混凝pH对水中溶解态有机物去除影响研究

在实验室条件下,选用常用混凝剂对四种水样进行了混凝处理试验研究,主要研究了混凝pH对水中溶解态有机物的去除影响.试验结果表明,混凝pH对混凝处理去除水中溶解态有机物的影响较大,特别是含腐殖酸类有机物较多的水质,通过将混凝pH控制在酸性条件下,可以获得较高的有机物去除率.     

工业园区污水厂溶解性有机物转化规律研究

在对某工业园区污水处理厂污染物变化规律分析的基础上,采用紫外-可见、凝胶色谱和三维荧光等指纹图谱手段对溶解性有机物(DOM)特性进行表征。结果表明,该工业园区污水处理厂进水BOD5/COD仅为0.06,水解酸化对可生化性的改善程度不高,经缺氧/厌氧/好氧(倒置AAO)生物处理和混凝沉淀深度处理后,COD去除率仅为25.6%。紫外-可见光谱和凝胶色谱分析表明,水解酸化可将大分子有机物分解成小分子,DOM的分子量分布变宽;混凝沉淀深度处理后DOM中小分子物质所占比例明显增加。DOM中主要的荧光物质包括色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质、类腐殖酸和类富里酸类物质。水解酸化会降解类腐殖酸和类富里酸类物质,提高芳香族类和色氨酸类蛋白质的含量。倒置AAO工艺会削减类蛋白质物质的强度,提高类腐殖酸和类富里酸物质的含量,混凝沉淀过程则会部分去除荧光类物质。     

强化混凝对二级处理出水中溶解性有机物特性的影响

以沈阳市B污水处理厂二级处理出水为研究对象,采用FeCl3.6H2O作为混凝剂,研究了强化混凝对二级处理出水中溶解性有机物(DOM)的卤代活性和荧光特性的影响.按照DOM在XAD树脂上的吸附特性将其分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,强化混凝(混凝剂投加量为80mg.L-1,pH=5.00)对DOC的去除率为55.3%.强化混凝对HPO-A的去除率最高,而对HPI的去除率最低.强化混凝后,HPO-N的三卤甲烷生成活性(STHMFP)上升,而其他4种DOM组分的STHMFP下降.强化混凝能够有效去除类富里酸荧光物质和具有高环数和高聚合度的稠环类芳香性荧光物质.强化混凝对DOM组分的去除率和DOM组分的荧光强度下降率的相关性不显著.     

紫外辐射对高岭土混凝过程的影响机制

高岭土普遍存在于水源水体中,对水处理过程以及污染物的迁移转化有着重要的影响.本文以聚合氯化铝作为混凝剂,通过烧杯实验系统考察了紫外辐射对高岭土混凝过程的影响规律.结果表明,在中性和偏酸性环境下,紫外辐射对高岭土悬浊液的混凝过程具有一定的促进作用.当溶液pH、混凝剂投量以及辐射时间分别为7.0、30 mg·L~(-1)和2.0 h时,紫外辐射后高岭土在混凝出水中的去除率可由原来的81.05%增至93.90%.这可能与光辐射后高岭土结构中的—OH伸缩振动吸收强度降低,Si—O伸缩振动吸收峰和Si—O弯曲振动吸收峰有所增强有关,使得高岭土表面的活性位点(—OH)数量下降;宏观上表现为微粒表面所带负电性下降,有利于在混凝过程中脱稳沉降.然而,在碱性条件下,其沉降性能却略低于未经紫外辐射处理的水样.     

紫外辐射对小球藻混凝效果作用途径探讨

针对藻类在常规水处理过程中难以被有效去除的现状,采用紫外辐射对藻类混凝过程进行强化处理.结果表明,随着紫外照射时间的增加,混凝后对藻细胞和浊度的去除均呈先上升后下降的趋势,并在照射50 min时达到最大值.PAC(聚合氯化铝)投加量为5 mg·L~(-1)时,照射样的除藻率和去浊率达到最大,分别比空白样高20.1%和18%左右.pH值在6~9范围内,紫外辐射强化混凝效果的变化较小.溶液pH=8、紫外照射50 min,混凝后的除藻率和去浊率分别达到了93.5%和90.6%.此时,藻细胞Zeta电位最大,同时释放出藻黏液,有利于混凝沉降.而当紫外照射超过60 min后,出现细胞膜破裂,胞内有机物渗出,使得溶液中的有机物浓度急剧上升,Zeta电位开始下降,不利于后续混凝的进行.     

