[精品]新型资料应用太阳光杀菌清水

[精品]新型资料应用太阳光杀菌清水 新型材料利用太阳光杀菌净水 暗无光条件下光催化“记忆”效应被发现,利用太阳光能昼夜连续杀菌净水成为可能。记者近日从沈阳金属研究所了解到,沈阳材料科学国家(联合)实验室尚建库研究员领导的研究组与美国伊利诺大学合作研制新型除微生物净水材料获得成功,引起了包括英国皇家化学会、麻省理工学院等70多家国际科研及新闻单位的广泛关注 自然水体中存在各种大量有害微生物等,对人类健康构成重大的威胁。据世界卫生组织估计,全球每年有大约500万人死于不洁净水传播的疾病。 目前,在水处理过程中主要的消毒措施依赖于各种化学消毒剂,特别是氯被广泛应用。但是,游离氯可以与水中的多种物质反应,生成毒性更大的消毒副产品,对人类健康构成更严重的影响。 光催化过程通过产生具有很高反应活性的氢氧自由基活性基团,能够氧化水中的有机污染物、杀灭有害微生物、分解各种可能存在的消毒副产品前驱体,有可能成为替代氯处理的一种新型水处理消毒方法。 近年来,非金属掺杂二氧化钛的研究引起了研究人员的广泛注意,成为光催化领域的新兴研究方向。它可以由可见光激发,使光催化过程能够不再必须依赖于紫外光源,能 降低使用成本。但是,由于非金属掺杂在可见光照射下的光够提高太阳光照的吸收效率, 催化效率往往比较低。而且,一旦失去光照,其光催化能力将迅速丧失。因此,难以仅利用太阳光能保持对水体产生持续的消毒作用,无法解决有害微生物在失去光照之后可能的重新出现。 如果这种材料能够通过一种“记忆”效应储存其在光照条件下的部分反应活性,在光照熄灭之后仍能在一定时间范围内保持这种杀菌能力,那么将大大拓宽光催化的应用范围,使利用太阳光能昼夜连续杀菌成为可能。尚建库研究员及其研究组在氮掺杂二氧化钛光催化材料体系中引入微量氧化钯纳米颗粒。他们发现氧化钯纳米颗粒的加入有效控制了半导体表面光电子的传输,大幅度提高了可见光光照下的光催化杀菌效率。当可见光照熄灭之后,被限制在氧化钯纳米颗粒上的电子开始释放,可以回到半导体表面或者直接与水中的氧气反应,生成活性基团,产生对光催化杀菌的“记忆”效应,从而能够在黑暗中也具有明显的杀菌能力,而且这种能力能够保持接近20小时,利用太阳光能昼夜连续杀菌成为可能,有望大幅度降低净水能耗。 日本企业盯紧中国水处理市场 国内厂家竞争日趋激烈 据本土报道，日本一家水处理公司荏原公司在中国投入4亿日元合计人民币4000多万，主要是为武汉生产印刷电路板等产品的日本投资的工厂提供给排水处理设备。 中国的上海荏原成套工程公司是主要为此提供设备的工厂，该公司从事水处理设备工程业务，同时也制造纯水生产设备等，现已进入大批生当中。 在水处理设备和净水机处理业务方面，荏原公司准备和中国海南一家过滤膜厂商生产更低价的设备。荏原的业务战略是以日资企业为中心逐渐进入中国市场，强化工业用水业务并通过向中国企业提供技术，提高其产品性能和价格竞争力，一步步进入中国的国内工厂。 由此在中国市场上，世界各国的水处理公司都誓在必得，而中国本土企业技术实力还有待提高，竞争对中国不利。 建言”十二五”环保规划:改善水环境 还得减氨氮 环境污染往往有多个污染源。“十一五”期间，我国根据国情，把减排二氧化硫和化学需氧量作为约束性目标。到去年底，二氧化硫减排目标已经完成，化学需氧量减排目标接近完成。但是，仅靠两项主要污染物的总量控制，要改善中国整体的环境质量是不够的。“十二五”的环保规划中，将适当增加对主要污染物实行总量控制的种类。 十一五”前两年氨氮已成为影响地表水质的首要指标 “十二五”期间，在继续推进化学需氧量(COD)污染减排工作的同时，有必要将氨氮纳入全国主要水污染物排放约束性控制目标 通过污水处理厂升级改造，提高生活源氨氮去除效率，同时抓住化工、造纸、食品加工等重点行业，辅以农业源污染防治，可以有效控制氨氮排放总量 截至2009年底，“十一五”化学需氧量(COD)减排已经完成96.6%，可谓胜利在望。然而，2008年重点流域水污染考核结果显示，重点流域氨氮超过?类标准值的断面比例为18.9,和22.1,，氨氮已超过化学需氧量成为影响地表水水环境质量的首要指标。 根据，继化学需氧量之后，氨氮有望在“十二五”纳入全国主要水污染物排放约束性控制指标。 我国污水处理技术的发展方向 据初步统计，近年来我国污水处理厂呈小型化发展趋势，2009年污水处理厂平均规模比2005年下降了24%。与此同时，污水处理厂分布区域快速扩大，2008年建有污水处理厂的城市比2005年增加了近一倍。 在这种单体小型化、区域分散化的趋势下，我国污水处理技术在路线选择上会朝何种方向发展,未来随着污水厂建设的逐渐趋于饱和以及污水排放标准的提高，污水处理厂升级改造是否会成为市场发展的主流,带着这些疑问，中国水网记者采访了上海市政工程设计研究总院总工程师、教授级高工张辰。 