离子交换的研究进展

A. AEX是阴离子还是阳离子

阴离子。
单克隆抗体纯化研究进展研究，主要采用阳离子交换层析(CEX)、阴离子交换层析(AEX)、疏水作用层析(HIC)等方法。
阳离子是指原子由于外界作用失去一个或几个电子，使其最外层电子数达到8个或2个电子的稳定结构.原子半径越大的原子其失电子能力越强，金属性也就越强.阳离子是带正电荷的离子，核电荷数=质子数>核外电子数，所带正电荷数。

B. 郑杰的发表与本项目有关的论文

郑杰，武强. 高速逆流色谱技术在植物活性成分分离中的应用. 食品科学. (2009)
武强，郑杰. 717型阴离子交换树脂对草甘膦的吸附特性. 化工进展. (2009)
李婧，郑杰.膜技术在含铬废水处理领域的研究应用概况. 化工进展. (2009)
王亚娜，郑杰. 酸性、中性、碱性介质中植物型缓蚀剂的研究进展. 腐蚀科学与防护技术 (2010)
王亚娜，郑杰等. 低压条件下双甘膦、NaCl混合溶液的纳滤分离性能研究[J]. 水处理技术. (2010).08
科研项目及成果
[1]. 重庆市科技攻关重点项目：“万吨级双甘膦合成关键技术及其产业化技术研究”，(No. XXXXXX，2009.1-2011.12)。
[2]. 重庆大学青年骨干创新能力培育基金：含铬芒硝制纯碱关键技术研究”，(2008.1-2010.12)。
[3]. 重庆大学科研启动基金项目，“芒硝综合利用研究”。

C. 中低放液体废物有哪些处理方法

中低放废液的处理处置技术

一．研究的目的与意义

当今世界
,
核科学技术发展已进入新阶段
,
同位素和核技术的应用更加广
泛深入
,
核能发电已成为解决当前世界能源危机的重要途径之一
,
很多国家已
将其列为重点发展的能源。
核能的开发和利用给人类带来巨大的经济效益和社会
效益的同时，也产生了大量的放射性废物
,
给人类的生存环境带来了较大的威
胁。因此
,
如何安全有效地处置放射性废物
,
使其最大限度地与生物圈隔离
,
已成为核工业、
核科学面临的日益迫切的重要课题
,
是影响核能持续健康发展的
关键因素。
对放射性废物的处置
,
人们认为最合理的措施是首先将放射性废物进
行固化处理
,
然后将得到的放射性废物固化体进行最终的地质处置。
已经发展起
来的放射性废物固化处理方法有很多
,
主要有水泥固化、沥青固化和塑料固化，
玻璃固化以及人造岩石固化。
水泥固化具有固化体性能稳定、
工艺操作简单、
成
本低廉等优势
,
被广泛用于蒸残液、泥浆、废树脂等中、低放废物的处理。近年
来
,
在水泥化学、
新水泥系列、
混合材、
外加剂及混凝土用纤维等方面的研究取
得了许多进展
,
这些成果可直接或间接地指导放射性废物水泥固化的研究和应
用。

二．国内外研究进展

后处理厂主要产生高放废液、
中放废液、
低放废液和有机废液，
必须对这些废液进行净化处
理，达到排放标准后，再向环境排放。①放射性废液应分类收集和监测，根据其特性选用最
佳处理工艺。
②放射性废液在送往处理系统的主要干管上应设置体积累积测量仪表，
实时统
计废液量，
及早发现废液输送异常。
③设备清洗时采用合理的去污工艺和去污剂，
尽量减少
去污废液的产生量，
并尽量使二次废液的成分简单，
以便后续处理。
④较低放射性水平的废
液应采用蒸发、
离子交换、超滤等技术进行处理，
将放射性物质浓缩在较小体积里，减小需
进一步处理的废液体积。
⑤采用放射性物质包容性高、
增容少的废液固化技术，
减少需处置
的固体废物体积。⑥对于污有机溶剂，应进行回收复用，
对不能复用的污溶剂，应优先采用
焚烧或湿法氧化等减容大的技术进行处理。

