电吸附设备工作过程的研究

研究了电压、流量及重碳酸盐碱度对电吸附设备除盐的影响，同时对高碱度水的酸化吹脱作为预处理进行了研究。实验结果表明，电吸附设备的最佳工作电压为1.4 V，最佳工作流量为1.5 m³/h。在进水碱度为170～500 mg/L时，HCO^-₃的脱附率为64%～83%。研究还发现，酸化吹脱是高碱度水的有效预处理方法，避免了HCO^-₃在电极内的积累。     

电吸附对水中盐类、氨氮、COD的去除效果分析

电吸附技术作为高效、环境友好型的除盐、除氨氮技术，可应用与水的深度处理领域内。为了使污水回用达到工业用水的水质标准，对电吸附去除水中盐类、氨氮、COD的效果进行分析，结果表明，电吸附设备处理不同氨氮浓度的废水，对中低浓度的氨氮去除效果稳定，当进水氨氮浓度低于20 mg/L时，处理后出水氨氮浓度低于5 mg/L，COD浓度小于25 mg/L，达到回用标准；随着进水盐浓度的增大电吸附处理效果逐渐变差，在电导率低于2 500 μS/cm时除盐率在75%左右，氨氮去除率达到70%左右，COD去除率达到60%左右。经电吸附处理后的低氨氮浓度废水，TDS、氨氮浓度均可达到工业回用水标准。     

羟基氧化铁催化臭氧氧化去除水中阿特拉津

以实验室制备的羟基氧化铁(FeOOH)为催化剂,研究了其催化臭氧氧化去除水中痕量阿特拉津的效能,并对影响催化效果因素及降解机理进行了探讨。在本实验条件下,反应8 min时催化氧化阿特拉津的去除率比单独臭氧氧化高出63.2%,而FeOOH对阿特拉津的吸附量很小,结果表明,FeOOH对臭氧氧化水中的痕量阿特拉津具有明显的催化活性。探讨了催化剂投量、pH、阿特拉津初始浓度和重碳酸盐碱度对催化氧化阿特拉津的影响。催化剂最佳投量为150 mg/L,去除率随pH和阿特拉津初始浓度的增加而升高,重碳酸盐浓度为200 mg/L时催化作用受到明显抑制。通过研究叔丁醇对催化反应的影响间接推断了催化反应的机理,叔丁醇作为羟基自由基抑制剂有效地抑制了水中羟基自由基的生成和它对阿特拉津的氧化反应,间接证明这种催化作用遵循羟基自由基的反应机理。     

5种铁氧化物去除As(V)性能的比较研究

为了从铁氧化物中筛选得到潜在经济有效的除砷材料,对5种铁氧化物去除As(V)的性能进行了比较研究。吸附实验结果表明,其吸附容量依次为施氏矿物四方纤铁矿水铁矿赤铁矿针铁矿,其吸附过程均符合准二级动力学,约24 h时吸附达到平衡。其中,pH=5时,施氏矿物的吸附容量达到83 mg/g。分别投加500 mg/L和300 mg/L的施氏矿物,可将含砷1.484 mg/L和0.850 mg/L、高TOC含量和高pH特征的模拟配水砷浓度降至0.01 mg/L以下。鉴于施氏矿物良好的吸附除砷性能,进一步通过SEM、FTIR和电位滴定对其表面特性进行了深入研究,结果显示,本研究中制备的施氏矿物存在结构性或表面吸附的SO42-,其(质子)表面位密度约为4.32个/nm2,表面质子化常数pK1为4.60,pK2为-8.98。     

挤压法制备Fe-Al-Ce复合氧化物颗粒除氟性能及地下水处理应用

利用粘结挤压法将Fe-Al-Ce复合氧化物粉末材料制备成颗粒材料(GFAC),进行表征、静态和动态吸附除氟性能评价和现场应用.结果显示,优选GFAC颗粒直径为1.6 mm,具有较高的压缩破坏强度33.80 N和除氟性能.GFAC颗粒对氟的吸附过程符合准二级反应动力学方程,吸附速率受膜扩散和内扩散共同控制;在pH 7.0±0.2条件下,GFAC颗粒对氟的饱和吸附容量达到51.28 mg/g(25℃,Langmuir等温吸附模型).不同空间流速(SV)下动态实验出水穿透(1mg/L)时对氟的累积吸附量分别为5.69mg/g (SV=1 h-1)、5.61mg/g (SV=2h-1)、2.83 mg/g (SV=5 h-1),高于常见活性氧化铝除氟剂(AA,1.77 mg/g,SV=1 h-1)及其他报道的颗粒除氟剂.GFAC颗粒在河北现场成功用于实际高氟地下水的处理,在原水氟浓度(3.7±0.3)mg/L和pH 8.0±0.2条件下,对氟的累计吸附量为3.16 mg/g,明显高于AA(0.83mg/g),具有较好的应用前景.     

