简述从废水中回收能量的方法及原理

A. 废水中回收苯酚的方法

（1）苯酚和氯化铁溶液之间会发生显色反应，向溶液中滴加FeCl ₃ 溶液，若溶液呈紫色，则表明污水中有苯酚，苯酚可以和氢氧化钠反应得到苯酚钠溶液，苯酚钠溶液和有机溶剂是互不相溶的，与有机溶剂脱离，然后向苯酚钠溶液中通入二氧化碳可以得到苯酚，发生的反应为：

B. 污水处理的物理化学方法的原理是什么

物理原理来：通过物理作用自，分离、回收污水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。
化学原理：通过化学反应和传质作用，来分离、回收污水中呈溶解、胶体状态的污染物质，或将其转化为无害物质。

C. 污水处理中有哪些主要的化学方法原理是什么

物理原理抄：通过物理作用，分离、回袭收污水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。

化学原理：通过化学反应和传质作用，来分离、回收污水中呈溶解、胶体状态的污染物质，或将其转化为无害物质。

D. 能量回收的结构原理是什么

能量回收装置的作用就是把反渗透系统高压浓海水的压力能量回收再利用,从而降低反渗透海水淡化的制水能耗和制水成本。按照工作原理，能量回收装置主要分为水力涡轮式和功交换式两大类。
在机械能水力涡轮式能量回收装置中，能量的转换过程为“压力能-机械能(轴功)-压力能”，其能量回收效率约40%～70%。功交换式能量回收装置，只需经过“压力能-压力能”一步转化过程，其能量回收效率高达94%以上，已成为国内外研究和推广的重点。
国内功交换式能量回收产品主要有杭州水处理技术研究开发中心的差压交换式能量回收装置（ER-CY）和等压交换式能量回收装置（ER-DY）。

E. 简述一个污水处理工艺

膜生物处理技术（MBR）污水处理工艺的流程：

原水→格栅→调节池→提升泵→生物反应器→循环泵→膜组件→消毒装置→中水贮池→中水用水系统

污水经格栅进入调节池后经提升泵进入生物反应器，通过PLC控制器开启曝气机充氧，生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元，浓水返回调节池，膜分离的水经过快速混合法氯化消毒（次氯酸钠、漂白粉、氯片）后，进入中水贮水池。

反冲洗泵利用清洗池中处理水对膜处理设备进行反冲洗，反冲污水返回调节池。通过生物反应器内的水位控制提升泵的启闭。

膜单元的过滤操作与反冲洗操作可自动或手动控制。当膜单元需要化学清洗操作时，关闭进水阀和污水循环阀，打开药洗阀和药剂循环阀，启动药液循环泵，进行化学清洗操作。

(5)简述从废水中回收能量的方法及原理扩展阅读

膜生物处理技术应用于废水再生利用方面，具有以下几个特点：

（1）能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单，占地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。

（2）可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短，生物反应器的占地面积相应减少。

（3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。

（4）使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解。

〔5〕膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。

（6）MBR技术应用在城市污水处理中，由于其工艺简单，操作方便，可以实现全自动运行管理。

F. 简述从废水中回收能量的方法及原理

废水处理的剩余物污泥，可以发酵产生沼气，沼气直接作为燃料，或者利用沼气发电，或者提纯沼气成为天然气，都可以从废水处理中获得能量。

G. 电动车制动能量回收的工作原理

当驾驶员松开加速踏板时，整车控制器根据制动踏板的开度、车辆行驶状态信息，以及动力电池的状态信息，来判断某一时刻是否进行制动能量回收。比如说，当动力电池的温度过低时，不能进行能量回收；

根据动力电池的剩余电量，决定制动能量回收的大小，不同车型可能有不同的控制策略。如果动力电池的电量还有很多，比如电量大于90%或95%，就不进行能量回收，如果动力电池的电量很少时，就能够进行正常的能量回收，电池电量在两者之间时，就会限制能量回收的最大充电电流。

当电动汽车减速时，车轮带动驱动电机转动，电机成为交流发电机而产生电流，通过电机控制器将交流电，整流为直流电给动力电池组充电（制动再生能量）。电动汽车控制器可通过各种传感器对动力电池、驱动电机进行监控并及时反馈信息，并通过电功率表、转速表和温度表等仪表进行显示。

