⁺分配系数为0.43、Mn²⁺损失率为31.51%，溶液中Mg²⁺质量浓度为17.525 g/L、Al³⁺质量浓度为0.205×10^-3 g/L，达到预期目标，可保证电...     

浓盐水深度处理及零排放资源回收

摘要针对反渗透浓盐水中的高COD_Cr、高盐特点,提出深度处理及排放资源回收方案为化学软化-高级氧化-超滤-树脂软化-高压反渗透-纳滤分盐-电渗析浓缩-双极膜电渗析酸碱再生。重点考察了化学软化、高级氧化、树脂软化以及电渗析和双极膜电渗析满足处理要求时的最佳操作参数。结果表明,化学软化最优加药量为理论值的1.2倍,使Ca²⁺、Mg²⁺质量浓度分别降低为3.29、2.04 mg/L,满足树脂软化硬度进水要求;高级氧化对比了O₃催化氧化、Fenton氧化、O₃/H₂O₂复合氧化的效果,其中O₃/H₂O₂复合氧化效果最优,反应1.0 h,COD_Cr去除率为66.41%,出水COD_Cr质量浓度<100 mg/L,满足树脂软化及后续膜系统进水要求;SO₄^2-的存在会降低树脂软化硬度去除效率,...     

MAP法+臭氧处理老龄垃圾填埋场渗滤液的实验研究

垃圾渗滤液是一种可生化性差、碳氮比失衡的废水,处理难度大,若不经过严格处理,会对环境造成严重的危害。MAP法在pH=10、n(Mg²⁺):n(NH₄⁺):n(PO₄^3-)为1.3:1:1条件下能够去除垃圾渗滤液中93.75%的氨氮,并且能够去除部分COD,然后采用单因素实验法考察臭氧流量、反应时间、垃圾渗滤液pH以及H₂O₂投加量对垃圾渗滤液处理效果的影响,确定实验的最佳反应条件为：臭氧浓度75 mg/L、臭氧流量0.7 L/min、反应时间20 min、pH为8.9、n(Η₂Ο₂)/n(Ο₃)为0.5,出水水质为COD为543 mg/L、BOD₅为225 mg/L、BOD₅/COD为0.414,、氨氮质量浓度为10.2mg/L、总氮质量浓度为66.5 mg/L。     

“化学软化+TUF”组合工艺在焚烧厂垃圾渗滤液的应用研究

采用“化学软化+TUF”对焚烧厂垃圾渗滤液MBR产水进行预处理,探究了不同Ca(OH)₂加药量的软化效果、管式超滤膜的运行稳定性及组合工艺的处理效果、膜污染控制方式和反渗透运行稳定性。结果表明：Ca(OH)₂加药量占比为90%时,组合工艺对硬度、SiO₂、COD的去除率分别为94.3%、66.7%、30.0%,出水浊度为0.22 NTU,说明组合工艺对硬度、COD、SiO₂、浊度均有较好的去除效果。管式膜产水平均通量在390 L/(m²·h)左右,运行压力稳定在0.25 MPa,通量和压力运行稳定,反洗通量恢复性好。采用HCl(5%)+NaOH(3%)+NaClO(5%)的化学清洗方式可能较好地恢复膜通量。组合工艺除硬除浊处理后,后续反渗透运行稳定性明显改善。本研究可以为“化学软化+TUF”在焚烧厂渗滤液废水预处理阶段的应用提供参考。     

低有机质污泥投加药剂联合低温热水解及后续厌氧发酵研究

污水厂污泥量日益增加,所含的有机物可用于厌氧发酵产甲烷,但目前多数污水处理厂多为低有机质污泥。本文围绕低有机质污泥投加不同药剂联合低温热水解对污泥溶解性物质变化及厌氧发酵规律的影响情况进行研究。结果表明,投加药剂联合低温热水解不仅有助于有机物[可溶糖、可溶蛋白和TVFA（挥发性有机酸（]的溶出与生成,而且有助于后续厌氧发酵产甲烷。在本实验所研究的低温热水解（污泥含固率为8%,热水解处理温度为90℃,处理时间为24 h）及药剂投加量[NaOH：0.018 g·（g DS（^-1、Ca（OH（₂：0.016 g·（g DS（^-1、CaCl₂：0.0375g·（g DS（^-1]的条件下,有机物溶出与生成的效果为NaOH> Ca（OH（₂> CaCl₂,其中热水解联合NaOH中可溶糖、可溶蛋白和TVFA浓度分别达到3051 mg·L^-1、10686 mg·L^-1和5740 mg·L^-1。对于产甲烷促进效果为NaOH> CaCl₂> Ca（OH（₂,其中投加NaOH后最大累积产甲烷量可达到101.9 ml·（g VS（^-1。     

