Particle size distribution and removal in the chemical-biological flocculation process

The particle characterization from the influent and effluent of a chemical-biological flocculation (CBF) process was studied with a laser diffraction device. Water samples from a chemically enhanced primary treatment (CEPT) process and a primary sediment tank process were also analyzed for comparison. The results showed that CBF process was not only effective for both the big size particles and small size particles removal, but also the best particle removal process in the three processes. The results also indicated that CBF process was superior to CEPT process in the heavy metals removal. The high and non-selective removal for heavy metals might be closely related to its strong ability to eliminate small particles. Samples from different locations in CBF reactors showed that small particles were easier to aggregate into big ones and those disrupted flocs could properly flocculate again along CBF reactor because of the biological flocculation.     

化学生物絮凝工艺的反应机理初探

考察了化学生物絮凝工艺中的Zeta电位、颗粒物粒度分布和溶解性有机物的分子质量分级,并分别与化学强化一级工艺和初沉池进行了对比.研究表明,相同药剂投加量下,化学生物絮凝工艺和化学强化一级工艺的出水Zeta电位值基本相等,化学生物絮凝工艺的回流污泥所携带的化学药剂几乎不影响反应池内颗粒物的稳定状态,其中的生物作用是该工艺对污染物的絮凝效果优于化学强化一级工艺的关键因素.在化学生物絮凝工艺中,投加药剂仅对粒径>10 μm颗粒物和分子质量>6 ku溶解性有机物有较好的去除效果,而生物絮凝作用不但可以促进对大粒径颗粒物和大分子质量溶解性有机物的去除,而且对小粒径颗粒物和小分子质量溶解性有机物也有较好的去除,其出水中粒径>3 μm的颗粒物被完全去除,分子质量为2～6 ku 的溶解性有机物的去除率也高达42.5%.     

广东海陵岛北部海域表层沉积物重金属分布特征与污染评价

为了解海陵岛北部海域表层沉积物重金属污染状况,本研究于2017年11月在海陵岛北部海域采集11个站点的表层沉积物,系统地检测了沉积物中的粒径分布和典型重金属的含量（Hg、Cu、Pb、Zn和Cd）,采用潜在生态危害指数法和地质累积系数法对沉积物中重金属污染程度进行评价,并且定性地分析了沉积物粒径对重金属分布的影响以及各种重金属的可能来源。研究结果表明,重金属（除Hg外）在空间上呈现出在近岸或者河口处含量高而到中心海域处含量低的趋势,并且沉积物粒径从西向东呈细-粗-细的变化趋势。将海陵岛北部海域沉积物重金属含量与《海洋沉积物质量》中的Ⅰ类标准对比,绝大多数的重金属含量均低于Ⅰ类标准。但是,通过计算得出沉积物重金属的潜在生态危害指数RI的变化范围为168.6～747.5,平均值为322.47,说明该海域沉积物中重金属对生态的潜在威胁较大。地质累积系数I_geo的平均值排序为:Hg（2.09）>Cu（0.70）>Zn（0.38）>Pb（?1.01）>Cd（?1.40）。重金属（除Hg外）几乎都低于轻度污染水平,相对污染较重的区域均集中在近海区域,这表明近岸人类活动是海洋沉积物重金属污染的潜在原因。重金属含量和沉积物粒径之间的相关性分析表明,重金属含量与沉积物粒径之间呈负相关性,即粒径越小越有利于重金属的富集。另外,重金属之间的相关性和聚类分析结果表明,该海域沉积物中的Cu、Cd和Pb可能受入海河流输入的影响而累积,而沉积物中的Zn和Pb可能来源于海陵岛及周边陆地的人类活动,Hg可能来源于海湾东南部某处的人为污染。     

Removal of heavy metals and arsenic from a co-contaminated soil by sieving combined with washing process