各类放射性废液的比活度、
含盐量差别很大，
处理方法也不一样。
核工业放
射性工艺废液一般需要多级净化处理，
低、
中放废液常用的处理方法有絮凝沉淀、
蒸发、离子交换（或吸附）和膜技术（如电渗析、反渗透、超滤膜）。高放废液
比活度高，一般只经过蒸发浓缩后贮存在双壁不锈钢贮槽中。

1.
沉淀法

去污机理：
离子态核素通过加入另一种离子或化合物使之转变成不溶性或难
溶性化合物沉淀来达到分离。
有沉淀、
共沉淀或吸附作用。
离子浓度的乘积大于
浓度积，
生成沉淀。
加入载体，
发生共沉淀。
被吸附在别的沉淀物或晶体的表面，
形成吸附共沉淀。
溶液中絮凝剂水解和缩聚反应生成线性结构聚合物，
与胶粒或

微小悬浮物吸附桥联，
或者因胶体粒子的双电层受压缩和电中和而凝聚。
影响因
素：加入试剂的种类、浓度、用量、加入的速度和方式、搅拌情况，废水的离子
浓度、温度和
pH
值等。去污因子＜
10
沉淀法评价：
絮凝沉淀工艺较多用于处理组分复杂的低、
中水平放射性废水，
其方法简便，成本低廉。在去除放射性物质的同时，还去除悬浮物、胶体、常量
盐，
有机物和微生物等，
一般与其他方法联用时作为预处理方法。
缺点是放射性
去除效率较低，一般为
50
％～
70
％。产生的污泥量较多，需要进一步处理。

2.
蒸发浓缩法

工作原理：
加热把废液中大量水份汽化，
将放射性物质浓缩、
减少废液的体
积。
除少量易挥发性核素一起进入蒸汽和少量放射性核素被雾沫夹带出去外，
绝
大部分放射性核素被保留在蒸发浓缩物中，贮存等待进一步固化处理

。

蒸发器类型：釜式蒸发器、自然循环蒸发器（中央循环管式和外加热循环）、强
制循环蒸发器、刮膜蒸发器等。

蒸发器的问题：结垢、腐蚀和发泡。

蒸发法评价：
较多用于高、
中放废液，
可处理含盐量高达
200
～
300g/L
的各
种废液。处理能力大
(0.5
～
6t/h )
，净化效率高
(103
～
106)
，减容倍数大（几
十倍至几百倍）。

蒸发法不适合处理含有易起泡物质（如某些有机物）和易挥发核素（如
Ru
，
I
）
的废水；蒸发耗能大，系统复杂、运行和维修要求高，处理费用较高。

3.
离子交换法

工作原理：
借助离子交换剂上的可交换离子
（活性基因）
和溶液中的离子进
行交换，
选择性地去除溶液中以离子态存在的放射性核素，
使废液得到净化。
离
子交换剂是不溶解的固体物质。
当离子交换剂与某种电解质溶液接触时，
这些离
子可按化学计算的当量值交换相同电荷的其它离子。
离子交换是可逆反应，
其反
应通式可表达为：

R-H
＋
M
＋
＝
R-M
＋
H
＋

阳树脂＋阳离子＝饱和树脂＋交换离子

或
R-OH
＋
N
－
＝
R-N
＋
OH
－

阴树脂＋阴离子＝饱和树脂＋交换离子

人工合成离子交换树脂：
交换正离子的酸性阳离子树脂和交换负离子的碱性
阴离子树脂。

天然离子交换和吸附剂：
有天然无机材料如天然沸石、
粘土
（膨润土或高岭
土）、蒙脱石、蛭石、硅藻土、海泡石等；天然有机吸附剂如活性炭、木屑和磺
化煤等；

人工无机材料：合成沸石、硅酸、炉渣、金属的水合氢氧化物和氧化物、多
价金属难溶盐基吸附剂和一些金属粉末等。

树脂的再生：酸碱或盐型。压水堆核电站一次性使用。

废树脂：可焚烧或固化，再生液多用蒸发处理。

废液条件：
悬浮固体物浓度小于
4mg/L
，
含盐量小于
1g/L
，
核素必须以离子
态存在，液体温度不能太高，不含油类和油脂物质。

优点：工艺成熟，去污因子较高
10
～
100
，适于连续运行和自动化操作。

4.
电渗析

工作原理：
在直流电场作用下，
利用离子交换膜的选择透过性，
让阳离子透
过阳膜，
阴离子透过阴膜，
使溶液中的离子发生定向迁移，
达到净化和浓缩液体
的目的。多作为离子交换前料液脱盐的预处理。问题：浓差极化

