光磁耦合污水处理装置的设计及运行效果分析

基于光催化技术和磁场能够改善污水处理效果的性质,开发了一种光磁耦合污水处理装置。紫外线强度分布的设计计算采用多点源叠加近似辐射模型;磁感应强度的产生选用亥姆霍兹线圈,并采用MATLAB对反应器的磁场进行了磁场强度分布的可视化模拟;采用流体力学软件CFD对装置内流场进行了数值模拟。结果表明,灯管之间的反应器壁附近区域的紫外线强度最小,而在3根紫外灯管间的区域紫外线强度较强且相对均匀;亥姆霍兹线圈内部磁场可近似作为匀强磁场;在该装置反应区存在循环流,有利于提高光磁耦合反应速率。对反应器效果进行验证表明,该反应器对污水的脱色率和COD去除率均较高,磁性光催化剂回收率达到97%以上;光磁耦合法废水处理效果明显高于磁场和光催化作用单独处理效果。     

生物膜-磁分离集成装置处理污染河水工艺参数优化

采用生物膜-磁分离集成装置对污染河水进行了污染物去除实验。对集成装置的生物膜反应区、磁分离反应区分别进行单因素实验、响应曲面实验,研究了集成装置的关键参数对污染河水处理效果的影响,探寻其最佳工艺参数。结果表明:在生物膜反应区中,水力停留时间(HRT)、曝停比和温度分别在12 h、6∶6和28℃NH_4~+-N、TN和COD_(Mn)的去除率分别达到90%、60%和90%左右;在磁分离反应区中,聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)和磁种的投加量分别在133.02、2.96和171.66 mg·L~(-1)的最优条件下,对生物膜处理水中TP的去除率达到了96.55%,且PAC投加量对除磷效果影响最为显著;稳定运行集成装置,出水NH_4~+-N、TN、COD_(Mn)和TP的去除率分别达到91.78%、61.25%、93.85%和97.12%。本实验结果为污染河水的脱氮除磷提供了重要参考。     

生物磁分离新技术处理含铬废水最佳条件的研究

为了探索新工艺"趋磁细菌-磁分离法"处理含铬废水的最佳条件,首先进行了趋磁细菌对铬离子的去除影响因素试验,研究了pH、温度、时间和微生物量对吸附的影响;其次进行了趋磁细菌的分离试验,考查了磁分离器中悬丝摆放位置和磁场强度对溶液中菌体的去除效果的影响.试验结果表明,体系的pH值对铬离子的去除效率影响最大,pH值的最佳范围为5～11;在室温范围内,温度对吸附的影响不大;随着菌量的增加,菌对Cr(Ⅲ)的去除率略有提高,而单位质量菌的吸附量却有明显下降.在分离趋磁细菌时,磁场强度为100高斯时分离效果很高,而超过100高斯以后,效果不明显;另外,分离器中的金属丝和磁场方向垂直放置要比平行放置效果好,并用扫描电镜放大5 000倍观察了金属丝上被捕集的趋磁细菌的形态和结构.     

应用加载磁混凝处理微污染河水

实验对比考察了常规混凝和加载磁混凝工艺对微污染河水中COD、浊度和TP等污染物的去除效果,系统研究了混凝剂用量、磁种加载量、搅拌条件和药剂投加顺序等因素对加载磁混凝效果的影响。实验结果表明,加载磁种后沉淀颗粒的体积平均粒径为从常规混凝工艺的50.1μm显著增加到68.6μm;污染物去除效果明显优于常规混凝工艺,尤其对浊度和总磷的去除效果得到了显著的提升;在实验最优条件下COD、浊度和TP的去除率分别达到54.17%、99.28%和75.82%;并且加载磁种后可减少50%以上的混凝剂投加量,同时大大缩短沉淀时间。     

矿山尾矿水的磁种絮凝处理及机理研究

采用磁种絮凝技术对某赤铁矿尾矿水进行处理,研究了不同磁种及絮凝剂对该尾矿水的处理效果以及影响机理。结果表明:(1)2mg/L阴离子聚丙稀酰胺(APAM)与2g/L天然磁种(体积平均粒度为22.46μm)协同作用赤铁矿尾矿水的处理效果最好。(2)添加磁种可明显增大絮凝体的粒度,产生更加致密的絮凝体。(3)原子力显微镜分析表明,磁种与尾矿颗粒之间存在长程作用力。总有机碳测试及扫描电镜分析表明,磁种可强化APAM在赤铁矿颗粒上的吸附。zeta电位测试表明,APAM在赤铁矿颗粒表面发生了吸附,主要以桥联作用为主。傅立叶红外光谱分析表明,APAM在磁种和赤铁矿颗粒表面发生了化学吸附。     

改性磁种-活性炭工艺处理油污染深井地下水

采用改性磁种-活性炭工艺处理油污染深井地下水,考察了破乳剂、改性磁种及活性炭投加量对除油效果的影响,并在最佳除油条件下对原水进行除油效果验证.结果表明,采用改性磁种-活性炭工艺处理油污染深井地下水效果较为明显,出水含油质量浓度在1 mg/L以下,除油率平均达96.7%,出水满足<城市污水再生利用工业用水水质标准>(GB...     

