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.     

氢氧化镁混凝性能及絮体特性

以氢氧化镁作为混凝剂,不同浊度高岭土水样为研究对象,运用iPDA在线监测技术对混凝过程絮体形成进行监测,探求了操作条件对絮体特性和混凝过程的影响;同时讨论了FI值和浊度去除的关系。结果表明,当浊度分别为5、10和20 NTU时,最佳投加量分别为21.6、14.4和3.6 mg/L;随着pH的升高,FI指数增大,同时混凝剂的最佳投加量也逐步减小;随着慢速搅拌转速的增大,絮体破碎过程明显,FI指数降低;当转速为60 r/min时,浊度去除率最高。     

氯化镁复配硫酸铝混凝性能及絮体特性

在研究氢氧化镁混凝特性的基础上,复配氯化镁和硫酸铝作为混凝剂,以高岭土配水水样为研究对象,运用iPDA在线监测技术对混凝过程絮体形成进行监测,探讨了单独使用氯化镁和硫酸铝以及二者复配使用的混凝效果和絮体特性,确定复配使用的各种条件。结果表明,对于浊度20 NTU,pH 11.5的高岭土配水水样,氯化镁、硫酸铝最佳投加量分别为7.2 mg/L(Mg2+计)和3 mg/L(Al3+计);硫酸铝跟氯化镁复配使用时,先投加硫酸铝,间隔30 s后投加氯化镁,混凝效果较好;在镁离子最佳投加量7.2 mg/L时,铝和镁最佳质量比在1∶3~1∶2之间;镁铝复配时其FI值明显大于单独作用时,即絮体尺寸大小:二者复配硫酸铝氯化镁,而且复配条件下Zeta电位值在零电势左右浮动,浮动范围小,更利于聚集沉淀;镁铝复配时发生了协同效应,弥补了单独使用氯化镁混凝过程的不足。     

不同混凝剂处理低温低浊水

针对低温低浊水处理难度大的问题进行了一系列的混凝实验,实验结果表明,随着混凝剂投加量的增加,剩余浊度呈现先降低后升高的趋势,单独使用HPAC时,剩余浊度在投加量为14 mg/L时达到最低(2.39 NTU)。pH值对余铝含量具有重要的影响,3种铝系混凝剂均在pH=7.0时余铝含量达到最低。Al Cl3对水中有机物的去除率较其他3种混凝剂低。絮体形成与破碎受搅拌强度的影响很大,当破碎强度增加到50 r/min,使用PACl、HPAC、Fe Cl3作混凝剂时絮体粒径下降不明显,当破碎强度增加到100 r/min时,絮体粒径有明显的下降。破碎结束后,絮体粒径有所恢复,但是并不能增长到破碎前的粒径。PACl、HPAC以及Fe Cl3形成的絮体的沉降性较好,上覆水浊度下降较快,经过3 h的沉降后,剩余浊度分别达到1.82、1.44和0.97 NTU。     

PAM复配混凝剂对高岭土体系混凝过程的影响

为了解决无机混凝剂在混凝过程中的不足选用AlCl_3及其与2种不同阴离子度的PAM复配的混凝剂对高岭土体系进行混凝实验研究。结果表明:使用AlCl_3做混凝剂,当投加量(以Al计)为0.1 mmol·L~(-1)时,剩余浊度达到最低;平衡时粒径达到700μm且随着破碎时间的延长,絮体再生长结束后的粒径逐渐减小在破碎时间为6.O min时,絮体粒径最终能恢复到300左右。以PAM4复配的AlCl_3为混凝剂在投加量为0.1 mmol·L~(-1)时,剩余浊度最低;经慢速搅拌10 min絮体平衡时的粒径较使用AlCl_3作混凝剂时略小,但随着PAM4浓度的増大,絮体破碎后的恢复能力逐渐増大。当PAM4与Al的比例为10%破碎1.0 min时絮体粒径最终可以恢复到600μm左右。以PAM-2复配的AlCl_3为混凝剂时,由于PAM-2的阴离子度过高需要更多的混凝剂中和体系中存在的负电荷,所以在混凝剂浓度为0.2 mmol·L~(-1)时,剩余浊度才达到最低。     

超声波对氢氧化镁混凝性能及絮体特性影响

以氢氧化镁作为混凝剂，不同浊度高岭土水样为研究对象，运用iPDA在线监测技术，探求了超声波对絮体特性和混凝过程的影响。结果表明，在混凝初期的5 s内，增大超声功率能够有利于混凝作用发生。超声功率为80 W，浊度去除率最高。随着超声时间延长到10 s时，超声条件下FI值变小絮凝效果逐渐变差。Zeta电位与絮体粒度存在相关关系。     

