離子交換的研究進展

A. AEX是陰離子還是陽離子

陰離子。
單克隆抗體純化研究進展研究，主要採用陽離子交換層析(CEX)、陰離子交換層析(AEX)、疏水作用層析(HIC)等方法。
陽離子是指原子由於外界作用失去一個或幾個電子，使其最外層電子數達到8個或2個電子的穩定結構.原子半徑越大的原子其失電子能力越強，金屬性也就越強.陽離子是帶正電荷的離子，核電荷數=質子數>核外電子數，所帶正電荷數。

B. 鄭傑的發表與本項目有關的論文

鄭傑，武強. 高速逆流色譜技術在植物活性成分分離中的應用. 食品科學. (2009)
武強，鄭傑. 717型陰離子交換樹脂對草甘膦的吸附特性. 化工進展. (2009)
李婧，鄭傑.膜技術在含鉻廢水處理領域的研究應用概況. 化工進展. (2009)
王亞娜，鄭傑. 酸性、中性、鹼性介質中植物型緩蝕劑的研究進展. 腐蝕科學與防護技術 (2010)
王亞娜，鄭傑等. 低壓條件下雙甘膦、NaCl混合溶液的納濾分離性能研究[J]. 水處理技術. (2010).08
科研項目及成果
[1]. 重慶市科技攻關重點項目：「萬噸級雙甘膦合成關鍵技術及其產業化技術研究」，(No. XXXXXX，2009.1-2011.12)。
[2]. 重慶大學青年骨幹創新能力培育基金：含鉻芒硝制純鹼關鍵技術研究」，(2008.1-2010.12)。
[3]. 重慶大學科研啟動基金項目，「芒硝綜合利用研究」。

C. 中低放液體廢物有哪些處理方法

中低放廢液的處理處置技術

一．研究的目的與意義

當今世界
,
核科學技術發展已進入新階段
,
同位素和核技術的應用更加廣
泛深入
,
核能發電已成為解決當前世界能源危機的重要途徑之一
,
很多國家已
將其列為重點發展的能源。
核能的開發和利用給人類帶來巨大的經濟效益和社會
效益的同時，也產生了大量的放射性廢物
,
給人類的生存環境帶來了較大的威
脅。因此
,
如何安全有效地處置放射性廢物
,
使其最大限度地與生物圈隔離
,
已成為核工業、
核科學面臨的日益迫切的重要課題
,
是影響核能持續健康發展的
關鍵因素。
對放射性廢物的處置
,
人們認為最合理的措施是首先將放射性廢物進
行固化處理
,
然後將得到的放射性廢物固化體進行最終的地質處置。
已經發展起
來的放射性廢物固化處理方法有很多
,
主要有水泥固化、瀝青固化和塑料固化，
玻璃固化以及人造岩石固化。
水泥固化具有固化體性能穩定、
工藝操作簡單、
成
本低廉等優勢
,
被廣泛用於蒸殘液、泥漿、廢樹脂等中、低放廢物的處理。近年
來
,
在水泥化學、
新水泥系列、
混合材、
外加劑及混凝土用纖維等方面的研究取
得了許多進展
,
這些成果可直接或間接地指導放射性廢物水泥固化的研究和應
用。

二．國內外研究進展

後處理廠主要產生高放廢液、
中放廢液、
低放廢液和有機廢液，
必須對這些廢液進行凈化處
理，達到排放標准後，再向環境排放。①放射性廢液應分類收集和監測，根據其特性選用最
佳處理工藝。
②放射性廢液在送往處理系統的主要干管上應設置體積累積測量儀表，
實時統
計廢液量，
及早發現廢液輸送異常。
③設備清洗時採用合理的去污工藝和去污劑，
盡量減少
去污廢液的產生量，
並盡量使二次廢液的成分簡單，
以便後續處理。
④較低放射性水平的廢
液應採用蒸發、
離子交換、超濾等技術進行處理，
將放射性物質濃縮在較小體積里，減小需
進一步處理的廢液體積。
⑤採用放射性物質包容性高、
增容少的廢液固化技術，
減少需處置
的固體廢物體積。⑥對於污有機溶劑，應進行回收復用，
對不能復用的污溶劑，應優先採用
焚燒或濕法氧化等減容大的技術進行處理。

各類放射性廢液的比活度、
含鹽量差別很大，
處理方法也不一樣。
核工業放
射性工藝廢液一般需要多級凈化處理，
低、
中放廢液常用的處理方法有絮凝沉澱、
蒸發、離子交換（或吸附）和膜技術（如電滲析、反滲透、超濾膜）。高放廢液
比活度高，一般只經過蒸發濃縮後貯存在雙壁不銹鋼貯槽中。