煤化工含盐废水近零排放的预处理研究

研究了化学沉淀法对不同煤化工企业含盐废水的除硬预处理效果。研究发现,900 mg/L的NaOH可将废水(一)的出水总硬和钙硬分别控制到100mg/L和25mg/L,去除率分别为90.9%和96.4%;500mg/L的NaOH或者500 mg/L的Ca(OH)2都能够将废水(二)的出水总硬和钙硬分别控制在150 mg/L和60 mg/L以下,去除率分别高于80.0%和88.0%;但是,在废水(三)的研究中发现,在碱度足够的情况下,1 400 mg/L以下的Na OH或700 mg/L以下的Ca(OH)2都无法起到软化的效果,只有在pH大于12的情况下,外加700 mg/L的Ca(OH)2和600 mg/L的Na2CO3或者外加200 mg/L的Mg Cl2·6H2O和400 mg/L的Ca(OH)2,可以将出水总硬维持在150 mg/L以下。     

油田聚合物溶液黏度的影响因素研究

为降低离子对聚合物溶液黏度的影响，研究了K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、S^2-离子溶液对聚合物黏度的影响规律。研究表明，二价阳离子的影响比一价阳离子的影响大，阳离子中Fe²⁺的影响最大，阴离子中S^2-的影响最大。随着阳离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺浓度增加聚合物溶液黏度降低，当K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子质量浓度分别为40,1 000,60,50 mg/L时对母液黏度稳定性影响最大，此时1 500 mg/L聚合物溶液黏度降到110 mP·s。因此，对于油田选用配聚用水时，需要严格控制Fe²⁺和S^2-的出现并保证K⁺、N...     

含铁氰化物和亚铁氰化物及草酸盐混合废水的处理

针对含铁氰化物和亚铁氰化物及草酸盐混合废水的特性,研究Ca(OH)₂投加量对废水中重金属离子和COD去除的影响;研究温度以及亚硫酸钠和硫酸亚铁的投加量对废水中铁氰化物和亚铁氰化物去除的影响。结果表明,在常温常压条件下,投加40 g/L的Ca(OH)₂固体和3.2 g/L的FeSO₄·7H₂O固体,可使废水满足污水综合排放标准(GB8978-1996)中COD<500 mg/L、Mn²⁺<1 mg/L、 CN_T<0.5 mg/L的排放要求。     

碱性添加剂在钛硅分子筛/H2O2催化丙烯环氧化反应中的作用

考察了反应溶液中碱性添加剂{氨水（NH₄OH）、氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠（Na₂CO₃）、碳酸铵[(NH₄)₂CO₃]和四甲基氢氧化铵（TMAOH）}及其浓度对钛硅分子筛（TS-1）催化丙烯环氧化反应性能的影响,并采用紫外拉曼光谱（UV-Raman）与气相色谱（GC）联用原位分析（Raman-GC）碱性添加剂的作用机理。结果表明：反应体系中添加碱性添加剂可有效改善TS-1催化丙烯环氧化反应的选择性。不同碱性添加剂对TS-1催化丙烯环氧化活性和稳定性影响不同,NaOH、Na₂CO₃和TMAOH的添加造成催化活性和稳定性降低。NH₄OH或(NH₄)₂CO₃作为添加剂改善环氧化反应选择性的同时提高了反应稳定性,其中以(NH₄)₂CO₃效果最佳。添加(NH₄)₂CO₃浓度为8.0×10^-4mol/L时,TS-1催化丙烯环氧化在固定床反应器上连续运行336h时,X(H₂O₂)仍保持在90%以上。原位Raman-GC分析发现,反应体系中NH₄OH和(NH₄)₂CO₃添加可加快反应活性中间体Ti-OOH(η²)基团的生成,促进反应产物从活性中心快速扩散,从而提高丙烯环氧化反应选择性和稳定性。     

流化床阻垢系统对CaCO3非稳定晶型影响机制研究

研究了不同回流速率和Ca²⁺浓度在流化床反应器中对结垢过程碳酸钙(Ca CO₃)晶型的影响因素及相关机制。结果表明，流化床水力扰动可以阻止结晶前驱物向稳定相方解石转变。Ca²⁺质量浓度为2 000 mg/L时，回流速率提升促进非稳定相球状霰石和文石增长，最高占比可达90%以上(10 m/h)，控制Ca CO₃结晶终止于亚稳阶段。回流速率为8 m/h时，Ca²⁺浓度升高利于非稳定相玫瑰状及球状霰石生成，霰石含量可达90%以上，证明高钙浓度利于抑制霰石向方解石转变，形成有效阻垢。