高锰酸钾—粉状活性炭在煤矿生活污水深度处理中的强化作用

采用混凝沉淀工艺深度处理某煤矿生活污水二级生化出水,考察了高锰酸钾氧化、粉状活性炭吸附对混凝沉淀的强化作用。结果表明：单独投加高锰酸钾或粉状活性炭均能起到强化去除污染物的作用,最佳加药量分别为4 mg/L和15 mg/L时,两者对CODcr的去除率分别提高了11.4%和8.0%,对SS的去除率分别提高了10.6%和13.5%。高锰酸钾氧化与粉状活性炭吸附两者联用具有协同作用,处理效果优于单独投加高锰酸钾或粉状活性炭,其对CODcr的去除率提高了19.0%、对SS的去除率提高了22.4%。     

六氯苯污染源水的饮用水应急处理工艺研究

针对长江水源地可能发生的六氯苯(HCB)突发污染事故,开展了应急处理工艺研究.考察了混凝剂聚合硫酸铁(PFS)投加量、KMnO₄预氧化和木质粉末活性炭(PAC)吸附预处理对HCB 去除效果的影响.根据静态试验,设计了三因素三水平正交试验,进一步考察了KMnO₄氧化与PAC 吸附联用预处理-混凝沉淀工艺去除HCB 的效果.结果表明,常规处理无法有效去除HCB;单独KMnO₄ 预氧化无法明显改善混凝沉淀对HCB的去除效果;PAC联用吸附预处理可明显提高去除效率.正交试验结果表明,在PAC,PFS,KMnO4投加量分别为40,5.0,0.5mg/L的最佳条件下,HCB 去除率为98.97%,但浊度在2NTU 以上.选取PAC 吸附预处理-混凝沉淀工艺进行中试试验,结果表明,在PFS 和PAC 投加量分别为15mg/L 和40mg/L 时,HCB 的去除率在98%以上,HCB 剩余浓度和浊度分别在1µg/L 和1NTU 以下.     

压力强化混凝沉淀除藻工艺研究

为了强化蓝藻混凝沉淀去除效果,采用外加压力破坏藻细胞内气囊,使藻类失去浮力,再经混凝沉淀去除.通过静态实验测定了太湖蓝藻水在0～0.7 MPa预压力作用后混凝沉淀效果,并与预氧化混凝沉淀工艺进行了比较.结果表明,在预压力0.4～0.7 MPa作用下取得了较好的效果,沉淀出水浊度为1.04～0.69 NTU;叶绿素a浓度为2.9～0.8 μg·L-1,去除率为95.8％ ～98.8％;CODMn为3.8～2.9 mg·L-1,去除率为66.2％～ 74.1％;UV254值为0.0686 ～0.0646,去除率为23.7％ ～28.1％.预加压工艺比预氧化工艺节省混凝剂50％.动态实验表明,预压力混凝沉淀过滤出水浊度小于0.25 NTU;叶绿素a浓度小于lμg·L-1,平均去除率为99.5％;CODMn小于3.6 mg·L-1,平均去除率为70％;UV254值小于0.057,平均去除率为33.7％.过滤出水水质优于饮用水水质标准.     

微污染原水预臭氧化-强化混凝处理及其安全性

以强化混凝和臭氧氧化技术为核心建立了中试水处理设备,采用有机物表观分子量分级、树脂分级等手段表征了原水有机物及其THMFP特征;通过实验室试验和中试运行对预臭氧和强化混凝技术应用中有机物去除效果、消毒副产物THM的产生和消除进行了研究;研究了臭氧应用中可能形成的相关副产物甲醛、溴酸盐等对饮用水安全性影响的问题.结果表明:预臭氧-强化混凝处理效果较好,采用适当浓度的臭氧(如1.0mg·L-1)进行预氧化,可以有效提高有机物去除率,从常规混凝滤后水的33.7%提高到48%,有机物浓度降到1.385mg·L-1;THMFP总体去除效果从常规处理的131μg·L-1降至53μg·L-1;未出现甲醛、溴酸盐超标的问题,对余铝没有显著影响,安全性较高;但是,AOC含量比常规混凝和强化常规混凝升高,可能增进微生物的繁殖和对管网等的腐蚀,需要进一步控制.     

