颗粒物对无电压作用下离子交换膜分离去除铜离子的影响

在无外加电压条件下研究了颗粒物对阳离子交换膜分离去除铜离子效果的影响。选用硅酸、二氧化硅、氧化铝和水杨酸等4种物质作为颗粒物分别进行实验,其添加量均为50 mg/L。Cu2+及其补偿离子K+的浓度分别为0.0787mmol/L(5 mg/L)和0.787 mmol/L,水温为25±1℃,搅拌强度为600 r/min,水力停留时间为12 h。在所述实验条件下运行96 h后,水中无颗粒物干扰时,铜离子去除率为84%;水中存在带负电荷颗粒物(硅酸)和不带电荷颗粒物(二氧化硅和氧化铝)时,铜离子去除率略为下降至81%;而当水中存在带正电荷颗粒物(水杨酸)时,铜离子的去除率进一步下降为79%。研究结果表明带正电荷颗粒物对铜离子的交换去除影响较带负电荷或不带电荷颗粒物大,因为带正电荷颗粒物更易迁移至阳离子交换膜表面甚至进入膜内,并与膜表或膜内离子交换基团结合,从而导致铜离子交换去除明显下降。     

纳米SiO2改性聚偏氟乙烯离子交换膜对单组分电解质溶液的脱盐性能研究

对纳米SiO2改性聚偏氟乙烯(SiO2/PVDF)离子交换膜电渗析处理单组分电解质溶液进行了试验研究。结果表明,在不同操作条件下,SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度和脱盐率均大于未改性聚偏氟乙烯(PVDF)离子交换膜。SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度随着淡水流量和电解质浓度的增加而增加;随着电流强度的增加,SiO2/PVDF离子交换膜的脱盐率也相应增加;随着淡水流量增加,脱盐率会逐渐降低。为使SiO2/PVDF离子交换膜用于电渗析过程获得良好的脱盐效果和节约能量,NaCl质量浓度为500mg/L时电流密度应控制在1.17mA/cm2。     

水力停留时间对阴离子交换膜生物反应器去除硝酸盐的影响

考察了水力停留时间(HRT)对阴离子交换膜生物反应器去除硝酸盐的影响。实验结果表明,当进水NO3-浓度在113.96~116.01 mg/L范围内,HRT从11.12 h降低到4.82 h,硝酸盐去除率降低,但出水中NO3--N浓度符合我国饮用水水质标准中10 mg/L的要求(NO3-浓度≤44.29 mg/L)。厌氧生物反应器具有良好的反硝化性能,出水NO3-浓度低于20 mg/L。硝酸盐膜通量随着HRT的增加而增加,出水pH值稳定在7左右。     

静态电渗析法回收酸洗废水中的酸和铁

为了达到盐酸酸洗废水零排放的要求,采用单张阴离子交换膜静态电渗析技术,进行了回收酸洗废水中的酸和铁的实验研究.实验时,根据实际盐酸酸洗废水水质配制模拟废水,分别调整槽电压、电解时间、阴极液pH及Fe2+、阳极液pH进行条件筛选,定时分别自阴、阳极室取样,并分析样品的pH及Fe2+浓度,根据实验结果计算Fe回收率.研究表明,采用不锈钢阴极,钛基锡锑金属氧化物涂层阳极,选用DF120型均相阴离子交换膜,当槽电压为10 V,阴极液pH为2.50～3.00,Fe2+为1 000～1 300 mg/L,阳极液pH为3.00时,静态条件下电解反应240 min后,Fe的回收率可达到95%,阴极液出水pH为5.13,Fe2+小于60 mg/L,阳极液出水pH为1.43.     

基于Donnan渗析离子交换膜分离水中的Cd (Ⅱ)

基于Donnan渗析原理构建了离子交换膜反应器,探讨了受体池溶液种类和浓度、给体和受体池搅拌功率以及给体池溶液的初始pH、进水流量和Cd(Ⅱ)进水浓度等因素对Cd(Ⅱ)分离效果的影响。结果表明,随着搅拌功率由0.035W增大为0.162 W,Cd(Ⅱ)分离去除率与离子通量显著增加。当受体液NaCl浓度为0～0.5 mol·L-1时,Cd(Ⅱ)分离去除率随着受体液浓度的增加而显著增加。当给体池进水Cd(Ⅱ)溶液初始pH≤8时,Cd(Ⅱ)分离去除率随受体液pH的增加而增加。此外,给体池中Cd(Ⅱ)分离去除率与Cd(Ⅱ)初始浓度以及给体池进水流量成反比。在本实验条件下,Cd(Ⅱ)的分离去除率最高可达85.51%。     