1.
沉澱法

去污機理：
離子態核素通過加入另一種離子或化合物使之轉變成不溶性或難
溶性化合物沉澱來達到分離。
有沉澱、
共沉澱或吸附作用。
離子濃度的乘積大於
濃度積，
生成沉澱。
加入載體，
發生共沉澱。
被吸附在別的沉澱物或晶體的表面，
形成吸附共沉澱。
溶液中絮凝劑水解和縮聚反應生成線性結構聚合物，
與膠粒或

微小懸浮物吸附橋聯，
或者因膠體粒子的雙電層受壓縮和電中和而凝聚。
影響因
素：加入試劑的種類、濃度、用量、加入的速度和方式、攪拌情況，廢水的離子
濃度、溫度和
pH
值等。去污因子＜
10
沉澱法評價：
絮凝沉澱工藝較多用於處理組分復雜的低、
中水平放射性廢水，
其方法簡便，成本低廉。在去除放射性物質的同時，還去除懸浮物、膠體、常量
鹽，
有機物和微生物等，
一般與其他方法聯用時作為預處理方法。
缺點是放射性
去除效率較低，一般為
50
％～
70
％。產生的污泥量較多，需要進一步處理。

2.
蒸發濃縮法

工作原理：
加熱把廢液中大量水份汽化，
將放射性物質濃縮、
減少廢液的體
積。
除少量易揮發性核素一起進入蒸汽和少量放射性核素被霧沫夾帶出去外，
絕
大部分放射性核素被保留在蒸發濃縮物中，貯存等待進一步固化處理

。

蒸發器類型：釜式蒸發器、自然循環蒸發器（中央循環管式和外加熱循環）、強
制循環蒸發器、刮膜蒸發器等。

蒸發器的問題：結垢、腐蝕和發泡。

蒸發法評價：
較多用於高、
中放廢液，
可處理含鹽量高達
200
～
300g/L
的各
種廢液。處理能力大
(0.5
～
6t/h )
，凈化效率高
(103
～
106)
，減容倍數大（幾
十倍至幾百倍）。

蒸發法不適合處理含有易起泡物質（如某些有機物）和易揮發核素（如
Ru
，
I
）
的廢水；蒸發耗能大，系統復雜、運行和維修要求高，處理費用較高。

3.
離子交換法

工作原理：
藉助離子交換劑上的可交換離子
（活性基因）
和溶液中的離子進
行交換，
選擇性地去除溶液中以離子態存在的放射性核素，
使廢液得到凈化。
離
子交換劑是不溶解的固體物質。
當離子交換劑與某種電解質溶液接觸時，
這些離
子可按化學計算的當量值交換相同電荷的其它離子。
離子交換是可逆反應，
其反
應通式可表達為：

R-H
＋
M
＋
＝
R-M
＋
H
＋

陽樹脂＋陽離子＝飽和樹脂＋交換離子

或
R-OH
＋
N
－
＝
R-N
＋
OH
－

陰樹脂＋陰離子＝飽和樹脂＋交換離子

人工合成離子交換樹脂：
交換正離子的酸性陽離子樹脂和交換負離子的鹼性
陰離子樹脂。

天然離子交換和吸附劑：
有天然無機材料如天然沸石、
粘土
（膨潤土或高嶺
土）、蒙脫石、蛭石、硅藻土、海泡石等；天然有機吸附劑如活性炭、木屑和磺
化煤等；

人工無機材料：合成沸石、硅酸、爐渣、金屬的水合氫氧化物和氧化物、多
價金屬難溶鹽基吸附劑和一些金屬粉末等。

樹脂的再生：酸鹼或鹽型。壓水堆核電站一次性使用。

廢樹脂：可焚燒或固化，再生液多用蒸發處理。

廢液條件：
懸浮固體物濃度小於
4mg/L
，
含鹽量小於
1g/L
，
核素必須以離子
態存在，液體溫度不能太高，不含油類和油脂物質。

優點：工藝成熟，去污因子較高
10
～
100
，適於連續運行和自動化操作。

4.
電滲析

工作原理：
在直流電場作用下，
利用離子交換膜的選擇透過性，
讓陽離子透
過陽膜，
陰離子透過陰膜，
使溶液中的離子發生定向遷移，
達到凈化和濃縮液體
的目的。多作為離子交換前料液脫鹽的預處理。問題：濃差極化