5.
反渗透

工作原理：在浓侧施加压力（
P
＞
π
，
1.5
～
10MPa
），让浓溶液中的溶剂通
过半透膜进入稀溶液中，使浓溶液更浓，起到浓缩作用。去污因子：
10
～
100
。
适于处理含盐量较低的废液如洗衣废水和洗澡水，
含硼废水等，
浓缩液体占料液
的
10%
左右。半透膜：醋酸纤维素膜，空心纤维膜

6.
超滤

工作原理：借助于压力和选择透过性薄膜，使分子量小的物质（如水、溶剂
和电解质）
通过，
分离出大分子
（分子量大于
500
）
悬浮颗粒和胶体，
达到浓缩、
分离的作用。

工艺：聚丙烯腈管式膜等，工作压力
0.1
～
1.4MPa
，浓缩倍数可达
104
。去污因
子：
10
～
100
。优点：能耗低、操作简单

7.
膜分离

借助膜的选择渗透作用，
在外界能量或化学位差的推动下对混合物中溶质和
溶剂进行分离、分级、提纯和富集。与其他传统的分离方法相比，膜分离具有过
程简单、无相变、分离系数较大、节能高效、可在常温下连续操作等特点，是近
年来发展较快的化工分离技术。

8.
过滤

对于含有污染物浓度更高，颗粒尺寸更大（小于
10
μ
m
）的废液，首先选用
的技术是沉降（澄清）和过滤。用于冲洗、冷却或去污产生的放射性废水一般都
含有污染颗粒物，常见的有砂、粘土、胶体和溶解的物质，应当在废水进一步处
理（或排放）前把这些颗粒物除去。

有机废液的处理：

特点：易燃、易挥发、易辐射分解、热分解、生物降解。废萃取剂
TBP/
煤
油、废机油、润滑油、测量低能
β
-
射线
3H
和
14C
的有机闪烁液。

D. 反渗透膜的发展史

80年代发明的复合膜，由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成，透水量极大，除盐率高达99%，是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效，因此对有机化工、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。
在21世纪以前，反渗透膜技术都是被国外所垄断，而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期，当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年，石松研究员等首先在中国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。

随后1967年，国家科委组织全国海水淡化会战，组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。

1970年，会战主力汇集中国浙江省的杭州市，组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间，他们一直用电渗析技术进行海水淡化，研制成功海洋监测专用微孔滤膜，建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。

1982年，中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是，因为经历了十年浩劫，毕竟还是衰弱下去了，此时，远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。

1984年，国家海洋局以海水淡化研究室为主体，组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心，中国开始对膜技术重视了，但是，美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了，投入到了国家和民用中去了。

1992年，国家为了追赶膜方面技术与世界的差距，，国家科委军顶，以“中心”为依托，组建国家液体分离膜工程技术研究中心，并开始悄悄研制国产反渗透膜。

直到2001年，“中心”实行集团化分体管理，所辖三个控股的中外合资公司，两个中资公司和一个研发中心。同年，杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世，从此，中国有了自己的反渗透膜产品，享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场，中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。