预压力混凝沉淀除藻工艺中DOC变化规律研究

为了探讨预压力混凝沉淀除藻工艺是否会使藻细胞破裂,导致水中溶解性有机物(DOC)增加,进而优化压力作用方式,得到安全、高效的预压力除藻工艺,实验研究了预压力、预氧化技术处理含藻水时DOC的变化,以及水中相对分子质量分布,并研究了混凝沉淀后藻类、浊度、DOC的去除效果.结果表明,在0.5~0.8 MPa压力作用后,水中DOC没有增加,反而减少,且有机物相对分子质量减小.而高锰酸钾与次氯酸钠预氧化均会导致DOC增加,相对分子质量分布没有明显变化.预压力混凝沉淀后藻类去除率96.23%;DOC去除率29.11%,高于预氧化混凝沉淀工艺10%~30%.     

污泥基活性炭催化臭氧氧化降解水中微量布洛芬的效能研究

以城市污水处理厂脱水污泥和玉米芯为原料,氯化锌为活化剂制备污泥基活性炭(SAC),考察其催化臭氧氧化去除水中稳定性药物布洛芬(IBP)的效能.试验中对比考察了单独臭氧氧化、单独SAC吸附、SAC催化臭氧氧化这3种工艺对水中IBP(初始浓度为500μg.L-1)的去除效果,同时研究了臭氧与SAC投加量对催化效果的影响.结果表明,单独臭氧氧化对IBP的去除率随臭氧浓度的增加而增加,当臭氧浓度由0.75 mg.L-1增加至3.0 mg.L-1时,IBP的去除率由44.4%提高到100%;单独SAC对IBP的吸附去除效果较差,即使SAC投加量增至100 mg.L-1,吸附时间为40 min时,IBP的吸附去除率仅为44.56%;SAC催化臭氧氧化工艺中,IBP去除速率大大加快,在反应的初始阶段(0～5 min)SAC催化臭氧氧化对IBP的去除率要远远高于单独臭氧氧化和单独SAC吸附二者作用之和.臭氧与SAC的投加量对IBP的催化氧化去除效果具有较大影响.SAC催化臭氧氧化IBP分为瞬时需氧阶段反应(0～5 min)和慢速反应(5～40 min)两阶段.快速反应阶段以.OH与IBP反应为主,慢速反应阶段残余臭氧浓度很低,此时主要以SAC吸附去除IBP为主.     

常见有机物对催化臭氧化降解水中硝基苯的影响

考察了有机物甲醛、甲醇、甲酸和邻苯二甲酸二丁酯对单独臭氧氧化和蜂窝陶瓷催化臭氧化工艺去除水中硝基苯降解效果的影响规律.单独臭氧氧化和蜂窝陶瓷催化臭氧化对硝基苯的去除率随着甲醛浓度的升高(0～12 mg·L-1)分别降低了11.6%和9.6%;2种工艺对硝基苯的去除率都随着甲醇浓度的增加(0～16mg·L-1,)先增高再降低,单独臭氧氧化和蜂窝陶瓷催化臭氧化分别在浓度为2 mg·L-1和4 mg·L-1时去除率达到最大值;随着甲酸浓度的增加(0～8 mg·L-1)去除率也都先增高再降低,单独臭氧氧化和蜂窝陶瓷催化臭氧化分别在浓度为0.5 mg·L-1和2 mg·L-1时去除率达到最大值;低浓度的甲醇和甲酸促进了硝基苯的降解,高浓度的甲醇和甲酸抑制了硝基苯的降解.单独臭氧氧化和蜂窝陶瓷催化臭氧化在邻苯二甲酸二丁酯浓度增加(0～10 mg·L-1)的情况下对硝基苯的去除率分别降低了19.7%和18.6%.     