5.
反滲透

工作原理：在濃側施加壓力（
P
＞
π
，
1.5
～
10MPa
），讓濃溶液中的溶劑通
過半透膜進入稀溶液中，使濃溶液更濃，起到濃縮作用。去污因子：
10
～
100
。
適於處理含鹽量較低的廢液如洗衣廢水和洗澡水，
含硼廢水等，
濃縮液體占料液
的
10%
左右。半透膜：醋酸纖維素膜，空心纖維膜

6.
超濾

工作原理：藉助於壓力和選擇透過性薄膜，使分子量小的物質（如水、溶劑
和電解質）
通過，
分離出大分子
（分子量大於
500
）
懸浮顆粒和膠體，
達到濃縮、
分離的作用。

工藝：聚丙烯腈管式膜等，工作壓力
0.1
～
1.4MPa
，濃縮倍數可達
104
。去污因
子：
10
～
100
。優點：能耗低、操作簡單

7.
膜分離

藉助膜的選擇滲透作用，
在外界能量或化學位差的推動下對混合物中溶質和
溶劑進行分離、分級、提純和富集。與其他傳統的分離方法相比，膜分離具有過
程簡單、無相變、分離系數較大、節能高效、可在常溫下連續操作等特點，是近
年來發展較快的化工分離技術。

8.
過濾

對於含有污染物濃度更高，顆粒尺寸更大（小於
10
μ
m
）的廢液，首先選用
的技術是沉降（澄清）和過濾。用於沖洗、冷卻或去污產生的放射性廢水一般都
含有污染顆粒物，常見的有砂、粘土、膠體和溶解的物質，應當在廢水進一步處
理（或排放）前把這些顆粒物除去。

有機廢液的處理：

特點：易燃、易揮發、易輻射分解、熱分解、生物降解。廢萃取劑
TBP/
煤
油、廢機油、潤滑油、測量低能
β
-
射線
3H
和
14C
的有機閃爍液。

D. 反滲透膜的發展史

80年代發明的復合膜，由超薄反滲透膜、多孔支撐層、織物增強自疊加而成，透水量極大，除鹽率高達99%，是理想的反滲透膜。反滲透膜在分離小分子有機化合物時也特別有效，因此對有機化工、釀造工業、三廢處理等領域也得到了很好的應用。
在21世紀以前，反滲透膜技術都是被國外所壟斷，而中國是直到90年代末期才開始掌握了反滲透膜的生產技術.這個歷史要追述到建國初期，當時我們國家的領導人已經意識到海水淡化的前景和將來在社會中的作用。
早在1958年，石松研究員等首先在中國開展離子交換膜電滲析海水淡化研究。而在此前1953年美國C.E.Reid建議美國內務部將反滲透研究列入國家計劃。

隨後1967年，國家科委組織全國海水淡化會戰，組織全國在水處理和分析化學、材料化學、流體力學等各個學科的精英會戰海水淡化。

1970年，會戰主力匯集中國浙江省的杭州市，組織了全國第一個海水淡化研究室。此期間，他們一直用電滲析技術進行海水淡化，研製成功海洋監測專用微孔濾膜，建成了世界最大的電滲析海水淡化站——西沙永興島海水淡化站。一度在海水淡化方面成為世界領軍人物。

1982年，中國海水淡化與水再利用學會經中國科協學會部批准在杭州成立。但是，因為經歷了十年浩劫，畢竟還是衰弱下去了，此時，遠在大洋彼岸的美國的全芳香族聚醯胺復合膜及其卷式元件已經赫然問世。

1984年，國家海洋局以海水淡化研究室為主體，組建國家海洋局杭州水處理技術研究開發中心，中國開始對膜技術重視了，但是，美國海水淡化用復合膜及其卷式元件已經大面積商業化了，投入到了國家和民用中去了。

1992年，國家為了追趕膜方面技術與世界的差距，，國家科委軍頂，以「中心」為依託，組建國家液體分離膜工程技術研究中心，並開始悄悄研製國產反滲透膜。

直到2001年，「中心」實行集團化分體管理，所轄三個控股的中外合資公司，兩個中資公司和一個研發中心。同年，杭州北斗星膜製品有限公司正式公開問世，從此，中國有了自己的反滲透膜產品，享有完全自主知識產權、由中國製造、具有民族品牌的高性能復合膜元件開始投放市場，中國成為世界上第四個掌握自主反滲透膜技術的國家。