Batch experiments were conducted with a heavy metals and arsenic co-contaminated soil from an abandoned mine to evaluate the feasibility of a remediation technology that combines sieving with soil washing.Leaching of the arsenic and heavy metals from the different particle size fractions was found to decrease in the order: 0.1,2–0.1,and 2 mm.With increased contact time,the concentration of heavy metals in the leachate was significantly decreased for small particles,probably because of adsorption by the clay soil component.For the different particle sizes,the removal efficiencies for Pb and Cd were75%–87%,and 61%–77% for Zn and Cu,although the extent of removal was decreased for As and Cr at 45%.The highest efficiency by washing for Pb,Cd,Zn,and As was from the soil particles 2 mm,although good metal removal efficiencies were also achieved in the small particle size fractions.Through SEM-EDS observations and correlation analysis,the leaching regularity of the heavy metals and arsenic was found to be closely related to Fe,Mn,and Ca contents of the soil fractions.The remediation of heavy metal-contaminated soil by sieving combined with soil washing was proven to be efficient,and practical remediation parameters were also recommended.     

滇东南矿区河流悬移质重金属污染潜在生态风险评价

悬移质泥沙在天然河流中空间分布非常广,由于它的颗粒非常小,具有巨大的比表面积,同时其表面通常还存在许多活性物质,它们对进入水环境系统的重金属具有强烈的表面物理、化学和生物等作用,是重金属迁移、转化的主要载体,本文应用HANKANSON潜在生态危害指数法对滇东南矿区河流悬移质重金属潜在生态风险进行评价,结果表明:悬移质中产生生态危害的主要重金属为Cd和As等,该地区受重金属污染强度顺序依次为:Cd(As(Cu(Pb(Zn。研究时段内该河流悬移质重金属污染属于很强生态危害。     

天津近岸表层沉积物重金属和放射性核素分布特征

对渤海湾天津海域14个表层沉积物样品进行粒度、重金属和核素放射性活度测量,结果显示,沉积物组成以粉砂为主,其粒径在研究区横纵向上分别呈由南至北、由东至西逐渐变粗的分布特征.重金属元素含量为Cu:25.6~35.1mg/kg、Pb:44.1~67.7mg/kg、Zn:60~73.5mg/kg;210Pb活度为13.2~35.3Bq/kg,137Cs活度为0.05~1.28Bq/kg,重金属含量和放射性活度随粒径减小而增大,总体上呈由北至南逐渐增大的分布特征,在中部和南部分别呈由西北至东南和由西至东逐渐增大的分布特征.这主要是因为细颗粒组分对Cu、Pb、Zn、210Pb和137Cs的吸附作用大于粗颗粒组分,因此,其分布受渤海湾水流及其所导致的粒径变化所影响.     

重庆市典型降雨径流中颗粒物粒径与重金属污染输出特征研究

选择重庆市渝北区水泥路面、沥青路面和屋顶面等3种典型的下垫面,以及中华坊、柏林公园汇水区作为新旧城区的典型代表,收集降雨径流样品,研究山地城市降雨径流中颗粒物粒径分布与重金属含量之间的关系。结果表明:在典型场降雨径流事件中,重金属输出形态主要是以颗粒态形式;初期径流中颗粒态Pb、Ni、Cu、Cd和Cr的百分数均超过60%。水泥路面、沥青路面和屋顶面3个下垫面径流中颗粒物粒径<240μm的体积百分数分别为92.66%、86.16%、91.74%,进入下水道后<240μm的颗粒物的体积百分数减少到81.77%;在柏林公园和中华坊汇水区,径流中颗粒物粒径<240μm的体积百分数分别为84.34%和92.13%。水泥路面和沥青路面径流中重金属含量与颗粒物总量均在0.05水平上显著相关;柏林公园和中华坊径流中重金属(除Cr和Pb外)与颗粒物不存在显著相关性。不同粒径段颗粒物与重金属之间的相关性差异明显,重金属主要是与<52μm粒径段的颗粒物总量极显著相关(Pearson相关系数>0.758),表明重金属主要与细小的颗粒物结合,山地城市降雨径流中重金属的污染控制关键是去除下垫面累积的细颗粒。     

