混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间研究

以不同浊度高岭土水样为研究对象,运用激光测试技术对3种混凝剂(聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝和三氯化铁)混凝过程絮体开始形成时间和开始沉降时间进行测定,初步研究了混凝剂投药量对浊度的影响,投药量、pH和浊度对絮体开始形成和开始沉降时间的影响.结果表明:(1)PAC、硫酸铝和三氯化铁最佳投药量为4.8、6.4、8.0 mg/L;(2)PAC和硫酸铝混凝过程在pH为7时絮体开始形成和开始沉降时间均最短,但PAC混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间(分别为27.4,51.0 s)都比硫酸铝混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间(分别为51.5、85.4 s)短,三氯化铁混凝过程在pH为6时絮体开始形成和开始沉降时间均最短,分别为50.0、84.0 s;(3)随投药量的增大,絮体开始形成和开始沉降时间均逐渐缩短;(4)随浊度的增大,絮体开始形成和开始沉降时间总体上缩短.     

印染废水处理的磁混凝－高梯度磁分离协同作用

混凝过程作为工业废水的预处理技术普遍受到重视,在混凝过程中降低污泥产生量并提高污泥分离速度是该技术发展的方向,基于上述目标,通过将磁粉引入絮体使之磁化并在自行研制的高梯度磁分离装置中实现磁混凝与磁分离的协同作用.以高浊度的印染废水作为试验废水,以色度、COD及SS作为考核指标,重点考察了磁混凝反应及磁分离的影响因素.当印染废水的色度约为900倍、COD约为595 mg/L、SS约为500 mg/L时,在pH=8.5、FeSO4500 mg/L、PAM3.5 mg/L、磁粉400 mg/L的适宜磁混凝反应条件下,相应指标去除率比传统混凝法分别高出17.3%、21.7%及24.2%,此时絮团沉降速度增大了64.3%,污泥体积减少了61%,污泥压缩比为0.39.在电流强度8 A、流速2.5 L/min和介质填充率1%的操作条件下,该磁性絮体流经高梯度磁分离装置时的水力表面负荷达到61.0 m3/m2·h,处理出水达到国家二级排放标准.     

在线混凝-超滤中膜污染与絮体水动力学的关系

为了解在线混凝-超滤过程中膜污染与组件内部絮体水动力学的关系,采用一种粒子成像测速技术PIV,在线监测混凝-超滤过程中絮体在组件内的流动状况及流体力学特性,并采用SEM对污染后的膜进行了分析表征。结果表明,在0.05 MPa下,随运行时间延长,出现了膜通量衰减现象。同时,膜表面絮体的水动力学性质发生较大的变化,PIV实验发现沿中空纤维膜轴向,上部絮体水动力现象变化较大,中部次之,下部变化最小,对应的SEM照片可以看出膜污染在轴向分布不均,上部污染最重,中部次之,下部最小。     

不同有机物对混凝过程和余铝的影响

为了考察不同有机物对混凝过程的影响,针对腐殖酸(HA)和牛血清蛋白(BSA)2种有机物,研究了其在不同有机物含量(以DOC计),不同混凝剂(氯化铝(AlCl3)、聚铝十三(Al13)),不同pH值条件下混凝实验沉后水的总铝(TA)、总溶铝(TDA)以及不同混凝条件下形成的絮体情况,结果表明,不同有机物对沉后水中的余铝含量有重要的影响,在相同的混凝条件下腐殖酸体系产生较高的余铝.当使用AlCl3做混凝剂时,对腐殖酸和蛋白质体系而言,沉后水余铝浓度均随DOC含量的升高而上升;而使用Al13作为混凝剂时,腐殖酸体系的混凝沉后水中的余铝随有机物含量的升高而升高.当pH值高于7.0,DOC浓度高于4.0 mg/L时,总溶铝占总铝的比例达到90％以上,此时pH值对溶解态余铝的含量无明显的影响.腐殖酸和蛋白质的混合体系与其任一单独体系相比,混凝过程中会形成具有较大强度因子和恢复因子的絮体,且混合比接近1∶1时,混凝出水总溶铝达到最低.絮体的破碎与再生长受搅拌强度的影响较大,当破碎强度提高到100 r/min以上时,絮体粒径出现明显的下降.相比而言,AlCl3形成的絮体拥有更大的强度因子,而Al13形成的絮体拥有更大的恢复因子.     