E. 想知道磷酸二氫鉀的生產工藝有行家能說說！

磷酸二氫鉀生產工藝
磷酸二氫鉀（KH2PO4）是白色結晶或粉末，易溶於水。工業上，常用於細菌培養劑，釀造酵母培養劑，合成清酒調味劑。用於青毒素、土黴素、雞苷、味精等生產上。農業上，由於其是不含氯的水溶性速效磷鉀肥，含量高（P2O5 51%、K2O 34%左右），目前所知化肥中鹽指數最低，對農作物的種子、幼苗和根部都沒有灼傷的危險。其物理化學性穩定，屬一致性溶解肥料，對土壤適應性強。對農作物在加速灌漿、促進代謝、抵禦乾熱風和防止倒伏等方面均有顯著效果。因此可用於葉面噴灑、浸種、拌種、沾根、灌根、基肥、追肥等。無論在小麥、水稻、玉米、豆類、薯類、樹類、瓜類、花生、棉花、煙草、茶葉、蔬菜、蘋果、葡萄等作物上，均可廣泛應用。據農業專家測試，一般每畝合理使用100～250g，大田作物增產8%以上，經濟作物增產效果更高。農用微肥、種子包衣也都用磷酸二氫鉀作原料。
磷酸二氫鉀的制備工藝早在18世紀初就已有研究，但直到20世紀60年代中期，世界各國才開始對其生產過程的理論基礎和工藝進行深入的研究。尤其近年來，由於對磷酸二氫鉀肥效的肯定，相繼開發了各種制備方法。
l、中和法
中和法生產磷酸二氫鉀是用氫氧化鉀或碳酸鉀中和磷酸以生產磷酸二氫鉀，其化學反應如下：
H3PO4＋KOH=KH2P04＋H2O
2H3PO4＋K2CO4=2KH2PO4＋H2O＋CO2
中和法具有工藝簡單、產品純度高、技術成熟等優點，但所用原料昂貴，生產成本高，不適宜大規模生產。
2、結晶法
結晶法是根據H3PO4-KH2PO4-KCl-H2O系統中，在不同溫度下KH2PO4在H3PO4溶液中的溶解度變化來分離製得KH2PO4，反應方程式如下：
H3PO4＋KC1=KH2PO4+HCl
該法生產磷酸二氫鉀，經濟上比中和法優越，但是（1）該法是在酸性介質高溫下（170℃左右）反應，對設備的要求非常苛刻，而且極易被腐蝕，不僅一次性投資大，而且大幅度地增加成本。（2）由於HCl的溢出，需要吸收裝置，不注意會形成污染；（3）質量較差，含3%左右的氯離子和少量磷酸。
3、萃取法
萃取法是將濕法磷酸的凈化過程與磷酸二氫鉀的提取過程結合為一體，在結晶法生產磷酸二氫鉀基礎上，根據磷酸二氫鉀在不同溶劑中具有不同的溶解度特性，選擇性地使用溶劑將磷酸二氫鉀從混合物中分離出來。反應方程式可表示為(S為有機溶劑)：
S·H3PO4+KCl=KH2PO4+S·HCl
國內外對萃取法進行了大量的研究，先後出現過用正丁醇、有機胺、三聚氰胺、二丁基亞碸和三辛胺-環己烷-異戊醇作為萃取劑進行生產的報道。該法具有過程簡單、能耗低、反應條件溫和、有機溶劑可循環利用等優點，但有機溶劑價格昂貴，還需要考慮有機溶劑的回收利用，從而造成生產中投資過高。
4、離子交換法
離子交換法，是利用一種陽離子或陰離子樹脂，分別對H2PO4 -1離子和K離子的吸附或再生過程來合成KH2PO4。
該法生產的磷酸二氫鉀雖質量較高，但蒸發量太大，（1t成品需要蒸發水15m3），能耗過高，且樹脂價格昂貴，一次性投資較大。生產過程中，樹脂還容易中毒而全部更換，這就給生產帶來麻煩和增大成本。還有就是氯化銨等廢水的環境污染，如果廢水回收能耗又太高。
該工藝還可以用氯化鉀與碳酸氫銨通過離子交換先生產碳酸氫鉀，再與磷酸反應生產磷酸二氫鉀（相當於中和法）。
5、磷酸二氫鈉復分解法
磷酸二氫鈉復分解法是將氯化鉀中的鉀離子與正磷酸鹽的磷酸二氫根，通過復分解反應，
生成磷酸二氫鉀，其化學反應如下：
Na2CO3+2H3PO4=2NaH2PO4+CO2+H2O
NaH2PO4+KCl=KH2PO4+NaCl
該法的特點是：生產設備簡單，反應條件平和，操作方便，沒有污染，質量可靠，成本較中和法每噸下降1000元以上。按說該法已是比較理想的工藝，但仍有一定不足之處，就是副產品氯化鈉價值太低，仍然影響磷酸二氫鉀成本，而且生產周期比較長。
6、磷酸二氫銨復分解法
為尋找最理想的磷酸二氫鉀生產工藝，科學工作者在幾十年前就提出了用磷酸二氫銨與氯化鉀進行復分解反應，生產磷酸二氫鉀和氯化銨的生產方法，反應方程如下：
NH4H2PO4＋KC1=KH2PO4＋NH4Cl
或NH4HCO3（NH3）＋H3PO4＋KC1=KH2PO4＋2NH4Cl＋CO2＋H20
不難看出，該反應與2NH4HCO3＋2H3PO4＋2KC1=2KH2PO4＋2NH4Cl＋2CO2＋2H20相比，成本要低得多。按方程式及實際生產計算，0.4t純鹼(1300元／t)520元，0.6t碳銨（400元／t）240，0.4t氯化銨（800元/t）320元，0.43 t氯化鈉（l00元/t）43元，成本相差557元。
因為NH4H2PO4＋KCl=KH2PO4 ＋NH4Cl反應進行不到底，從圖象上也找不到理想的途徑，因此該反應的研究進展緩慢。最早見到的是英國 AlbrgntWillon公司的成果。該法是用熱法磷酸吸收氨生成磷酸二氫銨，磷酸二氫銨與氯化鉀在80℃下進行復分解反應生成了磷酸二氫鉀。分離產品後的母液再與CaO反應，生成磷酸二氫鈣、並從殘渣中回收氨與氯化鉀供循環用，該法磷酸二氫鉀收率較低，僅為63%。
日本有田秀南等人建立了用磷酸銨和氯化鉀為原料，同時製取磷酸二氫鉀和氯化鉸的方法，據說收率很高，有較高的價值，但未工業化生產。
近年也有人以碳酸氫銨、磷酸、氯化鉀生產磷酸二氫鉀工藝進行研究，磷酸二氫鉀收率在95%左右，副產品為以氯化銨為主的元素復合肥，磷酸二氫鉀含量一次性達92%以上，並能達到98%。
7、沸石法海水提取磷酸二氫鉀。
8、電滲析法。
9、濕法磷酸直接法工藝。