污水厂二级出水中难凝聚有机物的臭氧化特性

以城市污水处理厂二级出水为原水,研究臭氧化处理对水中难凝聚有机物的去除效果.结果表明单独混凝对水中有机物的去除率较低,混凝过程中未被去除的有机物属于难凝聚有机物,加入臭氧进行氧化,随着臭氧投加量的增加,二级出水色度和UV254去除率逐渐增大,而DOC去除率变化较小.当臭氧投加量(以O3/DOC计)增加至1.5 mg·mg-1时,色度、UV254和DOC的去除率分别为45%、34%和20%,说明臭氧易于与不饱和结构有机物反应,而直接氧化的矿化能力较弱.为进一步明确二级出水有机物种类和含量的变化,测定了混凝和不同臭氧投加量下有机物的相对分子质量和三维荧光光谱.结果表明混凝对有机物含量的影响很小,而臭氧能够优先氧化分解难凝聚有机物中的大分子物质,明显减弱腐殖质类物质的荧光峰强度,但不改变荧光峰位置.同时采用光电子能谱分析有机物结构的变化规律,结果表明混凝能够去除含羧基类官能团有机物,而臭氧则易于与含苯环类难凝聚有机物反应,随着臭氧投加量的增大,脂肪类饱和有机物含量有所升高.     

聚合氯化铝对水体中双酚A 的混凝特征

以聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,探讨了双酚A(BPA)在模拟水体混凝过程中的去除效果和混凝特征.结果表明,在较低TOC 浓度和浊度条件下,随着PAC 投加量的增加,BPA 的去除率呈先上升后下降的趋势,本实验条件下最优的混凝剂投加量约为BPA/PAC=1:2.6(质量比).pH 值6.0~8.0 时,混凝对BPA 有相对较好的去除效果,此时水体中铝盐多核络合物的电中和是混凝的主要作用机理.原水中的腐殖酸类有机物和浊度物质对BPA 的混凝过程有较大的影响,较高浓度的腐殖酸类物质会削弱PAC 对BPA 的混凝效果,而随着浊度的提高,BPA 的去除率呈先上升后下降的趋势.     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸钠深度处理工业园区污水处理厂出水

采用Fe(Ⅱ)活化过硫酸钠(PS)技术对工业园区污水处理厂出水进行深度处理,通过响应曲面法考察了PS/COD、Fe(Ⅱ)/PS和pH对COD和TOC去除率的单独和联合效应.利用紫外-可见扫描、凝胶色谱及三维荧光等手段表征深度处理前后的有机物特性变化.结果表明,PS/COD和Fe(Ⅱ)/PS对COD去除影响极显著;而PS/COD、Fe(Ⅱ)/PS和pH对TOC去除均有显著影响.PS/COD和pH联合效应对COD去除影响显著.最优工艺条件PS/COD比3.47、Fe(Ⅱ)/PS比3.32、pH 6.5时,COD和TOC去除率为50.7%和60.6%.Fe(Ⅱ)-PS氧化能将大分子有机物转化为小分子,削减类蛋白质、类富里酸和类腐殖酸的含量.     

初始pH值对连续投加铝盐混凝去除小分子有机物的影响机制

以污水厂二级出水中小分子有机物强化混凝去除为目的,提出了连续投加混凝工艺(CDC),并以水杨酸为模型小分子有机物,研究了初始pH值对CDC工艺去除效果的影响以及铝离子与水杨酸的络合特性.结果表明,初始pH值6时CDC工艺的去除率最高,比常规混凝工艺提升了13.8%.但是初始pH值5和7时CDC工艺的提升效果较小.三维荧光结果表明,不同pH值下水杨酸和铝离子的络合特性不同.X射线光电子能谱和电喷雾质谱结果表明,pH值5时CDC工艺前期主要生成1:1络合物Al(OH)(C₇H₄O₃)(H₂O)₂.其络合作用强烈,稳定性较高,难以从水中去除.pH值6时前期主要生成中等聚合铝(如原位Al₁₃),其与水杨酸形成的络合物可以参与到铝离子的生长过程,最终生成表面崎岖形态松散的珊瑚礁状絮体,强化了水杨酸的去除.pH值7时,主要生成不定形氢氧化铝,通过絮体表面吸附小分子有机物.     

