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科学网 标签 水处理 相关日志

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牛皮哄哄的“黑科技”
热度 27 Taylorwang 2017-7-10 08:18
时常有人吹嘘自己搞出了什么 “黑科技”,问其原理,往往以保密为由而不加以回答,或故弄玄虚,堆砌一些当前正时髦的词藻,如量子,超时空之类,对于这些所谓的“黑科技”,只要它违背了正常的科学原理,我都对这些所谓新发明的“黑科技”表示怀疑。 在环保领域也不另外,常常有人宣称发明了一种处理废水或处置废气等等的 “黑科技”。对环境的治理,不少处理方法,往往是按下葫芦浮出瓢,若浮出的瓢被故意掩盖了,有可能带来更加严重的二次污染。当年污水注入地下,或厂区找个地方,搞一个废水渗坑,吹成无废水产生的新工艺,多年后,地下水失去了饮用价值,多地发生重金属污染的粮食,这种“断子绝孙”的“黑科技”才成为过街的老鼠,人人喊打,但要想修复已被污染的地下水,可没那么容易,不仅需要大量的金钱,而且可能需要几年,几十年,甚至上百年的漫长过程。这种废水往地下注,搞废水渗坑,还不能算“黑科技”,因为明眼人一看就知道,这是一种偷排行为,只能讲企业老板心太“黑”,只是想不到这样为省钱的方法,有可能将来会花更多的钱。 有些所谓的 “黑科技”,一般人看不出来是偷排行为,企业主还真以为用到了一种新技术。这几年市面上流行的所谓 COD 掩蔽剂,应该算这种“黑科技”的典型代表。对于工厂的废水处理,若平时出水的 COD 略有超标,只要在出水中投加一点所谓的 COD 掩蔽剂,就可以保证出水的 COD 达标了。二年多前,广东有一家合资企业,为了保证其工厂的废水处理达标排放,居然在废水的排水口,放置了 COD 掩蔽剂的投加系统,在药剂缸上,也贴上了 COD 掩蔽剂的标签。华南环境督察到工厂检查工厂的废水处理设施,看到这贴有 COD 掩蔽剂的药剂桶,不用做进一步地检查,直接要求工厂限期整改。因为大家已经知道,这所谓的 COD 掩蔽剂,它并没有真的将废水中的有机物脱除,而是在废水样测定 COD 时,对 COD 的测定施加干扰,从而使测出的 COD 值偏低。另外,由于这种化学品 COD 掩蔽剂的投加,反而增加了废水的毒性和环境污染。 最近,作为评审专家,评审和比选广州市一个重要湖泊的水质提升改造技术方案。在提供的十多家技术方案中,我们就发现有一家公司,发明了一个 “黑科技”,它通过所谓的“量子传递”原理,只要消耗一点电能,就可以将水面面积达几十万平方米的湖泊水质变清。这公司既不能提供可以自圆其说的科学原理,又不愿意在其它的小型湖泊先做一个应用性实验来证明该技术的可行性,只是信誓旦旦地要在市区重要的湖泊使用他们的“黑科技”。我们通过专家投票,首先否决了这种讲不出科学原理的“黑科技”。 去年接受校友邀请,我们去看了一家大型的 LED 屏生产厂,虽然 LED 屏生产,产值大,相对而言,其污水的排放量并不大,应算一个优质的工业项目。但该厂建在环境敏感区,要求产生的工业废水,绝大部分处理后回用,少量外排的废水,必须达到准地表四的要求才能排放。工厂邀请我去,就是因为他们当时的废水处理营运商是一位台商,由于 LED 屏及电路板行业,台湾起步较早,相应的工程技术比我们大陆领先一些也是合理的,但这位台商有太多的“黑科技”了,除了刚才讲的 COD 掩蔽剂外,他们还有氨氮脱除剂,对于废水中存在的总氮,他们也能拿得出所谓的总氮脱除剂。这个工厂运行了快一年,由于工厂的生产系统处于调试状态及订单也不饱满,故处理水量远没有达到设计的标准。虽然在废水处理过程中投加了不少用于将水中的悬浮物去除的絮凝剂,但由于沉淀池设计不合理,居然沉淀池中的污泥量极少,而这个运营商就吹嘘地讲,他们的药剂特别好,脱除了水中的污染物,但产生的污泥量也很少。整个污水处理营运公司,从公司的管理,到公司的主要技术人员,就是这台商一家人,另外请了一些大陆的操作工人。由于缺少必要的技术力量,废水处理厂的一些重要处理设施,如用于脱除废水中有机物的膜生化反应器( MBR )一直没有投入运转。工厂通用工程方面的负责人也是忧心忡忡,因为一旦废水处理系统失效,工厂就有被逼停产的巨大风险。 我不相信讲不出原理的 “黑科技”,也不接收以技术保密为由而故弄玄虚。工厂请我为水处理方面的技术顾问,我赞同并极力帮助更换了这个营运商。新的营运商运行后,我们协助使工厂的 MBR 系统启动,很快 MBR 就显示出很强的脱除废水中有机物的能力。在巨大的地下贮水池中,我们发现了差不多过去一年的化学沉淀污泥的去处,几千立方的水池,已大半被这些污泥占居。启动废水处理厂的所有污泥脱水系统,花了差不多二个月,才将这些污泥脱水处理完毕。再新增必要的化学氧化与生化的深度处理设置,以保证处理后的出水,达到当地环保部门规定的准地表四的排放标准。我都能明显地感觉到,业主单位的相关人员,以前对这套废水处理系统写在脸上的担忧,慢慢转化为现在一脸的轻松,因为没有了未知的“黑科技”,大家对废水处理装置更有信心,再也不会担心因废水处理装置出现问题而逼迫工厂停产的恶性事故发生。 “黑科技”应该算比较新的,能给人耳目一新的高科技产品,但它的科学原理可不能是黑的,必须是明白无误的白的。
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[转载]Reduce the cost of treating water for drinking
sqzhang 2017-3-23 08:39
Serendipitous bug discovery could slash drinking water energy usage By Stuart Nathan 22nd March 2017 11:56 am A chance discovery made by researchers at the University of Glasgow could dramatically reduce the cost of treating water for drinking World water day aims to highlight the importance of conserving drinking water The team, led by Ameet Pinto, is working on an EPSRC-funded project in collaboration with the University of Michigan. Analysing bacteria found in drinking water system in the US, they detected a previously-unknown strain that is capable of transforming ammonia into nitrates in a single step. In existing water treatment systems, ammonia removal is a two-stage process involving two different strains of bacteria. First, the ammonia is converted to nitrites, and then in the second step these are oxidised to nitrates that can then be converted into nitrogen gas and evaporated safely from the water. One drawback of this is that the process requires large amounts of electricity. According to the EPSRC, two to three per cent of all electricity usage in Europe and the US is used for wastewater treatment, and some 30 per cent of this can be attributed to ammonia removal processes. The newly discovered bacterial strain has been given the name commammox (complete ammonia oxidising) bacteria. Other research groups have now also detected it in wastewater plants, groundwater and aquaculture systems. “This discovery took us completely by surprise,” Pinto said in a statement issued by the EPSRC to coincide with World Water Day . “The discovery of a single microorganism capable of full nitrification will have a significant impact on our understanding of the nitrogen cycle and on efforts to manage nitrogen pollution. The potential is there for the wastewater treatment sector to exploit this breakthrough, which other teams in Europe have made in parallel with us. That would be an important step towards informing the development of robust approaches in terms of cutting costs and reducing carbon emissions associated with generating the huge amounts of electricity that the sector uses.” Pinto’s project, lasting two years, is receiving around £250,000 from the EPSRC. It has two goals: firstly, to develop an “engineered assembly” of naturally-occurring microbes that can kill pathogens at the water treatment plant and continue to work as a protective barrier when the water is pumped into the supply system, thereby removing the need for chemical disinfection. Second, it aims to identify microorganisms that could be added to that would be actively beneficial water supply to human health, thereby changing the existing paradigm of supplying “safe” drinking water to that of supplying “healthy” water. Currently, chemical free water treatment has used ultraviolet light to disinfect water at the treatment plant, but this also uses large amounts of energy. A particular target for the second part of the project is to find microorganisms that are beneficial to people with autoimmune disorders, which cost the National Health Service an estimated £1.5bn per year to treat. The findings of the Healthy Drinking Water project are scheduled to be published later this year. end