E. 想知道磷酸二氢钾的生产工艺有行家能说说！

磷酸二氢钾生产工艺
磷酸二氢钾（KH2PO4）是白色结晶或粉末，易溶于水。工业上，常用于细菌培养剂，酿造酵母培养剂，合成清酒调味剂。用于青毒素、土霉素、鸡苷、味精等生产上。农业上，由于其是不含氯的水溶性速效磷钾肥，含量高（P2O5 51%、K2O 34%左右），目前所知化肥中盐指数最低，对农作物的种子、幼苗和根部都没有灼伤的危险。其物理化学性稳定，属一致性溶解肥料，对土壤适应性强。对农作物在加速灌浆、促进代谢、抵御干热风和防止倒伏等方面均有显著效果。因此可用于叶面喷洒、浸种、拌种、沾根、灌根、基肥、追肥等。无论在小麦、水稻、玉米、豆类、薯类、树类、瓜类、花生、棉花、烟草、茶叶、蔬菜、苹果、葡萄等作物上，均可广泛应用。据农业专家测试，一般每亩合理使用100～250g，大田作物增产8%以上，经济作物增产效果更高。农用微肥、种子包衣也都用磷酸二氢钾作原料。
磷酸二氢钾的制备工艺早在18世纪初就已有研究，但直到20世纪60年代中期，世界各国才开始对其生产过程的理论基础和工艺进行深入的研究。尤其近年来，由于对磷酸二氢钾肥效的肯定，相继开发了各种制备方法。
l、中和法
中和法生产磷酸二氢钾是用氢氧化钾或碳酸钾中和磷酸以生产磷酸二氢钾，其化学反应如下：
H3PO4＋KOH=KH2P04＋H2O
2H3PO4＋K2CO4=2KH2PO4＋H2O＋CO2
中和法具有工艺简单、产品纯度高、技术成熟等优点，但所用原料昂贵，生产成本高，不适宜大规模生产。
2、结晶法
结晶法是根据H3PO4-KH2PO4-KCl-H2O系统中，在不同温度下KH2PO4在H3PO4溶液中的溶解度变化来分离制得KH2PO4，反应方程式如下：
H3PO4＋KC1=KH2PO4+HCl
该法生产磷酸二氢钾，经济上比中和法优越，但是（1）该法是在酸性介质高温下（170℃左右）反应，对设备的要求非常苛刻，而且极易被腐蚀，不仅一次性投资大，而且大幅度地增加成本。（2）由于HCl的溢出，需要吸收装置，不注意会形成污染；（3）质量较差，含3%左右的氯离子和少量磷酸。
3、萃取法
萃取法是将湿法磷酸的净化过程与磷酸二氢钾的提取过程结合为一体，在结晶法生产磷酸二氢钾基础上，根据磷酸二氢钾在不同溶剂中具有不同的溶解度特性，选择性地使用溶剂将磷酸二氢钾从混合物中分离出来。反应方程式可表示为(S为有机溶剂)：
S·H3PO4+KCl=KH2PO4+S·HCl
国内外对萃取法进行了大量的研究，先后出现过用正丁醇、有机胺、三聚氰胺、二丁基亚砜和三辛胺-环己烷-异戊醇作为萃取剂进行生产的报道。该法具有过程简单、能耗低、反应条件温和、有机溶剂可循环利用等优点，但有机溶剂价格昂贵，还需要考虑有机溶剂的回收利用，从而造成生产中投资过高。
4、离子交换法
离子交换法，是利用一种阳离子或阴离子树脂，分别对H2PO4 -1离子和K离子的吸附或再生过程来合成KH2PO4。
该法生产的磷酸二氢钾虽质量较高，但蒸发量太大，（1t成品需要蒸发水15m3），能耗过高，且树脂价格昂贵，一次性投资较大。生产过程中，树脂还容易中毒而全部更换，这就给生产带来麻烦和增大成本。还有就是氯化铵等废水的环境污染，如果废水回收能耗又太高。
该工艺还可以用氯化钾与碳酸氢铵通过离子交换先生产碳酸氢钾，再与磷酸反应生产磷酸二氢钾（相当于中和法）。
5、磷酸二氢钠复分解法
磷酸二氢钠复分解法是将氯化钾中的钾离子与正磷酸盐的磷酸二氢根，通过复分解反应，
生成磷酸二氢钾，其化学反应如下：
Na2CO3+2H3PO4=2NaH2PO4+CO2+H2O
NaH2PO4+KCl=KH2PO4+NaCl
该法的特点是：生产设备简单，反应条件平和，操作方便，没有污染，质量可靠，成本较中和法每吨下降1000元以上。按说该法已是比较理想的工艺，但仍有一定不足之处，就是副产品氯化钠价值太低，仍然影响磷酸二氢钾成本，而且生产周期比较长。
6、磷酸二氢铵复分解法
为寻找最理想的磷酸二氢钾生产工艺，科学工作者在几十年前就提出了用磷酸二氢铵与氯化钾进行复分解反应，生产磷酸二氢钾和氯化铵的生产方法，反应方程如下：
NH4H2PO4＋KC1=KH2PO4＋NH4Cl
或NH4HCO3（NH3）＋H3PO4＋KC1=KH2PO4＋2NH4Cl＋CO2＋H20
不难看出，该反应与2NH4HCO3＋2H3PO4＋2KC1=2KH2PO4＋2NH4Cl＋2CO2＋2H20相比，成本要低得多。按方程式及实际生产计算，0.4t纯碱(1300元／t)520元，0.6t碳铵（400元／t）240，0.4t氯化铵（800元/t）320元，0.43 t氯化钠（l00元/t）43元，成本相差557元。
因为NH4H2PO4＋KCl=KH2PO4 ＋NH4Cl反应进行不到底，从图象上也找不到理想的途径，因此该反应的研究进展缓慢。最早见到的是英国 AlbrgntWillon公司的成果。该法是用热法磷酸吸收氨生成磷酸二氢铵，磷酸二氢铵与氯化钾在80℃下进行复分解反应生成了磷酸二氢钾。分离产品后的母液再与CaO反应，生成磷酸二氢钙、并从残渣中回收氨与氯化钾供循环用，该法磷酸二氢钾收率较低，仅为63%。
日本有田秀南等人建立了用磷酸铵和氯化钾为原料，同时制取磷酸二氢钾和氯化铰的方法，据说收率很高，有较高的价值，但未工业化生产。
近年也有人以碳酸氢铵、磷酸、氯化钾生产磷酸二氢钾工艺进行研究，磷酸二氢钾收率在95%左右，副产品为以氯化铵为主的元素复合肥，磷酸二氢钾含量一次性达92%以上，并能达到98%。
7、沸石法海水提取磷酸二氢钾。
8、电渗析法。
9、湿法磷酸直接法工艺。

