羅門哈斯樹脂不斷發(fā)展的海水淡化工業(yè)為世界干旱的沿海地區(qū)生產(chǎn)飲用水和農(nóng)業(yè)用水，但它也產(chǎn)生了大量高濃度鹽水廢棄物，常見的解決方案是將這些廢棄物傾倒回大海中進(jìn)行處置，這一過程需要昂貴的泵送系統(tǒng)，并且必須小心管理以防止破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的工程師說他們找到了更好的方法拋光樹脂。
羅門哈斯樹脂2019年水處理新技術(shù)拋光樹脂
該方法利用廢鹽水生產(chǎn)氫氧化鈉、鹽酸等產(chǎn)品。氫氧化鈉（又稱苛性鈉）可用于對進(jìn)入海水淡化廠的海水進(jìn)行預(yù)處理，改變水的酸度，有助于防止含鹽水對過濾膜的污染，這是造成很多反滲透海水淡化廠運行中斷和發(fā)生故障的主要原因。
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鹽酸是海水淡化廠和許多其他工業(yè)生產(chǎn)過程常用的另一種重要化學(xué)品，其可用于海水淡化廠部件的清洗，也可廣泛用于化學(xué)品的生產(chǎn)和作為一種氫源。
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污水變清水、海水變淡水、雨水變凈水一直是科學(xué)家們著力科研攻關(guān)的方向，而重力驅(qū)動陶瓷膜過濾技術(shù)是實現(xiàn)這一目的的重要技術(shù)手段。4月12日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)進(jìn)行了技術(shù)成果發(fā)布，該校環(huán)境學(xué)院馬軍教授課題組在全球揭示了陶瓷膜與污染物之間的相互影響關(guān)系，為陶瓷膜選擇、制備、修飾和膜濾性能優(yōu)化調(diào)控提供了重要理論依據(jù)。
據(jù)介紹，重力驅(qū)動陶瓷膜是一種重要的水處理技術(shù)，因其能耗低、運行穩(wěn)定和維護(hù)簡單等優(yōu)良特性而備受關(guān)注，在給水處理、污水處理、中水回用、油水分離、雨水利用、家庭飲水處理和海水預(yù)處理等諸多領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用潛力。
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但重力驅(qū)動膜運行過程中污染物截留機理與膜污染機制是影響膜過濾效能的核心問題，一直都沒有找到“答案”。哈工大馬軍教授團(tuán)隊揭示了在低壓水力作用條件下，膜與污染物間界面靜電作用很大程度上決定了重力驅(qū)動陶瓷膜的過濾效能，并且膜界面靜電作用的影響隨驅(qū)動壓力的降低而顯著增強。因此，通過調(diào)控陶瓷膜界面電學(xué)性能將大幅度提高重力驅(qū)動陶瓷膜的過濾性能。這一發(fā)現(xiàn)將對重力驅(qū)動陶瓷膜技術(shù)產(chǎn)生重大影響，提高水處理效率，降低水處理成本。
這一成果已作為亮點文章在國際著名期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上刊出。
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目前主流的水處理技術(shù)一般由多工序組成，原因是水中污染物的特異性需要通過不同的手段來去除?？茖W(xué)家們一直在尋找更加簡便的處理工藝。最近來自北京大學(xué)與耶魯大學(xué)的聯(lián)合團(tuán)隊在這方面取得了重大進(jìn)展他們受到海洋生物?？膯l(fā)，研發(fā)了一種一步式污水深度處理技術(shù)。
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?？男巫児δ芎筒妒程匦院苡刑攸c：它們在休息的時候會蜷縮成一個小球，觸手被包裹在身體內(nèi)部；而在捕食的時候，它們則會將自己的身體外翻、擴張，觸手暴露在外捕獲食物。如果能夠模仿?？慕Y(jié)構(gòu)和捕食特征，制備智能化納米絮凝劑，則既能保證其在保存過程中的的穩(wěn)定性，又能實現(xiàn)絮凝過程中對小分子污染物的抓捕。
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研究團(tuán)隊從仿生學(xué)入手，利用油脂有機基團(tuán)和極性無機硅酸鋁的復(fù)合物做成核殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒，成功復(fù)制了?？臉?gòu)造來模仿其行為：在低于4的pH下，這些顆粒是處于閉合態(tài)，但在較高的pH環(huán)境下（例如在污水中），水會包圍硅酸鋁復(fù)合物，顆粒被翻開并露出它們觸須狀的有機內(nèi)核。
近日從南京大學(xué)獲悉，該校朱嘉教授團(tuán)隊研發(fā)成功的一種 “納米黑金”材料，目前正在江蘇沿海某縣建設(shè)500噸級海水淡化生產(chǎn)線，使用該技術(shù)后，海水淡化前后鹽度降低4個數(shù)量級，產(chǎn)水速度快、產(chǎn)水質(zhì)量高、適用于各種水質(zhì)，并且不需要其它能耗，只需太陽能即可。