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破解“先有蛋还是先有鸡”的难题
热度 25 Taylorwang 2017-2-3 09:40
鸡年聊鸡, “先有蛋还是先有鸡”的争论仍在继续。这类似难解的问题也常困扰在新技术开发应用过程中。随着环境排放标准的提高,必须开发与应用新技术使废水或废气排放达到新的更严格标准。工程技术的应用往往要求采用成熟的技术,客户不仅要听技术介绍,他们更看重已建成并正常运转的示范工程,谁都不愿意做工程化应用的小白鼠。故新技术的工程化应用,做第一个示范工程就显得机会特别难得,其意义也特别重要。我自己开发的每一个新技术应用,似乎都由一定的偶然性促成的。 港口码头化学品废水处理,由于港口储运的化学品品种多,水质水量波动大,按照环境影响评价的要求,每个化学品港口码头都必须建有废水处理设施,但绝大部分这些废水处理设施都没有针对化学品码头的废水水质水量波动大的特点进行设计,往往都不能正常运行。在广东省海事局的支持下,针对这些废水我们做了实验室小试与现场中试研究,并能取得很好的处理结果。尽管如此,但谁都不会相信我们能将这个废水处理好,因为国内还没有成功处置这个废水的工程实例。我们等了差不多半年,就幸运地碰到了一次 “危机”。对于不能正常运行的化学品港口码头废水处理系统,往往变成废水收集池,产生的废水都通过车运往有处理资质的危废处置中心处置,一吨废水处理收费少则 600 元,多则近万元。那年广州附近的危废处置中心因存在偷排问题而不能接纳他们的废水处理,为了码头的正常运行,广州的一个化学品码头就同意我们帮助他们用我们开发的技术改造码头的废水处理系统。工程运行成功,处理效果远远好于他们的预期,经测算,工程的投资回收期只要半年。项目的成功,码头的经理成了我们的“业余宣传员”,很快广东周边的一些化学品码头的废水处理都采用我们的工艺进行改造或新建,现在我们已建设了近十座化学品港口码头的废水处理设施,每个都能正常稳定运行。 2005 年我们开发了化学氧化-曝气生物滤池深度处理废水的新工艺,利用化学氧化的有效性,与生化处理的经济性相结合,从而经济有效地脱除废水中难以生物降解的有机物,并使其达标排放,该方法申请了国家发明专利,并获得授权, 2010 年获中国发明协会发明专利金奖。在化学氧化方法上,我们选用了比较容易大规模工程化应用的氧化方法芬顿氧化法与臭氧氧化法。这二个实际工程化应用方面,都有大规模应用,且应用过程也都存在如何拿到第一个工程化项目的难题。 国内垃圾渗滤液处理的主流工艺仍是反渗透膜法处理,但反渗透膜法处理存在的最大问题是浓水的处置问题,目前还找不到一个合理的最终处置方法,处理这些浓水。近年来开发的蒸发法,由于垃圾渗滤液含有腐殖酸等复杂的有机物,往往也只能得到黑色的粘稠液体,同样也存在浓水的最终处置问题。由于广东江门要创造卫生模范城市,垃圾渗滤液必须处理达标排放。在垃圾填埋场现场,采用了芬顿化学氧化-曝气生物滤池中试成功的基础上,填埋场总经理拍板采用我们的垃圾渗滤液深度处理新工艺。工程运行成功后,湖南省环卫系统多次组织到现场参观考察,目前我们的垃圾渗滤液非膜法无浓水处理新工艺在湖南省已成功地建设运行了 30 多家。国内最大的垃圾填埋场之一的杭州天子岭垃圾填埋场,也到我们做的第一个垃圾渗滤液处理项目参观考察,并让技术人员留在现场与我的研究生一起实际运行一周,以确认其处理效果。后来,我们又到杭州天子岭垃圾填埋场现场进行了二次现场中试,第一次中试要求达到 1997 年的 1 级排放标准,第二次中试要求达到 2008 年国家新制定的表二排放标准。在二次中试都成功运行的基础上 1500 吨渗滤液深度处理工程采用我们的深度处理工艺,项目成功地投产运行,所以排放指标都达到最新国家规定的排放标准。目前,我们的无浓水非膜法处理垃圾渗滤液的新工艺,正在全国的多个省份全面推广应用。我们在《 Waste Management 》上发表的文章也被 ESI 收录,国际上也认可我们这创新的处理方法。 臭氧-曝气生物滤池工艺的工程化应用,则与广东溢达纺织公司的长久合作与支持分不开的。虽然我们在 2005 年申请发明专利,后来在皮革,港口码头等领域也有应用,但这些应用工程,处理水量都较低,没有日处理一千吨以上规模的工程项目,影响力小。 2007 年广东溢达公司寻找印染废水深度处理的方法,他们先找了反渗透膜法, MBR 膜的四个供应商,到现场做中试,都因膜的堵塞而没有成功。找到我时,我帮他们分析了膜堵塞的可能原因,从而开始了我们印染废水的深度处理应用研究合作。从每小时 20 升的现场小试,到每小时 5 吨的现场中试,再到每天处理 5000 吨的工程应用性验证大试,最后到 2015 年将公司的全部废水, 3 万吨全都采用臭氧-曝气生物滤池深度处理。从申请发明专利,到万吨级大规模的工程化应用,我们走了十年。溢达的大规模工程投入应用后,广东另外几家最大的纺织印染企业,东莞最大的德永佳公司( 6 万吨 / 日),超盈( 2 万吨 / 日),广州最大的互太( 4 万吨 / 日)也都由我们设计采用臭氧-曝气生物滤池的深度处理工艺。 由于环境压力的增加,在环境敏感区与生态保护区,对水的排放要求越来越高,提出了地表四或准地表四的排放要求,即废水处理后,其 COD 要求低于 30mg/L ,氨氮小于 1.5mg/L 。针对新的更高的环境标准和要求,我们开发了全新的组合曝气生物滤池新工艺,实验室小试证明,效果良好,新技术于 1 年多前申请了国家发明专利。同样由于没有工程实例,新技术也处于准备状态,一直寻找大规模工程化应用的机会。过年期间,似乎看到了应用的机会,有工厂非常迫切地需要解决这个问题。虽然还在寒假期间,我等不及了,要求个别相关的硕士生与博士生,提前回校,尽快安排到工厂去做现场中试。这是难得的机遇,只有在这种需要应急解决问题的时候,业主才不会提出要看已做好的示范工程,从而可以破解“先有鸡还是先有蛋”的难题。 实验室里实验研究开发一个新技术,写一篇漂亮的论文,申请相关的发明专利,也许相对而言是容易的,而要将新技术成功地工程化应用,所要走的路更长,有时还要等待时机。当时机闪现的时候,一定要紧紧抓住机会,并要珍惜这来之不易的机会,做好第一个示范工程,这将是新技术成功推广应用的关键!
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若真拿到国基,反而会纠结
热度 24 Taylorwang 2016-8-29 08:46
今年的国基申请,没有获得资助,与许多被拒的申请一样,三位评审专家,二位赞成资助,一位反对。赞成的理由充分,课题来源是为了解决实际生产过程中存在的理论问题,有较好的应用背景,且也有较强的研究基础。反对的理由也有道理,应用性太强,应报一些相关工艺开发类的项目,而不是申请国家自然科学基金。 众所周知,我国的钢产量,煤产量都是世界第一,其实在一些特殊化工品领域,产量与这些大宗类产品一样,产量也是世界第一,如利用废铁皮生产红色的无机颜料 ——氧化铁红。根据文献资料,我国的氧化铁红产量占全世界 70% 。国际上的一些大的化工原料公司,在全球销售无机颜料氧化铁红粉,不少都是从我国进口氧化铁红原料粉,拿回去再重新加工包装后销售,甚至要求国内生产工厂直接将产品装进他们提供的包装袋中,用他们的品牌在全球销售。氧化铁红是一种比较传统的化工产品,利用废铁皮作为原料湿法生产氧化铁红的历史已超过半个世纪,当初开发这种产品时,主要考虑如何生产合格的产品,而对生产过程中如何减少对环境的污染危害考虑较少。由于氧化铁红生产过程中会产生含氨氮的废水,在环保要求越来越严的今天,必须解决这个污染问题。 对于这种传统的化工产品生产,已不可能成为现在人们的研究热点。在太湖流域,正因为氧化铁红厂氨氮的污染难以解决,而关闭了一些氧化铁红的生产线。对于氨氮废水污染的末端治理,已有大量的研究报告和实际应用工程,但在氧化铁红的生产过程中,使用原料硝酸,这硝酸是如何转化为氨氮,这些硝酸根除了转化为氨氮,还有多少转化为其它形式氮,能不能控制转化过程,让硝酸更多地转化为无害的氮气。有关氧化铁红的研究报告已经比较少,而从生产过程的源头上减少氨氮的产生研究,国内外更是没有任何研究报告。 十多年前,朋友在广东投资建设了一座利用当地废铁皮生产氧化铁红的工厂,我也拿出部分积蓄参与了投资。在工厂建成后的运行过程中,我带领研究生参加了工厂的不少技术改造研究,在氧化铁红的生产领域,研究的成果申请并获得国家发明专利三项:利用含亚铁盐废水制备氧化铁红晶种的生产方法,发明专利申请号: 2011110453559.6 ;利用铁盐水处理剂的物化污泥制备氧化铁红的方法,发明专利申请号: 200910039516.6 ;硫酸晶种混酸法氧化铁红制备方法及其产品;发明专利申请号: 200510034753.5 。同时,也发表了二篇 SCI 论文: Iron oxide red wastewater treatment and recycling of iron-containing Sludge . Journal of Cleaner Production. 2015,87 : 558-566 ; Waste Elimination Processes of Iron Oxide Red. Environmental Progress . July 2008, 27(2): 263-268 。另外,还有几篇国内的核心期刊论文,故以这个课题申请自然科学基金,我们应该算有一定的研究基础,且目前国家强调产学研相结合,研究结果为降低产业的环境污染,为国家的经济建设服务,从这个角度来说,这项研究也有较好的现实意义。当然,我也猜到可能有评审专家否决这项申请的风险,即这是一项应用性太强的基础研究,太强的应用性,有可能掩盖了其基础研究的本质。 去年写申请书时,就听说新建的一条铁路要通过这个铁红厂,想不到这铁路拆迁的通知要求下达这么快。氧化铁红生产工艺研究,要求反应系统在蒸汽加热的条件下维持 90 度左右的高温,连续反应几十个小时,我们原来打算在工厂现场,设计和建设一套中试系统来开展这项研究工作。现在工厂拆了,若将研究工作搬到学校实验室,这蒸汽,压缩空气等通用工程的维护也是不容易的。另外,现在能带博士生,硕士生的导师越来越多,而允许招收的学生数量却基本不变,故每个导师能带研究生总数也在下降。近年来,我们课题组研究工作的重点已慢慢转移到非膜法垃圾渗滤液的处理,以及为国家排放标准提标改造服务的废水深度处理研究。在国家自然科学基金的评审结果没有公布之前,我的心情是矛盾的,既希望能拿到这个自然科学基金,又有点怕拿到它。因为拿到它,就必须完成基金申请时所规定的研究任务,要从有限的研究生资源中,分出一部分开展这项研究,且由于铁红厂的拆迁,这 1 - 2 年内,开展的研究也难以利用铁红厂的便利条件,进行中试与生产性实验验证。 收到没有获得资助的电子邮件,我反而没有了纠结。研究的工作重点,全部聚焦到水的深度处理研究上来。通过这几年我们自己建立起来的具有紧密合作关系的 “产学研”平台,从工程项目,环保工程设施的维护运行中,寻找与发现问题,从而确定研究课题,由研究生在实验室,或现场中试开展研究,并将研究结果很快反馈到实际工程应用中进行验证。有国家自然科学基金的资助,可以做到锦上添花,没有获得资助,我们也要做到应用研究的良性滚动发展!