F. 农村生活污水处理技术有哪些研究进展

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。
一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。
三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。
以上是污水处理厂处理工艺的基本流程，流程图见下页图一。
二．各个处理构筑物的能耗分析
1．污水提升泵房
进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。
2．沉砂池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。
沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。
3．初次沉淀池
初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。

初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。

图一城市污水处理典型流程
4．生物处理构筑物
污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例，它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运行的，且功率较大，否则达不到较好的曝气效果，处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的处理工艺。
5．二次沉淀池
二次沉淀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，能耗比较低。
6．污泥处理
污泥处理工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的，这些设备的电耗功率都很大。
三．针对各个处理构筑物的节能途径
1．污水提升泵房
污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约，正确科学的选泵，让水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。
2．沉砂池
采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。
3．初次沉淀池
初次沉淀池的能耗较低，主要能量消耗在排泥设备上，采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。
4．生物处理构筑物
国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(Energy
Recovery)。
曝气系统的能耗相当大，对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案。这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗,如果算上混合用能,节能也达到12%。自动控制系统的应用于污水处理节能，曝气系统进行阶段曝气，溶解氧存在浓度梯度，既减少了能耗，又可以改善处理效果，减少污泥量。
生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。
5．二次沉淀池
二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。
6．污泥处理
污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。
消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高,具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。

另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。
城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。
四．结论
污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术，合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。

G. 含锌废水处理方法有哪些

您好楼主我这说的比较多，处理起来还是比较容易的。
混凝沉淀法：混凝沉淀法其原理是在含锌废水中加入混凝剂(石灰、铁盐、铝盐)，在pH=8～10的弱碱性条件下，形成氢氧化物絮凝体，对锌离子有絮凝作用，而共沉淀析出。

硫化沉淀法：硫化沉淀法利用弱碱性条件下Na2S、MgS中的S2+与重金属离子之间有较强的亲和力，生成溶度积极小的硫化物沉淀而从溶液中除去。

离子交换法：与沉淀法和电解法相比，离子交换法在从溶液中去除低浓度的含锌废水方面具有一定的优势。离子交换法在离子交换器中进行，此方法借助离子交换剂来完成。

吸附法：吸附法是应用多孔吸附材料吸附处理含锌废水的一种方法，传统吸附剂是活性炭及磺化煤等，近年来人们逐渐开发出具有吸附能力的吸附材料，这些吸附材料包括陶粒、硅藻土、浮石、泥煤等及其各种该性材料，目前，有些已经应用到工业生产中去。