滇池典型湖区沉积物粒径与重金属分布特征

对滇池3个代表性湖区(草海、湖心区、外海南部)表层(0~10cm)沉积物的粒径组成进行了分析,测试了不同粒径沉积物的主要理化性质和Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Fe、Mn、Cd等8种重金属的质量分数,并对滇池沉积物中重金属质量分数的粒径效应作了校正. 结果表明:滇池表层沉积物粒径主要分布在<250μm的范围内;粉砂(4~<63μm)所占比例最大,平均达到60%;黏土(<4μm)次之,平均占19%. 随着粒径的减小,大部分重金属质量分数在不同粒径的沉积物中呈增加趋势. 重金属在细粒径(<63μm) 沉积物中所占比例平均达79%,显著高于其他粒径(63~<125、125~<250μm). Cr、Cd、Cu、Pb、Zn和Ni具有相似的富集特性,其质量分数高值均出现在粒径为4~<63μm的沉积物中,该粒径沉积物中6种重金属的质量分数分别为土壤背景值的2.04、9.77、4.35、5.11、3.47和4.60倍;而w(Fe)和w(Mn)在各粒径沉积物中无明显差异. 黏土校正结果与不同粒径沉积物黏土校正的理论计算值相差不大. 黏土校正与参比元素校正都适合校正滇池不同粒径沉积物的重金属质量分数.      

Effect of sediment size on bioleaching of heavy metals from contaminated sediments of Izmir Inner Bay

The effect of sediment size on metals bioleaching from bay sediments was investigated by using fine (< 45 μm), medium (45-300 μm), and coarse (300-2000 μm) size fractions of a sediment sample contaminated with Cr, Cu, Pb, and Zn. Chemical speciation of the metals in bulk and size fractions of sediment were studied before and after bioleaching. Microbial activity was provided with mixed cultures of Acidithiobacillus thiooxidans and Acidithiobacillus ferrooxidans. The bioleaching process was carried out in flask experiments for 48 days, by using 5% (W/V) of solid concentration in suspension. Bioleaching was found to be efficient for the removal of selected heavy metals from every size fraction of sediments, where the experiments with the smaller particles resulted in the highest solubilization ratios. At the end of the experimental period, Cr, Cu, Pb and Zn were solubilized to the ratios of 68%, 88%, 72%, and 91% from the fine sediment, respectively. Higher removal efficiencies can be explained by the larger surface area provided by the smaller particles. The changes in the chemical forms of metals were determined and most of the metal releases were observed from the reducible and organic fractions independent from grain size. Higher concentrations were monitored in the residual fraction after bioleaching period, suggesting they are trapped in this fraction, and cannot be solubilized under natural conditions.     

不同粒径地表街尘中重金属在径流冲刷中的迁移转化

在我国快速城市化进程中,街尘及其径流冲刷引起的重金属污染日显突出.通过对北京市城乡道路街尘及其人工降雨模拟径流冲刷过程中不同粒径街尘中重金属的分析,探讨街尘与径流冲刷过程中的粒径效应及不同重金属赋存形态的动态变化规律.结果表明,同一粒径颗粒物从"静态"街尘到"动态"径流中的颗粒物,重金属浓度呈下降趋势.街尘中重金属在径流冲刷过程中,存在溶解与解析现象,颗粒物粒径越小,减少比率越大,5种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的减少比率分别为24.3%、56.8%、34.3%、22.8%、27.3%.街尘中的弱酸可提取态比例要略大于径流颗粒物中弱酸可提取态比例,部分以水溶态进入水体中.在径流冲刷过程中,水相溶解态重金属变化不大,水相颗粒态重金属含量随降雨时间径流过程迅速降低.固相颗粒物的重金属浓度随降雨时间总体上呈下降趋势.粒径越小,冲刷率越大,最大为62.1%,最小为4.6%.地表街尘在径流冲刷过程中,小粒径颗粒物具有较强的迁移能力,较容易进入水体造成污染.     

再悬浮作用下长江口近岸沉积物中Cd、Pb和Cr的迁移与释放

利用PES（particle entrainment simulator）模拟装置,实验测定了不同的扰动强度和时间对长江口沉积物中Cd、Pb和Cr再悬浮释放和迁移的影响.在再悬浮过程中,上覆水中溶解态Cd、Pb和Cr的质量浓度分别在0.015～0.157、0.013～0.890和0.066～1.468μg.L-1之间变...     