垃圾渗滤液的加载磁絮凝预处理工艺研究

垃圾渗滤液是一种成分复杂多变的高浓度难处理有机废水。采用加载磁絮凝技术对垃圾渗滤液进行预处理,以提高其可生化性,便于后续生化处理的进行。研究了适宜的磁载体种类、凝聚剂和絮凝剂的加入量,以及不同pH值和药剂投加顺序的影响,并进行了磁絮凝与常规絮凝工艺的对比实验。得到的最优组合工艺为：PAC投加量5.5 g/L,磁载体投加...     

TiO_2/PTh/Fe_3O_4催化剂制备及光催化与磁回收性能

以聚噻吩磁性微珠PTh/Fe3O4(PF)为载体,采用低温水热法(170℃,pH=7±0.2)在其表面负载TiO2,制备了壳/壳/核结构的磁载光催化剂TiO2/PTh/Fe3O4(TPTF)。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的形貌、物相组成、表面性质、磁学性质进行了表征。以苯酚为模拟污染物,评价其光催化活性;通过自制的磁回收装置,考察其磁回收特性。结果表明,TiO2晶粒大小在4~6 nm之间,具有混晶结构(锐钛矿型占93.6%,金红石型占6.4%);当nTiO2∶n噻吩单体∶nFe3O4=75∶2.5∶1时,TPTF的催化活性最佳;P25、纯TiO2、TPTF(nTiO2∶n噻吩单体:nFe3O4=75∶2.5∶1)和TiO2/Fe3O4(TF)光催化降解苯酚的速率常数分别是0.0371、0.0302、0.0253和0.0106 min-1;TPTF循环使用5次,其反应速率常数、饱和磁化强度以及磁回收率为0.0205 min-1、1.59emu/g和89.3%,比第1次的0.0253 min-1、1.85 emu/g和94.7%略有降低。     

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。     

磁化学技术在水处理中的应用

对近年来磁化学技术在水处理中的应用做了比较全面的综述。介绍了磁化学技术的发展、磁分离技术的原理和分类及磁种强化处理废水 ,并对磁化学技术的应用领域进行了详细讨论。     

新型内构式稀土磁盘废水处理器的研制与应用

针对轧钢废水中含有磁性铁氧化物 ,为使废水处理回用 ,研制了集预磁、磁吸、固液分离、自动清渣于一体的新型内构式稀土磁盘水处理器 ,并阐明了其应用的方法     

纳米Fe_3O_4磁性粒子的制备及吸附性能研究

采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性粒子。应用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等对纳米磁性粒子的粒径、结构、形貌、磁性能进行了表征,进行了磁分离沉降性能和腐殖酸吸附去除实验研究。结果表明:在未添加任何分散剂的条件下,制得的纳米Fe3O4磁性粒子主要呈球状,平均粒径约11 nm,为典型的反尖晶石结构;饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为73.10 emu/g、159.2 A/m和0.41 emu/g;磁分离沉降速度为重力场的50倍;纳米Fe3O4磁性粒子对腐殖酸的吸附符合Langmuir型吸附等温线。     

纳米Fe3O4磁性粒子的制备及吸附性能研究

采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性粒子。应用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）等对纳米磁性粒子的粒径、结构、形貌、磁性能进行了表征，进行了磁分离沉降性能和腐殖酸吸附去除实验研究。结果表明：在未添加任何分散剂的条件下，制得的纳米Fe3O4磁性粒子主要呈球状，平均粒径约11nm，为典型的反尖晶石结构；饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为73．10emu／g、159．2A／m和0．41emu／g；磁分离沉降速度为重力场的50倍；纳米Fe3O4磁性粒子对腐殖酸的吸附符合Langmuir型吸附等温线。     

锰磁活性炭的制备及其性能表征

以酶解提制烟碱后的烟渣和电解锰渣回收锰为原料，制备具备磁性和发达孔隙的活性炭。利用氮气吸附技术、红外光谱（FTIR）表征与分析了活性炭表面的孔隙结构和物化性质，考察了活性炭对亚甲基蓝的吸附性能和磁学性能。结果表明：以Mn／C基质废弃物为原料制得活性炭具有磁学性能；适量锰的添加有利于活性炭微孔的形成和发育；采用一步焙烧法有助于磁化物和活性炭基体相互作用形成化学键合，提高饱和磁化强度，实现废弃资源的充分利用。     