高锰酸钾预氧化强化混凝去除绿藻的研究

以小球藻为对象,研究不同高锰酸钾投加量下小球藻胞外有机物分子量的分布、Zeta电位和胞外有机物浓度变化,并观察细胞结构,探讨预氧化强化混凝的机理.研究发现,当高锰酸钾浓度≤2 mg·L-1时,氧化前后藻液中的有机物组成基本不变,胞外分泌物(EOM)部分被氧化;在预氧化初期,EOM在高锰酸钾诱导下释放,胞外有机物浓度升高;藻的表面电位先下降后上升,藻活性由于高锰酸钾氧化受到抑制,但藻细胞结构保持完整,氧化后生成的MnO2附着在藻细胞表面,增加了藻细胞的比重,有利于后续的混凝沉降除藻.高锰酸钾浓度≥3 mg·L-1时,细胞壁被破坏,藻液中出现大分子的有机物,胞外有机物浓度上升,Zeta电位下降,这些都不利于后续的混凝除藻.结果表明,当高锰酸钾投加量为2 mg·L-1,预氧化1h后,PAC投加量为40 mg.L-1时,除藻效率达到92％,去除效果远好于直接混凝除藻.     

臭氧-活性炭对某市饮用水中消毒副产物和生物稳定性控制的研究

为了研究臭氧-活性炭工艺对某市饮用水中消毒副产物和生物稳定性的影响,在原有工艺的基础上,于反应池前增加了预臭氧氧化工艺,分两级投加臭氧,同时将臭氧尾气回收,以增加水体中臭氧的吸收率以及混凝、反应、沉淀的效果。系统稳定运行6个月,出水浊度为0．2NTU左右,出水色度为2～3度,CODM。出水浓度为0．6mg／L,平均去除率为88％,氨氮经折点加氯后可降至0．2mg／L以下,均达到饮用水标准。对于试验水质条件下,臭氧化与活性炭吸附联合作用能够有效地去除水中AOC和氯化消毒副产物前质。     

重金属Pb(Ⅱ)污染原水的应急处理工艺研究

采用2种常用混凝剂--聚合硫酸铁(PFS)和聚氯化铝(PACl),以水中Pb(II)浓度突增为背景,研究了混凝剂投加量、目标物初始浓度以及调节pH值和高锰酸钾(KMnO4)预氧化等措施对混凝除Pb(II)效果的影响,同时比较了粉末活性炭(PAC)吸附 混凝和硅藻土吸附 混凝等工艺对Pb(Ⅱ)的去除效果.结果表明,单独投加混凝剂时,投加PFS对Ph(Ⅱ)的去除效果优于投加PACI.2种混凝剂的投加量为10 mg/L时,对Ph(Ⅱ)的去除效果基本达到最好水平,并且Pb(Ⅱ)初始浓度对混凝效果影响最小.在此投加量下调节pH值到9,2种混凝剂对应Pb(Ⅱ)的去除率都在95%以上.KMn04预氧化只在以PACI为混凝剂时对除Pb(Ⅱ)起到一定促进作用.以PFs为混凝剂时,投加10 mg/L的PAC或投加25 mg/L的硅藻土会取得相同的除Pb(Ⅱ)效果,即水中Pb(11)浓度从402 μg/L降至10 μg/L以下;而混凝剂为PACl时,活性炭投加量为20 mg/L或硅藻土投加量为50 mg/L时,水中剩余Ph(Ⅱ)的浓度也可以达标;通过硅藻土与KMnO4联用试验发现,高锰酸钾氧化会削弱硅藻土对Pb(Ⅱ)的吸附作用.综合考虑得出,硅藻土吸附 混凝才是原水应急除Pb(Ⅱ)简单、经济和有效的方法.     

