含溴水源水臭氧处理时溴酸盐的产生与控制

针对南方某含溴水库水(溴离子浓度15～38μg·L-1),利用连续运行实验装置研究了臭氧氧化时溴酸盐的产生条件,同时初步考察了后续生物活性炭(BAC)对溴酸盐的去除效果.研究结果表明,单独采用预臭氧方式时,在臭氧消耗量控制为2.0mg·L-1以内的条件下,溴酸离子浓度低于6 μg·L-1;而采用预臭氧与后臭氧联合处理时,在总臭氧消耗量为2.0mg·L-1的条件下,出现了溴酸离子超标(10μg·L-1)情况.长期运行结果表明,尽管新炭对溴酸离子没有去除效果,但系统连续运行3个月后,BAC上的微生物对溴酸盐具有一定的去除能力.     

含氮芳香化合物的厌氧生物降解研究回顾

回顾了硝基芳香化合物和偶氮化合物在厌氧条件下的生物脱毒、转化和矿化作用的研究成果。这些研究表明 ,由于硝基和偶氮基具有强烈的吸电子性 ,好氧条件下很难降解。但是 ,硝基和偶氮基芳香化合物在产甲烷菌群作用下较易还原脱毒 ,转化为相应的芳香胺类 ,其毒性要小几个数量级 ,因而有些毒性很高的芳香化合物废水可利用厌氧反应器处理 ,而且反应过程中发现一些芳香胺类化合物可被完全矿化 ,表明一些含氮芳香化合物可作为厌氧菌的碳源和能源 ,在厌氧条件下被完全生物降解。     

磁性高分子复合水凝胶的制备及其对水中铜离子的吸附性能

以海藻酸钠和聚乙烯醇为骨架负载磁性纳米Fe_3O_4颗粒合成了两种磁性高分子复合水凝胶材料:一种是以Ca~(2+)交联制备的磁性海藻酸钙单网络水凝胶(SAPFe),另一种是以海藻酸钙和聚乙烯醇经循环冷冻解冻制成的磁性双网络水凝胶(DAPFe).利用SEM、FTIR、BET对合成的材料进行表征,并研究了SAPFe和DAPFe对Cu~(2+)的吸附性能.结果表明,DAPFe比表面积达89.01 m~2·g~(-1),平均孔径为2.2 nm,DAPFe比SAPFe具有更低的含水率、更高的交联程度、更发达的孔隙结构和更高的比表面积.DAPFe对Cu~(2+)的最大吸附量可达207.01 mg·g~(-1),远大于SAPFe(173.01 mg·g~(-1)).SAPFe和DAPFe对Cu~(2+)的吸附等温线均符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级吸附动力学模型.通过分析SAPFe和DAPFe吸附Cu~(2+)前后官能团的变化,发现磁性高分子复合水凝胶具有丰富的羧基和羟基功能性官能团,并通过与Cu~(2+)产生螯合作用实现去除.     

不同pH和腐殖酸对饮用水中吲哚类嗅味物质的氧化效果影响研究

近年来饮用水嗅味事件频发,化学类嗅味问题已不容忽视.本研究以吲哚(Indole)和3-甲基吲哚(3-MI)两种化学类嗅味物质为研究对象,探究不同pH与腐殖酸(HA)浓度对NaClO和KMnO₄氧化效果的影响,并在实际水体中加以验证.结果表明,不同pH下(pH=5、7、9)NaClO均可高效氧化Indole和3-MI,去除率达95%以上,但pH=9时氧化速率明显降低;HA对NaClO氧化Indole和3-MI的效果有一定的抑制作用(<10%).KMnO₄对Indole的氧化去除效果不明显(<10%),而KMnO₄对3-MI的去除率却可达88.90%以上.不同pH对KMnO₄氧化Indole和3-MI影响不大,但HA可以明显提高KMnO₄对Indole和3-MI的去除率(>86%,>96%).实际水体的实验结果表明,虽然NaClO对Indole和3-MI的氧化效果较纯水体系中略有降低,但依然明显高于KMnO₄.当水体中Indole、3-...     

铜铁氧体法处理模拟染料废水

探讨了不同反应条件对铜铁氧体法(in situ copper ferrite process)处理亚甲基蓝、结晶紫、刚果红和酒石黄这4种不同模拟染料废水的效果,并以亚甲基蓝模拟染料废水为例,研究了铁氧体法处理染料废水的反应热力学和生成沉淀物的物理化学性质,提出了铜铁氧体法处理模拟染料废水的主要机制.结果表明,通过调节铜铁氧体法的反应条件对4种模拟染料废水均可取得良好的处理效果.在c(Cu2+)=0.01 mol·L-1,c(Fe2+)=0.025 mol·L-1,c(OH)/c(M)=1.7(投加的氢氧根离子与金属的摩尔比),T=40℃,t=60 min的条件下,铜铁氧体法对亚甲基蓝、酒石黄、结晶紫、刚果红这4种模拟染料废水的最大处理能力分别达到349.2、382.2、402.5、831.8 mg·g-1.铜铁氧体法处理模拟染料废水的机制主要是高活性的新生态Fe-Cu沉淀物对染料分子的高效吸附和在沉淀物聚集过程中的卷扫、包裹作用.沉淀物通过磁分离、分解提纯、高温煅烧可生成铜铁氧体晶体材料回收利用.     