磁混凝在水与废水处理领域的应用

磁技术作为一种高效的分离、净化方法在水与废水处理领域的作用和地位日益凸显,磁性接种、磁性吸附等水处理方法已受到了广泛关注;高场强、低能耗的磁分离器的相继问世和不断完善为高效稳定地进行磁分离提供了必要条件。基于上述考虑,将传统的混凝过程与磁技术有机结合而产生的磁混凝工艺将成为混凝发展的新方向之一。本文系统综述了磁混凝在水处理中的研究和应用,从颗粒物在磁场和重力场中的界面过程、相互作用机制,磁混凝在国内外的研究现状,以及磁分离器的研究进展等角度展开讨论,探讨了该技术面临的问题,并展望了其发展前景。     

Online microchannel preconcentrator for carbofuran detection

A simple and rapid online microchannel preconcentrator coupled with an amperometric detection for the analysis of carbofuran using polyethylene glycol coated onto magnetic particle (PEG-magnetic particles) sorbents was developed. This simple-to-prepare microchannel preconcentrator used an external magnet to retain the PEG-magnetic particle sorbents inside the microchannel. Under optimum conditions, the system provided two linear ranges, from 0.01 to 10.0 mg L^?1 and from 10.0 to 130.0 mg L^?1 with a limit of detection of 8.7 ± 0.1 μg L^?1. The microchannel preconcentrator provided very good stability; it can be used for up to 326 consecutive injections of 5.0 mg L^?1 carbofuran with a relative standard deviation of less than 3%. The developed system provided a good microchannel-to-microchannel and a good electrode-to-electrode reproducibility (n = 6, %RSD < 1). It also provided an excellent selectivity when it was tested with two other carbamate pesticides, carbaryl and methomyl, with a 43 and 256 times higher detection sensitivity for carbofuran, respectively. The developed system was successfully applied to detect carbofuran in surface water samples obtained near vegetable plantation areas. The concentrations of carbofuran in these samples were found to be in the range of non-detectable to 0.047 ± 0.001 mg L^?1. The developed system is easy to operate and easy to couple with other analytical instruments and it could be easily adapted for the analysis of other polar organic contaminants.     

生物亲和亲水磁性填料在污水生物处理中的应用

采用添加生物亲和亲水物质、活性炭及磁粉并磁化的改性聚丙烯填料,进行挂膜和模拟污水生物降解试验.结果发现,普通聚丙烯填料改性后,水滴静态接触角降低22%,含水率提高3～5倍;改性聚丙烯填料比普通聚丙烯填料具有更快的挂膜速度和更高的COD降解率,并能承受更高的气液比以及气流和水流的冲击.改性聚丙烯填料的挂膜期从普通聚丙烯填料的7 d缩短为3 d;将初始COD为500 mg/L的模拟污水完全降解,改性聚丙烯填料需10.5 h,而普通聚丙烯填料则需22.5 h;在连续处理的操作方式下,当气液比为40:1时,改性聚丙烯填料的COD降解率达到最大,为99%,而普通聚丙烯填料则在气液比为30:1时,达到最大的COD降解率,为79%.     

磁性膨胀石墨对甲基橙模拟废水的吸附脱色

膨胀石墨对甲基橙有极强的吸附脱色效果,但因其具有高分散、质轻等特点,在水体环境中存在难回收的问题,使其应用受到限制。为了增强膨胀石墨的可回收性,对磁性膨胀石墨的制备进行了研究,并考察其对甲基橙的吸附脱色效果,探讨了影响因素。利用SEM、XRD和磁滞回线对其微观形貌和磁性能进行了表征。结果表明,脱色率随着温度的升高而增大;对甲基橙的吸附符合Langmuir吸附等温式;最佳制备条件下,磁性纳米粒子在膨胀石墨表面负载效果良好,其饱和磁化强度为58.87 emu/g,在外加磁场下可被快速回收。     

浸渍-碱性微波法载磁活性炭粉对壬基酚的吸附

利用浸渍-碱性微波法制备载磁粉末活性炭,通过等温吸附实验和动力学吸附实验,研究对比了其与原料活性炭、浸渍载铁活性炭对壬基酚的吸附性能。采用氮气吸附仪、FTIR、XRD、国标(GB/T12496.19-1999)邻菲啰啉分光度法及VSM,分别对3种样品进行了物相结构、表面官能团、铁含量及磁性能的分析,并探讨了吸附机理。结果表明,浸渍-碱性微波法载磁活性炭的总孔容及孔隙率均有较大提高;其吸附等温线符合Freundich方程,吸附动力学过程符合准二级动力学方程与孔道内扩散模型,相关系数R2均大于0.900。原活性炭经一定浓度的铁盐溶液浸渍后,铁含量由2%提高到8%。在碱性、N2气氛条件下微波后,铁系物主要存在形式为零价铁和Fe3O4,制得的载磁活性炭饱和磁化强度为1.12 emu/g。