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  • 罗门哈斯树脂2019年水处理新技术抛光树脂

罗门哈斯树脂不断发展的海水淡化工业为世界干旱的沿海地区生产饮用水和农业用水,但它也产生了大量高浓度盐水废弃物,常见的解决方案是将这些废弃物倾倒回大海中进行处置,这一过程需要昂贵的泵送系统,并且必须小心管理以防止破坏海洋生态系统。现在,麻省理工学院的工程师说他们找到了更好的方法抛光树脂。

 

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该方法利用废盐水生产氢氧化钠、盐酸等产品。氢氧化钠(又称苛性钠)可用于对进入海水淡化厂的海水进行预处理,改变水的酸度,有助于防止含盐水对过滤膜的污染,这是造成很多反渗透海水淡化厂运行中断和发生故障的主要原因。

 

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盐酸是海水淡化厂和许多其他工业生产过程常用的另一种重要化学品,其可用于海水淡化厂部件的清洗,也可广泛用于化学品的生产和作为一种氢源。

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污水变清水、海水变淡水、雨水变净水一直是科学家们着力科研攻关的方向,而重力驱动陶瓷膜过滤技术是实现这一目的的重要技术手段。4月12日,哈尔滨工业大学进行了技术成果发布,该校环境学院马军教授课题组在全球揭示了陶瓷膜与污染物之间的相互影响关系,为陶瓷膜选择、制备、修饰和膜滤性能优化调控提供了重要理论依据。

 

据介绍,重力驱动陶瓷膜是一种重要的水处理技术,因其能耗低、运行稳定和维护简单等优良特性而备受关注,在给水处理、污水处理、中水回用、油水分离、雨水利用、家庭饮水处理和海水预处理等诸多领域具有广阔应用潜力。

 

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但重力驱动膜运行过程中污染物截留机理与膜污染机制是影响膜过滤效能的核心问题,一直都没有找到“答案”。哈工大马军教授团队揭示了在低压水力作用条件下,膜与污染物间界面静电作用很大程度上决定了重力驱动陶瓷膜的过滤效能,并且膜界面静电作用的影响随驱动压力的降低而显著增强。因此,通过调控陶瓷膜界面电学性能将大幅度提高重力驱动陶瓷膜的过滤性能。这一发现将对重力驱动陶瓷膜技术产生重大影响,提高水处理效率,降低水处理成本。

 

这一成果已作为亮点文章在国际著名期刊《环境科学与技术》上刊出。

 

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目前主流的水处理技术一般由多工序组成,原因是水中污染物的特异性需要通过不同的手段来去除。科学家们一直在寻找更加简便的处理工艺。最近来自北京大学与耶鲁大学的联合团队在这方面取得了重大进展他们受到海洋生物海葵的启发,研发了一种一步式污水深度处理技术。

 

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海葵的形变功能和捕食特性很有特点:它们在休息的时候会蜷缩成一个小球,触手被包裹在身体内部;而在捕食的时候,它们则会将自己的身体外翻、扩张,触手暴露在外捕获食物。如果能够模仿海葵的结构和捕食特征,制备智能化纳米絮凝剂,则既能保证其在保存过程中的的稳定性,又能实现絮凝过程中对小分子污染物的抓捕。

 

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研究团队从仿生学入手,利用油脂有机基团和极性无机硅酸铝的复合物做成核壳结构的纳米颗粒,成功复制了海葵的构造来模仿其行为:在低于4的pH下,这些颗粒是处于闭合态,但在较高的pH环境下(例如在污水中),水会包围硅酸铝复合物,颗粒被翻开并露出它们触须状的有机内核。

 

近日从南京大学获悉,该校朱嘉教授团队研发成功的一种 “纳米黑金”材料,目前正在江苏沿海某县建设500吨级海水淡化生产线,使用该技术后,海水淡化前后盐度降低4个数量级,产水速度快、产水质量高、适用于各种水质,并且不需要其它能耗,只需太阳能即可。

 

在南京大学现代工程与应用科学学院实验室里,记者看到了这款纳米材料做成的斗笠状、直径60厘米的便携式太阳能海水净化装置移动水堡。把它放在污水表面,太阳照射后,纳米材料吸收阳光并转化为热能,产生水蒸气,蒸馏得到的纯净水顺着斗笠壁收集到净水袋中。在夏天光照好时,每平方米每小时就能收集净水1升,远超市面上同类产品。

 

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俄罗斯南乌拉尔一所大学开发出一种可以清洁污水的混合吸附剂,可高效从污水中把重金属吸附出来。目前,这种吸附剂已经通过测试,并获得了专利。

 

吸附剂具有大表面、高度开放多孔的结构,由硅酸盐、水云母、火山玻璃形成的颗粒状热处理混合物组成,大大提高了把重金属从污水中吸出来的能力。该大学建筑研究所主任、吸附剂的研发者德米特里·乌尔里希说:“混合物成分比例的选择是为了确保所清洁污水的过滤速度不低于技术指定速度。吸附过程的重要指标是吸附剂与受污染污水的接触时间,因此依靠所选定比例,吸附剂的结构确保了系统的孔隙率。”

 

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乌尔里希称,新型吸附剂能够吸收重金属盐(铜、铅、锌)、石油和石油制品、放射性核素、毒素、农药和其它有毒化合物。目前,研究人员正在寻求工业伙伴——对清洁污水感兴趣的矿山开采企业和冶金企业。

 

2019年全国共产生近百亿吨生活污水和工业废水,高浓、高毒、高混杂以及低温、低碳的“三高两低”废水处理已成为共性难题。而近日,从2018年度重庆市科学技术奖励大会上获悉,经过十几年筛选培育,重庆理工大学化学化工学院赵天涛团队得到多株全好氧微生物菌剂,成功研发了新型生物处理技术,让“三高两低”废水有了更好的解决策略。