关于污水处理技术的发展方向问，张辰认为，前一阶段，国内的污水处理行业一味追求国外的新技术、新工艺，在引进国外技术的时候，并没有认真研究考察国外技术是否真正适合国内污水处理厂的具体情况，存在很大的片面性和盲目性。 事实上，当我国的污水处理业还处于设施建设的初期时，国外的污水处理水平已经非常发达，大型城市污水处理厂十分普及，新技术的开发研究也正是在这种基础上进行的。污水处理业发展水平的不同，使得从国外直接引进的技术并不能与国内污水处理 厂很好地契合。比如AB法是国外为了提高污水处理效率，专门针对收集率较高城市的高浓度污水处理而开发的工艺。国内南方地区的一些污水处理厂，在污水浓度很低的情况下，也选择使用AB法，使得处理工艺与现实情况难以有效地匹配，造成了污水处理厂运转的低效率。 现阶段，我国污水处理厂的建设重心逐渐由大城市向中小城市转移，呈现单体小型化、区域分散化的发展趋势。在这种情况下，先前的一些处理技术反而找到了得以充分发挥作用的空间。比如氧化沟技术，就是在国外大规模的污水处理厂建成以后，逐渐开发的适合于中小型污水处理厂的处理技术。对于大型的污水处理厂，由于设备台套数不可能无限制地增加，氧化沟处理法存在一定的局限性。反而很多小型污水处理厂，处理量不是很大，设备台套数也不需要很多，通过变频调节，可以在一定范围内满足处理需求，其运营管理的难度也相对较低，因此采用这类处理方法就是合理的。此外，考虑到小型污水厂很难为污泥处理建设一套单独的设施，氧化沟还能与污泥处理结合起来，长泥龄的氧化沟可以使污泥基本稳定，为后续处理处置带来方便，节约建设和运营成本。 因此，在技术的选择上不一定是越新越好，而应根据具体情况采用最适合的技术工艺。从未来趋势来看，一些小型化、操作简易的污水处理技术反而更具适应性，继而带动与之相关的设备制造需求。 随着我国对环境保护重视程度的不断增加，相应地，环保要求和标准也在提高，这是否意味着污水处理厂升级改造将成为今后污水处理行业建设的重心。 比如现在的大型城市，很多已经达到了一级B标准的污水处理厂，我们再花费更多成本对污水处理厂进行升级改造，把COD从60降到50，SS从20降到10，所得到的减排贡献，远远不如在更多的地区实现污水有效收集，提高收集量和处理量，把COD从几百降到60以内更为高效。所以全收集，建设有效的收集系统是我们最首要、最基本的努力方向。尤其随着国家城市化率的不断提高，中小城市的污水收集系统建设一定要做到“先地下、后地上”，而不是表面的污水处理设备建好了，配套管网却跟不上，后期不得不再返回来建设和完善收集系统，导致很大的浪费和运行效率的低下。 全球水处理市场将达3500亿美元 随着资源成本不断上升和环境意识逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。来自咨询公司Frost&Sullivan的预测，至2010年，全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3500亿美元。 水处理技术发展空间广阔 数据显示，到2025年，2/3的世界人口可能会面临水资源短缺，因此水处理技术将会越来越得到重视，这包括高效率的水资源管理和污水处理。 例如在北美尤其在加拿大，水管理及污水处理设施面临的问题十分急切。63,的在运行设施都在超期运行，他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52,的污水处理设施在超期运行。而在美国的干旱地区，对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限于效率，而随着淡水的短缺，这些局限逐渐被淡化和忽视。 水处理技术的发展拥有巨大的前景，许多国家都在实施水处理的政策和项目。目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如，反渗透海水淡化技术正在迅速占领大型设施市场，而这一领域过去主要以热工过程设备为主。处理效率的提升和渗透膜价格的回落，促使反渗透海水淡化市场在过 去5年中迅速发展，现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂，大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。 在污水处理方面，澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器，这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15,;此外，一种能够处理高污染废水的技术也已经问世，这种技术能够处理污染物浓度超过30万ppm的污水，而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的1/10。