F. 農村生活污水處理技術有哪些研究進展

現代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。
一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD，COD物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標准。
三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂率法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升後，經過格刪或者篩率器，之後進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉澱池，以上為一級處理(即物理處理)，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉澱池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之後進入污泥消化池，經過脫水和乾燥設備後，污泥被最後利用。
以上是污水處理廠處理工藝的基本流程，流程圖見下頁圖一。
二．各個處理構築物的能耗分析
1．污水提升泵房
進入污水處理廠的污水經過粗格刪進入污水提升泵房，之後被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵運行要消耗大量的能量，占污水廠運行總能耗相當大的比例，這與污水流量和要提升的揚程有關。
2．沉砂池
沉砂池的功能是去除比重較大的無機顆粒。沉砂池一般設於泵站前、倒虹管前，以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損；也可設於初沉池前，以減輕沉澱池負荷及改善污泥處理構築物的處理條件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和鍾式沉砂池。
沉砂池中需要能量供應的主要是砂水分離器和吸砂機，以及曝氣沉砂池的曝氣系統，多爾沉砂池和鍾式沉砂池的動力系統。
3．初次沉澱池
初次沉澱池是一級污水處理廠的主題處理構築物，或作為二級污水處理廠的預處理構築物設在生物處理構築物的前面。處理的對象是SS和部分BOD5，可改善生物處理構築物的運行條件並降低其BOD5負荷。初沉池包括平流沉澱池，輻流沉澱池和豎流沉澱池。