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【行业研究】之环保政策解读 — 水处理专题
flytxl 2016-6-22 10:13
【行业研究】之 环保政策解读 — 水处理专题 政策回顾: 2016 年 2 月 21 日,国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,指出将培育以经营中水业务为主的水务公司,合理形成中水回用价格,鼓励中水经营市场化。到 2020 年,缺水城市再生水利用率达到 20% 以上。 市场解读: 1 ) 中水处理年潜在市场超过千亿元,但受技术原因限制,部分地区中水价格高于自来水价格造成价格倒挂。 如今据不完全统计大中城市的中水平均售价约在3元/吨,全国36城市自来水平均价格在2.76元,稀疏的中水管网配套和高昂的中水处理成本导致部分城市水价倒挂。中水业务的推动有以下影响:1.提高自来水价格; 2.污水增值税转移支付反补中水业务。据目前自来水制售普遍利润较好,短期调整的可能性较低。2015年下半年实施的78号文抽调的污水处理30%的增值税反补有可能是较为容易的解决方案。 2015 年我国废水排放总量达716.2亿吨,处理污水494.3亿吨,不考虑未处理的废水,中水回用的存量潜在市场规模达1482亿元/年。 2 )中水相关基础设施投资亟待启动。中水建设需要改造供排水管网,建立双供水体系,并需落实污废分流体制,过去因该类管网配套设施并未建成,全国中水利用率低于10%,未来在政策推动下,中水配套的基础设施建设亟待大规模启动。另外,中水的利用需求与海绵城市雨水收集的整体思路相吻合,且海绵城市概念得到国家最高决策层的肯定,未来中水借此契机或将打开水务投资新方向。 3 )中水回用对污水处理提出更高要求,成为污水处理行业新的业务拓展方向。未来“污水处理厂+再生水厂”模式有望将成为标准的搭配。且由于再生水对水质有相比于排污口更为严格的要求,未来污水处理厂要实现污水的再生利用,必会对现有污水处理厂提出更高的标准。且我国是严重缺水国家,实现中水回用的规模化有望解决水源不足的问题,对我国水资源利用有切实战略意义。随着中水的市场化改革,中水回用将成为污水处理行业新兴的业务拓展领域。 我们认为当前要想大力推进中水利用率,必须解决上述三个问题1、成本倒挂(中水价格高于自来水价格)2、建设中水设备和管网设施;3、污水处理水质必须全面达标。解决成本倒挂可以提升自来水价格,也可通过转移支付方式降低中水处理成本,由于目前水务公司整体盈利较好,短期提升水价概率较低,所以我们倾向认为根据78号文转移支付增值税方式是较为容易的解决方案。管网设施需要水务公司、工业企业、地方政府共同投资完善。 截止2015年水处理行业的收入、利润分布图 据我们观察: 参照目前中水运营利润率30%,中水再生利用率20%,对于当前水务公司而言利润弹性在10%左右。 政策上近期释放出水处理行业爆发正在启动的信息,环保部修订《落实〈水污染防治行动计划〉实施方案》,进一步细化、推进水十条的工作;法律方面,水污染防治法(修改)、环境保护税法、海洋环境保护法(修改)等均列入今年的立法计划之中; 而财政部发布PPP项目季报第2期,3月末较1月末,污水处理新增项目647个,新增投资额1557亿元,标志着水处理新一轮增长已启动,今后项目将越来越多。 重点关注: 江苏启动环保等级差别化征收污水处理费机制,环保信用等级较差企业污水处理费至少加收0.6元/立方米。 江苏省财政厅、江苏省环境保护厅等5个部门近日印发《江苏省污水处理费征收使用管理实施办法》,办法规定环保信用等级较差企业污水处理费至少加收0.6元/立方米,以发挥污水处理费收费政策对产业结构优化调整的促进作用。 办法还指出:到2016年底前,苏南地区县以上城市污水处理平均收费标准应调整到1.5元/立方米至2.0元/立方米,苏中、苏北地区县以上城市污水处理平均收费标准应调整到1.2元/立方米至1.6元/立方米。 更多更全的行业报告尽在科创帮! 6.30 邀请您与我们的专家团队一起参与面对面的环保主题专场分享沙龙,快来联系我们吧~ 联系我们:021–65678826 邮箱:proj@kechuangbang.com 本文首发于 科创帮( www.kechuangbang.com )--- 全球技术资源共享平台 微信公众号( kcbang_cn )
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创业的路必将充满艰辛
热度 11 Taylorwang 2016-4-6 08:25
几年前为了让我们在实验室开发的应用技术成果,不至于束之高阁,成立了以应用我们自己开发的环保技术为目标的环保科技公司。最近参加了云南水务邀请组织的主要由环保企业家参加的聚会。这次我变换了自己在学校中通常担任的教书匠角式,转变成一个企业家参加了这次聚会。在聚会过程中,听了业界的行业巨头的讲话,也与不少企业界的朋友交流。对我们这种环保科技型中小企业的未来发展前景进行预测与评估,调整相应的对策,以适应未来的发展和变化。 三十多年的经济高速发展,取得巨大的建设成就,也带来了一些负面问题,如环境污染问题。现在的环保企业也象房地产行业一样,得到空前的繁荣,也慢慢存在“产能过剩”现象。从宏观上看,一些国有大公司不断介入环保行业,形成巨无霸的国有控股环保大公司,这些公司所占的水处理量份额越来越多。环保企业发展的集中,已培养出一批利益集团。 地方的中小型环保企业,与全国布局的大环保公司必然在地方上的一些环保项目存在竞争。受中国传统的影响,不可否认中国社会仍是一个人情社会。地方型企业往往占有地利与人和的优势。强龙如何斗地头蛇,国资委的大公司就想出了“环境社会服务总体外包”的主意。对于不少地方政府土地财政难以为继,也希望通过环境社会服务外包,来减少政府的大规模投资,且社会服务的支出,也就转移给将来的居民和公众承担。这就是 PPP ( Public - Private - Partnership ,即公私合作模式,是公共基础设施中的一种项目融资模式。在该模式下,鼓励企业与政府进行合作,参与公共基础设施的建设。按照这个广义概念, PPP 是指政府公共部门与 公司 合作过程中,让非公共部门所掌握的资源参与提供 公共 产品和服务,从而实现合作各方达到比预期单独行动更为有利的结果。 )兴起的主要原因。 PPP 项目,动不动就是几十个亿,甚至上百亿,大量原来不是搞环保的国有企业,甚至原来做房地产的巨无霸的民营企业,也通过 PPP 插足到环保行业。 当项目的规模达到几十个亿,甚至上百亿的规模时,地方上的中小企业也就没办法参与竞争了 ,这样,原来的中小环保企业,将面临更多的生存压力。怎么在这种新形势下求生存,谋发展,这是中小型环保企业家必须认真考虑的问题。 要求生存,谋发展,我觉得非常重要的有二点, 一是我们要利用自己在技术开发上的优势,在某个或某几个细分领域,做到最好,做到最强,形成自己的品牌与口碑。二是大家要抱团合作,分工合作。 切忌面面俱到,什么都想做;而是能合作就合作,寻找在这个领域做得最强的,做得最好的单位合作,同时保护合作者的知识产权,也守住自己的道德底线与诚信,与合作单位形成长久的合作共赢关系。若能做到这样,我们就可以能继续生存与发展。 其实大家都知道,那些拿到“ PPP ”的大公司,他们只是吃第一道肉,若我们在某个细分领域做得好,形成了品牌,形成口碑,在现在这种政府项目 PPP 的新形势下,我们只是拿不到第一包,那些拿到 PPP 第一包的大公司,仍有可能转包给我们做得好的中小公司。且有可能我们中小公司在市场运作这一块,会做得更简单一些。因为拿政府的大项目,“婆婆”太多了,也许不到最后时候,你都不知道最终的决策者在哪里。正如业界的巨头讲的, 大的招标项目,技术从来都不是主要的决定因素。 一旦政府的项目变成企业的项目,则简单容易得多,首先他们要求真的能做得好,然后就是性价比高。也许这时拥有真正的性价比高的核心技术,则有可能成为二包,或三包的可能。 对于我们搞科研与技术开发的人,往往过分强调技术的重要性,其实 在市场面前,市场比技术重要得多。市场营销方法的创新,更能促进技术的推广,从而更能产生巨大的经济效益。 我们目前优势技术: 非膜法垃圾渗滤液处理的开创者 ,目前已完成二十多个县市级的垃圾渗滤液的处理,此处理方法的最大好处是没有膜法处理必然带来的浓水,不存在二次污染的问题。我们用该方法处理垃圾渗滤液发表的一篇国际论文,已被引用超过 210 次,国际学术界也认可我们的处理方法,在我们的论文发表后,开展了大量的类似研究。另外在臭氧氧化,臭氧催化氧化,臭氧氧化与曝气生物滤池结合方面,我们也做了一些开创性的研究与应用。 我们的化学氧化与曝气生物滤池联合应用技术 2005 年申请发明专利,获得 2010 年国家发明金奖。后来进一步开发的臭氧氧化与曝气生物滤池一体化技术 ,能深度处理含有不可生物降解的有机废水,具有处理工艺的自动化水平更高,能节省能耗 15% 以上,占地面积更小,臭氧被完全利用而不需要臭氧破坏装置,滤池更不容易堵塞等优点。广州、佛山、东莞的三家废水处理量每日都超过 3 万吨最大的印染企业都采用了我们的深度处理方法进行改造,今年我们又签了二家大型印染企业的废水深度处理项目,希望大家有这方面需求时,与我们合作,共创合作共赢的美好前景! (本文由聚会时的发言整理改编)
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全球变暖对策-3
热度 8 NPOJWG 2016-2-26 12:16