改性沸石去除地下水中铁锰实验研究

测定了2种改性沸石的基本特性，并选取0.6 m层高的交换柱，通过动态试验，研究其分别用于除铁和除锰的工艺性能。实验结果表明，2种沸石质量全交换容量分别为578.2 mmol/kg和722.2 mmol/kg；产水水质均能达到饮用水标准：含铁量≤0.3 mg/L，含锰量≤0.1 mg/L；减少进水中铁锰含量（≤2 mg/L）和降低运行流速（≤20 m/h），都有利于提高工作交换容量，但流速对除铁沸石影响较小；再生剂为1 mol/L的NaCl，再生速率1 m/h条件下，每升除铁沸石再生剂用量为1.2 L，洗脱率（再生废液中目标离子含量与原水中过滤时的去除量之比）达0.95，比耗（再生剂用量与工作交换容量之比）为16，每升除锰沸石再生剂用量为1.6 L，洗脱率达0.8，比耗为16。     

吸附-预沉淀MBR工艺处理生活污水及膜污染控制效果

膜污染是限制膜生物反应器（MBR）广泛应用的主要因素之一。针对MBR处理生活污水过程中存在的硝化效果不稳定与膜污染问题，提出了一种新型的MBR系统：通过吸附-预沉淀实现进水中碳氮的分离和单独处理，不仅提高了污染物去除效果，且能够有效控制膜污染。研究结果表明，吸附-预沉淀可以去除进水中约89.7%的有机物，系统出水COD、NH₄⁺-N平均浓度为24 mg/L、0.78 mg/L，去除率分别为95.9%和98.1%。MBR中碳氮比的降低和硝化细菌比例的增加大大降低了MBR内MLSS、EPS和SMP含量，平均浓度分别为5 185 mg/L、41 mg/g MLSS和2.62 mg/g MLSS。在膜通量为4 L/（m²·h）条件下，TMP可稳定保持在20 kPa左右。通过吸附-预沉淀过程可有效控制MBR中的膜污染。     

不同Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度交互作用对杜氏盐藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了不同Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度交互作用对杜氏盐藻(Dunaliella salina)生长及叶绿素荧光特性的影响.结果表明,Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度对杜氏盐藻的光合作用及生长均具有显著影响(P＜0.05)；Cd2+胁迫24 h后,杜氏盐藻的荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR、细胞密度和叶绿素相对含量均与Cd2+浓度表现为显著的负相关；在低硝酸盐摩尔浓度(55μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数Fv/Fm、Fv/F.、Yield、rETR、细胞密度和叶绿素相对含量均明显下降；在高硝酸盐摩尔浓度(7 040 μmol/L)下,杜氏盐藻的上述荧光参数下降幅度小；在正常硝酸盐摩尔浓度(880 μmol/L)下,杜氏盐藻荧光参数Fv/Fo、NPQ和叶绿素相对含量均最高,对Cd2+的耐受性更强；在低磷酸盐摩尔浓度(2.27 μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数(除NPQ外)、细胞密度和叶绿素相对含量均显著低于对照组和高磷处理组,表现为磷限制现象；在离磷酸盐摩尔浓度(290.40 μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数(除NPQ外)、细胞密度和叶绿素相对含量均明显高于低磷处理组和对照组,杜氏盐藻受Cd2+胁迫程度最小.     

地下水中锰对滤料表面氧化膜去除氨氮的影响

在中试实验条件下,考察锰对石英砂滤料表面复合氧化膜去除氨氮的影响。实验结果表明:进水不含Fe~(2+)、Mn~(2+)的条件下,接触氧化对NH_4~+-N的最大去除能力约为2.0 mg/L;氨氮浓度低于2.0 mg/L时,锰离子对氨氮的去除没有明显影响;增大进水氨氮浓度为2.7 mg/L时,进水锰离子浓度为1.8 mg/L时最有利于活性滤膜对氨氮的去除,氨氮的去除率较进水不含锰离子时提高了14.3%,出水氨氮浓度低于饮用水标准限值0.5 mg/L。     