初沉池的主要能耗設備是排泥裝置，比如鏈帶式刮泥機，刮泥撇渣機，吸泥泵等，但由於排泥周期的影響，初沉池的能耗是比較低的。

圖一城市污水處理典型流程
4．生物處理構築物
污水生物處理單元過程耗能量要佔污水廠直接能耗相當大的比例，它和污泥處理的單元過程耗能量之和占污水廠直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝氣系統的曝氣要消耗大量的電能，其基本上是聯系運行的，且功率較大，否則達不到較好的曝氣效果，處理效果也不好。氧化溝處理工藝安裝的曝氣機也是能耗很大的設備。生物膜法處理設備和活性污泥法相比能耗較低，但目前應用較少，是以後需要大力推廣的處理工藝。
5．二次沉澱池
二次沉澱池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比較低。
6．污泥處理
污泥處理工藝中的濃縮池，污泥脫水，乾燥都要消耗大量的電能，污泥處理單元的能量消耗是相當大的，這些設備的電耗功率都很大。
三．針對各個處理構築物的節能途徑
1．污水提升泵房
污水提升泵房要節省能耗，主要是考慮污水提升泵如何進行電能節約，正確科學的選泵，讓水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，減少污水的提升高度來降低水泵軸功率N也是有效的辦法，定期對水泵進行維護，減少摩擦也可以降低電耗。
2．沉砂池
採用平流沉砂，避免採用需要動力設備的沉砂池，如平流沉砂池。採用重力排砂，避免使用機械排砂，這些措施都可大大節省能耗。
3．初次沉澱池
初次沉澱池的能耗較低，主要能量消耗在排泥設備上，採用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗。
4．生物處理構築物
國外的學者通過能耗和費用效益分析比較了生物處理工藝流程,他們認為處理設施大部分的能量消耗是發生在電機這類單一的設備上,因而節能應從提高全廠功率因數、選擇高效機電設備及減少高峰用電要求等方面入手。他們提出的節能措施既包括改善電機的電氣性能,也包括解決運轉的工藝問題,還包括污水廠產物中的能量回收(Energy
Recovery)。
曝氣系統的能耗相當大，對曝氣系統能耗能效的研究總是涉及到曝氣設備的改造和革新。新型的曝氣設備雖然層出不窮,但目前仍然可劃分為2類:第1種是採用淹沒式的多孔擴散頭或空氣噴嘴產生空氣泡將氧氣傳遞進水溶液的方法,第2種是採用機械方法攪動污水促使大氣中的氧溶於水的方法。微孔曝氣，曝氣擴散頭的布局和曝氣系統的調節這些都是節能的有效措施。在傳統活性污泥處理廠曝氣池中辟出前端厭氧區,用淹沒式攪拌器混合的節能、生物除磷方案。這一簡單的改造可以節省近20%的曝氣能耗,如果算上混合用能,節能也達到12%。自動控制系統的應用於污水處理節能，曝氣系統進行階段曝氣，溶解氧存在濃度梯度，既減少了能耗，又可以改善處理效果，減少污泥量。
生物膜法處理工藝採用厭氧處理可以明顯降低能量的消耗。
5．二次沉澱池
二次沉澱池中對排泥設備的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。
6．污泥處理
污泥處理系統節能研究主要集中於污泥處理的能量回收。從污水污泥有機污染物中回收能量用於處理過程早在上世紀初就已投入實踐,但能源危機之前一直不受重視。目前有兩種回收途徑:一是污泥厭氧消化氣利用,一是污泥焚燒熱的利用。
消化氣性質穩定、易於貯存,它可通過內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能,廢熱還可回收於消化污泥加熱。因此利用消化氣能解決污水廠不同程度的能量自給問題。林榮忱等人比較了沼氣發電機和燃料電池兩種利用形式,認為燃料電池能量利用率高,具有很好的發展前途。對消化氣的最大化利用是提高能效的主要方式。沼氣發電機組並網發電的研究和應用在國內已有應用實例,是大型污水處理廠的沼氣綜合利用的可行途徑。

另外一種能量回收方式是將城市固體廢物焚燒場建在污水處理廠旁,將固廢與污水污泥一起焚燒,獲得的電能用於處理廠的運轉。
城市污水處理的能耗分析研究與節能技術和手段的發展往往並不同步。由於污水處理能量平衡分析方法研究的欠缺,節能措施的制訂和實施常常超前。而多數節能途徑和手段常常由處理廠的操作管理人員結合各處理設施實際情況提出,具有經驗性和個別性,不一定能適用於其他污水廠甚至是工藝相似的污水廠;另一方面,從廣義上說,污水處理學科領域的技術創新、新材料和新設備的使用都蘊涵著節能增效的潛力,因而節能的途徑和手段往往是很寬泛的。
四．結論
污水處理是能源密集(energy intensity)型的綜合技術。一段時期以來,能耗大、運行費用高一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設,建成的一些處理廠也因能耗原因處於停產和半停產狀態。在今後相當長的一段時期內,能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸。能否解決耗污水廠的能耗問題，合理進行能源分配，已經成為決定污水處理廠運行效益好壞的關鍵因素。能耗是否較低，也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素，開發能效較高的污水處理技術，合理設計及運行污水處理廠，必將是未來污水處理廠設計和運行的必由之路。