紫外辐射对腐殖酸化学稳定性影响机制研究

腐殖酸广泛存在于各类地表水体中,分子结构对其物化性质有着显著影响.为探明紫外辐射过程对腐殖酸化学稳定性的影响途径,本研究采用光谱学和电化学技术考察了酚羟基和羧基等活性位点含量、胶体Zeta电位及其平均粒径等结构参数在辐射前后的变化特征.研究发现,未经辐射的水样,混凝过程对腐殖酸无明显去除效果.随着辐射时间的增加,腐殖酸的去除率大幅提高.照射3 h后,腐殖酸的去除率在80%以上.光谱分析结果表明,紫外辐射后腐殖酸分子中部分具有荧光效应的基团可能发生脱落或重排,但其芳香结构并未发生明显变化.胶体的Zeta电位和平均粒径均呈下降趋势,不利于腐殖酸的聚集沉淀;然而,腐殖酸分子中的羟基含量在辐射后略有下降,并伴随羧基和羰基等官能团的形成.活性位点数量及其反应活性的改善是腐殖酸化学稳定下降的主要原因.     

紫外辐射对腐殖酸溶液理化性质及其混凝性能的影响

为探明紫外辐射对腐殖酸溶液在后续混凝过程的促进原理,系统考察了紫外辐射对腐殖酸溶液理化性质的影响规律,以及这些理化性质上的变化对腐殖酸混凝性能的影响.结果表明,经紫外辐射处理后,除Zeta电位外,腐殖酸溶液的p H、色度和黏度均呈现不同程度的下降趋势.进一步研究发现,黏度对腐殖酸溶液的混凝效果影响相对较弱.酸性条件下,腐殖酸溶液的混凝性能明显增加.Zeta电位的增加使得胶体之间更易聚集沉淀.此外,除了相对分子质量为10×10~3~30×10~3和小于1×10~3的腐殖酸所占比例增加外,低分子量腐殖酸所占比重也无明显改变,这可能是紫外辐射后腐殖酸溶液混凝性能不降反增的重要原因.     

水中单宁酸对强化混凝除污染的影响研究

研究了水中单宁酸在聚合氯化铝做混凝剂时对常规混凝、高锰酸钾预氧化强化混凝以及预氯化强化混凝的影响。结果表明,常规混凝下单宁酸含量的增加对混凝除浊有一定的效果,随着单宁酸投加量从0增加到5mg／L,滤后水的浊度呈现下降趋势,最低可达0．56NTU,但对于有机物的去除影响不大。高锰酸钾预氧化条件下当单宁酸投量小于2mg／L时,增大单宁酸投量有助于浊度的去除,过多则不利于混凝。预氯化下增加单宁酸投加量有助于浊度的去除,但对出水UV25。影响不大;随着单宁酸投加量从0增加到5mg/L,出水的CODMn鼻隆低白谁如,     

Enhanced removal of organics by permanganate preoxidation using tannic acid as a model compound – Role of in situ formed manganese dioxide

The effect of permanganate preoxidation on organic matter removal during the coagulation with aluminum chloride was investigated using tannic acid as a model compound. Results showed that a small amount of KMnO4 (0.75 mg/L) increased the removal efficiency of tannic acid up to 20%, as compared to the process of coagulation by aluminum chloride alone. The key factor enhancing the removal efficiency of tannic acid in preoxidation process was the in situ formation of a reductant manganese dioxide. The complexation model was used to describe the reaction between MnO2 and tannic acid. Under weak pH condition, tannic acid was difficult to be adsorbed by MnO2 due to the static electrical repulsive forces. The presence of Ca2+ served as a bridge to hold the negative charged MnO2 and tannic acid together, which could be a crucial factor influencing tannic acid adsorption by in-situ manganese dioxide.     

Ultrafiltration with in-line coagulation for the removal of natural humic acid and membrane fouling mechanism

Experimental and theoretical analysis were made on the natural humic acid removal and the membrane fouling of ultrafiltration （UF） with in-line coagulation. The results showed dissolved organic carbon （DOC） and UV254 removals by the UF with in-line coagulation at pH 7 were increased from 28% to 53% and 40% to 78% in comparison with direct UF treatment respectively. At the same time, the analysis of high performance liquid chromatography showed that UF with coagulation had significant improvement of removal of humic acid with molecular weights less than 6000 Da in particular. Compared to direct UF, the in-line coagulation UF also kept more constant permeate flux and very slight increase oftransmembrane pressure during a filtration circle. Two typical membrane fouling models were used by inducing two coefficients Kc and Kp corresponding to cake filtration model and pore narrowing model respectively. It was found that membrane fouling by pore-narrowing effect was effectively alleviated and that by cake-filtration was much decreased by in-line coagulation. Under the condition of coagulation prior to ultrafiltration at pH 7, the cake layer formed on the membrane surface became thicker, but the membrane filtration resistance was lower than that at pH 5 with the extension of operation time.     