原油对纳米SiO2/聚偏氟乙烯离子膜的污染及清洗技术研究

聚偏氟乙烯(PVDF)膜的疏水性限制了其在水处理领域的应用.采用纳米SiO2/PVDF离子膜电渗析对含原油高矿化度污水进行膜污染试验.结果表明,纳米SiO2/PVDF离子膜抗油珠污染的能力较强于PVDF膜.乳化油珠在电场的作用下向阴离子膜表面迁移,并在阴离子膜表面浓集、聚并,形成油膜,堵塞离子通道,少量原油以憎水膜的形式覆盖于活性基团上.扫描电镜和能谱分析表明,膜面有机污染物主要是石油类污染物,无机污染物主要是CaCO3等无机物污垢.原油污染的纳米Si02/PVDF离子膜的较佳清洗方法为碱-表面活性剂法.     

基于海水和盐田水的正渗透驱动液

采用海水和盐田水作为驱动液,研究正渗透过程中的通量变化和膜污染特征,探索其作为驱动液的可行性。结果表明,海水和盐田水含有大量的盐离子,具有高的渗透压,海水、2#、5#和9#盐田水与0.42、0.8、2.2和4.2 mol/L的氯化钠具有同样的通量行为。随海水和盐田水浓度增加,通量增加,同时污染也越严重。扫描电子显微镜观察和荧光光谱分析发现,盐田水中的硅酸盐和有机物会沉积在膜表面,引起比较严重的膜污染,尤其是高浓度的盐田水。海水和盐田水作为正渗透过程中的驱动液需要进行一定的预处理。     

Effects of solution conditions on the precipitation of phosphate for recovery. A thermodynamic evaluation

To understand the effects of solution conditions on the precipitation of calcium phosphates from wastewater for recovery, a computer programme PHREEQC was employed to calculate the speciation and saturation-index (SI) with respect to hydroxyapatite of a chemically defined precipitation system, which contains phosphate of 1–200 mg P/l, with Ca/P molar ratios of one to 10 times of the stoichiometric calcium to phosphorus molar ratio of hydroxyapatite, at a pH range of 7.0–11.0. The results show that the SI is respectively the logarithmic function of the phosphate concentration and the calcium concentration, increasing with the increase of either of them; the SI is a polynomial function of the solution pH value and increases with its increase, and the effect of solution pH value is due to its influence on base uptake of the precipitation reaction and the speciation of phosphate and calcium ions; the SI is also a logarithmic function of the solution ionic strength but decreases with its increase; at the temperature range of 5–30 °C the SI increases linearly with solution temperature and the effect of temperature is also due to its influence on the speciation of phosphate and calcium ions.     

纳滤处理含Cr(VI)废水的试验研究

采用纳滤对含Cr(Ⅵ)废水进行试验研究,讨论了初始浓度、pH、浓差极化、共存离子对处理效果的影响.试验结果表明,NF90膜对含Cr(Ⅵ)废水有良好的处理效果,去除率超过了98%,出水Cr(Ⅵ)浓度低于0.5 mg/L,可以达标排放或回用于镀件漂洗.     

Modeling of electrodialytic and dialytic removal of Cr, Cu and As from CCA-treated wood chips

A one-dimensional model is developed for simulating the electrodialytic and dialytic treatment of a saturated bed of wood chips containing chromium, copper and arsenic. The movement of Cr, Cu and As is mathematically modeled taking into account the diffusion transport resulting from the concentration gradients of their compounds and the electromigration of their ionic, simple and complex species during the operation. The model also includes the electromigration of the non-contaminant principal ionic species in the system, H(+) and OH(-), proceeding from the electrolysis at the electrodes, Na(+) and NO(3)(-) used as electrolyte solutions in the electrode compartments, and oxalate ions and protons incorporated with the oxalic acid solution during wood chips incubation. The model simulation also takes into account that OH(-) generated on the cathode, during electrodialytic remediation, is periodically neutralized by addition of nitric acid in the cathode compartment. The anion and cation-exchange membranes are simply represented as ionic filters that preclude the transport of co-ions (the cations and anions respectively) with the exception of H(+), which is retarded but considered to pass through the anion-exchange membrane.     