了解温室效应气体   温室效应气体是大气中通过吸收一部分从地表放射的红外线而带来温室效应的气体的总称,包括对流层臭氧、二氧化碳、甲烷等,近年,大气中的浓度增加是引起全球变暖的主要原因。   在京都协定书中作为排出量消减对象,并且被环境省掌握年间排出量等的物质有,二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氢氟碳化物类(HFCs)、全氟碳化物类(PFCs)、六氟化硫(SF6),6类。 表1-温室效应气体的特征 温室效应气体 暖化系数 性  质 用途、排出源 二氧化碳( CO2 ) 1 代表性温室效应气体 化石燃料的燃烧等 甲烷( CH4 ) 25 天然气的主要成分,常温下呈气体。易燃。 农业(稻作、家畜的肠内发酵)废弃物填埋、污水处理等 一氧化二氮( N2O ) 298 众多氮氧化物中最稳定的物质。没有其他氮氧化物等那么有害。 农业(家畜排泄物、土壤)燃料燃烧、废弃物燃烧、污水处理等 HFCs (氢氟碳化物类) 1,430 不含氯,不会破坏臭氧层的氟利昂。 强力温室效应气体。 空调和冰箱等的制冷剂、化学物质的制造过程等 PFCs (全氟碳化物类) 7,390 只由氯和氟构成的氟利昂。强力温室效应气体。 半导体的制造过程等 SF6 (六氟化硫) 22,800 只由硫磺和氟构成的氟利昂。强力温室效应气体。 电器的绝缘体等 NF3 (三氟化氮) 17,200 只由氮和氟构成的氟利昂。强力温室效应气体。 半导体的制造过程等 ※暖化系数是指,在京都协定书中以二氧化碳作为1的情况下,表示各种温室效应气体的温室效应程度的概算值。 ●二氧化碳(CO2)   二氧化碳是地球上最有代表性的碳氧化合物,通过燃烧碳单体或有机化合物可简单产生,生物的呼吸也可产生。气体称碳酸气,固体称干冰,液体称液态二氧化碳,水溶液称碳酸·碳酸水,并产业化被使用在多方面。   大气中的二氧化碳通过阳光和水进行光合作用,碳被固定在植物中,而氧被放出到大气中供生物呼吸。二氧化碳能使树木和植物生长,并产生生物所不可欠缺的氧气。然后如果将树木燃烧(=氧化)的话,碳和氧将再次相结合成为二氧化碳。在地球上,重复着碳、氧和二氧化碳的均衡循环,生物才能生存。二氧化碳是不可缺少的气体。   二氧化碳的温室效应和同体积的甲烷和氟利昂相比虽然较小,但由于排出量巨大,所以被视为全球暖化的最大原因。近年大气中二氧化碳浓度增加的主要原因是由于石炭·石油等化石燃料的燃烧,工业化发达的美国、中国、俄国、日本等先进国家排出量占比例较大,担有特别重要责任。 ●甲烷(CH4)   甲烷CH4是最单纯构造的碳氢化合物,是由1个碳原子和4个氢原子所结合的分子。甲烷除了可以从天然气中得到,还可通过一氧化碳和氢反应,工业性大量生产,作为燃料用气和化学过程所用原料被使用。另外,牛等食草动物的嗝中也含有甲烷,粪尿发酵过程中也可产生甲烷。甲烷具有同量二氧化碳25倍左右的温室效果,除了人工排放,还有可能从火山气体或永久冻土中的甲烷水合物中放出。大气中的甲烷浓度自1750年以后增加了150%,现在也正在继续上升。 ●一氧化二氮(N2O)   一氧化二氮也称氧化亚氮,是氮氧化物的一种,主要发生源有燃烧、氮肥料的使用、化学工业(硝酸等的制造)、有机物的微生物分解、污泥中硝酸或亚硝酸的蓄积等。在地球的氮循环过程中,氨氮会被硝化成硝酸和亚硝酸,如果脱氮菌迅速将氮分解的话是不会产生的,但不存在脱氮菌的情况下就会产生。一氧化二氮具有较大温室效果,是二氧化碳的约300倍,大气中的一氧化二氮浓度自1750年以后增加了17%,现在也正继续增加。 ●氟利昂、代替氟利昂的其他温室效应气体   既破坏臭氧层又是温室效应气体的氟利昂(CFCs)、氟利昂替代品(HCFCs)在大气中浓度,由于1995以后的蒙特利尔议定书的排放消减效果,微增或正在减少。但另一方面,这些的替代物质(HFCs)和一部分的化合物(全氟碳化物(PFCs)和六氟化硫(SF6)等)也是温室效应气体,这些的浓度现在正在增加。 出处:  日本水生态协会
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全球变暖对策-2
热度 1 NPOJWG 2016-2-17 08:27
  地球平均气温不是稳定的,气温比过去降低称为冷化、上升称为暖化。地球气温和气候有着密切的因果关系,气温的变化会引起雨量和风量等气候的变动,给地球上很多的事物和生物带来影响。而决定地球气温的最大因素是阳光,给地球带来热·暖、光等各种恩惠。阳光也不是稳定的,发光·发热的强弱和与地球的距离等可以改变其强度,所以地球从古时起就重复着冷化和暖化,整个地球都冻结的冰河时期也持续了很久。这个阳光的自然变动虽然最影响地球气温,但地球本身也可根据阳光的热量来调整地面温度。发挥其作用的就是环绕在地球的大气。到达地球的阳光在地表形成发射和辐射热,通过围绕在地表面的氮和氧等大气保持热量并缓和气温变化。因此,地球气温也受着大气中的成分的影响。 ・全球变暖是什么?   全球变暖是指地球气温变暖:即暖化现象。能调整地球气温的大气将地表面反射的热量吸收,并再放射到地表面,使地球平均气温保持在14℃左右。而发挥其主要作用的是大气中的二氧化碳等气体,被称为温室效应气体。如果没有这个温室效应气体的话,地球的平均气温将变为−19℃左右,地球将冻结。正因为温室效应气体在大气中保持着良好平衡地球气温才能稳定。   伴随着18世纪后半的产业革命,人类开始大量消费石炭和石油等,与产业革命前(1750年左右)相比,大气中的二氧化碳量大幅度增加。二氧化碳的排出量与世界平均地面气温的上升变化大致呈比例关系,随着二氧化碳的增加,地球的平均气温也在上升。今后,人类如果再继续同样活动的话,地球的平均气温预计比现在要更高。   根据联合国机构“政府间气候变化专门委员会”(简称:IPCC)的预测,2100年世界地面平均气温与2000年左右相比将上升0.3~4.8℃。虽然排出的温室效应气体的90%以上是二氧化碳,但甲烷等其他温室效应气体,特别是氟利昂等人工温室效应气体有着二氧化碳数千倍的温室效果,即使很少的量也让人很担心其影响。被视为问题的全球变暖的原因是人为活动引起的二氧化碳和氟利昂等温室效应气体的增加,称为地球气温上升现象。 ・如果气温变高的话   地球气温的上升会对我们的生活有怎样的影响呢,这比较难以直接理解。但是,近年所谓的炎热·酷热年,平均气温也只是比常年高1~2℃左右,所以就可以理解仅仅上升很少的气温就会给生活带来很大的影响。平均气温的上升可导致夏天中暑患者增加,极端的情况可引起少雨或多雨年的发生,导致地区性两极化的大洪水和干旱的灾害,近年,每小时降雨量100毫米以上的暴雨次数增加,河流泛滥和山体滑坡等灾害多发的情况。引起暴雨的原因是台风,因赤道附近的海水温度上升而容易发生强大的台风,巨大台风不仅会引起暴雨和强风,而且也可能有高潮的灾害。   从全球规模来看,因气温上升而导致南极和北极的冰融化,海面上升,预计有许多的岛屿会被大海淹没。气温上升也给生态系统带来影响,使动植物的生息区域发生变化,可发现许多以前没有的生物。如果继续变暖的话,在热带生息的蚊子等将会北上,传播病原菌。迄今为止一直吃的美味的农产品也将没有了,病害虫的危害也将增大,高温和多雨将导致农业产品的品质下降。这样的气候变动也会给全世界的农产物、水产物的收获带来很大影响,也有可能导致食物不足。特别是食物进口依存度较高的地区,在经济方面也会有很大影响。 出处:  日本水生态协会
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水环境对策概论全文
NPOJWG 2016-1-12 10:50
  近年,随着经济发展,全世界很多地方都能看到因河流湖泊等公共用水的水质污染而造成的环境破坏。特别是在成长显著的新兴国和发展中国家,都市的人口集中和工业化带来了生活排水和工厂排水量的增加,而由于污水处理设备和公共下水道设施等基础设施没有跟上,所以污水就还没被处理就直接排放到河流湖泊中而导致水质污染日益严重。人口增加带来食物需求,所以为了提高农业产量而向农地中大量施化学肥料,大量的营养盐类随着雨水一起流入河流中。汽车和工厂的排气增加不仅带来大气污染,而且排气中含有的氮氧化物会随雨水降下来,蓄积到河流湖泊中。蓄积的有机物和营养盐类使藻类大量增殖,水失去透明度而变为浑水。而且未处理的废水和增殖的藻类会消费水中的氧气,水中生物和鱼类等生态系统被破坏。再加上从化学工厂和资源矿山排出有害的化学物质和重金属类给生态系统造成严重危害,并通过食物连锁也给人类带来健康危害。   在中国,由于急速的经济发展,环境对策被推后,才使水质污染日益严重,在沿岸地区的大都市虽然高度水处理设备等对策有所进展,但内陆的农村区域却很落后,地区性格差较大。在这辽阔的国土中,水污染对策需要同时进行污水处理设备和公共下水道设施等基础设施建设和已被污染的水域的水质改善。这些都不是非要昂贵的机器和高能源费用,而是需要可持续的水质改善技术。   由于河流湖泊等环境水净化的现场情况和污染状况等各不一样,而且标准水质管理方法确立和定量设计手法也不明确等等,所以才没能施行准确的水质改善方法,以至于经常能看见不出现水质净化效果的情况。为了进行最适当的水质净化,需要掌握水管理所需要的技术性知识,调查并掌握现场状况,采取针对污染原因和符合现场的对策技术。作为其代表性技术,通过利用先进材料碳素纤维的轻而强的工学特性和碳材质的高生物亲和性的特性,诞生了碳素纤维水利用技术。   对于中国严重的水质污染对策,必须要了解水环境对策的基本,并施行准确的对策技术,所以非常需要水质污染对策技术的确立和指示设计方法的设计指针。   NGO)日本水生态协会主要以河流湖泊的水质污染为对象整理了本书。希望本书能被中国更多的从事水质净化的人们加以活用,并对水环境改善做出贡献。   全文请看 “ 湖泊科学 ” 中 链接 的 《 水环境对策概论 》 。
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我仍坚持的研究生考题形式
热度 31 Taylorwang 2015-11-30 08:19