基于非对称场流分离技术的水环境腐殖酸聚集特性研究

腐殖酸的聚集特性是影响其去除率及与其它污染物相互作用的重要因素,本文采用非对称场流分离技术对腐殖酸组分进行分离,配合示差折光检测器及多角度激光光散射器,对腐殖酸分子量的分布规律进行研究,探讨了水环境的化学条件对腐殖酸荷电状态和聚集状态的影响规律.结果表明,腐殖酸具有自我凝聚的特性;在p H较低和溶液离子强度较高时,腐殖酸胶粒的Zeta电位绝对值减小而分子量增大,腐殖酸胶粒聚集程度增大;随腐殖酸浓度增大,腐殖酸胶粒的Zeta电位绝对值减小,腐殖酸分子发生聚集而使胶粒分子量增大.当离子强度达到0.08mol·L-1,或浓度达到15 mg·L-1时,腐殖酸分子不仅靠氢键聚集在一起,还可能发生分子间的缔合.     

新生态MnO2强化混凝去除苯酚的影响因素研究

以苯酚为目标物,考察钙离子、单宁酸、高岭土投量、新生态二氧化锰投量、pH等条件对新生态二氧化锰强化氯化铝混凝去除苯酚的影响.结果表明,钙离子能够促进新生态二氧化锰强化混凝对苯酚的去除,在钙离子投加范围内（0～1.0mmol.L-1）,苯酚的去除率能提高10%左右;单宁酸与苯酚共存时,能显著促进苯酚的去除,当单宁酸投加1...     

Two-dimensional correlation spectroscopic analysis on the interaction between humic acids and aluminum coagulant

In this study, two-dimensional correlation spectroscopy integrated with synchronous fluorescence and infrared absorption spectroscopy was employed to investigate the interaction between humic acids and aluminum coagulant at slightly acidic and neutral p H. Higher fluorescence quenching was produced for fulvic-like and humic-like fractions at p H 5. At p H 5, the humic-like fractions originating from the carboxylic acid, carboxyl and polysaccharide compounds were bound to aluminum first, followed by the fulvic-like fractions originating from the carboxyl and polysaccharide compounds. This finding also demonstrated that the activated functional groups of HA were involved in forming the Al-HA complex, which was accompanied by the removal of other groups by co-precipitation.Meanwhile, at p H 7, almost no fluorescence quenching occurred, and surface complexation was observed to occur, in which the activated functional groups were absorbed on the amorphous Al(OH)3. Two-dimensional FT-IR correlation spectroscopy indicated the sequence of HA structural change during coagulation with aluminum, with IR bands affected in the order of COOH COO-NH deformation of amide Ⅱ aliphatic hydroxyl C\OH at p H 5, and COO-aliphatic hydroxyl C\OH at p H 7. This study provides a promising pathway for analysis and insight into the priority of functional groups in the interaction between organic matters and metal coagulants.     

深圳降水中低分子量有机酸对降雨酸性的贡献

有机酸可能对降水酸性具有重要贡献,尤其是深圳处于亚热带地区太阳辐射强烈、光化学过程活跃,有利于有机酸的生成.对深圳市2004─2005年降雨中有机酸进行研究,结果表明:含量最高的有机酸依次为甲酸、乙二酸和乙酸,三者之和超过总有机酸浓度的98%;有机酸对阴离子总浓度的贡献约7%,对降水总自由酸度(TFA)的贡献约5%,上述各值均高于北京,深圳有机酸对降水的酸度有一定的贡献;深圳有机酸的湿沉降主要集中在夏季,此时酸性物质沉降量大,因此有必要减少夏季深圳有机酸的排放.      

硅藻土强化混凝去除铜绿微囊藻的影响因素研究

以原水中常见的铜绿微囊藻为研究对象,研究了联合硅藻土与聚合氯化铝(PAC)强化混凝去除铜绿微囊藻的效果.考察了PAC和硅藻土的投加量、溶液pH值、天然有机物腐植酸(HA)对藻和浊度去除的影响,并用zeta电位分析方法对混凝剂的静电中和能力进行表征.结果表明:硅藻土具有良好的助凝作用,投加其有助于改善絮体的沉降性能,提高铜绿微囊藻的混凝去除效果,PAC为6mg/L,pH值为7~8,硅藻土投加量为30mg/L时,叶绿素a(Chl-a)去除率可达96%,剩余浊度低于0.9NTU. HA存在会明显抑制铜绿微囊藻的混凝去除,当HA浓度大于1.0mg/L时, Chl-a去除率大幅度下降同时剩余浊度明显上升,硅藻土的投加可以在一定程度上缓解负面作用.