生物吸附法：由于许多微生物具有一定的线性结构，有的表面具有较高的电荷和较强的亲水性或疏水性，能与颗粒通过各种作用(比如离子键、吸附等)相结合，如同高分子聚合物一样起着吸附剂的作用。

生物沉淀法：以硫酸盐还原菌为代表的生物沉淀法处理含锌废水具有处理费用低、去除率高的优点。在研究取得进展的同时，也暴露了营养源不能被生物充分利用，导致出水的COD值高。
含锌废水处理可以根据自身情况使用以上的处理方法处理，有时处理不及格时，建议在处理后端直接投加重金属捕捉剂处理。重金属捕捉剂的反应速度快，投加简便，是废水后续处理的最佳选择。

H. 水—岩相互作用研究进展

水－岩相互作用研究的开展起始于对地下水流的研究。在19世纪，给出的实验定律用于定义流入到泉和水井的地下水的速率和强度。通过对流体系统内岩石的渗透性、流体的成分和体积以及系统内压力和温度的变化速率的深入研究，揭示出流体系统的本质。

20世纪初期，地质科学家在研究火山作用以及对火山岩开展岩石学研究的过程中，认识到了水与岩石之间相互作用的重要性。1911年美国的Aldworth在研究夏威夷火山活动时，对岩浆系统中热平衡和气体演化做出了一个重要概括。他计算了从熔岩表面通过传导和辐射丢失的热量：假设熔融状态下的熔岩温度为1200℃，非炽热的地壳的温度为450℃，估算出辐射产生的热量是热传导的50倍，从而得出以下结论：从岩浆房出溶的气泡要经过上千年的时间才能从岩浆房中逃逸，在一个火山口内气体内部和气体与液体之间的放热反应可以持续地保持岩浆温度。30年代，Cherbuliez和W eibel解释了火山中水中硫的含量和含硫矿泉在低于100℃的适宜环境下，硫与水反应的结果。法国人Perrin Rene、Roubault Marcel在研究岩石成因时指出，在变质作用过程中水是影响矿物反应速率的最主要因素之一。

20世纪60年代，一些学者在进行矿物学研究中考虑到了水岩反应，主要集中在矿物反应次序上。Osborn从理论上对岩浆结晶次序进行了研究，建立了弱碱性岩石中鲍文反应序列。他设计了两个反应序列，用最新的相平衡数据研究了MgO-CaO-FeO-Fe₂O₃-SiO₂体系在不同氧压条件下反应的次序。第一个反应序列可应用在造山带中钙碱性岩石系列中矿物结晶次序的研究上：在玄武质流体部分结晶作用期间，当氧压保持在一个很高水平时，磁铁矿与其他系列的组分一起沉淀，残余的液体富含硅。第二反应序列可应用在辉长岩、层状侵入体类型的演化系列中：在氧压很低时，铁橄榄石结晶而不是磁铁矿结晶，残余的流体富含铁。Evans在固定压力条件下，以温度为函数通过测定反应速率的方法，发现可逆反应中白云母分解时的平衡条件。Engels和Vogel研究了斜长石和紫苏辉石之间的石榴子石反应边。Mahon讨论了200℃、300℃条件下，沉积岩和片岩与水的相互作用，比较了反应前后溶液和热液成分，讨论了在化学平衡条件下反应溶液中矿物溶解度和离子交换反应。Yui Shunzo在研究日本Kamioka高温热液交代铅锌矿床时，采用实验的方法研究了在300℃～500℃、100～2000bar