生物活性炭工艺深度处理丹江口水库水的中试

活性炭过滤是饮用水深度处理的重要工艺,其中滤速、炭层高度、温度和炭龄是影响活性炭滤池运行效果的关键因素. 以丹江口水库水为处理对象,以混凝-沉淀-砂滤出水作为炭滤池进水,以高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率为评价指标,考察2011年4月—2013年5月取自北京某水厂的新炭、1年炭、3年炭和5年炭(2011年5月时炭龄)对水中有机物的去除效果. 结果表明,随着滤速的增大,有机物去除率降低;活性炭炭柱滤速为8 m/h时,高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率分别为41.9%和41.2%,能够获得较好的处理效果. UV₂₅₄去除率随总炭层高度的增大而增大. 随着炭层高度的增加,单位高度活性炭滤料对UV₂₅₄的去除率降低.夏季高温期,1年炭对高锰酸盐指数和UV₂₅₄的去除率分别为44.2%~57.4%和38.5%~53.1%,高于其在冬季低温期的去除率(38.9%~51.1%和31.7%~45.5%). 活性炭在使用初期,主要依靠吸附作用去除有机物;随着使用年限的增长,活性炭的生物载体作用日益明显,生物作用占主导地位,炭龄对有机物去除效果的影响变小,不同炭龄活性炭的处理效果差异不大,可适当延长活性炭的使用年限,降低处理成本.      

超声波/铁-炭微电解协同降解苯酚

采用超声波/铁-炭微电解联用体系,以苯酚为目标污染物,考察了苯酚溶液初始pH值、初始浓度、铁屑与活性炭投加量等因素对联用体系降解苯酚效果的影响.结果表明:考察范围内,苯酚降解率随其初始浓度和溶液初始pH值的增加而降低,随铁屑与活性炭投加量的增加而升高.当苯酚初始浓度由50mg·L-1增至270mg·L-1,溶液初始pH值由3.0增至9.0时,降解率分别由91.3%和78.4%降至34.7%和50.7%;铁屑投加量为每L苯酚溶液中40g、160g和320g,铁屑与活性炭体积比均为1∶1时,降解率依次为31.8%、51.9%和72.8%.对比实验及动力学分析表明:联用体系中超声波(US)和铁-炭微电解对苯酚降解具有明显的协同作用,协同因子Ｅ＝5.12,且降解过程符合假一级动力学规律,并根据降解速率常数随各影响因素的变化关系确定了宏观动力学模型.     

TiO_2/AC催化臭氧氧化处理水中的苯酚

研究了单独臭氧氧化及以活性炭(AC)和负载二氧化钛的活性碳(TiO2/AC)为催化剂催化臭氧氧化处理水中苯酚的效果。考察了AC、TiO2/AC对苯酚的吸附特性及三种方法对苯酚的转化率及矿化率效果及其臭氧利用效率,并对氧化过程进行了动力学分析。实验结果表明:AC、TiO2/AC对苯酚的吸附均较好地符合Freundlich方程;催化臭氧氧化转化苯酚的效果高于单独臭氧氧化;TiO2/AC作催化剂有利于苯酚的最终矿化,同时提高了臭氧的利用效率;3种氧化反应均较好的符合二级动力学方程,TiO2/AC催化臭氧氧化苯酚的二级动力学常数为0.0001L/(mg.min),高于单独臭氧氧化0.00004L/(mg.min)和AC催化臭氧氧化0.00006L/(mg.min)。     

膜生物反应器处理低温低浊水的工艺研究

针对低温低浊水处理的难题,采用膜生物反应器(MBR) 工艺对松花江冬季原水进行处理试验研究,考察MBR工艺对浑浊度和有机污染物的去除效果及膜过滤周期.试验结果表明,MBR工艺对浑浊度的去除率在90%以上,出水浑浊度低于1NTU.对高锰酸盐指数和UV₂₅₄的去除率分别可达40%～50%和30%～45%.膜过滤周期较长,可达60～70 h.投加PAC可提高对有机物的去除率,但对膜过滤性能的影响不显著.MBR工艺可有效处理低温低浊水,出水水质优于常规工艺出水水质.在原水有机物污染严重时,可投加PAC形成PAC-MBR组合工艺,增强对有机污染物的去除效果.     

新生态MnO2强化混凝去除苯酚的影响因素研究

以苯酚为目标物,考察钙离子、单宁酸、高岭土投量、新生态二氧化锰投量、pH等条件对新生态二氧化锰强化氯化铝混凝去除苯酚的影响.结果表明,钙离子能够促进新生态二氧化锰强化混凝对苯酚的去除,在钙离子投加范围内（0～1.0mmol.L-1）,苯酚的去除率能提高10%左右;单宁酸与苯酚共存时,能显著促进苯酚的去除,当单宁酸投加1...     