加药量和水力搅拌速度对雨水混凝效果的影响

为降低分流制雨水中悬浮颗粒物及其他污染物浓度,减轻城市景观河道的水体富营养化程度,对取自泵站的雨水进行混凝沉淀工艺优化实验。以PAC为混凝剂,采用Zeta电位仪、激光粒度仪和iPDA在线监测技术对混凝过程进行监测,考察了混凝剂投加量和水力搅拌速度对絮体形成和分流制雨水处理效果的影响,结果表明,混凝剂投加量和混合水力搅拌速度直接影响絮体Zeta电位和聚沉特性;混合搅拌速度控制混凝反应速率,絮凝速度梯度影响絮体形成粒径。FI曲线特征参数对控制混凝工艺具有指导意义。PAC投加量为35 mg/L,混合阶段搅拌速度800 r/min,搅拌30 s,絮凝阶段采用150、108和60 r/min的转速各自搅拌5 min,沉后水中剩余颗粒总数最少,浊度、COD和总磷去除效果最佳。     

混凝-超滤过程中絮体形态对膜污染的影响

以常规混凝-浸没式中空纤维超滤膜工艺为研究对象,考察了原水中不同混凝剂种类、混凝剂投加量、破碎强度等条件下产生的絮体对膜污染的影响。采用牛血清蛋白、腐殖酸与高岭土人工配制水样。Al Cl_3和PACl作为混凝剂,监测不同条件下絮体粒径、分形维数等絮体结构特性的同时,考察膜通量的变化趋势以及超滤膜的形貌特征。结果表明,通过对混凝剂的投加量加以控制,可以有效地缓解膜污染的程度。在相同投加量和破碎强度下,混凝剂所含的Al_a直接影响着絮体粒径的大小。蛋白质为造成膜污染的主要有机物。当破碎强度越大,滤饼层更疏松,膜污染越轻。     

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%。     

陶瓷印花废水处理的混凝剂及工艺条件

采用混凝剂聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚合硫酸铁（PFS）对陶瓷印花废水进行混凝沉降处理，监测水样的吸光度、浊度、悬浮物，以脱色率、浊度去除率、悬浮物去除率评价混凝处理的效果。结果表明：PAC是陶瓷印花废水沉降处理的理想混凝剂；水样的吸光度、浊度、悬浮物随混凝剂用量增大和沉降时间延长而呈降低趋势，而脱色率、浊度去除率、悬浮物去除率随混凝剂和沉降时间的增大呈增大的趋势；PAC投加量为20mg／L，沉降时间约为24h，水样脱色率达到90．0％，而当PAC投加量达到100mg／L，沉降时间约为4h，陶瓷印花水的脱色率可达到96．0％。证明了药剂用量的增加与沉降时间的延长对混凝过程具有增效作用。     

Evaluation of Al30 polynuclear species in polyaluminum solutions as coagulant for water treatment

Polyaluminum coagulant with a content of 76.8% of Al30 (PACAl30) was prepared. Its coagulation behaviors were compared with high Al13 content polyaluminum coagulant (PACAl13) and AlCl3. The species stability was studied using Al-Ferron method and 27Al NMR. The coagulation performances were investigated by studying the rate of flocs development, the turbidity removal efficiency and charge neutralization capacity under fixed pH conditions and uncontrolled pH conditions. The effect of pH on coagulation was also studied. The results show that PACAl30 are stable for using as coagulant. PACAl30 causes less pH depression than PACAl13. The charge neutralization capacity of PACAl30 is slightly lower than that of PACAl13 at pH6.8 and higher at pH 6.5. PACAl30 achieves the most effective turbidity removal in these three coagulants. And it acts effectively within a much broader dosage range and a wider pH range when compared with PACAl13. PACAl30 achieves the highest turbidity removal due to its strong flocs formation capacity. The results verify that Al30 is another highly active coagulation/flocculation species for turbidity removal.     

Preparation of macromolecular heavy metal coagulant and treatment of wastewater containing copper.

Many treatment technologies for wastewater containing heavy metals have been developed in recent years, but these technologies have some disadvantages, such as poor removing efficiency and complex operation. For this reason, a macromolecular heavy metal coagulant polyethyleneimine-sodium xanthogenate (PEX) was prepared by grafting a xanthogenate group to polyethyleneimine. It was determined that PEX has the function of removing both turbidity and copper ions. It was also determined that copper ions and turbidity have a cooperative removal effect with each other in the process of treating wastewater containing both turbidity and copper ions by PEX. The investigation showed that PEX is an amphoteric polyelectrolyte. At lower pH values, the amino groups of the macromolecule are electrically positive; therefore, turbidity is removed because of electroneutralization coagulation; at higher pH values, both amino groups and xanthogenic radical groups contribute to the removal of heavy metals, as a result of chelation. Compared with traditional chemical precipitation by calcium oxide and coagulation by an ordinary inorganic coagulant, PEX showed obvious advantages, for example, removing both turbidity and copper ions, higher removal efficiency, lower suitable pH value, and higher floc settlement velocity.     

