Particle size distribution and removal by a chemical-biological flocculation process

The particle characterization from the influent and effluent of a chemical-biological flocculation （CBF） process was studied with a laser diffraction device. Water samples from a chemically enhanced primary treatment （CEPT） process and a primary sediment tank process were also analyzed for comparison. The results showed that CBF process was not only effective for both the big size particles and small size particles removal, but also the best particle removal process in the three processes. The results also indicated that CBF process was superior to CEPT process in the heavy metals removal. The high and non-selective removal for heavy metals might be closely related to its strong ability to eliminate small particles. Samples from different locations in CBF reactors showed that small particles were easier to aggregate into big ones and those disrupted flocs could properly flocculate again along CBF reactor because of the biological flocculation.     

化学生物絮凝工艺的反应机理初探

考察了化学生物絮凝工艺中的Zeta电位、颗粒物粒度分布和溶解性有机物的分子质量分级,并分别与化学强化一级工艺和初沉池进行了对比.研究表明,相同药剂投加量下,化学生物絮凝工艺和化学强化一级工艺的出水Zeta电位值基本相等,化学生物絮凝工艺的回流污泥所携带的化学药剂几乎不影响反应池内颗粒物的稳定状态,其中的生物作用是该工艺对污染物的絮凝效果优于化学强化一级工艺的关键因素.在化学生物絮凝工艺中,投加药剂仅对粒径>10 μm颗粒物和分子质量>6 ku溶解性有机物有较好的去除效果,而生物絮凝作用不但可以促进对大粒径颗粒物和大分子质量溶解性有机物的去除,而且对小粒径颗粒物和小分子质量溶解性有机物也有较好的去除,其出水中粒径>3 μm的颗粒物被完全去除,分子质量为2～6 ku 的溶解性有机物的去除率也高达42.5%.     

聚合铝基复合絮凝剂用于城市纳污河道废水处理

以城市纳污河道废水为处理对象,聚合氯化铝-二甲基二烯丙基氯化铵（PAC-PDMDAAC,代号JYF-1）复合絮凝剂为处理药剂,在室内模拟化学强化一级处理（CEPT）现场工艺,进行了烧杯絮凝实验,主要考察废水中颗粒物、有机物和氮磷的去除效果,以及pH和表面负荷率（SOR）对絮凝效果的影响,分析了投药前后废水中颗粒物粒径分布和电荷特性的变化,讨论了JYF-1药剂的作用机理及其在CEPT工艺中的应用. 结果表明,聚合铝基复合絮凝剂JYF-1比传统的PAC拥有更好的絮凝效果,对pH和SOR的适应能力更强. JYF-1对非溶解性污染物的去除要好于溶解性污染物的去除,8 mg·L^-1的JYF-1对COD和溶解性COD（SCOD）的去除率分别为76.72%和64.31%,处理后出水的可生化性大幅提高,BOD/COD从处理前的0.23增加到处理后的0.53. JYF-1具有良好的除磷效果和一定的脱氮效果,当JYF-1投量为12 mg·L^-1时,溶解性总磷（STP）的去除率可达到90%以上,总磷（TP）的去除率可达到80%左右,总氮（TN）去除率为20%左右. 将JYF-1应用于CEPT工艺,可以无需改变现有的设备和工艺,以更少的投药量获得更好的出水水质,产生更少的污泥,是值得推广应用的高效低价絮凝剂.     