现代教育往往强调“理解”,不赞成“死记硬背”的学习方式,虽然我知道“理解”的重要性,但对于关键的技术参数,技术点,我仍要求我的学员,应该将它们“死记硬背”地记下来。考试既是检查各位学员学习质量的一个重要工具,更是促进什么必须学习与掌握的一个强制性手段。为了体现我对“死记硬背”的要求,我的一门专业课的考试题,往往拿出一半的分数,设立 20-30 道的填空题,基本包括了这门专业课的重要工艺技术参数,甚至一些英文缩写词的中文,英文的名称。 有人会讲,这些工艺技术参数,到网上查一查就知道了,根本没必要“死记硬背”,这种填空题只适用于中学生、小学生的考试题,研究生的考题应该多一点应用题、论述题。虽然我知道应用题,论述题重要,但对于关键的技术工艺参数的掌握,也是非常重要的。 电脑的总体运行速度要比较快,除了要有性能好的中央处理器外,还要有比较大的内存;一些在计算或处理过程中需要用的数据与程序,都在内存中,这样计算速度才能比较快。若这些数据与程序都要从硬盘上调用,速度一定上不去。我们人在发现问题,思考解决问题的时候,往往也要调用存在大脑中的相关信息,若大脑中空空如也,什么都要从网上查一查,有时网上查到的一大堆东西,要做出筛选,还要确认它的可靠性,思维能快得起来吗? 人们常讲:读书破万卷,下笔如有神,只有足够的知识积累,才能产生足够的比推和联想。当然,若有具体的任务,涉及到某些具体的工艺参数时,可以通过互联网或其它的工具书查阅得到来解决这些任务,但若想在原有的基础上进行一些创新性思维,脑中原有的知识积累仍是非常重要的。有人认为“死记硬背”的学习方式,会限制人们的创造性思维,我并不完全认可这种观点。创造性思维是“灵光一闪”可遇而不可求的思想火花,若脑中原来没有知识的积累,这思想的火花也许一下子就熄灭了,而一旦有了知识的积累,也许就添足燃料,将思想火花燃起熊熊燃烧的希望之火。若脑中原来就存有大量的相关的数据与参数,才能捕捉一闪而过的“灵感”,从而能迅速地做出分析和判断,使灵感得以快速过滤,并强化灵感作为实际可行的方案和行动。 研究生考题的填空,与幼儿园与小学填空的标准答案还是有差异的,曾听讲一个笑话,讲课本上有“弯弯的月亮象一只小船”,若填空的考题是“弯弯的月亮象什么”,只能填小船,若孩子填象香蕉就错了,从而批评小学教育的死板。我就不会限制这么死板的标准答案。如考题的填空是废水的好氧处理的溶解氧正常控制在多少,我的标准答案是 2-4 mg/L ,只要写在这个范围都是正确的,填 2 正确、 3 正确、 4 也正确,若写到 1-2 ,或 4-6 mg/L ,我都会给一半的分数,超出这个范围就没有分了,因为对这个基本的参数,心中都没有谱了,还能给分吗?其实这些重要的关键参数,我在讲课时都已讲了,这些参数必须记下来,将来是要考的。并反复讲,考试不是目的,只是手段,强化关键技术点的记忆的手段。我就担心学了我这门专业课的学员,毕业后,将这些最重要的基本参数又还给了我,还宣称上过我这门课,不仅他们不好意思,我自己都不好意思呢 !
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大数据水务应用乱想
Swingby 2014-12-11 11:28
今天上午听了关于大数据的一个讲座,心情久久不能平静,越发感觉到网络和数字带给我们这个时代的影响,正在越来越深刻地改变人们的生活和思维方式。 毋庸置疑,互联网,尤其是正在蓬勃发展的移动互联已经并且即将对市场营销、运输、医疗等行业带来巨大的改变,那么对于水务这样的传统行业,能有什么应用? 问题展开,就像一个棱镜,一面是紧缺的淡水资源,一面日益严重的水污染,一面是落后的水处理技术老化的供水管线、一面是倒挂的水价供水公司和政府的博弈。大数据能做些什么? 数据。水源:对采水点、地下水出水水压、每日出水量、水库水位、污水治理厂的水处理能力数据进行统计收集,给出相对准确的供水能力评估。检测管线的水量变化,获得居民用水、工业用水时段水量数据。一方面可以检测水管问题,及时发现供水管漏水、爆裂等危急事故,另一方面可以作为经济数据的重要参考,复核估算GDP数据的真实性等等。而对水质的实时监测数据,更可以为提高供水质量。所有的数据,最终都可以作为水价指定的参考标准,不管是水价推向市场还是政府继续掌控,都可以给出更好地决策依据。 一时思维发散的想法,且做抛砖引玉吧。
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国人的“诺贝尔奖”情结
热度 31 Taylorwang 2014-6-24 08:23
我国到目前为止,还没有一位在本土的科学家获得与自然科学相关的“诺贝尔奖”。与看世界杯足球一样,虽然球队中没有中国队,每年到 NB 奖快要揭晓期间总能引进国人的一阵亢奋狂潮。平时人们也喜欢将有挑战性的,比较难完成的技术工作标上“ NB 奖”的标识。博主徐磊最近写了一篇被科学网顶置的博文 “ 一个有希望拿诺贝尔奖的工作 —— 将电子显微镜和质谱仪整合起来 ” ,应该讲这是值得探索开发一种新检测仪器的技术,但即使这二个检测结合在一起的仪器研发成功,也不可能获得“诺贝尔奖”,因为 NB 奖只奖励在物理、化学、生物医学等基础研究领域,有首创的发现者。在国内,该技术要拿国家级一等奖也不容易,因为与国计民生相关性不是非常大,能拿到国家技术进步二等奖就非常好了,还要有大量的应用及经济效益的证明材料。 提起 NB 奖,我就想起我碰到的一个有关 NB 奖的笑话。二年前,我也做过被一位大老板号称能拿 NB 奖的废水处理工程项目。东莞的一家化学品仓储码头。码头的大老板是东莞本地人,也是一位能人,他涉足化工、酒店业,及 房地产等行业,并拥有一支球队。由于搞房地产,也会做 生活 污水处理 工程 ,他们的化学品仓储码头的废水处理 设施 ,就由他自己的工程公司设计并施工。我 到他们码头 做环境安全风险评估专家时, 去看了 他们当时的 废水 处理系统, 虽然 建筑外形挺漂亮,但就是不能运行, 整个处理系统 处于闲置状态。我问了现场的经理,他告诉我,废水处理设施建好后,培养微生物,运行,驯化就花一个多月 。但系统正常 运行不到一周,就因进了某种化学品的废水, 导致 系统崩溃;不死心,再培养一次,又崩溃了,三次后,就没有人再有信心 来运行它 了。 该 老板 走访了不少化学仓储码头,几乎 没有见过能搞好的, 他自己做成功的项目也非常多,人就变得很自信。他对手下讲:化学品 港口码头的 仓储 废水看来是搞不好的,谁 真 能搞好 它 就可能 获 “诺贝尔奖”。 因为这个化学品仓储码头就在老板的家乡附近,有一次码头的废水排入附近的河沟中引起大量的鱼死亡,虽然当地的环保部门没有找上门来 处罚 ,但家乡群众的背后骂声,老板也感到了 不小 社会压力 ,他要求部下寻找最佳的解决方法。这样,听我讲过我们能搞好这种废水处理的 经理约我见面 ,我就介绍了我们做成功的几个案例,很巧,他们公司引进的一位高级经理,原来就在我们做成功的第一个港口码头项目的公司引进过来的,他确认了我们做成功的工程,公司又组织了相关管理人员,看了我们做好,并成功运行的二个港口码头项目后,请我到他们的总部 谈 合作的可能。 他手下的一 位 专门搞工程的负责人问我一个问题:为什么他们设计的废水处理系统不行,关键问题是什么 ? 我诚实地回答:他们的工艺采用先厌氧后好氧的处理方法,这是常规的 对污染浓度较高的 生活及工业废水处理方法 。 有机物浓度高, 一般 先用厌氧处理,然 后 用好氧作进一步的深度处理是合理的。厌氧的优点是可以处理高浓度的废水, 能耗低, 但其缺点也是非常明显的,即抗冲击负荷的能力很差,对废水变化的适应能力也差,这样当废水的水质发生较大的变化时,厌氧处理系统首先崩溃,后面的好氧处理系统也就跟着崩溃了。我这样一讲,他 觉得 有道理,请我吃饭,并 当场 决定,由我们改造 他们 现有港口码头废水处理系统, 当然 合同的惩罚条款也是非常详细的。 改造工程完工后,系统调试成功 , 项目运行一年, 我去他们码头约 见 了经理 ,并想请经理吃饭,以便拿工程项目的尾款。 经理对我非常客气, 并明确讲,老板交待了,我去了一定要由他们 请我吃饭,并讲废水处理系统经改造后,已经历了 3-4 次化学品的重大冲击,每次都安全渡过危险,处理效果非常好, 现在的废水处理设施已成为仓储码头的亮点,地方环保局也多次带人来参观。他 又重提 那 老板讲的“诺贝尔奖”的笑话,我讲 若 NB 奖 那么好拿,就不会那么牛皮烘烘了。 现在看来,化学品仓储品码头的废水处理并不难,为什么那么多化学品仓储品码头的废水处理设施成为“ 聋子的耳朵 ” ——摆设, 关键是没有水处理的专业人士重视它。化学品仓储的港口码头往往都是 航道设计研究院设计,他们的设计强项是航道设计及 码头的 水工工程,而关于废水处理这一块,不是他们的研究和设计重点,他们往往就照搬生活污水处理的那一套,将其缩小了放在码头,作为化学品仓储废水的处理系统,这些原来适用于处理生活污水的系统,不能处理变化多端的化学品仓储码头的废水也 在 情理之中。 大部分化学品仓储码头的废水处理装置就蜕变为简单的废水收集设施。有些港口码头,离城市污水处理厂较近,码头废水经简单的油水分离后,可以通过城市污水处理厂强大的缓冲能力,处理后排放。没有城市污水处理厂进一步处理的,就通过委托有资质单位花高价处理,也有仓储码头偷排。不少有水处理技术研究开发能力的单位或工程师,既不去寻找,也难以获得这种特殊废水处理技术研究开发的机会。 其实在各行各业,国内类似的情况很多。 “诺贝尔奖”那是极少数大牛级科学家冲击的目标,且拿 NB 奖的首创性发现是可遇而不可求的事,搞运动式研究,或拔苗助长式培养人才,希望获取 NB 奖,那真是缘木求鱼的空想。 国内更多的研究技术人员,可能还是将眼光放低一点,解决我国目前技术升级改造过程中碰到的一些具体科学、工程技术问题更靠谱,更有意义!