粉煤灰对水溶液中磷的吸附性能及机理

以粉煤灰为吸附剂去除溶液中的磷,考察了其吸附除P动力学特征、热力学特征以及溶液初始pH和粉煤灰投加量对吸附除P效果的影响,并对其吸附除P机理做了初步探讨。结果表明,在给定实验条件下,粉煤灰对P具有较好的去除效果,随着初始P浓度从10 mg/L升高到80 mg/L,平衡吸附量为0.46～2.44 mg P/g粉煤灰,吸附效率从92.2%降低至61.1%;对不同浓度的含P溶液,粉煤灰最适用量为0.6～1.5 g粉煤灰/mg P;相同反应条件下,当温度由25℃升高到45℃时,P初始吸附速率提高了3倍;粉煤灰对P的吸附过程能够较好地拟合Langmuir、Freundlich及D-R吸附等温模型,相关系数均在0.98以上。通过对吸附饱和的粉煤灰进行解析实验发现,初始P浓度较低(<50 mg/L)时,以化学吸附为主,而在初始P浓度较高(>80 mg/L)时,则以物理吸附为主。     

改性活性氧化镁的除氟效能及机制

通过静态吸附实验,研究了改性活性氧化镁的除氟效能,通过比表面积、孔容、孔径和表面元素及化合物含量分析,初步探讨了改性机制。结果表明,改性后的活性氧化镁吸附行为更符合Langmuir等温线的拟合,即吸附为单分子层吸附,饱吸附容量为88.50 mg/g,吸附平衡常数为0.3681 L/mg,吸附速率可用拟二级动力学方程描述;改性活性氧化镁的吸附除氟效果基本不受溶液中共存的Cl-、NO-3、SO2-4和HCO-3的影响,但HPO2-4对改性活性氧化镁等除氟效果影响较大,尤其当其浓度大于100 mg/L时,显著降低改性活性氧化镁的吸附容量。温度升高改性活性氧化镁的吸附容量增大,在实际饮用水处理中p H基本不会影响除氟效果。改性活性氧化镁吸附除氟的最佳温度为30℃,最适p H为6~9.5。比表面积和孔容的增大可能是改性活性氧化镁吸附容量提高的主要原因之一。     

电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的效果与影响因素

以含氟地下水为研究对象,采用自制电促吸附除氟反应器,开展电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的动态实验,研究了不同电压、极板间距、地下水碱度和流速对吸附除氟效果的影响。实验结果表明,在负载炭纤维毡的电极一端加正电,可以提高除氟效果。当电压为1.6 V时除氟效果较好,单位面积炭毡处理达标水量为56.7 L/m2;极板间距设置为4mm时电吸附反应器除氟效果最佳;通过调节pH改变地下水碱度,当地下水pH调节为5.5时,电吸附反应器除氟效果较未调节前提高50%;当采用3对电极板,流速为1.88 m/h时,达到最高表面处理负荷2 073.6 L/(m2.d);探究了反应器的反洗再生方式,并连续进行了吸附再生的动态实验;穿透的反应器以Al2(SO4)3溶液为再生液并采用反向加电1.6 V的方式,可以达到较好的再生效果,实现连续动态运行。     

活性炭纤维吸附废水中对硝基苯酚及其脱附研究

采用新型高效吸附剂--活性炭纤维吸附废水中对硝基苯酚,对其吸附和脱附影响因素进行了较详细的研究,确定了最佳工艺参数,并对动态吸附-脱附进行了稳定性实验.在最佳的吸附条件下,装填4 g活性炭纤维可处理含对硝基苯酚1000 mg/L的废水1400 mL,出水对硝基苯酚浓度＜2 mg/L,达到国家综合污水一级排放标准,活性炭纤维有效吸附量可达349.87 mg/g.在最佳脱附条件下,脱附率＞99%,并可从高浓度脱附液中回收对硝基苯酚.稳定性实验表明,吸附-脱附性能稳定,采用活性炭纤维吸附处理对硝基苯酚废水是一种行之有效的处理方法.     