混凝-预涂膜分离一体化技术在城市污水回用中的应用

利用集成混凝与硅藻土预涂膜分离技术深度处理城市污水厂出水以作为回用水.在混凝-预涂膜分离一体化设备内同时实现混凝剂反应、絮体生长、固液分离3个过程.结果表明,对于总磷浓度为5.0 mg·L-1、COD为100 mg·L-1的城市污水厂出水,投加聚合氯化铝75mg·L-1、膨润土100 mg·L-1,初始滤速为2.26 m·h-1时,出水总磷低于0.3 mg·L-1、COD低于30 mg·L-1.滤速与过水体积之间存在联系.混凝-预涂膜分离一体化处理单元的处理效果优于混凝-微滤单元,出水水质得到了一定程度的提高,达到了高效分离的目的,具有较好的应用前景.     

混凝和活性炭吸附去除微污染水源水中DON的研究

溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)作为饮用水中新兴氮消毒副产物(nitrogenous disinfection by-products,N-DBPs)的前体物逐渐受到国内外学者的关注.为探讨混凝和活性炭吸附对微污染水源水中DON的去除机制,首先测定原水中DON、溶解性有机炭(dissolved organic carbon,DOC)、NH4+-N、UV254、pH和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等指标和DON、DOC分子量分布;接着通过混凝和活性炭吸附试验来考察原水中DON、DOC和UV254变化,并应用三维荧光光谱对原水中DON变化进行表征.结果表明,微污染水源水中DON、DOC和UV254分别为1.28 mg.L-1、8.56 mg.L-1和0.16 cm-1,DOC与DON比值(DOC/DON)为6.69 mg.mg-1,SUVA为1.87 m-1.(mg.L-1)-1;小分子量(<6 000)DON占较高比例约为68%,大分子量(>20 000)DON占的比例为22%;当混凝剂投加量为10 mg.L-1,DON的去除率大约为20%,DOC和UV254去除率约26%、70%;当活性炭投加量为1.0 g,DON、DOC和UV254的去除率大约为60%、35%、100%;混凝和活性炭吸附组合试验时,对DON、DOC的去除率大约为82%和64%;三维荧光光谱证实,原水中DON变化与3个主要峰有关,分别代表物质为色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质和富里酸类物质.     

预氧化与水处理工艺协同去除剑水蚤

利用不同水处理工艺中试系统,研究在液氯、氯胺、高锰酸盐复合药剂和O_3这4种预氧化剂不同投量下,去除剑水蚤的方法以及4种预氧化药剂对原水中剑水蚤的实际灭活效果,并分析各工艺单元的除蚤机制.结果表明,预氧化阶段,液氯灭活率(25%)比氯胺(21%)、O_3(9%)和高锰酸盐复合药剂(8%)都高;但滤后去除率发生变化,由高至低为氯胺(90%)>液氯(88%)>O_3(83%)>高锰酸盐复合药剂(80%),采用氯胺与水处理工艺协同可达到100%去除效果.最高的预氧化灭活率并没有取得100%的去除效果,剑水蚤的去除取决于预氧化剂与澄清水处理工艺的合理配合,剑水蚤个体尺寸和预氧化后的生命活性也对去除效果有影响.其中过滤单元除蚤效率最高,单独去除率不低于50%;气浮池的除蚤性能受水蚤个体大小和活性影响.     

高锰酸钾复合药剂强化过滤微污染水质的效能研究

初步探讨微污染水质对过滤失效的影响及致因，并对高锰酸钾复合药剂（CP）强化过滤微污染水质效能进行研究，试图提出水体污染条件下强化处理的概念。在不同污染水质条件下进行了生产性试验，采用多种常规和强化处理工艺对比的方法研究CP对微污染水质强化过滤的效能。研究中发现：CP强化过滤对微污染水中色度、浊度、藻类和有机物的去除效果理想，优于预氯化工艺等工艺的去除效果。