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请推荐到首页: Griffith University and 北京大学科研合作
limiao12345 2014-1-20 08:47
此博文的主要目的: 通过 Griffith University and Peking University - Collaborat e Research Scheme 寻求与北京大学的合作。 合作的项目会在Wastewater treatment方面, 请编辑和各位专家将此文推荐到首页, 谢谢!! 我将在下面做详细介绍:(该合作是基于 Griffith University and Peking University - Collaborat e Research Scheme计划的基础上, 希望能引起站内北京大学的学者或是与北京大学有联系的各位专家的注意 ) 首先 对 Griffith University and Peking University - Collaborat e Research Scheme 项目的简介: Griffith University and Peking University Collaborative Research Scheme Under the banner of the 'Asian Century Futures Initiative', Griffith University and Peking University have established a Griffith-Peking University Collaborative Research Scheme to facilitate reciprocal research exchanges and joint funding proposals for the purpose of developing collaborative research. Research projects that receive support under the scheme will be expected to produce joint publications in high quality research outlets and joint grant applications to external funding bodies Scheme contact: Nicky Sainsbury Next call for applications: NOW OPEN Closing date of scheme: COB Friday 4 April 2014 Application form Guidelines 详细的内容 请参考: Guidelines and forms are available from: http://www.griffith.edu.au/research/research-services/research-grants/funding-opportunities/internal-grants 第二, 对合作项目的简介: 目前Griffith university Smart water reaserch centre 正在研究一个关于wastewater treatment 方面的课题,由州政府和联邦政府资助的项目, 经费4百万澳币。 该课题目前已经进行1年半左右。 课题的详细内容我会稍后整理成一份中文信息。 希望有意共同申请这份计划的专家 学者们 与我联系: 李淼 email: m.li@griffith.edu.au. 或者请各位 专家 学者 推荐联系。 谢谢
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石墨烯氧化物抑制水净化膜表面细菌生长(附原文)
热度 5 zhpd55 2014-1-3 09:22
石墨烯氧化物抑制水 净化膜表面细菌生长(附原文) 诸平 据美国《 《 化学工程与新闻 》( CEN ) 网站 2014 年 1 月 2 日 报道,美国耶鲁大学( Yale University )化学工程与环境工程系的研究人员,已经成功的将石墨烯氧化物应用于水处理,研究结果发现石墨烯氧化物纳米薄片应用于海水淡化和水处理净化膜,可以有效抑制表面细菌生长。图 1 就是微生物杀手的示意图,研究人员将只有单个原子厚度的氧化石墨烯薄片耦合在聚酰胺膜 ( 蓝色部分 ) 的表面来达到抑制细菌生长之目的。 Fig. 1 Microbe Killer Researchers coupled atom-thick sheets of graphene oxide to the surface of a polyamide membrane (blue) to vanquish bacteria. Credit: Environ. Sci. Technol. Lett. 要将海水或污水转变成可饮用的水取决于聚酰胺薄膜的过滤能力。微生物在薄膜上的渗入和淤积会使其去除盐分和污染物的能力遭到破坏。但是,如果在聚酰胺材料的薄膜附着一层 石墨烯氧化物 纳米薄片( attaching graphene oxide nanosheets ),就可以减少细菌生长,而且这些功能化的薄膜与现今使用的滤膜相比较,没有必要经常清洗,使用周期更长。此项研究成果已经在《 环境科技快报 》杂志发表 ( Environ. Sci. Technol. Lett ., 2013, DOI: 10.1021/ez4001356 ) 。 某些纳米材料 , 如石墨烯氧化物可以杀死微生物,但是具体的作用机理目前还尚未被人们认识。在先前的研究中 , 研究人员制得的抗菌膜,是在铸造过程中通过将石墨烯氧化物混入到聚酰胺之中。但是根据耶鲁大学梅纳赫姆·伊利米勒( Menachem Elimelech )等人的研究结果认为,如果将石墨烯氧化物置于膜内 , 对于灭杀微生物是无效的。由于纳米材料昂贵 ,还有 可能会对环境造成影响 , 伊利米勒想开发一种抗菌膜 , 需要尽可能少的石墨烯氧化物,这样就可以降低生产成本,有可以节省原材料,保护环境。 为此 , 伊利米勒和他的同事们用酰胺耦合化学法,在聚酰胺膜的表面附着一层 30-650 nm宽 的氧化石墨烯薄片。伊利米勒说: “ 无论怎样,当你改变了表面化学时 , 几乎总是影响到膜的性能。”但这并不是立竿见影,功能化以后的薄膜与未经处理的薄膜一样,使水的通过不受影响,但是抑菌效果截然不同。 研究人员测试了这种 功能化薄膜 的抗菌活性,他们用大肠杆菌培养基覆盖功能化薄膜一个小时。然后 , 研究人员试图在琼脂板培养来自任何粘在此膜上的细菌。与未经处理的薄膜进行比较 , 那些用氧化石墨烯改性的薄膜生产的细菌菌落减少 65% 。为了强化杀伤力 , 伊利米勒计划在未来的实验中,对在聚酰胺薄膜表面使用石墨烯氧化物薄片的数量和大小继续进行深入研究。更多信息请浏览(点击论文标题可以 免费 下载 原文 ): Francois Perreault , Marissa E. Tousley, Menachem Elimelech. Thin-Film Composite Polyamide Membranes Functionalized with Biocidal Graphene Oxide Nanosheets . Environ. Sci.Technol. Lett. , DOI: 10.1021/ez4001356 . Publication Date (Web): December 6, 2013.
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差距
热度 10 Taylorwang 2013-12-19 08:06
“嫦娥三号”完美登月,“嫦娥”与“玉兔”成功互拍,并将清晰的照片传送回来,应该说这次登月飞行已取得圆满成功!我们在庆祝我国的航天科技又取得巨大进步的同时,也必须清醒地认识到,美国,前苏联差不多在 40 多年前,就取得了类似的成就。虽然我们在这次登月形动中,充分吸取了他们的经验教训,使整个计划更完美,几乎做到了万元一失。 改革开放三十多年来,我国的经济得到了突飞猛进地发展,取得的巨大成就得到世界公认。从大城市的高楼大厦,到遍布全国的高速铁路网与高速公路网,我们与西方的差距正在快速拉近。在新建的繁华街区,似乎比欧美更发达。国内的一些“土豪”,到了欧美挥金如土,从数百万或上千万美金的豪宅,到各种奢侈品的采购,都给全世界造成了我国已迈入了“发达国家”的假象。但在细微处,从全民的素质,到各级机构的管理水平,以及一些硬件的配置要求,我们与西方发达国家的差距仍是巨大的。只有认识到这些差距,头脑清醒地不断改进自己的工作,才能不断地缩短这些差距。 1997 年我第一次去美国,美国的朋友带我到深山中钓鱼,虽然我在美国当年只可能钓一次鱼,但仍给我办理了钓鱼的执照。到了山间的一个野营停车场,看不到有人管理,但停车场有水,有电。我好奇地问:这些水,电的费用如何结算,回复是水电费全免。当时我就感觉到我国与美国的一些公共设施的差距,远不是十年,二十年的距离。 最近我参加了韩国三星电子公司在东莞的一家合资企业新建项目的评审,看到公司仍采用离子交换树脂做高纯水。离子交换树脂是一种相对比较传统的做高纯度脱离子水的方法。但用离子交换树脂,由于树脂的交换容量有限,就必须经常使用酸与碱溶液进行再生,在再生过程中产生大量的酸性与碱性废水,浪费的水量比较多,有时,还产生废酸与废碱,腐蚀下水管道,污染环境。二十多年前,美国一家公司开发了一项新技术—填充床电渗析( EDI ),它是用电进行再生的脱离子水系统,使用这项技术,生产脱离子的高纯水时,就不需要再用酸与碱溶液进行再生了,也不可能再产生酸性与碱性废水。它的优点是一目了然的,它的缺点就是价格昂贵。 十多年前,我还是广州宝洁公司的顾问工程师,公司的内部工艺指引已要求更换公司内的所有生产去离子水的离子交换树脂处理系统,将其更换为 EDI ,并要求各生产部门,在下一个年度财政预算中安排出更换的预算。韩国三星公司差不多是韩国最大的企业,也是韩国高新技术开发的领头羊。在东莞的液晶屏生产工厂,建设很规范,从工厂的厂容卫生等方面评估,管理也是比较到位的。作为评审专家,也要提出一些能提升公司的技术水平,减少水耗能耗的一些有益措施与方法。我就问他们,为什么还用经常需要酸与碱溶液再生的离子交换树脂,而不用污染更少,使用更方便的 EDI 系统。公司的技术人员回答,他们今年已做了计划,明年更换目前正在使用的去离子水交换树脂系统,改用更新更可靠的 EDI 。这个事例说明,虽然韩国三星公司的研发能力已直逼美国的一流公司苹果公司,但作为韩国的一流企业,与欧美的一流企业相比,在生产系统的一些基本技术要求上,仍存在差不多十五年的时间差! 我国的企业呢?可能不少企业的工程技术人员都没有听说过 EDI ,我们的企业与韩国的企业又存在一个时间差。虽然我国已有个别企业引进或模仿国外的技术生产 EDI 系统,但要大规模地在国内推广应用,仍需要一段时间。 我们的 SCI 论文发表数量已达世界第二,经济总量也是世界第二,但要想到我国是人口差不多占世界人口五分之一的大国,就平均而言,人均数量还是很低的。只有正视差距,才有前进的动力!在生产技术上是这种状况,在基础研究领域,何尝不是如此呢?我想目前还不是我们争论明年或后年得诺贝尔奖的时候,我们还要埋头苦干,默默积累,静静等待那量变到质变的转化。