高藻水中新生态三价铁混凝行为及其对絮体生长的影响

通过阐释新生态三价铁活性高的机制从而提出混凝剂的连续投加方式对混凝除藻效果的促进作用。与高锰酸钾-铁混凝过程相比,高锰酸钾-亚铁混凝过程初期絮体粒径较小;但经过一段时间后,后者絮体粒径将明显大于前者。Mn(VII)投量为1.7μmol/L时,混凝进行到720 s之前高锰酸钾-亚铁混凝过程中絮体粒径均低于200μm,反应进行到990s时絮体粒径稳步增大到239μm。形成对比的是,高锰酸钾-铁混凝过程进行到720 s和990 s时絮体粒径分别为198μm和204μm。在混凝过程中,亚铁逐步转化生成新生态三价铁,相当于向系统中持续投加混凝剂。在混凝剂总量相同(197.4μmol/L)的情况下,分次连续投加Fe(III)比一次性投加Fe(III)所生成的絮体粒径要大32%。     

聚合铝水解形态对混凝效果及絮体特性的影响

采用微量滴定法制备不同碱化度的聚合铝,并测定其铝形态分布,通过其对腐殖酸-高岭土水样进行烧杯实验,依据絮体的Zeta电位、浊度、UV254及絮体强度因子及恢复因子等参数,以综合评价聚合铝水解形态的混凝机理及其絮体特性。结果表明:聚合铝投加前后铝形态分布存在很大差异,碱化度越低影响越明显,碱化度为0.5的聚合铝中Ala含量由原来的69.57%变为4%左右,而其Alc由9.36%变为50%左右;预制铝的中聚体和高聚体形态在混凝过程中相对比较稳定,而低聚合度的Ala变化显著;Alb电中和能力强,对溶解性有机物去除效果好,其絮体成长速度慢但絮体强度高;Alc具有较强的吸附架桥能力,能促进浊度的去除;预制Alc的吸附架桥能力强于水解生成的Alc,但其絮体恢复性能差。     

pH对混凝超滤组合工艺性能的影响

在聚合氯化铝(PACl)投加量为4 mg/L条件下,通过调节原水的初始p H值,考察p H条件对混凝超滤组合工艺的净水性能及膜污染的影响。结果表明:当p H为7.5时,组合工艺对COD_(Mn)、UV_(254)、DOC的去除率分别为40.2%、35.4%和36.1%;当p H降至4.5时,对应的去除率分别增加至52.9%、52.1%和42.0%。酸性条件下,膜池内絮体的分形维数大,絮体结构密实,膜污染速率较快;当p H等于4.5时,絮体分形维数为1.75±0.15,尺寸大于500μm的絮体数占总絮体数的9%。中性及偏碱性条件下,絮体分形维数小,絮体结构松散多枝,膜污染速率缓慢;当p H等于7.5时,絮体分形维数为1.37±0.05,尺寸大于500μm的絮体占65%。针对该水库的水质状况,控制原水p H为7.5有利于混凝超滤膜组合装置的运行。     

絮体性质对纳滤膜污染的影响

混凝过程产生的絮体会对后续膜过滤性能产生一定的影响。实验中利用激光粒度仪研究2种混凝剂(AlCl3和PAC)在不同投加量下的絮体性质,混凝出水(不经过沉淀)直接进入纳滤膜(NF270)装置进行过滤实验。研究表明,投加量低(<0.20 mmol/L)的情况下,混凝出水反而使纳滤通量衰减发生恶化,随着投加量的增加,纳滤膜通量衰减得到有效的减缓。直接过滤腐殖酸(HA)的膜通量衰减(J/J0)为0.65,投加量为0.50 mmol/L时,AlCl3和PAC 2种混凝剂产生的通量衰减(J/J0)分别为0.78和0.75。滤饼层阻力受到絮体尺寸的影响较大,絮体尺寸越大,形成的滤饼层透水性更好。通过污染模型分析,混凝出水的纳滤膜污染机理主要是滤饼层阻力。     

磁粉在磁加载混凝深度除磷中的作用机理分析

为适应天津新地(DB 12/599-2015)对出水总磷的排放需求,对天津某污水处理厂二沉池出水进行磁加载混凝工艺深度除磷实验。探讨了3种磁粉在粒径、表面电荷和磁感应强度等方面对混凝的影响;对比了磁加载混凝和常规混凝在沉降时间、絮体生长动力学的差异;分析了磁加载混凝和常规混凝对于不同形态磷的去除效果。结果表明,在磁加载混凝技术深度除磷中,磁粉的粒径、电性和磁性的协同作用是提高混凝效果的主要因素,粒径范围适中,表面带正电荷,磁感应强度越大越有利于污染物的去除。磁加载混凝技术可减少混凝剂用量、缩短沉降时间、提升去除效果,磁粉在混凝过程中起电性中和、表面吸附、絮凝成核、快速沉降的作用。     

高分子絮凝剂CPF的合成和用于生活污水处理研究

通过改变水溶液聚合配比、温度和时间等得出合成高分子絮凝剂CPF的最佳工艺条件.并将合成的CPF絮凝剂与5种无机絮凝剂进行复配,对生活污水进行絮凝处理,优化出CPF与无机絮凝剂的最佳复配方案.采用最佳复配方案,进行了絮体回用效果实验,为CPF絮凝剂在水处理中的应用提供了重要的科学依据.