矿化垃圾除磷特性及其影响因素的研究

主要研究了KH2PO4溶液在矿化垃圾中的吸附性能,静态和动态试验研究表明在静态试验条件下,初始浓度越高,固液比越小,矿化垃圾吸附磷量越多;pH对磷吸附性能具有较大的影响,当pH在8左右时,矿化垃圾吸磷量达到最大吸附量.在动态实验条件下,湿干比减小,配水速率减小,都有利于矿化垃圾除磷率的增加,当初始溶液的磷质量浓度为50 mg/L时,矿化垃圾有最佳除磷率.     

改性活性炭对石煤提钒废水中低浓度NH_3-N和V等的吸附

为研究石煤提钒离交尾水的深度处理技术,利用质量分数为1%、5%和10%的过氧化氢溶液对ZWY15型活性炭进行改性,得到3种改性活性炭即1%AC、5%AC和10%AC;探讨其对该废水中低浓度的NH3-N、V等的吸附效果。实验结果表明：AC或改性AC的加入可使废水的碱度升高,随着吸附时间及吸附剂投加量的增加,升高幅度增大,且不同改性AC对废水碱度提高的幅度不同;相较于未改性活性炭,过氧化氢改性活性炭对V的吸附效果明显提高,去除率最大可提高30%,对NH3-N的去除率提升约11%;当投加量为60 g/L时,10%AC可使废水中V的浓度降低至1.88 mg/L,此时废水中Cr、Cd和Zn的浓度分别降低至0.006、0.010和0.036 mg/L,均低于《钒工业污染物排放标准》（GB26452-2011）所规定的排放限值。     

改性活性炭对石煤提钒废水中低浓度NH3-N和V等的吸附

为研究石煤提钒离交尾水的深度处理技术,利用质量分数为1%、5%和10%的过氧化氢溶液对ZWY15型活性炭进行改性,得到3种改性活性炭即1%AC、5%AC和10%AC;探讨其对该废水中低浓度的NH3-N、V等的吸附效果。实验结果表明:AC或改性AC的加入可使废水的碱度升高,随着吸附时间及吸附剂投加量的增加,升高幅度增大,且不同改性AC对废水碱度提高的幅度不同;相较于未改性活性炭,过氧化氢改性活性炭对V的吸附效果明显提高,去除率最大可提高30%,对NH3-N的去除率提升约11%;当投加量为60 g/L时,10%AC可使废水中V的浓度降低至1.88 mg/L,此时废水中Cr、Cd和Zn的浓度分别降低至0.006、0.010和0.036 mg/L,均低于《钒工业污染物排放标准》(GB26452-2011)所规定的排放限值。     

碱度指示MBR中同步硝化反硝化的研究

在连续的操作环境下,通过改变在膜生物反应器(MBR)中的C/N和曝气量,研究碱度对同步硝化反硝化脱氮效果的指示作用。结果发现,在反硝化完全的情况下,出水碱度(330~440 mg/L)在硝化过程中较高并与出水TN表现出好的线性关系(Alk=3.22[N]+333.08,R2=0.85);在硝化完全的情况下,出水碱度(60~280 mg/L)在反硝化过程中较低并与出水TN也有很好的线性关系(Alk=-4.93[N]+317.86,R2=0.89)。实际消耗的碱度可以作为另一个指示因子(ΔAlkexper),实际消耗的碱度随出水的NH4+-N浓度升高而降低(ΔAlkexper=-3.85[N]+149.11,R2=0.88,出水NO3--N4.5 mg/L);实际消耗的碱度随出水的NO3--N浓度升高而升高(ΔAlkexper=3.68[N]+161.11,R2=0.88,出水NH4+-N5.5 mg/L)。虽然pH的变化有一定的规律,但是对SND脱氮效果指示不灵敏。     

低氨氮、低碱度废水的亚硝化研究

通过实验室血清瓶培养试验，研究了pH、碱度、FA、FN、HRT等因素对低氨氮、低碱度废水亚硝化过程的影响。研究结果表明：出水的pH值可以通过控制反应器内部的碱度来进行调节。控制进水碱度在113．1～269．7mg／L，HRT为48h，其亚硝酸累积率可达到67．15％。在氨氮亚硝化过程的同时，有部分有机氮也在向亚硝酸盐进行转化。通过污泥亚硝化驯化过程，游离氨对亚硝化单胞菌抑制浓度的临界值可以达到0．96mg／L。     