在南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院實驗室里，記者看到了這款納米材料做成的斗笠狀、直徑60厘米的便攜式太陽能海水凈化裝置移動水堡。把它放在污水表面，太陽照射后，納米材料吸收陽光并轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生水蒸氣，蒸餾得到的純凈水順著斗笠壁收集到凈水袋中。在夏天光照好時，每平方米每小時就能收集凈水1升，遠(yuǎn)超市面上同類產(chǎn)品。
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俄羅斯南烏拉爾一所大學(xué)開發(fā)出一種可以清潔污水的混合吸附劑，可高效從污水中把重金屬吸附出來。目前，這種吸附劑已經(jīng)通過測試，并獲得了專利。
吸附劑具有大表面、高度開放多孔的結(jié)構(gòu)，由硅酸鹽、水云母、火山玻璃形成的顆粒狀熱處理混合物組成，大大提高了把重金屬從污水中吸出來的能力。該大學(xué)建筑研究所主任、吸附劑的研發(fā)者德米特里·烏爾里希說：“混合物成分比例的選擇是為了確保所清潔污水的過濾速度不低于技術(shù)指定速度。吸附過程的重要指標(biāo)是吸附劑與受污染污水的接觸時間，因此依靠所選定比例，吸附劑的結(jié)構(gòu)確保了系統(tǒng)的孔隙率。”
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烏爾里希稱，新型吸附劑能夠吸收重金屬鹽（銅、鉛、鋅）、石油和石油制品、放射性核素、毒素、農(nóng)藥和其它有毒化合物。目前，研究人員正在尋求工業(yè)伙伴——對清潔污水感興趣的礦山開采企業(yè)和冶金企業(yè)。
2019年全國共產(chǎn)生近百億噸生活污水和工業(yè)廢水，高濃、高毒、高混雜以及低溫、低碳的“三高兩低”廢水處理已成為共性難題。而近日，從2018年度重慶市科學(xué)技術(shù)獎勵大會上獲悉，經(jīng)過十幾年篩選培育，重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院趙天濤團(tuán)隊得到多株全好氧微生物菌劑，成功研發(fā)了新型生物處理技術(shù)，讓“三高兩低”廢水有了更好的解決策略。
在重慶理工大學(xué)“重慶市化工過程減排與污染控制工程技術(shù)研究中心”實驗室內(nèi)，模擬不同情境排出的生活污水、工業(yè)廢水注入各自裝有極端環(huán)境微生物菌劑的實驗反應(yīng)器里，器皿里污濁的水泛起層層氣泡，經(jīng)過一系列反應(yīng)后排出較為清澈的水。
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“根據(jù)作用微生物的不同，生物法分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩個階段，而我們在世界上第一次提出全好氧菌劑的概念，推出了全好氧生物處理技術(shù)。”趙天濤介紹，簡單來說全好氧生物處理技術(shù)是指在單一構(gòu)筑物及好氧條件下，實現(xiàn)有機物、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮等污染物同步高效去除的新型生物處理技術(shù)。
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極端環(huán)境微生物具有普通微生物不可比擬的抗逆能力和多元脅迫條件的適應(yīng)機制，以及耐受性好、生物活性高、降解效能強等優(yōu)勢，他們篩選了高耐有機氯、苯酚、甲醇和氨氮共四大類強抗逆菌株，并研制了可定制復(fù)合菌劑，實現(xiàn)了優(yōu)勢菌株高密度、高活性快速繁殖。
抗生素是世界上用量最大、使用極廣泛的藥物之一。我國每年有成千上萬噸的抗生素類藥物被用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)和人類醫(yī)療中。但是，多數(shù)抗生素類藥物在人和動物機體內(nèi)都不能夠被完全代謝，會以原形和活性代謝產(chǎn)物的形式通過糞便排到體外。而被排出體外后的抗生素代謝物仍然具有生物活性，還能在環(huán)境中進(jìn)一步形成母體。如何降解處理水體中的抗生素，已成為環(huán)保治理之殤。
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日前，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物所黃青研究員課題組與安徽華豐環(huán)保節(jié)能科技有限公司合作，研發(fā)了低溫等離子體廢水處理技術(shù)，利用自行研制的醫(yī)療廢水處理一體機產(chǎn)生臭氧，對喹諾酮類抗生素為代表的諾氟（Noroxin）沙星進(jìn)行降解處理。這種處理技術(shù)簡便易行、成本較低且一般不會產(chǎn)生二次污染，目前已成功應(yīng)用于40多個污水處理案例。