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买办太多 研发太少
热度 40 Taylorwang 2013-8-20 08:28
我在科学网上,写过二篇博文,一篇是 “一件皇帝的新衣” ,第二篇是 “再谈皇帝的新衣” ,这二篇博文都愤怒抨击了用反渗透膜法处理城市垃圾渗滤液中存在的弄虚作假现象。读者看了我这二篇博文,大家可能觉得我对反渗透膜法水处理系统有成见,其实不是。我那二篇博文讲得还是比较清楚的,虽然反渗透系统投资及运行费用高一点,但其处理后出水的质量还是很好的,用它处理垃圾渗滤液,最大的问题是浓水没有处理,且被偷排了这种恶劣的做假行为。更令人气愤的是:有不少推销反渗透系统用于垃圾渗滤液处理的环保公司,明明知道这个技术浓水不处理就是做假的行为,但仍明知故犯地赚黑心钱! 膜法处理作为水处理的新技术,在给水及废水处理中正得到越来越广泛地应用,它具有处理效果好,处理效率高,占地面积小等优点。但膜处理技术,特别是反渗透膜,绝大部分仍然依赖进口。对国内环保界了解的人就知道,我国的环保公司多如牛毛。在这些大大小小环保公司中,有不少是代理国外膜产品的“买办公司”。由于买卖膜产品存在巨大利润,故往往能吸引国内的不少优秀的人才,加入到这些膜代理公司的销售队伍。从国内一些水展的膜产品代理公司的装饰,到这些代理公司营销人员对国外公司膜产品的吹嘘,都可以明显地感觉到雄厚的资金实力及营销人员的素质。问题是国内的这些“买办公司”,他们只知道从国外用低一点的价格进口,再高价在国内卖出,以赚取这高额的差价,但他们根本不对这些膜进行研究,如研究这些膜的最佳应用条件,如何改进膜的使用条件,用什么阻垢剂,杀菌剂延长膜的使用周期等,更不用说这些膜怎样制做更好,怎样改进膜结构来提高膜通量等问题了。 国内虽然有那么多推销膜的“买办”公司,但几乎很少有搞膜的应用研究,更不用说搞反渗透膜的开发。我曾在美国的一本杂志上发表了一篇有关清洁生产的研究论文,后来杂志社给我寄了一本杂志,在那本杂志上一共发表了 15 篇研究论文,其中,有 7 篇研究论文就是讨论膜在水处理中的各种问题,及解决方法。反观国内,膜的营销与宣传,搞得热火朝天,但膜的理论研究与应用研究,相对很少! 去年,我有一个毕业了几年的研究生与我联系,讲他要离开现在工作的单位,准备开一个环境工程公司。我问他开公司主要做什么业务,他回答就是卖国外的反渗滤膜。他讲,买卖膜很容易赚钱的,他知道膜的进价与卖给客户的价钱,一年能买一套,就可以达到和超过现在公司给的工资了。我告诉他,正因为许多人知道买卖膜赚钱,现在做膜买卖的小公司太多了,另外,开了公司,就意味着烧钱,有项目无所谓,刚创业,不一定能拿到项目,那种还没有赚到钱,且本钱也不多,却要天天看着烧钱的滋味是不好受的,我问他有没有做好那样的思想准备? 另外,在广东的不少纺织印染厂,我们都可以看到有不少工厂,前几年为了水回用,在有关部门的主导下,都建有反渗透膜的处理装置,有些装置看上去还很新,但已再也不使用了。问清楚原因,往往是一些环保公司,许诺先给一半的工程款,安装好反渗透设备,另一半,等这些反渗透装置运行一年后再给。但这些反渗透设备,运行 3 个月到半年后,反渗透膜的膜通量下降得太厉害,用化学清洗等措施,也没办法恢复。这些小的环保公司没办法解决这个问题,他们就撤出了。剩下的一半工程款也不要了。后来我了解到,即使那一半的工程款不要了,因推销 RO 膜的利润较高,不少环保公司还是能赚钱的,故他们不怕,在广东地区推销了许多这些半拉子的 RO 系统,我估计全国的这种浪费现象更多!产生这种现象的主要原因就是急功近利,都想做外国公司的买办赚快钱,而没有人去做基础的膜应用研究工作。这些大小“买办”可能没有想一想,他们是赚了一点不光彩的钱,但国外的公司赚得更多,而国内那些用了这些膜的单位,没有能用好,一定会吃了大亏! 不少国人太急功近利了,水处理技术中膜的应用是“买办太多,研发太少;医药行业的药品呢?也是一样。类似的行业,国内还有不少。最近,国家基金放榜了,每年国家拿出那么多的钱搞基础研究,而美国的研发主力是各大公司,不少公司拿出年销售额的 3-4% 用于研发,我们的大公司呢?不少上市公司的股东们一门心思地争取上市,上市后就等着套现,公司成为从来不进行现金分红的“铁公鸡”公司,但似乎也舍不得拿钱来搞研发,这样的公司,股票市值能不跌
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发明专利与实际应用的距离
热度 13 Taylorwang 2013-8-9 08:02
科研人员开发的技术与实际应用的距离,可以从发表的论文及申请的发明专利看出来。 没有或较少搞过实际应用的人,往往更多地考虑纯科学或技术的因素,只要搞过实际应用的技术人员,在制定研究技术方案时,就会自觉或不自觉地考虑进将来应用时的实际要求,就会考虑这个新技术的经济性、可靠性、可能存在其它的负面作用等应用时的关键要素。 由于近年来环保要求越来越高,废水深度处理的需求也在不断增加,作为较强的化学氧化手段,臭氧氧化作为废水深度处理技术也得到越来越多的应用。为了提高臭氧氧化废水中有机物的氧化效率,人们就寻找能催化臭氧氧化的催化剂。并希望能在新一轮的废水处理提标改造的工程应用中使用这些催化剂。 使用臭氧氧化水中的有机物,一些过镀金属离子及其氧化物具有催化氧化作用,这也差不多成为人们的共识。 这样,臭氧的催化氧化研究也就成为研究热点。近年来,国内在这方面的研究比较多,申请了不少发明专利。如国内的某著名高校,申请了许多臭氧氧化催化剂的发明专利,如发现铜离子具有催化氧化作用,就申请铜离子的臭氧催化氧化专利;镍离子有催化氧化作用,锌离子也有催化氧化作用,又申请镍离子与锌离子的催化氧化作用专利。有人研究将这些金属,在中性条件下形成氢氧化物,沉积在颗粒活性碳上,然后,再通过脱水,加热转化,将这些金属氢氧化物转化为金属氧化物附着在颗粒活性炭上的方法,制得臭氧氧化催化剂等。 我们于 2003 年开始研究水的深度处理技术,高级氧化工艺就选择了用臭氧对废水进行氧化,故对臭氧氧化废水及其催化剂研究在国内也算开展得比较早的单位。从实际应用出发,在研究的初期, 我们就考虑将来制作的催化剂,必须具有实用性,即有较好的催化作用,同时兼顾催化剂使用寿命长、制造容易、生产成本低廉、使用过程中没有毒副作用等诸方面的要求。 虽然我们知道,一些过渡重金属离子对臭氧具有催化氧化作用,但因为臭氧催化氧化完后,这些金属离子仍在水中,仍有可能随水带出,这就存在二个问题:一是使用的催化剂,需要不断补充;二是残留在水中的这些重金属离子,必须采用有效的处理手段,将其从水中分离出来,不然,就会造成更严重的重金属污染。显然,这种臭氧催化氧化剂,将来是不可能实用的。当然,对于高校,作为一个研究成果,能申请一个发明专利,并不吃亏,特别是有国家纵向科研项目,也要有发明专利交差,但对于将来这个专利,能否真的实际应用,那是另外一回事了。 用活性炭附载这些金属氧化物或氢氧化物,显然要比直接用金属离子更具有实用性。但作为催化剂,要重复使用,故所用的活性炭必须具备一定的强度,而好的活性炭,价格就比较贵,有时,一吨产品,价格高达一万多元,附载了金属氧化物,价格更高。尽管价格这么高,它还存在另外一个比较麻烦的问题,即臭氧的强氧化性,也会慢慢氧化破坏活性炭,使活性炭的强度降低,使其容易破碎,粉末化的活性炭则容易随处理水带出,故使用这种附载有催化活性的金属氧化物或金属氢氧化物的活性炭催化剂,它的使用寿命较短,需要不断地补加,这也增加了废水的处理成本。 我们研究曝气生物滤池,曝气生物滤池中使用了大量的陶粒,故很容易我们就联想到,如果在陶粒的加工过程中,做一些改进,让制造出的特殊“陶粒”具有臭氧催化氧化功能,不就能很好地解决这个问题吗?这样,我们就开发出在陶粒的表面,富含了有催化作用的金属氧化物的陶粒,经实验证明,这种陶粒对臭氧氧化水中的有机物,真的有比较好的催化氧化作用。这样,我们在 2007 年就申请了国家发明专利,并获得了专利授权。该臭氧催化剂,具有催化作用好,催化剂使用寿命长,没有重金属离子随处理后水带出等麻烦,且陶粒生产容易,价格也相对活性炭的催化剂要便宜得多,能满足大规模工业化应用的要求。 近年来,我们这个臭氧催化氧化催化剂,在国内的招标竞争中,频频中标。鄂尔多斯神华的煤制油项目的废水处理工程,辽宁盘锦的炼油污水深度处理工程,我们自己设计的臭氧—曝气生物滤池一体化水处理系统的工艺中,都大规模使用这种臭氧氧化催化剂。 目前国内的专利申请,仍主要以高校教师与一些科研院所为主,而 不少高校教师与研究院所的科技工作者,比较重视理论研究深度,研究的目的在于发表高质量的 SCI 论文,有时也申请发明专利,但对于生产应用的实用性考虑相对较少。 另外,目前大部分高校与科研院所都重视纵向项目,大家乐于“跑部钱进”,也就可能忽视了与生产应用关系比较密切的与企业合作的横向研究课题,研究也比较少考虑在生产一线的应用情况,从而导致 申请的一些专利只是存在理论可行,很难具有实用性。 要解决这个问题,本人建议从二方面着手 ,一是支持与鼓励工矿企业的科发队伍,增强他们的研发能力;二是支持和鼓励产学研合作 ,让高校与科研院所中的牛人,乐于搞横向研究开发项目,促进国家技术与经济的发展,而不是鼓励他们天天往北京跑,拿所谓的国家级大课题,大项目。当然,特别牛的,有冲击 NB 奖的大牛就另外了,但那些大牛一定是少数!