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术，每吨污水的处理成本约为1美元。 长期看好中国水处理市场 目前，中国同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量最小的国家，必须采取措施避免严重危机的发生。针对北方严重的缺水问题，“南水北调”工程耗资达到几十亿美元，预计2050年建成。 污水问题同样困扰着中国。2004年~2008年，污水排放量年增长率达到18,，从482亿吨增长至572亿吨。Frost&Sullivan预计，在2010年，中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长，是导致污水排放量连年上升的主要原因。而与此相对的是，中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例，中国污水处理厂的处理污水量仅仅达到设计负荷的64,，主要的原因在于运营费用过高。在这种情况下，中国的污水处理行业将需要更多的投资和更先进的技术。在2006年~2010年，政府预计在水处理方面投入超过3000亿元人民币。 围绕着这样一个巨大的市场，中外公司展开了激烈的竞争。外国公司的优势主要在于其先进的技术以及资金实力，而本土企业熟悉本国市场。不久前发生的金融危机，对许多企业尤其是外资企业造成了比较大的影响，然而Frost&Sullivan相信，水处理仍然是国家目前大力支持的行业，受益于中国目前的经济刺激政策，水处理技术的前景仍然被看好。 分析活性炭再生技术的发展具有重要意义 随着活性炭的应用范围日趋广泛,活性炭的回收开始得到了人们的重视。如果用过的活性炭无法回收,除了每吨废水的处理费用将会增加0.83,0.90元外，还会对环境造成二次污染。因此,活性炭的再生具有格外重要的意义。 1传统活性炭再生方法 1.1热再生法 热再生法是目前应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变化,一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段,温度将达到800,900?C,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中,往反应釜内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附性能,活化阶段是整个再生工艺的关键。热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。 1.2生物再生法 生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程。生物再生法与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认 为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进污染物分解,达到再生的目的。生物法简单易行,投资和运行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。 1.3湿式氧化再生法 在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法,称为湿式氧化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为:再生温度230?C,再生时间1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率达到(45?5)%,经5次循环再生,其再生效率仅下降3%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。 传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外,通常还有三点共同的缺陷:(1)再生过程中活性炭损失往往较大;(2)再生后活性炭吸附能力会有明显下降;(3)再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。因此,人们或对传统的再生技术进行改进,或探索全新的再生技术。 山东枣庄将投资14亿元建9500项水利工程 记者日前从枣庄市水利与渔业局获悉，为加强农村水利建设，夯实农业发展、农民生活的基础，今年枣庄市将进一步加大项目争取力度，投资14亿元，建设水利工程9500项。