G. 含鋅廢水處理方法有哪些

您好樓主我這說的比較多，處理起來還是比較容易的。
混凝沉澱法：混凝沉澱法其原理是在含鋅廢水中加入混凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽)，在pH=8～10的弱鹼性條件下，形成氫氧化物絮凝體，對鋅離子有絮凝作用，而共沉澱析出。

硫化沉澱法：硫化沉澱法利用弱鹼性條件下Na2S、MgS中的S2+與重金屬離子之間有較強的親和力，生成溶度積極小的硫化物沉澱而從溶液中除去。

離子交換法：與沉澱法和電解法相比，離子交換法在從溶液中去除低濃度的含鋅廢水方面具有一定的優勢。離子交換法在離子交換器中進行，此方法藉助離子交換劑來完成。

吸附法：吸附法是應用多孔吸附材料吸附處理含鋅廢水的一種方法，傳統吸附劑是活性炭及磺化煤等，近年來人們逐漸開發出具有吸附能力的吸附材料，這些吸附材料包括陶粒、硅藻土、浮石、泥煤等及其各種該性材料，目前，有些已經應用到工業生產中去。

生物吸附法：由於許多微生物具有一定的線性結構，有的表面具有較高的電荷和較強的親水性或疏水性，能與顆粒通過各種作用(比如離子鍵、吸附等)相結合，如同高分子聚合物一樣起著吸附劑的作用。

生物沉澱法：以硫酸鹽還原菌為代表的生物沉澱法處理含鋅廢水具有處理費用低、去除率高的優點。在研究取得進展的同時，也暴露了營養源不能被生物充分利用，導致出水的COD值高。
含鋅廢水處理可以根據自身情況使用以上的處理方法處理，有時處理不及格時，建議在處理後端直接投加重金屬捕捉劑處理。重金屬捕捉劑的反應速度快，投加簡便，是廢水後續處理的最佳選擇。

H. 水—岩相互作用研究進展

水－岩相互作用研究的開展起始於對地下水流的研究。在19世紀，給出的實驗定律用於定義流入到泉和水井的地下水的速率和強度。通過對流體系統內岩石的滲透性、流體的成分和體積以及系統內壓力和溫度的變化速率的深入研究，揭示出流體系統的本質。

20世紀初期，地質科學家在研究火山作用以及對火山岩開展岩石學研究的過程中，認識到了水與岩石之間相互作用的重要性。1911年美國的Aldworth在研究夏威夷火山活動時，對岩漿系統中熱平衡和氣體演化做出了一個重要概括。他計算了從熔岩表面通過傳導和輻射丟失的熱量：假設熔融狀態下的熔岩溫度為1200℃，非熾熱的地殼的溫度為450℃，估算出輻射產生的熱量是熱傳導的50倍，從而得出以下結論：從岩漿房出溶的氣泡要經過上千年的時間才能從岩漿房中逃逸，在一個火山口內氣體內部和氣體與液體之間的放熱反應可以持續地保持岩漿溫度。30年代，Cherbuliez和W eibel解釋了火山中水中硫的含量和含硫礦泉在低於100℃的適宜環境下，硫與水反應的結果。法國人Perrin Rene、Roubault Marcel在研究岩石成因時指出，在變質作用過程中水是影響礦物反應速率的最主要因素之一。

20世紀60年代，一些學者在進行礦物學研究中考慮到了水岩反應，主要集中在礦物反應次序上。Osborn從理論上對岩漿結晶次序進行了研究，建立了弱鹼性岩石中鮑文反應序列。他設計了兩個反應序列，用最新的相平衡數據研究了MgO-CaO-FeO-Fe₂O₃-SiO₂體系在不同氧壓條件下反應的次序。第一個反應序列可應用在造山帶中鈣鹼性岩石系列中礦物結晶次序的研究上：在玄武質流體部分結晶作用期間，當氧壓保持在一個很高水平時，磁鐵礦與其他系列的組分一起沉澱，殘余的液體富含硅。第二反應序列可應用在輝長岩、層狀侵入體類型的演化系列中：在氧壓很低時，鐵橄欖石結晶而不是磁鐵礦結晶，殘余的流體富含鐵。Evans在固定壓力條件下，以溫度為函數通過測定反應速率的方法，發現可逆反應中白雲母分解時的平衡條件。Engels和Vogel研究了斜長石和紫蘇輝石之間的石榴子石反應邊。Mahon討論了200℃、300℃條件下，沉積岩和片岩與水的相互作用，比較了反應前後溶液和熱液成分，討論了在化學平衡條件下反應溶液中礦物溶解度和離子交換反應。Yui Shunzo在研究日本Kamioka高溫熱液交代鉛鋅礦床時，採用實驗的方法研究了在300℃～500℃、100～2000bar