制动能量回收的原则

能量回收制动不应该干预ABS的工作。当ABS进行制动力调节时或ABS报警时，制动能量回收不应该工作。当电机驱动系统有故障时，制动能量回收系统也不工作。

在整个制动的过程中，要保证电动汽车的制动稳定性和平稳性，并尽可能多地回收制动能量，延长电动汽车续航里程。

H. 废水主要处理方法并举例说明

在目前的生产水平条件下，工业生产中产生废水和生活污水是不可避免的。为保证水体不被污染就必须对这些废水在排入水体之前加以处理。清除各种污染物有多种方法，这些方法是针对不同性质和形式的污染物而建立的。按照这些方法的不同机理可以分为下面四种类型。

（1）物理方法

通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法。常用的方法是利用过滤、沉淀、浮选等技术分离废水中的悬浮污染物。

（2）化学处理法

通过一些化学反应清除废水中污染物质或使其转化为其它物质从而化有害为无害、有毒为无毒等，称为化学处理法。常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等。

①中和法主要用来除废水的酸、碱性。

②氧化法主要是通过氧化作用加速污染物的降解和转化。一般有三种方式：一是空气氧化法，即将废水暴露在空气中，利用空气氧化；二是化学氧化法，即在废水中加高锰酸钾、液氯、臭氧等强氧化剂使其发生氧化反应；三是电解氧化法，即利用电解的基本原理，使废水中有害物质通过电解过程，在阴阳两级分别发生氧化和还原反应，以消除污染物质。

③化学凝聚法这是处理废水常用的一种方法。当废水中含有许多胶体物质，用物理方法不易除去时，常加凝聚剂，如硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、明矾、铝酸钠、氧化铁等，以清除胶体带的电荷，使之变成絮状，迅速下沉。

④电解凝聚法电解凝聚法与化学凝聚法基本相同，即清除胶体上的电荷，使其发生凝聚作用。不过，后者是促使胶体下沉，前者是促使肢体聚集于液体表面。电解凝聚法常用于去除废水中的乳化油。通过电解作用使阳极电板上产生矾花，即氢氧化铁，阴极产生氢气。矾花和气体气泡不断上升，将乳化油带至液面产生凝聚、吸附和浮托等作用，因此又称电浮选法。

（3）物理化学法

物理化学法有离子交换法、吸附法、萃取法、分离技术等。

①离子交换法这个方法是使硬水软化的传统方法，现在是深度处理废水和回收其中有用物质的重要方法之一。常用于除去或回收废水中的重金属。即利用离子交换作用，把废水中希望除去的或回收的阳离子或

交换，如：

RH+M+=RM+H+

RH——交换树脂

M+——金属交换离子

R——树脂母体

然后用水或其它液体淋洗树脂，将其中重金属洗出，树脂复原。

离子交换树脂有天然和人工合成产物两种。此外，天然的蒙脱石、沸石、多水高岭土和伊利石等均有离子交换吸附能力，也可用于处理废水，并具有来源容易、成本低等优点。

②吸附法吸附法是采用固体多孔吸附剂，吸附废水中的味、臭、色、油、酚等污染物的处理方法。属于这类吸附剂的有活性炭、活性硅石、硅酸、白土、蒙脱石、氧化铝和骨粉等。

③萃取法采用某种有机溶剂，从废水中除去或回收可溶于该溶剂中的污染物的处理方法，例如，用重质苯、异丙醚等革取废水中的酚。

④泡沫分离这种方法是把空气吹入废水中，或者在废水中投放表面活性物质，使水中形成许多泡沫，水中表面活性或非活性污染物质吸附在泡沫上，升至水面，不断刮去泡沫，就能达到去除污染物的目的。

⑤分离技术膜分离技术可分为电渗析法、扩散渗析法、反渗透法和超过滤法四种形式。

a．电渗析法电渗析是在离子交换法基础上发展起来的一项分离技术。溶液中的离子在直流电场的作用下，有选择地通过离子交换膜进行定向迁移，此法多用于海水和苦咸水除盐、制取去离子水等。

b．扩散渗析扩散渗析即为浓差渗析，利用半透膜（只能透过溶剂或只透过溶质的膜）使溶液中的溶质由高浓度一侧，通过膜向低浓度一侧迁移。此法主要用于酸、碱废液的处理、回收和有机、无机电解质的分离、纯化。

c．反渗透反渗透是以压力为推动力，把水溶液中的水分离出来，同时分离、浓缩溶液中的分子态或离子态物质的方法。反渗透法在化工分离技术、硬水软化、制取高纯水和分离细菌、病毒等方面得到广泛应用。

d．超过滤法超过滤法是以压力为推动力，使水溶液中大分子物质和水分离。其本质是机械筛滤。在这种方法中，膜表面孔隙大小是主要控制因素。

（4）生物处理法

生物处理法也称生化处理法。生物处理法是处理废水中应用最久、最广和相当有效的一种方法。它是利用自然界存在的各种微生物，将废水中有机物进行降解，达到废水净化的目的。根据废水处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，废水的生物处理分为好气和厌气生物处理两类。