纳米SiO2改性聚偏氟乙烯离子交换膜对单组分电解质溶液的脱盐性能研究

对纳米SiO2改性聚偏氟乙烯(SiO2/PVDF)离子交换膜电渗析处理单组分电解质溶液进行了试验研究。结果表明,在不同操作条件下,SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度和脱盐率均大于未改性聚偏氟乙烯(PVDF)离子交换膜。SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度随着淡水流量和电解质浓度的增加而增加;随着电流强度的增加,SiO2/PVDF离子交换膜的脱盐率也相应增加;随着淡水流量增加,脱盐率会逐渐降低。为使SiO2/PVDF离子交换膜用于电渗析过程获得良好的脱盐效果和节约能量,NaCl质量浓度为500mg/L时电流密度应控制在1.17mA/cm2。     

酸碱联合调节剩余污泥对有机质的释放和脱水性能的影响

为了研究酸碱联合调节剩余污泥水解酸化过程中溶解性蛋白质(SPN)和溶解性碳水化合物(SPS)的释放规律以及对脱水性能的影响,采用3个反应器,其中,1#为先酸(pH 3.0)后碱(pH 10.0)、3#为先碱(pH 10.0)后酸(pH 3.0)的两段控制方式(每段8 d),同时以2#pH不调作为对比实验。结果表明,3个反应器中SPN和SPS的释放情况是调节为碱性>酸性>空白,在相同的控制阶段,SPN的释放量明显高于SPS的释放量;SPN和SPS的最大释放量出现在1#的碱性阶段(后8 d),SPN在碱性阶段的第2天达到最大释放量(883.618 mg/L),SPS在碱性阶段的第8天达到最大释放量(165.922 mg/L)。1#在实验的整个过程中比阻值较低,说明先酸后碱调节方式更利于污泥脱水;在调节为碱性第4天时污泥比阻(SRF)达到最小值(0.342×1013m/kg),处于中难度脱水范围内。与2#相比,3#中的SRF虽稍有改善,但始终处于难脱水范围内。     

纳米铁-真养产碱杆菌柱实验去除硝酸盐

建立柱实验装置,探讨了反应柱中填加介质、硝酸盐的初始浓度及不同过水流速时硝酸盐的去除效果及产物的生成情况。4种不同材料,纳米铁、真养产碱杆菌、纳米铁与真养产碱杆菌简单混合体、纳米铁与真养产碱杆菌驯化培养5 d的复合体,分别与初始浓度为65 mg/L硝酸盐溶液反应。结果表明,经培养5 d的纳米铁-真养产碱杆菌复合体对硝酸盐的去除效果最佳,去除率可达到75%,且氨氮的生成量仅为2.99 mg/L;硝酸盐初始浓度分别为32、65和95 mg/L时,32mg/L的体系中硝酸盐的降解效果最好,去除率达78.9%且亚硝酸盐及氨氮的生成量分别为2.34 mg/L和2.89 mg/L,均低于另外2组;溶液流速为6.0 cm/h时,经驯化培养的纳米铁-真养产碱杆菌对硝酸盐的去除率达77%,当控制流速降至2.4cm/h时,亚硝酸盐氮的生成量降至0.34 mg/L。     

方解石粉钝化太湖水中磷的能力及影响因素

利用轻质、重质和纳米方解石粉进行了去除太湖水中磷的实验研究,单位重量方解石粉除磷量与溶液中磷浓度正相关,轻质和重质方解石粉除磷规律符合Langmuir吸附等温式,极限除磷量分别为0.387 mg/g和0.351 mg/g,纳米方解石粉除磷规律符合Freundlich吸附等温式.方解石粉BET比表面积是影响方解石粉除磷能...     

无机碳对浮游藻类生长和群落结构的影响

采用水族箱生态模拟方法,利用碳酸钠和碳酸氢钠作为碱度调节剂设置不同碱度水平,研究了氮磷营养相对充足的试验水体中藻类各相关指标对无机碳的响应,并对试验过程中所测得的理化指标和生物指标进行统计分析.研究表明:富营养水体无机碳含量与藻类叶绿素水平存在着正相关关系;适当增加水体中的无机碳浓度能够改变蓝、绿藻门种类比例;当碱度水平达到一定程度时,铜绿微囊藻可以逐渐成为优势种,并从体系中上升,演替成为水华.