NaCl在Zn(Ⅱ)-NaOH-H_2O体系中溶解度的测定及去除

等温溶解平衡法测定了283.2～323.2 K温度范围内NaCl在Zn(Ⅱ)-NaOH-H2O体系(cZn(Ⅱ)=0.6 mol/L、cNaOH=5.00mol/L)及NaOH-H2O体系(cNaOH=5.00 mol/L)中的溶解度。与NaOH-H2O、纯水体系相比,相同温度下NaCl在Zn(Ⅱ)-NaOH-H2O体系中溶解度最小。运用正交实验法对Zn(Ⅱ)-NaOH-H2O体系中NaCl的溶解度进行因素分析。结果表明,较高的cNaOH和cZn(Ⅱ)是造成NaCl溶解度急剧降低的主要原因,提高温度虽然对NaCl的溶解有促进作用但影响较小。最后,通过加热浓缩方式提高溶液NaOH和Zn的浓度,促使NaCl因溶解度骤降而结晶析出,首次实现了碱锌溶液中高浓度Cl-的大量去除。实验结果具有重要的工程应用价值。     

方解石对水中磷的去除效果研究

以60~100目天然方解石为实验材料,通过对不同浓度磷的去除效果实验和动态实验研究了其对磷的去除性能,并研究不同pH值下方解石对磷的去除效果。对不同pH值下方解石对800 mg/L磷的去除效果研究结果表明,pH对去除效果影响较大,在初始pH值为4.9(平衡pH值为6.4)时去除率最高,对磷的去除率达到31%;对pH范围4.5~4.8内不同浓度的磷的去除效果实验表明,方解石对高浓度的磷去除效果较好,对100 mg/L的磷去除率为20%,对1 600 mg/L的磷去除率达到49%。在酸性条件下,方解石对磷的去除机理为Ca2+与HPO24-的化学沉淀过程。动态实验表明,填充高度为25.4 cm及填充直径为10 cm时,方解石对流速为66.85 mL/min,浓度为100 mg/L磷的去除效果较差,5 min时出水去除率为64%,再生后对磷的去除效果较好,前10 min去除率在90%以上,理论最大去除量提高了53%。     

利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集

依据DPB原理,利用SBR动态反应器和静态释/聚磷装置.以A2/O工艺厌氧段污泥为种泥,研究以亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集,同时对选择、富集污泥的反硝化聚磷性能进行了考察.结果表明:利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌存在于A2/O厌氧段污泥中,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧方式运行后,聚磷菌总数由1400个/mL增加到32 000个/mL,其中反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例也由14.5%提高到81%,磷酸盐和亚硝酸盐去除率分别由最初的8.65%和7.55%上升到91%和95.62%;筛选与富集利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌时,缺氧段进水COD的浓度须控制在10 mg/L以下;当体系处于稳定状态,且亚硝酸盐氮浓度高达30 mg/L时,并未对反硝化聚磷菌的生存产生抑制和体系运行产生干扰,此时磷酸盐出水低至1.06 mg/L.     

陶瓷负载Ag、Ce共掺杂TiO2光催化剂降解甲基橙的研究

以陶瓷为载体,采用溶胶-凝胶法制备了银离子和铈离子共掺杂TiO2的负载型光催化剂——T-AC/陶瓷,研究了pH值、双氧水用量、催化剂用量、紫外灯强度、废水的初始浓度等因素对T-AC/陶瓷光催化剂降解甲基橙染料废水的影响。结果表明,当pH为2、双氧水用量为0.5 mL/100 mL、催化剂用量为3 g/L、紫外灯功率为20 W、废水初始浓度为10mg/L时,甲基橙的降解率可达85.9%,并且甲基橙的光催化降解属于一级动力学方程,T-AC/陶瓷催化剂有较高的活性和稳定性,在废水处理中具有较好的应用前景。     

菌丝体表面分子印迹壳聚糖吸附剂对Cr3+的吸附性能研究

菌丝体表面分子印迹吸附剂所保留的印迹对过渡金属离子有着良好的吸附作用,以Cr3 作为吸附离子,系统研究了该吸附剂的吸附特性和影响因素.结果表明:吸附剂对Cr3 的饱和吸附容量可达60 mg/g;其吸附行为满足Langmuir方程式.初始浓度为200 mg/L时,最佳吸附pH在3～4,吸附容量可达到50 mg/g左右,离子强度对吸附没有影响,用0.5 mol/L硝酸或硫酸解吸Cr3 ,解吸率在90%以上.