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浙大水处理重大专项专家涉嫌重大贪腐
热度 37 曹聪 2013-7-23 11:45
夏天回国,除了参加一个会议,见了不少新老朋友,便是去了浙江大学两次。 在那里获得的一个消息是,某参加国家中长期规划水处理重大专项的专家涉嫌重大贪腐。该校的一个教授从国家拿到了1亿研究经费,花了3000万,然后便想法将余钱——7000万——打入自己公司的帐号。结果,东窗事发,被调查。 据说,水处理专项共有8位教授各获得1亿研究经费。 后来上网查了查,好像浙江大学涉案的那个教授是 陈英旭 ,一个准院士级的科学家。 其第十一届全国政协委员一职于去年11月被撤销 ,可能牢狱之灾难免。 ​不知道是否还有其他科学家涉案。
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实验证明行不通的“好主意”,竟然有人申请“国基”
热度 61 Taylorwang 2013-5-30 11:59
国基的网上评审已经尘埃落定地结束了,也没有必要对评审的一些情况再继续进行“保密”。最近连续写了几篇有关研究失败的博文,在国基评审期间,一位科研同行的国基申请书,又勾起了我几年前一次看上去是“好主意”,做起来却是失败的回忆! 对于含难生物降解有机物废水的处理,比较强有力的处理方法是 Fenton 化学氧化法。 普通 Fenton 化学氧化法从法国人 Fenton 发明的,这个氧化方法到现在已有 100 多年的历史了。它就是在废水中投加双氧水与亚铁离子,控制 pH 值在 3-5 的条件下,双氧水被亚铁离子催化,形成氧化能力极强的羟基自由基,直接氧化一些不可生物降解的有机物。氧化完成后,将废水的 pH 值调整到 7-8 左右,亚铁离子氧化形成的三价铁离子,会形成大量的氢氧化铁絮体沉淀,在沉淀过程中,又通过吸附,夹带作用,脱除部分废水中的有机物。故 Fenton 氧化法处理废水,它包含了化学氧化与絮凝沉淀的双重作用。 为了解决脱除废水中不可生物降解的有机物问题,我们从 2003 年开始,研究 Fenton 与臭氧氧化的化学氧化处理工艺,也了解到这二种化学氧化方法的优缺点与适用范围。我们在 2005 年申请并获得的发明专利:化学氧化-曝气生物滤池联合水处理方法,发明专利号: CN200510035132.9 ,该专利的化学氧化部分,就选用了 Fenton 氧化,与臭氧氧化这二种化学氧化方法。在实际工程应用上,臭氧氧化—曝气生物滤池应用于不可生物降解 COD 小于 150mg/L 的废水深度处理场合。而对于不可生物降解 COD 大于 150mg/L 的废水处理中,我们建议采用处理效率更高的 Fenton 氧化—曝气生物滤池法,如垃圾渗滤液的深度处理。该专利获得 2010 年度全国发明展览会金奖。 由于 Fenton 氧化废水课题的研究,有实际应用背景,且最佳处理条件的探索,可以获得不少数据,因而有利于写论文,故 Fenton 处理难生物降解有机物的研究,多年来一直是我们培养学生,及开展研究工作的重点。 Fenton 氧化法的优点是脱除废水中 COD 的有效性,它的缺陷也是明显的。 如使用过程需要消耗大量的化学药剂,故废水的处理成本偏高,另外,投加的亚铁离子,催化双氧水氧化的过程中,它也转化为三价铁离子,在 Fenton 反应完后,形成大量的铁盐污泥,污泥的处理处置也是一件麻烦事。 如何进一步地提高 Fenton 氧化效率,降低化学药剂的使用量,从而也就减少了铁盐污泥的产量,降低 Fenton 氧化法的处理成本,自然就成为 Fenton 氧化法研究的热点。这方面的实验室研究有加紫外光的,有加超声波的,也有研究加其它一些金属离子与金属氧化物的所谓“类 Fenton 反应”。我们在实验室研究及 Fenton 氧化的实际工程应用中,也一直在探索如何提高 Fenton 氧化效率的方法,如工程上防止双氧水的无效分解,曝气搅拌、水力混合,还是机械搅拌的选择等等。 有一个环保同行问我们能不能降低 Fenton 氧化废水的运行费用,我想,化学氧化后再进行生化处理,达到相同的排水标准,但处理成本就会大大下降。他告诉我们,有个非常大的项目机会,亚州最大的纸浆生产厂海南岛 APP 的工厂,用 Fenton 氧化经生化预处理后的废水,处理水量高达 6 万吨,处理成本偏高,一吨水的 Fenton 氧化成本达 6-8 元钱。我想机会来了,若我在 Fenton 氧化后,采用曝气生物滤池( BAF ),原来氧化后 COD 控制在 80mg/L ,若有 BAF ,则氧化后的 COD 只要控制在 120mg/L ,再采用 BAF ,就可以节省大量的运行成本。这样,我们就立即飞赴南海岛,去 APP 的工厂。到了现场,我们发现 APP 采用了台湾的 Fenton 催化氧化塔技术,通过现场实验,比较它们运行的工程数据,发现这个 Fenton 催化氧化塔,药剂投加量比我们常规的 Fenton 氧化节省药剂三分之一。我问了 APP 的工作人员,他们讲,这几个台湾的 Fenton 催化氧化塔是非常贵的,一只差不多 1000 万元,公司安装了 10 只,花了一亿元。台湾公司为了保密,所有氧化塔的人孔都用锁锁好, APP 的人讲,当初工程调试,就是台湾公司来的普通操作人员,都不允许观看塔的内部结构。从海南岛的 APP 回来,看来能大规模工业化应用,提高 Fenton 氧化的方法就是 Fenton 催化氧化塔了。通过网络搜查,很快就找到台湾新竹工研院在上世纪 90 年代,就开始了用石英砂做载体的 Fenton 催化氧化塔研究,并有一篇完整的博士学位研究论文。分析这些文献,从工艺原理上讲,就是利用石英砂做载体,在流态化状态下,石英砂在 Fenton 氧化体系中,表面会附着铁羟基化合物,再利用铁羟基化合物的类 Fenton 作用,从而实现减少 Fenton 药剂投加量,减少铁盐污泥产生量的效果。我们先后安排了二届硕士研究生,以此为研究课题,完成硕士学位论文,在这过程中,进一步研究不同粒径石英砂的流态化条件,影响石英砂表面羟基铁附着的因素,在实验室 PVC 的 Fenton 催化氧化反应柱中,取得了 APP 公司工业化大规模的 Fenton 催化氧化塔的效果。由于这个技术是二十多年前的专利技术,已过了专利保护期,我们也成功地设计安装了工业化的 4000T/d 规模的 Fenton 催化氧化塔。 在此实验室中试研究及工业化成功应用的基础上,我们就打起了进一步提升芬顿流化床效率的主意。在使用流态化载体为石英砂时,即使选用 0.5mm 左右直径的石英砂,要使石英砂在柱中或塔中处于流态化状态,水的上升流速要高达 50 m/h 以上,循环流量与动力消耗较大。由于我搞过用废铁皮生产氧化铁红的工业生产,自然就想到:能不能用氧化铁红粉来做 Fenton 催化氧化的载体?氧化铁粉未虽然密度比石英砂大,但由于它细小均匀,要使其处于流态化状态,上升流速要比石英砂低得多。另外,从直感上判断,氧化铁有可能产生类 Fenton 反应,氧化铁的表面有铁元素,它应更容易吸附具有催化氧化活性的铁羟基化合物。若用氧化铁的粉末作为 Fenton 流化床的催化氧化的载体,有可能取得比用石英砂更好的催化氧化效果。说干就干,我们就很快从工厂取来工业产品氧化铁红粉末进行实验。实验的结果是令人沮丧的,使用氧化铁粉末后,几乎没有任何催化氧化作用。重复多次实验,实验结果是相同的, 氧化铁粉末在 Fenton 流化床的氧化系统中,不具有类 Fenton 及吸附羟基铁的催化氧化作用,处理效率比用石英砂做载体差。 一年一度五月的国家自然科学基金评审,我有一个同事,手上拿到一份内容有关于 Fenton 氧化的基金申请,她知道多年来我们一直进行 Fenton 氧化处理废水的研究,就咨询我一些关于 Fenton 氧化方面的问题。她问:在 Fenton 反应中,投加氧化铁(或四氧化三铁),利用氧化铁的类 Fenton 作用,以及在氧化铁表面吸附有催化活性的铁羟基化合物,从而促进 Fenton 氧化反应。我听了,笑了, 这不是我几年前想到的一样的“好主意”吗? 我告诉她,当初我也想到过这个“好主意”,它的原理似乎是讲得通的,但实验结果就是行不通,后来也看过国外的一个文献,也讲氧化铁不能促进 Fenton 的催化氧化作用。我介绍了当初我们实验情况,我对这个项目的观点是否定的,当然项目评审的决定权在她手上,后来也不知道她是否支持这个项目。 有时想一想,国家基金的申请有时是严重后滞的, 我们不可能今天想到个好主意,写申请,等一年后申请到基金再去做。 我若想到一个“好主意”,我恨不得立即跑回实验室,安排实验计划来做实验,证实这是不是“好主意”,怎么会要等一年呢? 现在的基金申请是重申请,轻考核 ,一个自然科学基金平均资助力度就达 80 万,大家都忙着“编故事”,重点如何写申请报告,只要拿到基金项目,后面怎么交差就好办了。我想, 最好还是将资助的项目数增加,先给少量启动研究经费,根据研究成果或项目进展,决定后续研究经费的投入,从而提高科学基金的利用效率,让更多的国内从事科研的工作者受益! 这样做,即使存在基金给了当初是“好主意”,但后来做下去行不通的申请者,也能给他作为研究探索,有台阶下的机会!
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