1bar（巴）＝1OOkPa，全书同。、石墨－H₂O-CO₂体系中，在岩浆期后成矿作用期间含碳物质的行为。

进入20世纪70年代，水－岩相互作用研究得到迅速发展。1970年9月在东京举行的水文地球化学和生物地球化学国际学术会议期间，已故的原莫斯科大学地球化学系主任Mikhail G.Valyashko教授提出，在国际地球化学和天体化学协会（IAGC）下设立水－岩相互作用工作组，简称WRI工作组。其工作目标是“研究不同温度和压力条件下的水－岩相互作用，编写关键程序，开发方法，以及确定化学成分的运移形式”。它的出现使“水－岩相互作用”正式成为地质学中的一个专业研究领域，引发更多的人对其进行关注、研究，从而使得水－岩相互作用研究范围不断扩展。1974年在捷克召开了第一届国际水－岩相互作用（WRI）学术会议。此后，每三年召开一次，截至2008年，已召开了12次会议。从每次会议的重点议题，可以看出当时水－岩相互作用研究的热点（表2-1）。从表中我们可以看出，“水－岩相互作用”已渗透到岩石学、矿物学、材料学、水文地质、环境地质、经济矿床、海洋地质、工程地质、核废料处置等领域里。

20世纪90年代，随着新技术、新方法的不断出现，科学勘测开始向地球深部进军。地质学家认识到，地球内部的物理和化学动力学过程（如壳幔演化、地幔对流、海底热泉）可能都受到水的强烈影响。美国科学界认为，地球内部流体是一个非常重要的科学前沿（NRC,1993）。美国科学委员会认为，在解决资源问题时最重要的研究领域是研究地球内部流体。而水－岩相互作用及其动力学研究将地球内部流体作为研究目标，深入到流体研究的前缘领域里。在进行流体问题研究中又把水－岩相互作用的化学动力学研究放在首位。水－岩相互作用是当今地球科学研究中最重要课题之一。

进入到21世纪，水－岩相互作用的研究领域不断扩大，应用范围也越来越广。在2001年意大利召开的第十次国际水－岩相互作用会议上，共收到来自45个国家提交的论文400篇，经筛选共有380篇论文作为大会参会论文。论文分成14个专题，许多作者在水－岩相互作用研究中应用了先进技术和方法，包括同位素、地球化学编码（code）和分析技术，人们对水岩系统的综合研究越来越感兴趣。涉及的每个专题的论文数量相当多，除了传统的领域，如水－岩相互作用模拟、热力学、风化作用、岩浆和地热外，值得注意的是，会议收到了来自发达国家和发展中国家在内的、超过100篇论文是解决与水的质量有关的问题，包括自然水和污染水。随着全球环境问题得到重视，水－岩相互作用也扩大到环境领域里，“地球化学循环、全球变化和自然灾害”被单独作为一个专题，共收到35篇文章。“污染和治理”以及“废物储存和处置”两项专题的文章加起来共有95篇，从而反映出水－岩相互作用在该领域具有良好的应用前景。

表2-1 国际水－岩相互作用第八次至第十一次会议重点议题

续表

2004年，来自大学、研究机构和工业界的超过35个国家300多位科学家，包括地球化学家、生物地球化学家、水文地球化学家、地质学家、火山地质学家和环境化学家，参加了在美国召开的第十一次国际水－岩相互作用会议。会议共收到论文330篇。论文包括水－岩相互作用在理论、分析技术、实验和低温－高温的野外基础研究以及非生物和生物作用等领域取得的最新进展。会议的专题与以前会议相比，除了在传统研究领域仍保持着很高的研究程度外，水－岩相互作用又向新的研究领域拓展。二氧化碳作为影响全球变化的一个主要因素，对它的研究已经得到越来越多的重视。由于生产和科技发展的需要，对矿物表面性质的研究已经引起人们极大的关注。水－岩相互作用研究范围也在不断扩大，对风化作用的研究从原来的地表、第四纪扩展到所有地质空间和地质时间尺度上；地球化学模拟从小的分子领域拓展到全球范围。微生物的作用越来越受到重视，“地质微生物学”被单独作为一个专题来进行讨论。

从这些重点专题看，水－岩相互作用研究几乎包括了从地表到地下深部所有的地球化学过程以及人类开发自然、改造自然的过程中涉及的水－岩作用。从中可以看出，水－岩相互作用不仅是重要的地学研究课题，而且具有巨大的实际应用价值。