 

在重庆理工大学“重庆市化工过程减排与污染控制工程技术研究中心”实验室内,模拟不同情境排出的生活污水、工业废水注入各自装有极端环境微生物菌剂的实验反应器里,器皿里污浊的水泛起层层气泡,经过一系列反应后排出较为清澈的水。

 

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“根据作用微生物的不同,生物法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两个阶段,而我们在世界上第一次提出全好氧菌剂的概念,推出了全好氧生物处理技术。”赵天涛介绍,简单来说全好氧生物处理技术是指在单一构筑物及好氧条件下,实现有机物、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等污染物同步高效去除的新型生物处理技术。

 

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极端环境微生物具有普通微生物不可比拟的抗逆能力和多元胁迫条件的适应机制,以及耐受性好、生物活性高、降解效能强等优势,他们筛选了高耐有机氯、苯酚、甲醇和氨氮共四大类强抗逆菌株,并研制了可定制复合菌剂,实现了优势菌株高密度、高活性快速繁殖。

 

 

抗生素是世界上用量最大、使用极广泛的药物之一。我国每年有成千上万吨的抗生素类药物被用于畜禽养殖业和人类医疗中。但是,多数抗生素类药物在人和动物机体内都不能够被完全代谢,会以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外。而被排出体外后的抗生素代谢物仍然具有生物活性,还能在环境中进一步形成母体。如何降解处理水体中的抗生素,已成为环保治理之殇。

 

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日前,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物所黄青研究员课题组与安徽华丰环保节能科技有限公司合作,研发了低温等离子体废水处理技术,利用自行研制的医疗废水处理一体机产生臭氧,对喹诺酮类抗生素为代表的诺氟(Noroxin)沙星进行降解处理。这种处理技术简便易行、成本较低且一般不会产生二次污染,目前已成功应用于40多个污水处理案例。

 

与此同时,他们还利用表面增强拉曼光谱分析降解产物,研究了其降解诺氟(Noroxin)沙星的效率及机理,相关研究成果发表在国际环境领域类专业期刊《光化层(Chemosphere)》上。

 

日本福岛核电站事故造成周边水环境严重污染,至今让人们对放射性水污染心有余悸。日前,天津大学牵头联合6家单位在水体污染控制与治理重大科技专项课题资助下,成功研发出污染应急处理技术及装备,可解决地下水放射性点源污染问题,实现出水符合饮用水卫生标准。目前,该技术已成功应用。

 

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针对突发核事故造成的放射性污染,天津大学环境学院课题组开发了逆流吸附超滤除铯、造粒沉淀超滤除锶和化学沉淀超滤除碘技术,并研制出3套应急处理装备。一旦发生相关事故,应急处理装备可随时运抵事故现场,针对突发放射性污染泄漏开展应急处理对于放射性有害物质的去除率达90%以上。

 

同时,根据持续低放射性污染水源水多含铀、钍、镭等核素,处理难度大的问题,该课题组提出了集成工艺一体自动化治理模式。新研发出的“混凝沉淀+多介质吸附+超滤+反渗透”组合净水系统,可适应集中式给水厂的放射污染处理。经过净化后,水中放射性指标去除率接近100%,处理出水达到《生活饮用水卫生标准》要求。

 

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全球对能源和清洁水源的需求不断上升,对可持续发展造成了一定的挑战。电力生产有时需要大量用水,净水厂反过来也要消耗电力资源。太阳光作为一种可持续、可再生的能源,能够同时为太阳能电池和净水装置供能。不过一直以来,这两种技术的能量和成本效率都很有限。

 

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而此次,沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的研究团队开发出一种全新装置,其结合了现有的两种太阳能驱动技术光伏和多级膜蒸馏,能够同时产生电力和清洁水。膜蒸馏是一种先进的太阳能驱动系统,只需相对较低的温度就能完成蒸馏和淡水收集。而研究团队设计了一种三级膜蒸馏组件,把它固定在光伏板背面,利用光伏板散出的热量进行蒸馏。

 

值得一提的是,整个装置的效率与一个商用太阳能电池相当,净水产量则超过大部分现有装置。研究人员表示,将两种功能集中在一个装置中,可以提高能源效率。他们认为,最新问世的装置能让发电厂从“用水者”变成清洁水的“生产者”,有望在太阳辐射充足且淡水匮乏的地区实现废水再利用。

 

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近日,同济大学的科研团队在国际学术杂志Small上,报道了以先进的原位电化学顺磁共振技术作为理论研究基础,开发了一种基于自由基氧化的新型废水处理技术,无需外加化学氧化剂,采用间歇供电的策略,极大地节省了电化学污水处理的电能消耗,并解决传统方法外加过硫酸盐试剂带来的试剂成本和水体盐浓度上升的风险。

 

该研究团队发展的新型电化学系统中,由于电极和电化学系统的特殊性,在断电情况下仍能有效氧化污染物一段时间。采用合适的通断电比例,相比于持续通电的情况下节约了电能消耗约40%,这使得这种方法在电能消耗方面具备了其他类似技术难以比拟的优势。如果经过合适的优化措施,还有望进一步降低电能的消耗,这将为水污染控制技术带来崭新的技术思路。

 

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同时,该新技术利用废水中原本存在的硫酸根离子,无需外加试剂,仅需要在间歇地低电位条件下即可活化产生强氧化性的硫酸根自由基。这种方法避免了不断地加入过硫酸盐,从而使得废水的盐浓度可以维持在一个适当地范围内。同时也避免了加入大量化学试剂带来的高额成本。



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