以葡萄糖为共基质硝基酚厌氧生物降解性试验研究

在35℃中温厌氧条件下,以葡萄糖为共基质,采用间歇试验法,通过测定甲烷累积产量,研究了2-硝基酚、4-硝基酚、2,4-二硝基酚和2,6-二硝基酚的厌氧生物降解性,利用相对活性值来判断硝基酚对产甲烷菌的抑制程度.研究结果表明:2-硝基酚浓度小于24mg/L时,对产甲烷菌没有产生抑制作用;4-硝基酚浓度小于20mg/L时,对产甲烷菌没有产生抑制作用,浓度为24mg/L时产生轻度抑制;2,6-二硝基酚浓度小于12mg/L时未产生抑制作用,浓度为16mg/L～24mg/L时产生轻度抑制;2,4-二硝基酚浓度小于4mg/L时没有产生抑制作用,浓度为8mg/L～24mg/L时产生中度抑制.4种物质对产甲烷菌活性的抑制由小到大的排列顺序为:2-硝基酚＜4-硝基酚＜2,6-二硝基酚＜2,4-二硝基酚.     

均相表面扩散模型(HSDM)在活性炭吸附去除水中典型嗅味物质中的应用

水厂中投加粉末活性炭时,由于反应时间非常短,其吸附动力学行为的确定非常重要.利用均相表面扩散模型(HSDM)对粉末活性炭吸附水中2-甲基异莰醇(MIB)及土臭素(geosmin)时的动力学过程进行了模拟.结果表明,只要通过1组吸附动力学实验取得相应的数据,就可以利用均相表面扩散模型HSDM对不同投量下粉末活性炭的吸附动力学过程进行有效的预测,并结合原水中MIB或geosmin的初始浓度、需要处理达到的目标浓度以及粉末活性炭接触时间,确定粉末活性炭的投加量.     

上流式厌氧污泥床反应器处理3-硝基酚废水研究

利用实验室规模的UASB反应器,研究了颗粒污泥驯化前后的特性,3-硝基酚(3-NP)的降解效果和UASB处理3-NP废水的工艺参数.结果表明,驯化过程中颗粒污泥很快适应3-NP废水;扫描电镜观察显示,颗粒污泥表面丝状菌占优势.在3-NP废水厌氧降解性实验中,保持HRT和进水COD浓度不变,分别为26 h和2 500 mg/L左右,当3-NP浓度由20 mg/L逐渐提高到250 mg/L时,COD去除率由95.2%下降到85.1%;3-NP的去除率保持在99%以上;3-AP是3-NP降解过程中的主要中间产物,3-NP转化为3-AP的转化率由58.7%上升到111.9%;产气量变化较小,甲烷占总产气量百分数最小为65%,最大为74%.     

氨氮及H2O2对溴酸盐和消毒副产物控制的影响

本研究以南方某含溴水源为原水,利用饮用水常规工艺及臭氧-活性炭深度处理中试连续实验,评价臭氧氧化过程中溴酸盐生成情况,并考察了氨氮、过氧化氢(H_2O_2)对溴酸盐控制效果及对三卤甲烷生成势(THMFP)的去除影响.结果表明,在不同水质条件下,臭氧消耗量为1.0 mg·L~(-1)以上时,溴酸盐的生成量超过标准(10.00μg·L~(-1)).利用氨氮和H_2O_2投加均能有效控制溴酸盐生成量,且随投加量增大,溴酸盐生成量逐渐降低,氨氮投加0.10~0.30 mg·L~(-1)或m(H_2O_2)/m(O3)(质量比)为0.2~1.0时,能够将溴酸盐控制在标准以内.当氨氮-H_2O_2联合控制溴酸盐时,溴酸盐生成量随m(H_2O_2)/m(O3)先升高后降低.在利用氨氮和H_2O_2投加进行溴酸盐控制过程中,氨氮对THMFP的去除效率影响并不显著,而投加H_2O_2使得THMFP去除效能有所降低.     

气液两相脉冲放电等离子体去除水中的全氟辛酸

水中的全氟化合物具有很强的稳定性,常规方法难以去除.本文以全氟辛酸(PFOA)为目标,考察了一种基于液滴喷雾的气液两相脉冲放电等离子体反应器对PFOA去除的影响因素与去除效率,并探讨了去除机理.发现PFOA起始浓度为1.5μg·L~(-1),等离子体反应器脉冲频率为1000 pps,电压为25 kV时PFOA的2 h去除率达40.5%.通过比较不同仪器参数下的去除效率发现,在相对低脉冲频率、低电压条件下PFOA去除效率更高,其表征去除效率的k/PD值达0.259 L·min~(-1)·W~(-1)(k为去除速率常数,PD=输入功率/处理体积),高于同样浓度水平下已报道的层流发泡等离子体反应器最大k/PD值(0.025 L·min~(-1)·W~(-1)),表明液滴喷雾反应器具有低能耗的特点.在等离子体处理过程中检测到多种短链全氟羧酸(碳原子数为4—7)和氟离子的生成,2 h后产生的短链物质总和占初始PFOA的10%左右,表明PFOA的碳链在等离子体处理时发生断裂.加入电子抑制剂NaNO_3后PFOA的去除明显被抑制,表明自由电子在初级反应过程中起较大作用.本研究对于水中PFOA的有效去除提供了一种有应用前景的技术选择.