Removal and transformation of organic matters in domestic wastewater during lab-scale chemically enhanced primary treatment and a trickling filter treatment

To find a simple and economical way for treating the domestic wastewater in small counties and towns, a process combining chemically enhanced primary treatment and a trickling filter (CEPT-TF, representing the physical and biological effects) was constructed and operated in laboratory conditions. The characteristic behaviors of dissolved organic matter in raw wastewater and effluents were examined during steady-state operation. Experimental results showed that the process of CEPT and TF in series was beneficial for the removal of hydrophobic and hydrophilic organics. Specially, the hydrophobic and aromatic materials could be preferentially removed in the CEPT unit, and the hydrophilic fraction in the TF. Structural changes of the organic fractions during the operation of the different units were also characterized via spectrum analysis.     

垃圾焚烧飞灰中重金属的污染特性

以广西和重庆某生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为研究对象,研究了飞灰中重金属的化学形态、不同粒径下飞灰中重金属含量及浸出毒性。结果表明:广西垃圾焚烧飞灰中含有5种重金属,且都是以残渣态为主要存在形态;重庆垃圾焚烧飞灰中Cr以残渣态为主要存在形态,Zn、Cu和Cd以醋酸可提取态为主要存在形态,具有较大的潜在毒性,毒性较强的Pb只以醋酸可提取态和可还原提取态两种形态存在,危险性非常高,Mn以可还原提取态为主要存在形态。两地飞灰中含量较高的重金属元素都表现出向小颗粒富集趋势。随飞灰颗粒粒径的减小,各重金属浸出量基本呈增加趋势。相比之下,重庆的垃圾焚烧飞灰中Zn、Cu、Pb和Cd的含量和浸出量都高于广西飞灰。广西飞灰中各粒级的飞灰中各元素浸出量均不超标,而重庆飞灰各粒级的飞灰中Zn、Pb和Cd的浸出量严重超标,表明重庆飞灰属于典型危险废物。     

EDTA在植物修复复合污染河道疏浚底泥中的调控作用

通过温室盆栽试验,在黑麦草修复重金属(Zn,Pb,Cu,Cd,Ni)-有机物复合污染的城市排污河道疏浚底泥的过程中投加3mmol·kg^-1EDTA(分1次、2次、3次投加),研究了对黑麦草生长及重金属积累、底泥特性和TOC的影响.结果表明,投加EDTA:①增加了黑麦草体内积累的重金属数量,其中分3次投加的效果最为显著,Pb,Zn,Cu,Ni,Cd在地上部分的积累量分别较对照增加了2.74、1.99、1.59、1.55和7.78倍;分3次投加明显降低了黑麦草的叶绿素含量,1次投加叶绿素含量没有明显变化.②对底泥的pH没有明显的影响,但显著增加了底泥中NH₄OAc提取态和DTPA提取态的重金属量.③底泥大颗粒体积百分比变大;其中分3次投加底泥颗粒体均粒径增大、比表面积减小、晶格强度减小,有助于底泥颗粒释放吸附的重金属.④提高了底泥中微生物的数量,其中分2次、3次投加,微生物数量是对照试验的1.33和1.47倍;明显降低了底泥的脲酶活性,但对过氧化氢酶活性的影响不明显.⑤增加了底泥的TOC含量.     

污泥焚烧细颗粒物中重金属赋存形态的研究

以沈阳市某污水处理厂剩余污泥为原料,采用小型流化床对污泥进行焚烧,利用布袋和荷电低压颗粒物撞击器（ELPI+）对细颗粒物进行收集,研究焚烧温度、污泥粒径、CaO的添加量对重金属赋存特性和细颗粒物微观形貌的影响,利用热力学软件FactSage7.2研究焚烧过程中重金属化学形态的变化.结果表明,随着焚烧温度的升高,残渣态变化最为明显,Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 5种重金属的残渣态增幅均在15%以上,其中重金属Cd的变化最为明显,残渣态增幅高达29%.随着污泥粒径的增大,矿物质和焦炭颗粒的破碎程度减小,最终以矿物质和焦炭破碎为来源的一些粒径较大的细颗粒物数量增加.此外,总体上重金属的赋存形态随着粒径的增加向着稳定的趋势发展.在焚烧过程中CaO是可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进细颗粒物之间的成长和团聚.随着CaO的添加,细颗粒物聚并成了一个更大的球状颗粒整体.     