其中，重点抓好10项大工程。 庄里水库、病险水库加固、大中型水库移民扶持工程。庄里水库项目通过了国家发改委立项，完成了影响区域实物调查、可研主报告和单项报告编制，争取尽早批复可研报告，年内工程开工建设。全市133座小型病险水库已实施加固，实现了三年任务两年完成的目标，今年要竣工马河、周村、户主、石嘴子4座大中型水库除险加固，争取中央新增资金1500万元配套完善20座小型水库。计划发放移民扶持直补3043万元，投资760万元实施库区水利设施、环境生态、移民技能培训等5类计33个项目，改善库区移民生产、生活条件。 河道、小流域治理，胜利渠灌区节水改造工程。投资1.5亿元实施十字河、蟠龙河、城河、陶沟河等5条河道治理;投资1800万元治理双山涧、三山、曹窝等12条小流域，治理水土流失面积50平方公里;经过争取，总投资2.3亿元的胜利渠灌区节水改造续建三期项目已获国家批复，先期下达投资9000万元。计划投资3000万元实施胜利渠灌区改造续建三期工程，逐步建成节水增效农田集聚区。 农田水利基本建设、农村饮用水安全、水产品养殖工程。去冬今春计划投资5.52亿元，扩大改善灌溉面积22.5万亩，发展节水灌溉面积10.7万亩，增加除涝面积2.2万亩，改造中低产田，建设高标准农田。去年解决了16.05万农村群众的饮水安全，超额完成了市政府下达的10万人的任务。今年计划投资4160万元，解决8万人的饮水安全问题。养殖布局，开发外埠水面20万亩，出口水产品4000吨;实施马河水库渔业增值放流工程，建设滕州水产良种场，增加养殖效益。 防汛抗旱、国家重点水利工程。完成总投资6亿元的治淮东调南下枣庄段工程，将沿湖沿运防洪标准由目前的20年一遇提高到50年一遇;完成投资11亿元的南水北调泵站、截污导流和水资源控制工程;实施投资7900万元的沿湖沿运涝洼地治理，改善区域生态环境。针对去年降雨较常年偏少近10%的实际，加强水源建设，打牢抗旱基础。 中国海水淡化未来十年投资将高达140亿 受巴菲特买入垃圾处理企业影响，昨日国内垃圾处理上市公司如合加资源、泰达股份、城头控股受到资金追捧。我们则从垃圾处理概念热，发现了另一个新的未来投资热点--海水淡化业务。 目前阶段看，全球海水淡化设备年均市场容量约40亿美元，中国海水淡化设备未来十年投资规模将高达120亿~140亿元，海水淡化行业有望进入爆发式增长期。目前淡化海水成本已降到4元~5元/吨，大规模应用已经具备成本优势。相比南水北调，对于北方沿海地区，海水淡化在中国更具有现实价值。 海洋产业发展是战略性新兴产业的重要组成部分，以海水淡化为代表的海洋产业和海洋资源利用有望在未来获得政策的大力支持，并成为新经济发展又一轮强劲动力源泉。自2008年1月1日起，企业的海水淡化工程所得将免征所得税，国家有望进一步继续制定鼓励海水淡化产业发展补贴和减免税政策。 海水淡化技术:低温多效蒸馏法和反渗透膜法是未来方向。低温多效具有节能、海水预处理要求低、淡化水品质高等优点，反渗透膜法具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高。 从A股的上市公司来看，低温多效可关注双良股份;反渗透膜可关注北京时代沃顿科技公司;同时国内的久立特材、深圳惠程等也有部分业务涉及到海水淡化。 全国新增城市污水日处理能力4460万吨 3月10日下午3时,十一届全国人大三次会议在人民大会堂三楼金色大厅举行记者会,由全国人大环境与资源保护委员会主任委员汪光焘、国家发展和改革委员会副主任解振华、环境保护部副部长张力军就节能减排和应对气候变化问题答记者问。 谈到减排问题时,环境保护部副部长张力军说,我国进入“十一五”的四年来,经济得到迅速发展,相应的各种物资的消耗,包括能源的消耗也确实有一定幅度的增长。在这个形势下,国务院才提出要实行主要污染物减排10%的目标。这个减排不是万元GDP的强度减排,而是总量减排,所以这项工作难度是非常大的。 由于各地、各部门、相关企业都做了大量的工作,污染减排还是取得了实实在在的效果,这个效果可以从环境质量的变化上得到认证。2009年,全国地表水759个国控断面水体中高锰酸盐指数的平均浓度比2005年下降29%,113个环保重点城市空气中的二氧化硫的浓度比2005年下降24%。浓度值的变化仅从这两个指标上看,环境质量确实得到改善。 张力军说,截止到2009年底,全国新增城市污水日处理能力4460万吨,基本上完成了“十一五”的计划。全国燃煤脱硫机组装机容量达到了4.61亿千瓦,占火电装机容量比例由2005年的12%提高到71%。全国钢铁烧结机烟气脱硫设施,“十一五”计划建成 运行14台(套),到去年底已建成并运行120台(套),同时还加强重点排污企业的监 督管理,有85%的国控重点企业实现了自动在线监控,保证了治污设施的正常稳定运行