废塑料再生过程废水中微塑料去除模拟试验

微塑料是一种存在于不同环境介质中的新兴污染物,主要来源于废弃塑料制品,其存在污染范围广、潜在环境污染大的问题.废塑料再生企业生产废水中微塑料浓度远高于其他类型废水,对其生产废水中的微塑料进行处理具有重要的环境意义.模拟废塑料再生过程的生产废水并进行微塑料去除的絮凝沉淀试验,研究絮凝剂投加量、pH、水力快速搅拌条件的单因素和正交试验对废水中微塑料去除率及其各因素作用的影响.结果表明:①当PAC (聚合氯化铝)投加量为10 mL,PAM (聚丙烯酰胺)投加量为7 mL,pH为9,水力快速搅拌条件为100 r/min下维持40 s再200 r/min下维持40 s时,微塑料的总去除率最高,达91%.②PAC投加量是影响微塑料去除效果的主要因素,其次是pH.③微塑料的去除率与其本身的密度有关,密度大的ABS (acrylonitrile butadiene styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)去除率最高,密度小的PE (polyethylene,聚乙烯)去除率最低.④不同粒径区间的微塑料去除率区别较大,粒径小(0.1~0.25 mm)的微塑料去除效果最好.研究显示,通过控制PAC和PAM的投加量、pH和水力搅拌速率等条件,能够有效将废水中的微塑料通过絮凝沉淀的方法去除,从而达到净化含微塑料生产废水的目的.      

聚硅酸铁混凝剂絮凝与破碎的定量研究

以水玻璃、硫酸亚铁及氯酸钠为原料,应用共聚工艺制备聚硅酸铁(PSF)混凝剂,采用搅拌实验和颗粒计数法对比研究PSF与复合铝铁(PFA)的混凝性能,絮凝阶段残余粒子分布及紊流剪切力对絮体的影响.结果表明,高投药量时PSF去除高锰酸盐指数的性能优于PFA.PSF处理地表水时不宜采用过高或过低的絮凝速度,絮凝速度与絮凝时间应紧密配合才能提高混凝性能,即提高絮凝速度则需要减少絮凝时间.增加紊流剪切力时,PSF絮体的破碎程度远远小于PFA,被打碎的PSF絮体其再结合能力大于PFA.在数量级上,PSF的絮凝系数KA为10-2～10-3,破碎系数KB为10-7～10-8.对于粒径＜2 μm的颗粒,PSF的KA比PFA大4个数量级,KB与PFA相近,而其余粒径范围PSF的KA比PFA大近2个数量级,KB比PFA小近10多倍.     

生物絮凝吸附有机物降解动力学模型研究

生物絮凝吸附强化一级处理对于解决中小城镇污水处理问题有较大意义,在生物絮凝吸附后串联生物接触氧化法构成强化生物絮凝＋生物接触氧化一体化工艺,利用高负荷段的生物絮凝吸附强化一级处理提高SS、COD的去除率来降低后续生物膜的处理负荷,从而形成一种高效、低耗的新型处理工艺。探讨了生物絮凝吸附段的有机物降解动力学模型,并对模型进行了检验。     

Removal of heavy metals and arsenic from a co-contaminated soil by sieving combined with washing process

Batch experiments were conducted with a heavy metals and arsenic co-contaminated soil from an abandoned mine to evaluate the feasibility of a remediation technology that combines sieving with soil washing.Leaching of the arsenic and heavy metals from the different particle size fractions was found to decrease in the order: 0.1,2–0.1,and 2 mm.With increased contact time,the concentration of heavy metals in the leachate was significantly decreased for small particles,probably because of adsorption by the clay soil component.For the different particle sizes,the removal efficiencies for Pb and Cd were75%–87%,and 61%–77% for Zn and Cu,although the extent of removal was decreased for As and Cr at 45%.The highest efficiency by washing for Pb,Cd,Zn,and As was from the soil particles 2 mm,although good metal removal efficiencies were also achieved in the small particle size fractions.Through SEM-EDS observations and correlation analysis,the leaching regularity of the heavy metals and arsenic was found to be closely related to Fe,Mn,and Ca contents of the soil fractions.The remediation of heavy metal-contaminated soil by sieving combined with soil washing was proven to be efficient,and practical remediation parameters were also recommended.     

Impact of dynamic distribution of floc particles on flocculation e ect

Polyaluminum chloride (PAC) was used as coagulant and suspended particles in kaolin water. Online instruments including turbidimeter and particle counter were used to monitor the flocculation process. An evaluation model for demonstrating the impact on the flocculation effect was established based on the multiple linear regression analysis method. The parameter of the index weight of channels quantitatively described how the variation of floc particle population in different size ranges cause the decrement of turbidity. The study showed that the floc particles in different size ranges contributed differently to the decrease of turbidity and that the index weight of channel could excellently indicate the impact degree of floc particles dynamic distribution on flocculation effect. Therefore, the parameter may significantly benefit the development of coagulation and sedimentation techniques as well as the optimal coagulant selection.     

Impact of dynamic distribution of floc particles on flocculation effect

Polyaluminum chloride (PAC) was used as coagulant and suspended particles in kaolin water. Online instruments including turbidimeter and particle counter were used to monitor the flocculation process. An evaluation model for demonstrating the impact on the flocculation effect was established based on the multiple linear regression analysis method. The parameter of the index weight of channels quantitatively described how the variation of floc particle population in different size ranges cause the decrement of turbidity. The study showed that the floc particles in different size ranges contributed differently to the decrement of turbidity and that the index weight of channel could excellently indicate the impact degree of floc particles dynamic distribution on flocculation effect. Therefore, the parameter may significantly benefit the development of coagulation and sedimentation techniques as well as the optimal coagulant selection.     

颗粒计数仪在水处理絮凝过程中的应用研究

以水中高岭土颗粒和腐殖酸有机物为去除对象,首次采用颗粒计数仪对铝盐絮体的动态絮凝变化过程进行了在线监测和分析。通过改变水力条件和投药量,分析了硫酸铝和聚合氯化铝(PAC)絮凝剂絮凝过程中各阶段的絮体颗粒粒径分布情况,在此基础上分析并确定絮凝反应的最佳条件。通过实验表明:颗粒计数仪能够较好地表现出絮凝过程的粒径分布变化,同时得出颗粒总数变化与絮凝效果的相关性很好,可以灵敏地表征絮凝效果的好坏,因而可以用来优化絮凝剂的投加量,提高出水水质和降低出水成本。可以预期,颗粒计数器在未来水处理中一定会得到广泛的应用。     

污水处理厂不同单元工艺水中重金属及其纳米颗粒的分布

以成都双流国际机场污水处理厂中连续处理废水工艺中的9个不同处理单元工艺为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和单颗粒电感耦合等离子体质谱法（SP-ICP-MS）分别对污水处理厂中不同处理单元工艺中的重金属总质量浓度以及重金属纳米颗粒的数量浓度和粒径分布进行了分析,并研究了不同处理单元工艺对重金属元素及重金属纳米颗粒的去除效果.结果表明,不同处理单元工艺对不同重金属元素的去除效果存在差异,对Fe元素的影响最为显著,主要在二沉池中被去除,去除率达98.53%;不同处理单元工艺对不同重金属纳米颗粒的去除效果存在显著差异,对Ni、Pd和Fe纳米颗粒的影响最为显著,不同重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺（曝气沉砂池、二沉池和高效沉淀池）中被去除;重金属纳米颗粒在不同处理单元工艺中的粒径分布为23.28~147.83 nm,不同处理单元工艺不会对各重金属纳米颗粒的粒径造成显著影响;pH与Fe元素和Fe纳米颗粒呈显著负相关关系,除Fe元素和Fe纳米颗粒外,其他重金属元素与其纳米颗粒之间均属于不显著相关,不同处理单元工艺对重金属元素和重金属纳米颗粒的去除机制存在差异.     

重庆市典型降雨径流中颗粒物粒径与重金属污染输出特征研究

选择重庆市渝北区水泥路面、沥青路面和屋顶面等3种典型的下垫面,以及中华坊、柏林公园汇水区作为新旧城区的典型代表,收集降雨径流样品,研究山地城市降雨径流中颗粒物粒径分布与重金属含量之间的关系。结果表明:在典型场降雨径流事件中,重金属输出形态主要是以颗粒态形式;初期径流中颗粒态Pb、Ni、Cu、Cd和Cr的百分数均超过60%。水泥路面、沥青路面和屋顶面3个下垫面径流中颗粒物粒径<240μm的体积百分数分别为92.66%、86.16%、91.74%,进入下水道后<240μm的颗粒物的体积百分数减少到81.77%;在柏林公园和中华坊汇水区,径流中颗粒物粒径<240μm的体积百分数分别为84.34%和92.13%。水泥路面和沥青路面径流中重金属含量与颗粒物总量均在0.05水平上显著相关;柏林公园和中华坊径流中重金属(除Cr和Pb外)与颗粒物不存在显著相关性。不同粒径段颗粒物与重金属之间的相关性差异明显,重金属主要是与<52μm粒径段的颗粒物总量极显著相关(Pearson相关系数>0.758),表明重金属主要与细小的颗粒物结合,山地城市降雨径流中重金属的污染控制关键是去除下垫面累积的细颗粒。     

烷基糖苷对土壤中重金属的去除研究

通过振荡分离实验研究了烷基糖苷(APG)对土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的去除作用,考察了烷基糖苷淋洗液的pH值、浓度、离子强度等对重金属去除率的影响,并对烷基糖苷处理前后土壤中重金属的形态进行了分析.结果显示,烷基糖苷对土壤中重金属的去除率受淋洗液pH值的影响且随淋洗液浓度的增加上升,当烷基糖苷淋洗液的pH为52、浓度...     

絮凝学研究的新领域——具有重金属捕集功能的高分子絮凝剂

絮凝是水质净化的重要方法之一.絮凝剂的作用对象主要是水中由不溶性物质形成的憎液溶胶及悬浮颗粒.近年来的研究发现,将重金属离子的某些强配位基团通过化学反应连接到高分子絮凝剂分子上能赋予原有高分子絮凝剂捕集水中溶解性重金属离子的功能,因此制备出具有去除重金属离子功能的高分子絮凝剂.研究表明,这类高分子絮凝剂用于水处理时表现出显著的优点,如去除效率高、沉降速度快,分离效果好,尤其适合于处理重金属离子与浊度共存的体系,显示出很好的研究及应用前景.本项研究拓展了絮凝剂作用对象的种类,开创了水处理絮凝学研究的新领域.     

洗毛废水的原水浓度对絮凝效果的影响

对ＰＡＣ、ＰＡＭ复合使用于洗毛废水时原水浓度与投药量关系进行了小试和中试。实验表明，ＰＡＣ与废水形成２０～３０μｍ的小絮粒，ＰＡＭ连接小絮粒形成矾花。以原水ＣＯＤ１００００ｍｇ／Ｌ为界，呈自由絮凝和拥挤絮凝两种状态。在自由絮凝时，原水ＣＯＤ：ＰＡＣ：ＰＡＭ呈７５：１：００１３，ＣＯＤ、ＳＳ去除率分别达８５％，９５％以上。拥挤絮凝时ＰＡＣ、ＰＡＭ的投量激剧增加。建议洗毛废水在自由絮凝状态下处理。     

苯酚、苯胺对吸附胶束絮凝过程的影响

吸附胶束絮凝(AMF)法可用于去除水体中的各种污染物,为了对其处理过程中的行为加以控制,以阴离子表面活性剂SDS和铝盐为模型,通过Zeta电位、表面张力和平均粒度等分析方法,研究了吸附胶束絮凝法对苯酚、苯胺的分离去除及苯酚、苯胺对其吸附胶束絮凝过程的影响。结果表明:苯酚的存在没有对表面活性剂胶束的絮凝产生明显的影响,由于Al3+的存在,推测苯酚以络合物的形式吸附在胶束的斯特恩层,并可通过铝盐对胶束的絮凝而与水相分离去除,其去除率在40%~50%左右。而极少量的极性有机物苯胺可使表面活性剂胶束的絮凝发生较大改变,推测苯胺的存在抑制了絮凝胶团的形成。当苯胺浓度低于100 mg/L时,苯胺的去除率可达90%左右。该研究为胶束絮凝分离溶解性有机物提供了实验参考。     

壳聚糖接枝三元共聚阳离子絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝特性

采用烧杯混凝实验研究了壳聚糖(CTS)、CTS与丙烯酰胺和丙烯酸乙酯季铵盐三元接枝共聚阳离子絮凝剂(CAS)对高岭土悬浊液的絮凝特性.结果表明,CAS具有比CTS絮凝效果好、用量少、pH值适用范围广等优点.CAS絮凝效能受胶体颗粒性质的影响小,对自来水和蒸馏水配置的高岭土悬浊液均具有较好的絮凝效能.中性条件下,CAS的最佳投加量仅为CTS的1/10.在pH值2.0-11.0范围内,CAA对浊度的去除率在95%左右.CAS投加量与原水浊度的关系为:投加量低于0.5nag·L-1时,絮凝效果随原水浊度的升高降低;投加量大于0.5 mg·L-1,浊度去除率随原水浊度的增大而提高;投加量超过1.0 mg·L-1后,对浊度(10～160 NTU)的悬浊;液浊度去除率均在85%以上.悬浮颗粒聚集状态的变化分析、颗粒ξ电位测定、絮体粒径分布测定及其形态结构的观察结果表明,电性中和、吸附架桥是CAS的主要絮凝作用机理,絮凝过程是多种机制共同起作用的动态变化过程.     

上升流速对CANON工艺稳定性及微生物群落的影响

采用膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器作为全程自养脱氮（CANON）工艺启动运行的装置,考察了不同上升流速对CANON工艺脱氮性能的影响,并对固定生物膜-活性污泥（IFAS）系统内颗粒污泥粒径的变化和生物膜上的生物量进行定量分析,同时对颗粒污泥和生物膜上的微生物进行高通量分析,探究在不同聚集体上微生物群落结构的特点.结果表明,在连续运行过程中,上升流速由2m/h增加至6m/h的过程中,总氮去除负荷由0.20kg/（m³·d）逐渐增加至0.66kg/（m³·d）,而ΔNO₃^--N/ΔNH₄⁺-N的比值稳定在0.11,成功实现了CANON的高效稳定运行.当上升流速增加至8m/h时,CANON工艺脱氮性能失稳,总氮去除负荷（NRR）降低至0.42kg/（m³·d）,污泥平均粒径由1.3mm减小到0.9mm.上升流速恢复至6m/h后,CANON脱氮工艺脱氮性能逐渐恢复,最终NRR稳定在0.60kg/（m³·d）以上,污泥平均粒径恢复至1.2mm,生物膜生物量的比生长速率为0.0024d^-1.高通量测序显示,颗粒污泥中主要以氨氧化细菌（AerAOB）功能菌Nitrosomonas（2.45%）,和厌氧氨氧化细菌（AnAOB）功能菌Candidatus Kuenenia（2.38%）为主要菌属;而生物膜中主要是AnAOB功能菌Candidatus Kuenenia（9.78%）、Candidatus Brocadia（4.23%）,同时还检测出少量AerAOB功能菌Nitrosomonas（0.40%）.结果表明两种微生物在不同聚集体上存在一定的差异性.     

水洗对焚烧飞灰中氯及重金属元素的脱除研究

为了研究水洗对飞灰中氯和重金属元素的脱除影响因素,确定水洗最佳参数并分析水洗的脱除机理,对飞灰的水洗过程进行了系统的研究。结果显示:当液固比为8、水洗时间10 min、水洗温度50℃、水洗1次时,氯的去除率达93.71%以上;水洗脱氯的过程包括溶解和脱附两部分,当液固比20 mL/g时,以脱附为主;同时飞灰中的重金属在水洗过程中也有不同程度的脱除,其中Pb的脱除率和在水洗液中的浓度较大。     

污泥性质的重要影响物质—胞外聚合物(EPS)

介绍了胞外聚合物的产生和组成(多聚糖,蛋白质,少量DNA,脂和腐质酸等);胞外聚合物在污泥处理系统中对污泥的絮凝性能、沉降性能、脱水性能及重金属吸附性能的影响;以及胞外聚合物本身的生物降解性。胞外聚合物在废水生物处理中发挥着重要作用。