羧甲基壳聚糖两性混凝剂对高岭土的混凝特性

采用烧杯混凝实验和Zeta电位研究了羧甲基壳聚糖(CMCS)对高岭土模拟水样的混凝特性,考察了水力条件、pH值、混凝剂投加量和原水浊度对混凝性能的影响。结果表明,混凝效果受悬浊液pH值、原水浊度和CMCS投加量的影响较为明显,而水力条件的差异对混凝效果的影响不明显。达到最佳混凝效果所需CMCS投加量随pH值增加而增加,随原水浊度的增加而减少。而在最佳CMCS投加量时,浊度去除率随着原水浊度的降低而降低。高岭土悬浊液pH为5、CMCS投加量在0.1⁵.0 mg/L的范围内时混凝效果较佳,沉降15 min后剩余浊度降至10 NTU以下,去除率达到95%。吸附架桥和电性中和是CMCS的主要混凝作用机理,混凝反应条件不同时,起主导作用的混凝机理不同,CMCS对高岭土的混凝是多种机制共同作用的动态变化过程。     

复合生物絮凝剂CBF-1的制备及其絮凝特性

采用机械混合的方法,将微生物絮凝剂MBF8与植物胶粉羧甲基改性絮凝剂CG-A复合制备了新型高效复合生物絮凝剂CBF-1.采用FT-IR、zeta(ξ)电位、透射电镜分析,确定了CBF-1的特征官能团、电荷性及分子胶束形态等物化性质;采用烧杯絮凝实验,探究了CBF-1的絮凝特性.结果表明,制备CBF-1的最佳CG-A∶MBF8质量复合比为4∶6;CBF-1为含少量沉淀物的淡黄色液体(不溶物0.013%),有效成分为0.5%,pH6.1,相对粘度1.72;有效成分0.1%时等电点约pH1.5;主要特征官能团有羟基、羧基、氨基、酰胺基及磷酸基.采用PAC(3mg·L-1)+CBF-1(1.0～8.0mg·L-1)复配絮凝,适用的pH为6.0～10.0,离子强度为0.5～5.0mmol·L-1;对浊度100NTU的高岭土悬浊液,在最佳条件PAC(3.0mg·L-1)+CBF-1(1.0～2.0mg·L-1),pH8.0,离子强度3.0mmol·L-1下,浊度去除率>92%,残余铝<75μg·L-1;对浊度6～300NTU的水,浊度去除率为61%～98%.     

壳聚糖季铵盐絮凝剂处理丁苯橡胶废水的研究

以壳聚糖(CTS)为母体,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为改性剂,合成了壳聚糖季铵盐阳离子型高分子絮凝剂2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC),以其对高岭土悬浊液的浊度去除率为指标优化合成条件,以HTCC分别与PAC及PAM复配,絮凝处理丁苯橡胶废水.结果表明,最佳合成条件为:质量比MCTS: MCTA: MNaOH =1:2:1.2、反应温度60℃、反应时间3h,在此条件下合成的HTCC对高岭土悬浊液的浊度去除率达96.46%;HTCC+PAC复配在pH6.0~8.0对丁苯橡胶废水的絮凝效果较好,出水余浊<2NTU,色度去除率达92.98%,COD去除率达32.0%;HTCC+PAM复配在pH5.0~8.9对丁苯橡胶废水的絮凝效果最好,余浊<3NTU,COD去除率46.0 %,且投药量小, pH适宜范围宽,优势比较明显.以HTCC与PAC、PAM分别复配处理丁苯橡胶废水可减轻后续生化处理的负荷,降低PAC、PAM的投加量,从而减小出水中残余铝和残余丙烯酰胺单体的含量.     

淀粉改性阳离子絮凝剂的制备及其絮凝性能研究

以淀粉─丙烯酰胺接枝共聚物为母体．加入阳离子化试剂，合成了阳离子型改性高分子絮凝剂FNQE。以高岭土悬浊液为处理体系，探讨了FNQE的絮凝性能，结果表明FNQE投加量4mg／L时即有理想的絮凝除浊效果，处理水上清液剩余浊度可降至3．ZNTU．其性能明显优于均聚型丙烯酰胺。对城市污水及饮食业污水的絮凝实验表明．投加量6～10mg／L时．FNQE对浊度、色度的去除率均在90％以上，COD去除率也在75％～80％以上。     

微生物絮凝剂对微颗粒高岭土悬浊液的絮凝特性

从活性污泥和土壤中分离、筛选得到66株微生物絮凝剂产生菌,研究分析了其中具有较好絮凝性的8株菌种所产絮凝剂对高岭土悬浊液中粒径小于1 μm的高岭土颗粒粒度分布的影响情况,并且研究了微生物絮凝剂投加量和助凝剂CaCl2对高岭土悬浊液粒度分布的影响.研究结果表明微生物絮凝剂对于粒度大小为0.200～0.300 μm的高岭土悬浮颗粒的絮凝效果最佳,絮凝剂投加量的变化对高岭土悬浊液粒度分布有一定的影响,助凝剂在一定的投加浓度范围内对微生物絮凝剂絮凝有明显的促进作用.     

臭氧氧化-混凝深度处理印染废水试验研究

通过研究反应时间、pH值、H2O2投加量、PAC投加量、不同工艺顺序对处理印染废水结果的影响,表明臭氧氧化效果随处理时间增加而增强,但增强幅度越来越小;随着pH值、H2O2初始投加量的增加,先增大后减小。30%H2O2初始投加量为0.4mL·L-1,pH为10,臭氧投加速率5.96mg·min-1·L-1,时间为30min,再加入30mg·L-1的PAC,调节pH为8搅拌絮凝,静止30min后,印染废水的CODcr和色度去除率分别为60%和96%,UV254为0.082,去除效果明显。     

臭氧氧化对陶瓷膜超滤工艺降低饮用水中浊度的影响

利用臭氧陶瓷膜超滤集成工艺,研究了臭氧对陶瓷膜超滤工艺处理不同浊度原水的影响.实验用陶瓷膜平均孔径为100 nm.结果表明,与不投加臭氧的情况相比,投加3 mg·L-1臭氧可将浊度为14、52、108和510 NTU原水的膜通量提高18.2％～104.9％,投加5 mg·L-1臭氧可将此值提高至21.7％ ～116.3％,而投加1～2 mg·L-1臭氧对膜通量的改善不明显.投加5mg·L-1臭氧可将CODMn的去除率提高至28.7％ ～46.9％,投加1～3 mg·L-1臭氧对CODMn的去除率无显著影响,膜出水有机物浓度有所升高.臭氧氧化后原水中小分子量有机物增多,降低了膜的有机物污染程度,有利于膜通量改善.集成工艺出水中2～3 μm颗粒物数量为10 ～36个·mL-1.臭氧氧化导致陶瓷膜过滤初期出水中颗粒物数量略微升高.本研究对于水中颗粒物通过陶瓷超滤膜孔的探讨,以及改善膜对颗粒物的去除具有重要的指导意义.     

含特殊悬浮物矿井水正交混凝试验研究

针对煤矿在特定时期排出的以微细岩石粉为主的特殊悬浮物矿井水水质,设计了L25(56)正交混凝试验,考察混凝过程中各因素对出水浊度的影响程度及最优化条件.结果表明,在各因素水平取值范围内,各因素对出水浊度的影响显著性次序为:絮凝剂投加量＞絮凝剂种类＞PAM投加量＞絮凝转速＞絮凝时间＞PAM投加间隔时间;混凝的最优化条件:选择PAFC作为絮凝剂,PAFC投加量为250 mg·L-1,PAM投加量为0.50 mg· L-1,PAM投加间隔时间为120 s,絮凝转速和时间分别为190 r·min-1快速搅拌2 min、70 r·min-1中速搅拌10min、40 r·min-1慢速搅拌13 min.     

壳聚糖联合聚合氯化铝强化混凝除藻的参数优化

为增强饮用原水中藻类的混凝去除效果,以铜绿微囊藻和水华鱼腥藻为对象,在单因素实验的基础上,采用响应曲面法考察了壳聚糖（CTS）投加量、聚合氯化铝（PAC）投加量、pH值及CTS和PAC的投加顺序对CTS联合PAC混凝除藻的影响.结果表明,混凝去除铜绿微囊藻（叶绿素a含量为45~55μg/L）的最佳条件为：CTS 0.40mg/L、PAC 1.19mg/L、原水pH值7.5、CTS和PAC混合均匀后投加,该条件下模型预测叶绿素a去除率为96.1%（实测值为95.7%）;混凝去除水华鱼腥藻（叶绿素a含量为80~90μg/L）的最佳条件为：CTS 0.25mg/L、PAC 2.00mg/L、原水pH值7.9、先投加CTS后投加PAC,该条件下模型预测叶绿素a去除率为97.9%（实测值为97.0%）.当原水pH值9.0时（模拟高藻原水的碱性环境）,混凝去除铜绿微囊藻和水华鱼腥藻的最佳投药顺序均为CTS和PAC混合均匀后投加,实测叶绿素a去除率分别为94.9%和95.3%;混凝铜绿微囊藻的药剂方案为CTS 0.40mg/L、PAC 2.00mg/L,药剂成本为0.0215元/m³,混凝水华鱼腥藻的药剂方案为CTS 0.24mg/L、PAC 2.00mg/L,药剂成本为0.0149元/m³.     

强化混凝消除微污染水中有机氯的研究

以聚合氯化铝和聚合硫酸铁为絮凝剂,采用强化混凝的处理方法,对微污染水中有机氯(OCPS)的消除进行了研究,考察了混凝剂投加量、pH值、原水浊度、温度和凹凸棒土助凝剂等因素对OCPS消除效果的影响.结果表明,pH值在5~6,PAC投加量为14mg/L时,OCPS及浊度的去除率分别达到57.03%~74.83%和98.18%;OCPS和浊度的去除率随原水浊度的增加而增加;低温有利于OCPS去除;活性炭和改性凹凸棒土作为助凝剂对OCPs的去处率有不同程度地提高,分别投加5mg/L改性凹凸棒土和活性炭,OCPS去除率分别达到47.4%~78.2%和22.8%~79.5%,低投加量下改性凹凸棒优于活性炭;混凝对DDT去除好于HCHs;PFS去除OCPS的效果好于PAC.     

生物絮凝剂用于给水混凝处理中浊度去除的研究

利用高岭土悬浊液和松花江原水作为研究对象,以混凝试验为基础考察了生物絮凝剂(BFs)对浊度的去除效果.结果表明,单独使用生物絮凝剂进行混凝处理在投药量5～19mg/L的范围内能够使高岭土溶液浊度去除84%,低于Al2(SO4)3(93%)和Fe2(SO4)3(94%). Zeta电位和混凝pH变化结果表明,生物絮凝剂的混凝效果主要受吸附架桥机理支配.向生物絮凝剂中投加少量的Al盐和Fe盐能够明显强化混凝效果,且在相同的混凝效果时Fe盐投加量小于Al盐投加量.这种强化作用主要是因为无机盐和生物絮凝剂的复合加强了电性中和与吸附架桥作用. Fe盐和生物絮凝剂复合使用可以在低投药量和中性pH条件下有效去除原水的浊度(94.6%).生物絮凝剂能够在较大的投药量范围内有效去除水源水中的颗粒物,形成的剩余污泥能够被自然降解;同时,由于不使用金属盐,大大降低了由于铝的积累而导致的致病风险,是一种环境友好的绿色絮凝剂.     

Flocculation performance of a novel synthesized flocculant with low ecological risk

Combined flocculants with low ecological risk are urgently required in water supply and wastewater treatment in China. A novel flocculant was thus developed under the condition of low ecological risk( noted as CAS).The experiments to examine wastewater treatment performance of the new product showed that there was favourable performance in the flocculation process in contrast to commercial flocculants in treating kaolin suspensions, municipal effluent and domestic wastewater. Flocculation performance included the turbidity removal rate, sediment character and a decrease in COD(chemical oxygen demand). The sediment time of flocculation is short and the removal rate of turbidity treated by CAS is high compared with PAC(polyaluminum-chloride), PAM (polyacrylamide) and the combined addition of PAC and PAM. The optimal concentration required to affect flocculation processes is dependent on kaolin concentration and the character of the wastewater within the range examined. It also showed that CAS is effective to treat wastewater with high turbidity.     

复合混凝剂用于夏季太湖水混凝脱浊研究

用特征粘度系列化的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)与聚合氯化铝(PAC)复合得到稳定的复合混凝剂,用于夏季高藻太湖水强化混凝脱浊处理.通过混凝烧杯实验.考察了无机/有机复合比例、PDM特征粘度对脱浊效果及絮团沉淀性能的影响.结果表明,对浊度为30-33 NTU,温度为28～30℃,藻含量为2.6×107个儿的太湖水,在与某市水厂混凝强度相近的搅拌强度下.当达到该水厂2NTU沉淀池出水的余浊标准时,PAC需7.00 mg/L的投加量.质量复合比例为5:1、10:1、20:1的PAC(以Al2O3计)/PDM复合混凝剂所需PAC投加量随PDM特征粘度0.52、1.53、2.46 dL/g的增加分别为3.00-2.83 ms/L、3.50-3.49ms/L、5.37-4.67 mg/L,相对于PAC减少投加量57.14%-59.57%、50%-50.14%、23.29%-33.29%;作为深度处理的技术准备.当沉淀出水浊度要求提高至1NTU的情况下,复合药剂依然可发挥好的作用,PAC需10 mg/L的投加量,PAC(以Al2O3计)与PDM质量复合配比为20:1、10:1、5:1的复合混凝剂需8.33-3.91 mg/L的投加量,能比PAC减少投加量16.7%～60.9%.可见,PDM明显提高了PAC的混凝脱浊效果与沉淀性能,且PAC/PDM质量复合配比越低,PDM特征粘度越高,脱浊效果与沉淀性能越好.     

新型两性壳聚糖絮凝剂的合成及其絮凝效果的研究

该研究旨在通过化学修饰壳聚糖提高其污水处理的絮凝效果。通过壳聚糖的氨基与甲醛和酚类物质的曼尼希反应引入硫酸根基团,制备了3种具有不同取代度的两性壳聚糖衍生物。红外及核磁谱图分析结果证实,合成产物中具有苯并噁嗪环结构。经处理高岭土的水悬浮液进行模拟絮凝实验发现,这3种苯并噁嗪壳聚糖衍生物的絮凝效果随絮凝剂用量、污水pH和离子强度等条件变化而有较大变化,并均可在适当絮凝条件下获得最佳值。它们的絮凝效果全面优于未经处理的壳聚糖对比样品。取代度为80%左右的硫酸化壳聚糖絮凝剂处理污水可达近100%的浊度净化率。     

用粉末活性炭作前助凝剂提高PAC除藻效果的研究

采用烧杯搅拌实验研究了用粉末活性炭作前助凝剂提高聚合氯化铝(PAC)去除铜绿微囊藻的有效性。结果表明,单独使用粉末活性炭作前助凝剂的除藻效果并不好,而先投加20 mg/L高岭土,再将15 mg/L PAC与粉末活性炭同时投加,除浊除藻效果明显提高。考虑首先充分发挥粉末活性炭对有机物的去除能力,在除浊除藻率仍然较高的情况下,采用粉末活性炭先于高岭土2 min投加的方式,粉末活性炭的最佳助凝剂量为10mg/L。采用粉末活性炭、高岭土和FeCl3依次投加的完整助凝技术路线,除浊除藻效率最高。碱性水体比酸性水体有利于联用三种助凝剂除藻。扫描电镜(SEM)观察结果表明,采用助凝技术,藻细胞主要与高岭土无机颗粒发生凝聚,投加粉末活性炭有助于絮凝体体积增长,而在絮凝阶段投加FeCl3可使絮凝体的分维数达到1.947的最高值。联用粉末活性炭、高岭土和FeCl3是非常有效的助凝除藻新技术。     