1bar（巴）＝1OOkPa，全書同。、石墨－H₂O-CO₂體系中，在岩漿期後成礦作用期間含碳物質的行為。

進入20世紀70年代，水－岩相互作用研究得到迅速發展。1970年9月在東京舉行的水文地球化學和生物地球化學國際學術會議期間，已故的原莫斯科大學地球化學系主任Mikhail G.Valyashko教授提出，在國際地球化學和天體化學協會（IAGC）下設立水－岩相互作用工作組，簡稱WRI工作組。其工作目標是「研究不同溫度和壓力條件下的水－岩相互作用，編寫關鍵程序，開發方法，以及確定化學成分的運移形式」。它的出現使「水－岩相互作用」正式成為地質學中的一個專業研究領域，引發更多的人對其進行關注、研究，從而使得水－岩相互作用研究范圍不斷擴展。1974年在捷克召開了第一屆國際水－岩相互作用（WRI）學術會議。此後，每三年召開一次，截至2008年，已召開了12次會議。從每次會議的重點議題，可以看出當時水－岩相互作用研究的熱點（表2-1）。從表中我們可以看出，「水－岩相互作用」已滲透到岩石學、礦物學、材料學、水文地質、環境地質、經濟礦床、海洋地質、工程地質、核廢料處置等領域里。

20世紀90年代，隨著新技術、新方法的不斷出現，科學勘測開始向地球深部進軍。地質學家認識到，地球內部的物理和化學動力學過程（如殼幔演化、地幔對流、海底熱泉）可能都受到水的強烈影響。美國科學界認為，地球內部流體是一個非常重要的科學前沿（NRC,1993）。美國科學委員會認為，在解決資源問題時最重要的研究領域是研究地球內部流體。而水－岩相互作用及其動力學研究將地球內部流體作為研究目標，深入到流體研究的前緣領域里。在進行流體問題研究中又把水－岩相互作用的化學動力學研究放在首位。水－岩相互作用是當今地球科學研究中最重要課題之一。

進入到21世紀，水－岩相互作用的研究領域不斷擴大，應用范圍也越來越廣。在2001年義大利召開的第十次國際水－岩相互作用會議上，共收到來自45個國家提交的論文400篇，經篩選共有380篇論文作為大會參會論文。論文分成14個專題，許多作者在水－岩相互作用研究中應用了先進技術和方法，包括同位素、地球化學編碼（code）和分析技術，人們對水岩系統的綜合研究越來越感興趣。涉及的每個專題的論文數量相當多，除了傳統的領域，如水－岩相互作用模擬、熱力學、風化作用、岩漿和地熱外，值得注意的是，會議收到了來自發達國家和發展中國家在內的、超過100篇論文是解決與水的質量有關的問題，包括自然水和污染水。隨著全球環境問題得到重視，水－岩相互作用也擴大到環境領域里，「地球化學循環、全球變化和自然災害」被單獨作為一個專題，共收到35篇文章。「污染和治理」以及「廢物儲存和處置」兩項專題的文章加起來共有95篇，從而反映出水－岩相互作用在該領域具有良好的應用前景。

表2-1 國際水－岩相互作用第八次至第十一次會議重點議題

續表

2004年，來自大學、研究機構和工業界的超過35個國家300多位科學家，包括地球化學家、生物地球化學家、水文地球化學家、地質學家、火山地質學家和環境化學家，參加了在美國召開的第十一次國際水－岩相互作用會議。會議共收到論文330篇。論文包括水－岩相互作用在理論、分析技術、實驗和低溫－高溫的野外基礎研究以及非生物和生物作用等領域取得的最新進展。會議的專題與以前會議相比，除了在傳統研究領域仍保持著很高的研究程度外，水－岩相互作用又向新的研究領域拓展。二氧化碳作為影響全球變化的一個主要因素，對它的研究已經得到越來越多的重視。由於生產和科技發展的需要，對礦物表面性質的研究已經引起人們極大的關注。水－岩相互作用研究范圍也在不斷擴大，對風化作用的研究從原來的地表、第四紀擴展到所有地質空間和地質時間尺度上；地球化學模擬從小的分子領域拓展到全球范圍。微生物的作用越來越受到重視，「地質微生物學」被單獨作為一個專題來進行討論。

從這些重點專題看，水－岩相互作用研究幾乎包括了從地表到地下深部所有的地球化學過程以及人類開發自然、改造自然的過程中涉及的水－岩作用。從中可以看出，水－岩相互作用不僅是重要的地學研究課題，而且具有巨大的實際應用價值。