沉积物粒度对重金属吸附的影响

本文报道了渭河沉积物对重金属的吸附特性.结果表明,渭河沉积物吸附重金属的粒度效应决定于不同粒度沉积物的物质构成和颗粒表面特性,该效应是由沉积物对重金属的吸附速率的差别来体现的.不同粒度所决定的颗粒比表面积的差异不是影响重金属吸附粒度效应的主要因素.     

北京市得田沟和崎峰茶金矿周边土壤中重金属的粒径分布特征

以北京市得田沟和崎峰茶金矿周边土壤为研究对象,运用斯托克斯沉降法研究土壤颗粒组成及重金属在不同粒径中的分布特征.结果表明,土壤颗粒主要以0.15 mm粒级为主,含量达到51.19%~79.75%,其次为0.15~0.05 mm粒级土壤,含量为14.67%~38.99%,粒级0.05~0.01 mm土壤含量为0.18%~7.6%,粒级0.01 mm的土壤含量仅占1.71%~5.95%.除Ti和V外,其它金属元素的含量具有明显的粒级效应,随着土壤粒径的减小而增大,但大多数金属元素不在最细粒级上达到最大值,而是在0.002~0.001 mm粒级上最大.金属元素在不同粒级上的累积效应与粒级上的含量相一致,金属元素在较细粒级上的累积作用明显强于粗粒级.细粒级土壤含有较高的金属含量,对人类健康危害极大,应积极采取有效措施防止极细粒级土壤进入空气和水源.     

污水处理厂不同单元工艺水中重金属及其纳米颗粒的分布

以成都双流国际机场污水处理厂中连续处理废水工艺中的9个不同处理单元工艺为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和单颗粒电感耦合等离子体质谱法（SP-ICP-MS）分别对污水处理厂中不同处理单元工艺中的重金属总质量浓度以及重金属纳米颗粒的数量浓度和粒径分布进行了分析,并研究了不同处理单元工艺对重金属元素及重金属纳米颗粒的去除效果.结果表明,不同处理单元工艺对不同重金属元素的去除效果存在差异,对Fe元素的影响最为显著,主要在二沉池中被去除,去除率达98.53%;不同处理单元工艺对不同重金属纳米颗粒的去除效果存在显著差异,对Ni、Pd和Fe纳米颗粒的影响最为显著,不同重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺（曝气沉砂池、二沉池和高效沉淀池）中被去除;重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺中的粒径分布为23.28~147.83 nm,不同处理单元工艺不会对各重金属纳米颗粒的粒径造成显著影响;pH与Fe元素和Fe纳米颗粒呈显著负相关关系,除Fe元素和Fe纳米颗粒外,其他重金属元素与其纳米颗粒之间均属于不显著相关,不同处理单元工艺对重金属元素和重金属纳米颗粒的去除机制存在差异.     

固体吸附剂控制燃煤重金属排放的实验研究

在滴管炉上进行了烟煤添加固体吸附剂的燃烧实验研究了硫酸钙、石灰石、铝土矿3种吸附剂对重金属元素Pb、Cd、Cu、Co、Ni排放的控制,并采用形态逐级提取法,将排放颗粒物中重金属分为吸附态、离子可交换态、碳酸盐结合态、硫酸盐结合态和残渣态从粗粒灰渣及细微粒子中重金属元素含量的分布和细微粒子中残渣态稳定形态含量增加2个方面说明添加吸附剂对煤中重金属的排放具有一定的捕获力.对不同的重金属,由于吸附剂本身物理化学特性的差异,所表现出的吸附能力也各不相同.硫酸钙对Pb、Cd、Cu的排放有控制作用;石灰石对Pb、Cd、Cu、Nj的排放有控制作用;铝土矿对5种重金属元素的排放都有控制作用吸附剂粒径越小,对重金属的吸附效果越好.     

Distribution of heavy metals in the Grand Canal (Hangzhou section) and its contributing factors

ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｔｈｅＧｒａｎｄＣａｎａｌ（Ｈａｎｇｚｈｏｕｓｅｃｔｉｏｎ）ａｎｄｉｔｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓＷｅｎｇＨｕａｎｘｉｎ，ＺｈａｎｇＤｅｎｇｒｏｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈ...