固液共存氧化型聚硅酸铁(PSF-I)混凝剂的分析

对自制的聚硅酸铁(PSF)进行改性,加入高锰酸钾和稳定剂M,制备出固液共存氧化型聚硅酸铁(PSF-Ⅰ)混凝剂,用滤纸将PSF-Ⅰ过滤,并对PSF-Ⅰ、PSF-Ⅰ滤液及PSF进行紫外吸收(UVA)全波长扫描及前两者的混凝实验,然后将PSF-Ⅰ与PSF、聚合硫酸铁(PFS)进行混凝对比研究,最后对PSF-Ⅰ的混凝性能随储存时间的稳定性进行探讨。结果表明,高锰酸钾的加入改变了PSF的微观结构,使PSF的形态尺寸增大,导致PSF-I中Fe3+离子的UVA特征峰比PSF高,并且保存了独立的高锰酸钾特征吸收峰(530nm)。PSF-Ⅰ中的固相起到初级核子作用,有利于絮体成长。PSF-Ⅰ的最佳投药量为9mg?L^-1,而PSF-Ⅰ滤液 的最佳投药量为12 mg?L^-1。PSF-I是通过混凝吸附和催化氧化功能共同实现对有机物的去除,而PSF和PFS仅是通过常规的混凝吸附去除部分有机物,去除机理有本质的区别。     

聚硅酸铁水解规律及混凝机理的探讨

以水玻璃、硫酸亚铁及氯酸钠为原料,用共聚法制备聚硅酸铁混凝剂(PSF),同时研究PSF的水解过程以及PSF与聚合硫酸铁(PFS)、复合铝铁(PFA)的微观品质(微观结构、形态尺寸及Zeta电位)及混凝性能,并结合水解形态分布及微观品质对PSF的混凝机理进行初步探讨.结果表明,PSF是由许多链节样物种连接而成的分维数很大的敞开式枝状结构,其平均粒径比PFS、PFA分别大近5、11倍,而PFS、PFA是由一些低分维数及尺寸很小的棒状或球状形态组成,PSF、PFS的Zeta电位相近,远远低于PFA(为PFA的1/20左右),PSF的形态尺寸及Zeta电位分布不均.在较宽的pH范围内(浊度为5.5～12 NTU,UV₂₅₄为5.5～10 cm^-1),PSF的混凝效果明显优于PFS、PFA.PSF在纯水中的水解可以代表在地表水中的水解过程.PSF具有的特征微观品质使其在不同pH值范围内具有不同的水解形态分布,导致混凝机理差异很大.在宽泛的pH范围内(53、Fe(OH)²⁺及Fe³⁺稳定存在于水体中,是PSF在较宽pH范围内具有优异混凝性能的根本原因,也是PSF同时具有增强电中和/脱稳及架桥混凝机理的内在原因.微观品质、水解形态分布及混凝效果的对比合理解释了电中和/脱稳是混凝的前提条件,架桥是必要条件,二者要紧密配合才能取得高效的混凝效果.     

高藻原水预臭氧强化混凝除藻特性研究

采用有机物表观分子量分级、树脂分级等手段表征了原水有机物特征,通过实验室试验和中试运行对预臭氧强化混凝藻类去除效果、溶解性有机物（dissolved organic carbon,DOC）的变化和去除、消毒副产物的控制等进行了研究,并利用藻类活性测试研究了预臭氧强化混凝除藻机制.结果表明,采用适当浓度的臭氧（如1.0 mg·L^-1）进行预氧化,可有效提高藻类去除率,从常规混凝沉后水的55%～85%上升到95%左右,最高去除率达到99.3%（预臭氧1.0 mg·L^-1,PACl 3.0 mg·L^-1）;THMFP(trihalomethanes formation potential)总体去除效果从常规处理的117 μg·L^-1降至46 μg·L^-1;高投量（≥2.0 mg·L^-1）预臭氧,促进了藻类灭活,但影响了有机物的去除.藻类活性评价臭氧氧化和常规水处理过程对藻类作用存在显著差别.常规混凝对藻类活性影响不明显,不同剂量混凝剂对藻类活性影响差异不大;而臭氧对水体中的藻类有灭活作用,在0.5～2.0 mg·L^-1臭氧条件下,藻类活性降低至12以下,且该指标随着臭氧剂量的加大显著降低.紧随其后的混凝过程中,混凝剂或者其水解过程的某些成分对臭氧灭活藻类有增效/催化作用.与传统的显微计数法相比,藻类活性试验更明确地表征水处理过程对藻类生存状态的影响,为水处理除藻机制研究和工艺设计提供更清晰的信息.     

酸性介质对于聚硅酸铁混凝性能的影响

对新型混凝剂聚硅酸铁(PSF)中合成原料聚硅酸(PS)进行改性,制备出盐酸,硫酸,硝酸,醋酸以及磷酸为主体酸化剂的改性聚硅酸铁混凝剂(n(Si/Fe)=1),进行混凝实验研究并对PSF的混凝机理进行初步的探讨。结果表明,PSF中的PS性质改变并未降低其混凝性能,在投药量为0.18mmol/L时,取得良好的净水效果。PSF主要依靠电中和/脱稳及吸附架桥综合作用产生净水性能。     

铁促电解深度处理填埋场渗滤液的研究

采用箱式电化学反应器（具有氧化物涂层的钛基阳极）进行填埋场渗滤液的深度处理,考察了FeSO₄浓度、初始pH值、电压（电流）对污染物去除的影响,对比了铁促电解过程使用Fe²⁺和Fe³⁺的污染物去除效果.结果表明,与传统有机物电化学氧化相比,铁促电解显著提高了有机物的去除效率.FeSO₄浓度增大,有机物去除效果提高,当FeSO₄浓度大于1　250　mg·L^-1,有机物去除率提高幅度减小;污染物去除速率在30　min内较快,然后逐渐递减;合理的初始pH值范围为3～4;若有效去除COD和NH⁺₄-N,则电解电压须大于3.3 V,电流大于4.8 A;Fe³⁺促进电解去除有机物的效果略低于Fe²⁺;提出了铁盐循环利用和将酸洗废水应用于铁促电解过程的设想.     

活性炭纤维去除水中有机微污染物的效果

采用 4种活性炭纤维 (ACF)作为吸附剂 ,对水中 CHCl₃、CCl₄、高锰酸钾指数 COD_Mn、紫外吸光值 E_UV254等有机微污染物的去除进行了初步研究 ,并与 ZJ-15型颗粒活性炭 (GAC)进行了对比 .吸附等温线的结果表明 ,ACF3对 CHCl₃的去除效果最好 ,当 CHCl₃的平衡浓度为 60μg· L^-1 时 ,ACF3对 CHCl₃的吸附容量为 212μg·g^-1 ;GAC对 CCl₄的去除效果最好 ,当 CCl₄的平衡浓度为 3μg· L^-1时 ,GAC对 CCl₄的吸附容量为 0.83μg·g^-1;GAC及 ACF1对 COD_Mn、E_UV254有较好的去除效果 ,当COD_Mn的平衡浓度为 2.5mg·L^-1 时 ,GAC及 ACF1对 CODMn的吸附容量分别为 2.16mg·g^-1 和 1.98mg·g^-1 ,当 E_UV254的平衡浓度为 0.05时 ,GAC及 ACF1对 E_UV254的吸附容量分别为 0.32 g^-1和 0.15g^-1.     

高锰酸盐预氧化对后续生物活性炭工艺去除有机物的影响

通过测定有机物相对分子质量分布与活性炭上有机物和无机盐沉积情况,分析了高锰酸盐预氧化对后续生物活性炭工艺去除有机物的影响规律.实验结果表明,相对分子质量小于3×10³的有机物是BDOC的主要组成部分;高锰酸盐预氧化强化混凝工艺对大分子有机物(相对分子质量10×10³至0.45μm)去除的同时,使小分子有机物(0～3×10³)的含量增加,提高了活性炭进水的可生化性.与单独BAC工艺对比,高锰酸盐预氧化后使活性炭上沉积的有机物和无机盐含量分别降低了5.0mg·g^-1和4.16 mg·g^-1,减少了活性炭孔径的堵塞,延长了活性炭的使用周期.     

广州垃圾填埋渗滤液中有机污染物的去除效果

采用同时好氧厌氧生物反应器处理广州市大田山垃圾填埋渗滤液,平均出水浓度COD_Cr为131mg·L^-1,氨氮为7mg·L^-1,达到了同类废水的国家二级排放标准.同时选择GC-MS联用仪对垃圾渗滤液中的有机物进行测定,测得有机污染物87种,其中16种有机污染物被列入美国EPA环境优先控制污染物,31种有机物被完全去除,14种有机物去除率可达80%以上,25种有机物去除率达50%以上.     

焦化废水后物化处理的臭氧-混凝-吸附原理选择与协同机制

以焦化废水生物出水为研究对象,对比了活性炭吸附、混凝沉淀、臭氧氧化原理及其协同的工艺技术处理效果,考察处理前后废水的分子量分布、紫外可见光谱、三维荧光光谱（EEM）和GC/MS等表征的溶液性质变化.结果表明,废水生物工艺出水的后物化深度处理的最佳组合原理序列为臭氧-混凝-吸附,响应曲面模型预测的最优反应条件为：臭氧反应时间62.56 min,聚合硫酸铁（PFS）投加量为0.87 g·L^-1,以及活性炭投加量为1.10 g·L^-1.实验过程的总有机碳（TOC）去除率达到98.29%,与模拟值98.74%相对偏差为0.45%.活性炭吸附、混凝沉淀和臭氧氧化3种技术原理对焦化废水生物出水中污染物具有选择性分离与转化的作用,组合工艺能够实现废水中残余组分有机物、UV₂₅₄吸光物质、荧光物质等的有效去除,存在废水溶液性质与工艺技术原理有效性协同增强的操作空间.     

磁混凝预处理小城镇混合污水的效能与混凝机制研究

针对某小城镇污水处理厂混合进水浓度高的问题,本研究探讨了磁混凝技术在典型小城镇混合污水处理厂提质增效与技术升级改造中的适用性,结果表明,优化的混凝条件为：pH=7,PAC和PAM投加量分别为600 mg·L^-1和4 mg·L^-1,慢搅速率为30 r·min^-1.三维荧光光谱耦合区域面积积分法（FRI）和平行因子法（PARAFAC）的分析结果表明,污水中溶解性有机物（DOM）以色氨酸类、酪氨酸类及富里酸类3种组分为主,内源性特征明显.磁种可显著提升混凝效果,优化的磁种投加量为400 mg·L^-1,浊度和COD去除率分别为99.7%和82%.在磁混凝过程中,磁种作为絮体形成的核心并促进絮体生长,可显著提升絮体的比重、密实度与沉降性能,进而强化固液分离效率,沉降时间缩短为1/6.同时,密实度的增加和微磁场的作用可进一步提升絮体颗粒间的结合力,强化水力冲击下混凝过程的稳定性.因此,与传统混凝工艺相比,磁混凝 技术在典型小城镇污水处理提质增效中具有较高的应用潜能.     

低温地下水净化工艺中氨氮去除性能及机制

在东北某自来水厂,以中试滤柱开展了低温（5~6℃）高铁锰氨[Fe（Ⅱ）11.9~14.8 mg·L^-1、Mn（Ⅱ）1.1~1.5 mg·L^-1和NH₄⁺-N 1.1~3.2 mg·L^-1]净化工艺实验,以探究氨氮去除途径与生物滤柱的除氨性能.结果表明,滤柱在启动初期就对氨氮具有良好的去除效果,通过理论分析与实验验证可知,TN_loss是由铁氧化物对氨氮吸附造成,氨氮转化为硝氮的过程是生物硝化作用.氨氮质量浓度提高过程中,由于吸附位点有限,铁氧化物对氨氮的吸附量稳定在1 mg·L^-1左右,氨氮氧化去除量不断增加,其中在滤柱上部滤层的去除量远大于下部滤层,DO是限制氨氮氧化去除量进一步增加的限制因素.滤速提升过程中,铁氧化物对氨氮吸附时间缩短,吸附量有所减少,空床接触时间（empty bed contact time,EBCT）缩短,使得单位体积滤料中硝化菌硝化去除的氨氮减少,需要增加滤层厚度以提升氨氮去除效果.     

油制气废水中毒害有机物分析及一般特征

对油制气废水特征进行较全面的调查和分析,给出GC/MS(气相色谱-质谱联用)分析的一般前处理流程、废水的一般特征数据及废水中芳烃类毒害有机物的GC/MS分析结果.废水中COD_Cr、BOD₅、酚、氨氮、可萃取有机物的值分别可达(mg·L^-1):400～600、60～80、20～30、60～80、170～200.GC-MS检测到79种芳烃类有机物,这些有机物进、出水浓度总和分别为140.79mg·L^-1、129.11mg·L^-1.分析数据表明油制气废水毒性强、较难进行生物处理.     

混合营养方式下Cr（Ⅵ）胁迫对微藻生长和养分去除的影响

由于传统畜禽养殖废水处理方式存在不足,基于微藻的水污染控制技术受到越来越多的关注.以斜生栅藻为研究对象,探究了在混合 营养方式下,六价铬（Cr₂O₇^2-,0~4.0 mg·L^-1）胁迫对微藻生长及有机物（COD）、氨氮（NH₄⁺-N）和总磷（TP）去除的影响.结果表明：Cr（Ⅵ）对斜生栅藻的半数抑制浓度（EC50）为1.7 mg·L^-1 ,当Cr（Ⅵ）浓度较低（0.5 mg·L^-1）、暴露时间较短（≤36 h）时,斜生栅藻的生长和养分去除几乎不受 影响;此外,Cr（Ⅵ）胁迫对斜生栅藻生物量和氮、磷的去除影响较大,对COD的去除影响较小.当Cr（Ⅵ）浓度为4.0 mg·L^-1时,微藻生物质产率降低了82.5%,叶绿素含量降低了62.5%,COD、NH₄⁺-N和TP的去除率分别降低了27.3%、48.0%和38.6%;斜生栅藻细胞表面的羟基、氨基和 羧基有利于缓解Cr（VI）对藻细胞的毒害作用,0~4.0 mg·L^-1 Cr（Ⅵ）作用下,96 h藻细胞内的铬积累量为0.9~3.8 mg·g^-1.     

三峡水库入库支流水体中营养盐季节变化及输出

三峡水库成库后,对三峡水库13条主要支流入库断面有机物、营养盐、生物量含量季节变化进行了初步研究.结果表明,支流高锰酸盐指数、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、氨氮（NH⁺₄-N）、总磷（TP）、叶绿素a（Chl-a）含量季节间差异较大.高锰酸盐指数范围为0.20～5.91 mg·L^-1,COD含量范围4.06～30.2 mg·L^-1,TN含量范围为0.542～7.44 mg·L^-1,NH⁺₄-N含量范围0.034～2.83 mg·L^-1,TP含量范围为0.010～0.449 mg·L^-1,Chl-a值范围为1.02～128 mg·m^-3.支流受到不同程度污染,水体中N含量丰富,部分支流富营养化的限制因子为P.除苎溪河外,其余支流Chl-a含量较低,仅为贫-中营养水平.双因子方差分析表明,营养因子在时间、空间分布上均有不同程度差异.利用相关分析方法,分析了叶绿素a与营养盐之间的关系,叶绿素a与有机物、营养盐都呈显著正相关关系.支流营养盐、有机物输出负荷主要受流量控制,表现为丰水期>平水期>枯水期. 13条支流不同季节排放COD、高锰酸盐指数、NH⁺₄-N、TN和TP范围分别为1 772～6 701、 380～1 875、 40.1～172、 249～922和9.97～50.5　g·s^-1.三峡水库支流有机物、营养盐的排放应引起关注.     

渠式生物接触氧化法处理城市生活污水

河涌是广州的重要水系.但由于城市的发展和污水处理的滞后,导致广州的所有河涌都受到严重的污染.用渠式生物接触氧化反应器动态模拟河涌,对污水进行涌内处理的研究表明,距离长、截面大和逗留时间长的河涌进行构筑,悬挂填料和污水曝气处理,可以有效地处理城市污水.连续运行3个月,进水COD_Cr浓度180mg·L^-1～450mg·L^-1范围,COD_Cr和BOD₅的平均去除率分别为88%、95%.对氨氮和有机磷也有一定去除,进水总氮和总磷浓度分别为15mg·L^-1～30mg·L^-1和2.6mg·L^-1～4.1mg·L^-1时,平均去除率可分别达到52%和1%.     

锰氧化物负载施氏矿物去除酸性矿山废水中As(III)的性能及机理

施氏矿物是天然的砷吸附剂,但其存在酸性条件下对As(III)吸附性能较弱且无法对As(III)氧化降毒的缺陷. 采用液相沉淀法成功制备出锰氧化物负载施氏矿物(MnO_x@Sch),研究锰负载量、初始pH值和共存离子对MnO_x@Sch去除As(III)的影响,并采用吸附动力学结合XPS、FTIR及TEM等表征探究该过程的机理. 结果表明:在初始pH=3、投加量为0.5 g·L^-1、As(III)初始浓度为1 mg·L^-1的条件下,As(III)与MnO_x@Sch反应后的剩余浓度仅为2.42~3.38 μg·L^-1.MnO_x@Sch去除As(III)受初始pH影响较小,H₂PO₄^-共存时As(III)去除存在明显的抑制作用. MnO_x@Sch 去除As(III)的过程符合准二级动力学方程和颗粒内扩散方程. 液相化学组分和固相产物表征分析显示MnO_x@Sch对As(III)的去除机理可概括为As(III)氧化、静电吸附和络合配位及配体交换. 研究结果可为施氏矿物及其改性材料应用于酸性矿山废水砷污染治理提供理论依据.     

DO浓度对生活污水硝化过程中N2Ｏ产生量的影响

为确定污水脱氮过程中最优的DO浓度和曝气方式,以提高污水处理效率,降低N₂Ｏ产生量,采用实际生活污水应用小试SBR反应器,重点考察了不同DO浓度条件下,硝化效率和硝化过程中N₂Ｏ的产生量.结果表明,当DO浓度恒定为0.4 mg·L^-1时,虽然硝化过程所消耗的能量最低,但其氨氮氧化的速率较低.提高DO浓度,氨氮氧化速率可随之升高.低氨氮生活污水硝化过程中仍有N₂Ｏ产生.DO浓度为0.4 mg·L^-1 和0.9 mg·L^-1时,污水N₂Ｏ产生量(以N计)分别为1.5 mg·L^-1和1.6 mg·L^-1;而DO浓度为1.5 mg·L^-1和2.0 mg·L^-1时,N₂Ｏ产生量则分别降低至0.5 mg·L^-1和0.4 mg·L^-1.当DO浓度高于1.5 mg·L^-1后,继续提高DO浓度,氨氮氧化速率升高的速率变缓,同时N₂Ｏ产生量大幅降低.因此,从提高污水脱氮效率节能降耗和控制N₂Ｏ产生量2个角度考虑,生活污水脱氮过程中控制DO浓度在1.5 mg·L^-1较为适宜.     

北方某市给水管网系统中的铝含量及形态分布状况调查

采用荧光分光光度法对北方某城市给水管网中的铝含量及形态分布状况进行调查.结果表明,该市饮用水中的铝残留量较低,总铝平均含量为0 .038 mg·L^-1,最高为0 .078 mg·L^-1,低于我国新水质标准0 .2 mg·L^-1的规定;起主要毒性作用的无机单核铝及无机多核铝平均含量分别为0 .011 mg·L^-1和0 .013 mg·L^-1,为饮用水中铝的主要存在形态;而有机结合铝含量较低.相关性分析结果表明,饮用水中铝的含量及形态分布情况与对应管段的水质条件密切相关,含盐量越高,可溶性有机物含量越小,水中总铝浓度则越低,为给水管网铝含量控制提供重要理论依据.     

重金属铜在黑土和棕壤中解吸行为的比较

采用一次平衡法研究吸附态Cu²⁺在黑土和棕壤上的解吸行为并进行了比较.结果表明,与棕壤相比,黑土吸附态Cu²⁺解吸有更长的滞后阶段,黑土在Cu²⁺的吸附量低于729.00mg·kg^-1(Cu²⁺处理浓度小于40 mg·L^-1),棕壤在Cu²⁺的吸附量低于393.29 mg·kg^-1(Gu²⁺处理浓度小于20 mg·L^-1)时,土壤吸附态Cu²⁺几乎不发生解吸.2种土壤吸附态Cu²⁺的解吸率均较低,尤其是黑土.在试验所采用的Gu²⁺处理浓度范围内,黑土与棕壤吸附态Cu²⁺的最高解吸率分别为6.60%和13.56%.Freundlich方程为描述2种土壤Cu²⁺等温解吸过程的最佳方程.黑土和棕壤吸附态Cu²⁺的解吸速率均较快,在40min左右基本达到平衡.描述黑土和棕壤解吸动力学过程的最优模型为双常数速率方程,其次为Elovich方程.     

臭氧氧化印染工业园废水的效能与机理研究

本研究开展了印染废水臭氧氧化影响因素、降解动力学和淬灭实验,测定了自由基物种、降解产物和琥珀酸脱氢酶活性.结果表明,苯胺去除效率随着pH值、臭氧投加量和臭氧投加速率的增加分别逐渐减小、增加和减小,且臭氧浓度为24 mg·L^-1时苯胺去除效率最高.臭氧氧化苯胺的适宜条件为：臭氧浓度为24 mg·L^-1、臭氧投加量为200 mg·L^-1和臭氧投加速率为4 mg·min^-1,此时苯胺的去除效率为47.2%.臭氧氧化苯胺是直接氧化为主结合羟基自由基反应的作用过程.苯胺脱氨基和裂解苯环后生成戊二酸或L-焦谷氨酸直至矿化.大肠杆菌在原水和臭氧氧化后废水中的酶抑制率分别为83.4%和24.7%.臭氧氧化前处理后,混凝去除色度、SS、COD、总氮、总磷、硫化物和苯胺的效能分别提高了0.72%、0.46%、31.40%、9.40%、22.80%、31.40%和63.30%.研究结果为臭氧氧化印染工业园废水前处理的应用提供了基础依据.