①好气生物处理法好气生物处理是在废水中通过大量空气，促使好气微生物大量繁殖，并注意调节pH值（6～9）、温度（20～30℃）和增加必要的养料（BOD∶N∶P=100∶5∶1）等，使之有利于微生物的生长和发育。它们能将废水中的有机物大量分解，分解为CO2、H2O、NH3和硫酸盐、磷酸盐等，达到去除有机污染物质的目的。

②嫌气生物处理法嫌气生物处理是在缺氧条件下，利用嫌气微生物来进行废水处理，这种办法常用于处理有机质含量高的废水，即生化需氧量在5000～10000mg/L以上的废水。

（5）土地处理系统法

此法是利用土地及其中的微生物和植物根系对污水进行处理，同时又利用其中的水分和养分促进农作物、牧草或树木的生长。土地处理系统常用于中、小城市污水二级处理之后代替三级处理。土地处理系统是由污水的沉淀预处理、贮水塘、灌溉系统、地下排水系统等部分组成。处理方式一般为污水灌溉（通过喷洒或自流将污水排放到地表以促进植物的生长）、渗滤（将污水排放到粗砂、砂壤和土壤上经渗滤处理并补充地下水）和地表漫流（将污水有控制地排放到地面上，适于透水性差的粘土和粘质土壤，地面上常播种青草）等。

由于不同的工业废水和生活污水具有不同的水质和水量，即使相同的工业，也由于各个工厂对生产原料的质量配比要求不一样以及采用的生产工艺流程不同，因而废水成分也有很大的变化。废水处理方法的选择，应根据废水的水质和数量，采取不同的处理方法。同时还要考虑处理方法的效果、操作费用、废水处理过程中所产生的淤泥和沉渣的处理，可能产生的二次污染问题以及废物的回收利用等等。简而言之，废水处理就是要把废水中的污染物质分离出来，或将其分解为无害物质，以达到废水治理的基本目的，满足各种不同用途的要求。

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J. 酸碱废水的回收利用方法

含酸废水回收利用的方法主要有：浸没燃烧高温结晶法、真空浓缩冷冻结晶法和自然结晶法。浸没燃烧高温结晶法的基本过程是：将煤气燃烧所产生的高温气体直接喷入待蒸发的废液,去除废液中的水分,浓缩并回收酸类物质。这种浓缩方法适用于处理大量废水，其优点是热效率高，回收的再生酸浓度较高(可达42.6%)；缺点是酸雾大，防腐蚀要求较高，并须有可燃气体来源。真空浓缩和自然结晶法的基本过程是：利用真空减压法降低含酸废水的沸点,以蒸发水分,浓缩并回收酸类物质。这种浓缩方法的优点是自动化程度较高，酸雾问题易于解决；缺点是回收的再生酸浓度较低（仅为18～20%）；需用耐酸防腐蚀材料较多，设备投资较大。自然结晶法主要是利用含酸废水制取硫酸亚铁、硫酸铵等化工原料和化学肥料。此外，还可用渗析法、离子交换法回收酸、碱物质。在水处理工艺中，也可将酸性废水用于给水软化的磺化煤再生和用于水质稳定等。
酸碱废水是水中酸碱浓度异常的一种水污染现象。天然水的pH值通常为6.5-8.5，当pH值小于6.5或大于8.5时?表示水体受到酸类或碱类污染。酸碱废水的来源很广，往往还含有悬浮物、金属盐类、有机物等杂质。但在排至水体或进人其他处理设施前，均须对酸碱废液先进行必要的回收。含酸或含碱的废水来源很广。含酸废水主要来自制酸厂、化工厂、化学纤维厂、染料厂、金属酸洗车间和电镀车间等。其中有的含有无机酸，有的含有机酸，或二者兼有。含酸浓度差异很大，低的小于1,高的大于10。含碱废水主要来自制碱厂、制浆造纸厂、印染厂、皮革厂、炼油厂等。其中有的含无机碱，有的含有机碱。含碱浓度有的高于5，有的低于1。酸碱废水中除含有酸、碱以外还可能含有酸式盐、碱式盐以及其他无机物、有机物。