Performance of a novel vertical-flow settler: a comparative study

By increasing particle concentration and G value （root-mean-square velocity gradient） to enhance flocculation, a novel vertical-flow settler was designed to increase sedimentation effectiveness, and to simultaneously improve operational stabilization. Due to the gradual decrease in upward flow-rate of raw water, a floes blanket would form and suspend in the middle section of the settler, not at the bottom as in a conventional clarifier. Enough large floes, resulted from flocculation or fltration, would continuously settle out of the floes blanket, and simultaneously, the floes in raw water or those forming above the blanket would ceaselessly enter the floes blanket. As a result, the floes concentration in the blanket could keep a dynamic balance. The hydrodynamic shear in the blanket was improved by flow separation, which was induced by the abrupt change in flow channel. Due to the floes blanket and improved hydrodynamic shear, flocculation would be enhanced, which was helpful for removing fine particles in raw water. A comparative study showed that the novel vertical-flow settler had a much better performance in the removal of the particles in raw water than a conventional one, when they treated kaolin suspensions of different concentrations （500, 100 and 50 mg/L, respectively） coagulated by polyaluminum chloride（PAC1） at the up-flow rates of 1 and 2 mm/s, respectively.     

改性聚合硫酸铁去除微污染水中Pb2+的影响因素

以改性聚合硫酸铁(MPFS)为混凝剂,对微污染水源水中微量Pb2+的去除进行了研究.考察了水的pH值、MPFS投加量、Pb2+初始浓度和源水浊度等因素对Pb2+去除的影响.结果表明,在pH>6的条件下,当源水中Pb2+浓度为0.1mg/L时,投加3.00mg/L的MPFS(以Fe计),可使水中Pb2+的去除率达到90％以上,满足生活饮用水水质指标;当水中Pb2+初始浓度较高时,适当增加MPFS投加量,即可使Pb2+得到有效去除.     

新型硫酸铝-壳聚糖助滤剂强化砂滤效能研究

将硫酸铝和壳聚糖复配作为微絮凝助滤剂（AS-CTS）,考察其强化过滤性能.利用分子量分级、荧光光谱等手段分析有机物的去除特性,通过Zeta电位、絮体粒径、分形维数的变化分析其强化过滤机理.结果表明：AS-CTS较AS、CTS强化过滤效果明显,在AS/CTS复配比为2：1、CTS投加量0.3mg/L,转速300r/min,搅拌时间2min的条件下,砂滤出水浊度能达到0.1NTU、颗粒物125个/mL,残余铝浓度0.02mg/L;浊度和颗粒物去除率较未加AS-CTS分别提高了58%、61.7%.AS-CTS强化过滤可有效去除分子量>30KDa的腐殖酸和1~3KDa间的色氨酸类蛋白、溶解性微生物代谢产物、类富里酸.AS-CTS主要靠高分子吸附架桥作用和界面化学作用,增加胶体颗粒在滤料表面的粘附;通过形成较大粒径和分形维数的微絮体,增强絮体向滤料表面的迁移.     

二硫代氨基甲酸盐的絮凝作用机理及除油性能

用2种端氨基聚醚化合物Jeffamine-T403和Jeffamine-D230作原料分别合成了二硫代氨基甲酸盐型絮凝剂DTC-1和DTC-2,利用红外光谱分析,确认了产物分子的结构.以高岭土悬浊液为处理对象,通过考察DTC分子结构、投药量和Fe2+络离子浓度对絮凝的影响及Zeta电位的变化,讨论了DTC的作用规律和机理.结果表明,与DTC-2相比,DTC-1与Fe2+络合可形成网状超分子结构,故产生的絮体具有较好的网捕作用.金属离子为Fe3+时,絮凝性能较差.DTC-1除油能力强,在 Fe2+的配合下, 20mg/L的投加量可使油浓度从 93.9,404.3, 878.6mg/L分别降至1.1,3.2,6.4mg/L.