與此同時，他們還利用表面增強拉曼光譜分析降解產(chǎn)物，研究了其降解諾氟（Noroxin）沙星的效率及機理，相關(guān)研究成果發(fā)表在國際環(huán)境領(lǐng)域類專業(yè)期刊《光化層（Chemosphere）》上。
日本福島核電站事故造成周邊水環(huán)境嚴(yán)重污染，至今讓人們對放射性水污染心有余悸。日前，天津大學(xué)牽頭聯(lián)合6家單位在水體污染控制與治理重大科技專項課題資助下，成功研發(fā)出污染應(yīng)急處理技術(shù)及裝備，可解決地下水放射性點源污染問題，實現(xiàn)出水符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用。
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針對突發(fā)核事故造成的放射性污染，天津大學(xué)環(huán)境學(xué)院課題組開發(fā)了逆流吸附超濾除銫、造粒沉淀超濾除鍶和化學(xué)沉淀超濾除碘技術(shù)，并研制出3套應(yīng)急處理裝備。一旦發(fā)生相關(guān)事故，應(yīng)急處理裝備可隨時運抵事故現(xiàn)場，針對突發(fā)放射性污染泄漏開展應(yīng)急處理對于放射性有害物質(zhì)的去除率達(dá)90%以上。
同時，根據(jù)持續(xù)低放射性污染水源水多含鈾、釷、鐳等核素，處理難度大的問題，該課題組提出了集成工藝一體自動化治理模式。新研發(fā)出的“混凝沉淀+多介質(zhì)吸附+超濾+反滲透”組合凈水系統(tǒng)，可適應(yīng)集中式給水廠的放射污染處理。經(jīng)過凈化后，水中放射性指標(biāo)去除率接近100%，處理出水達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。
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全球?qū)δ茉春颓鍧嵥吹男枨蟛粩嗌仙瑢沙掷m(xù)發(fā)展造成了一定的挑戰(zhàn)。電力生產(chǎn)有時需要大量用水，凈水廠反過來也要消耗電力資源。太陽光作為一種可持續(xù)、可再生的能源，能夠同時為太陽能電池和凈水裝置供能。不過一直以來，這兩種技術(shù)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國王科技大學(xué)的研究團(tuán)隊開發(fā)出一種全新裝置，其結(jié)合了現(xiàn)有的兩種太陽能驅(qū)動技術(shù)光伏和多級膜蒸餾，能夠同時產(chǎn)生電力和清潔水。膜蒸餾是一種先進(jìn)的太陽能驅(qū)動系統(tǒng)，只需相對較低的溫度就能完成蒸餾和淡水收集。而研究團(tuán)隊設(shè)計了一種三級膜蒸餾組件，把它固定在光伏板背面，利用光伏板散出的熱量進(jìn)行蒸餾。
值得一提的是，整個裝置的效率與一個商用太陽能電池相當(dāng)，凈水產(chǎn)量則超過大部分現(xiàn)有裝置。研究人員表示，將兩種功能集中在一個裝置中，可以提高能源效率。他們認(rèn)為，最新問世的裝置能讓發(fā)電廠從“用水者”變成清潔水的“生產(chǎn)者”，有望在太陽輻射充足且淡水匱乏的地區(qū)實現(xiàn)廢水再利用。
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近日，同濟大學(xué)的科研團(tuán)隊在國際學(xué)術(shù)雜志Small上，報道了以先進(jìn)的原位電化學(xué)順磁共振技術(shù)作為理論研究基礎(chǔ)，開發(fā)了一種基于自由基氧化的新型廢水處理技術(shù)，無需外加化學(xué)氧化劑，采用間歇供電的策略，極大地節(jié)省了電化學(xué)污水處理的電能消耗，并解決傳統(tǒng)方法外加過硫酸鹽試劑帶來的試劑成本和水體鹽濃度上升的風(fēng)險。
該研究團(tuán)隊發(fā)展的新型電化學(xué)系統(tǒng)中，由于電極和電化學(xué)系統(tǒng)的特殊性，在斷電情況下仍能有效氧化污染物一段時間。采用合適的通斷電比例，相比于持續(xù)通電的情況下節(jié)約了電能消耗約40%，這使得這種方法在電能消耗方面具備了其他類似技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢。如果經(jīng)過合適的優(yōu)化措施，還有望進(jìn)一步降低電能的消耗，這將為水污染控制技術(shù)帶來嶄新的技術(shù)思路。
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同時，該新技術(shù)利用廢水中原本存在的硫酸根離子，無需外加試劑，僅需要在間歇地低電位條件下即可活化產(chǎn)生強氧化性的硫酸根自由基。這種方法避免了不斷地加入過硫酸鹽，從而使得廢水的鹽濃度可以維持在一個適當(dāng)?shù)胤秶鷥?nèi)。同時也避免了加入大量化學(xué)試劑帶來的高額成本。
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