混凝沉淀前处理对丙烯酸丁酯废水陶瓷膜过滤膜污染的影响

采用混凝沉淀-双层滤料过滤-陶瓷膜过滤组合工艺去除丙烯酸丁酯废水中浊度物质。结果表明,废水pH值、混凝药剂投加量、混凝沉淀水力条件不仅对丙烯酸丁酯废水混凝沉淀出水和双层滤料过滤单元出水浊度具有重要影响,而且对后续陶瓷膜过滤单元膜污染均具有重要影响。双层滤料过滤出水浊度与陶瓷膜污染阻力具有明显的正相关关系,双层滤料过滤出水浊度越高,陶瓷膜污染阻力越大。废水pH在7.0~10.0范围内、混凝药剂PAC或PAM投加过量、废水流量过高都会造成双层滤料过滤出水浊度偏高,导致陶瓷膜污染严重。     

Comparison of coagulation performance and floc properties of a novel zirconium-glycine complex coagulant with traditional coagulants

A new inorganic-organic hybrid material zirconium-glycine complex (ZGC) was firstly used as a coagulant in a coagulation process to treat Pearl River raw water. Its coagulation performance was compared with commonly used aluminum (Al) coagulants such as aluminum sulfate (Al₂(SO₄)₃) and polyaluminum chloride (PAC), in terms of water quality parameters and floc properties. ZGC coagulation achieved higher removal of turbidity (93.8 %) than other traditional coagulants. Charge neutralization was proven to act as a dominant mechanism during ZGC coagulation. The aggregated flocs with ZGC showed the fastest growth rate and good recovery ability compared with the other coagulants and achieved the largest floc size within 5 min. The ZGC coagulant can decrease the hydraulic retention time and increase removal efficiency.     

PAFC对水体中持久性有机污染物PFOA的混凝效果

针对含全氟辛酸(PFOA)的工业废水及应对PFOA的污染突发事件,采用PAFC及其复配粘土矿物凹凸棒和沸石进行混凝实验,并对几个影响因素进行了考察。结果表明,在PAFC的最佳投加量10 mg/L时,PFOA和浊度的去除率分别达到70.25%和99.42%,PAFC混凝处理PFOA的效果优于PAC;pH值对PAFC去除PFOA有一定的影响,当pH大于6时有利于PFOA的去除;PFOA和浊度的去除率随原始浊度的增加而增加;活性炭、盐酸改性凹凸棒、盐酸改性沸石、CT-MAB改性的沸石复配PAFC均可提高PFOA的去除率;改性处理后的沸石应用于PFOA的处理中,有望降低处理成本。     

聚硅硫酸铁混凝去除石化废水二级出水中有机污染物的研究

采用聚硅硫酸铁(PFSiS)混凝剂对石化废水二级出水进行了强化混凝实验,考察其对有机污染物的去除效果,并对不同时期的絮体微观结构进行了研究。结果表明,PFSiS可有效去除水中COD,当PFSiS投加量为40 mg/L(以Fe计),静置时间为120 min,COD去除率可达50%左右;絮体的微观结构为空间网状结构,随静置时间的延长,絮体密实程度提高,颜色加深。     

铁铝复配混凝剂处理低温低浊水

针对北京某水库水在冬季呈现低温低浊特性,以此为原水的某水厂在该期间常会出现出水余铝超标现象的问题,通过烧杯实验研究不同投药量下聚合氯化铝(PAC)以及它与三氯化铁(FeCl3)不同复配比形成混凝剂对冬季北京某水库水的处理效果。结果表明,复配药剂存在最佳的Fe/Al摩尔复配比为1/5,此时余铝、有机物去除效果较其他配比混凝剂高。在此配比下,当PAC投药量为0.03 mmol/L时,水中残余铝量取得最低值0.0063 mg/L。相同投药量复配药剂的浊度去除效果比单独使用PAC的浊度去除效果略弱。当投药量为0.06 mmol/L时,Fe/Al摩尔比为1/5的复配混凝剂,能使浊度降至0.4 NTU左右。此外,复配药剂的投药量小,投药范围更宽,易于实际投药操作;同时复配药剂还适于常温及偏中性水源水的处理。规模为5 m3/h中试实验也证明,采用铁铝复配混凝剂连续运行,可获得良好的浊度、余铝去除效果。