聚合氯化铝镁钛的制备及结构表征

为提高铝基复合混凝剂的混凝效果,以AlCl₃、MgCl₂、TiCl₄为原料,通过共聚反应制备出无机复合高分子混凝剂PCAMT（聚合氯化铝镁钛）,并探究其混凝机理.采用Ferron（高铁试剂）逐时络合比色法、红外光谱、X-射线衍射谱图、扫描电镜与能谱分析（SEM-EDS）、Zeta电位对产物的Al形态、结构形貌、组成及混凝机理进行分析.结果表明:①采用单因素试验法获得最佳合成条件,即反应温度为60 ℃,Mg/Al（摩尔比,下同）为0.5,Ti/Al（摩尔比,下同）为0.5,OH/（Al+Mg+Ti）（摩尔比,下同）为0.6.②形态分析表明,反应温度、Mg/Al、Ti/Al,OH/（Al+Mg+Ti）对Al的形态分布均存在影响.随着反应温度的升高,n（Ala）（Ala在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数,下同）先减后增,n（Alb）（Alb在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数,下同）先增后减,n（Alc）（Alc在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数,下同）逐渐减小;随着Mg/Al的增大,n（Ala）先减后增,n（Alb）、n（Alc）为先增后减的趋势;随着Ti/Al的增大,n（Ala）逐渐增加,n（Alb）逐渐减少,n（Alc）先增后减;随着OH/（Al+Mg+Ti）的增大,n（Ala）逐渐减少,n（Alb）、n（Alc）逐渐增加.③通过红外光谱、X-射线衍射,确定了PCAMT的结构组成,表明PCAMT是一种—OH桥联的铝镁钛复杂无定型聚合物,含有Al—OH—Mg与Ti—O—Ti新基团以及形成了Mg_1.5Ti_1.25O₄、Mg_1.2Ti_1.8O₅、Al₃Ti₅O₂等共聚物.④扫描电镜与能谱结果表明,PCAMT呈紧凑的空间立体网状形貌结构,利于发挥吸附架桥、网捕卷扫作用.⑤由PCAMT投加量对Zeta电位的影响分析可知,低投药量的混凝过程中起主导作用的是电中和作用,高投药量PCAMT处理原水的混凝机制以吸附架桥和网捕卷扫作用为主.研究显示,AlCl₃、MgCl₂和TiCl₄通过共聚反应,可生成具有更高聚合度的无定型共聚物PCAMT,利于电中和、吸附架桥和网捕卷扫,具有较好的混凝效果.      

新型重金属絮凝剂巯基乙酰化磺甲基聚丙烯酰胺除铜除浊性能研究

以聚丙烯酰胺、甲醛、亚硫酸氢钠、氢氧化钠、巯基乙酸为原料,通过化学方法制备出一种新型高分子重金属絮凝剂—巯基乙酰化磺甲基聚丙烯酰胺(MASPAM).采用含Cu(Ⅱ)、含浊水样及其混合水样为处理对象,研究了不同Cu(Ⅱ)初始浓度、原浊、pH值等条件下MASPAM对Cu(Ⅱ)和浊度的去除性能.结果表明,MASPAM对水样中的Cu(Ⅱ)和浊度均具有一定的去除效果.对于单一体系,Cu(Ⅱ)初始浓度为25mg·L-1、pH值为6.0时,Cu(Ⅱ)的最高去除率为94.7%;原浊为230 NTU、pH值为6.0时,浊度的最高去除率为88.9%.对于含Cu(Ⅱ)、含浊混合体系,Cu(Ⅱ)、浊度的去除效果相比单一体系均明显提高,最高去除率分别为98.7%、99.8%,表现出显著的协同效应.     

高锰酸钾与氯胺联合预氧化强化低温低浊水处理

为了探讨对低温、低浊水更为有效的预氧化技术,通过小试考察了高锰酸钾与氯胺联合预氧化工艺在助凝、助滤、去除有机物及减少氯化消毒副产物方面的效能.结果表明:与单独氯胺预氧化工艺相比,高锰酸钾与氯胺联合预氧化具有明显的强化助凝和助滤作用,在最佳质量浓度时,可使沉后及滤后水浊度去除率分别达到94%和98%以上;并具有明显地降低沉后有机污染指标的效能,使沉后水中UV254和CODMn指标分别降低23%和32%;还能够有效地控制THMs的生成,KMnO4质量浓度为2 mg/L时,THMs去除率达85.2%,同时还可去除CHBr2Cl、CHBr3两种副产物.因此高锰酸钾与氯胺联合预氧化是一种对低温低浊水十分有效的水处理技术.     

常规洗井和取样法存在问题及新方法介绍

通过分析国内外研究,阐述了常规洗井和取样(以潜水泵洗井,提桶或贝勒管取样为例)过程的一些弊端,并介绍了一种国内文献中未见的方法—低流速法。该法所采得的样品在代表性方面优势更加明显,获得的数据更加准确。     

水源浊度与常规水处理工艺关联预警研究

对以西江为水源的某水厂及其各处理工艺单元出水浊度进行为期1年的现场监测研究,发现原水浊度在夏秋高温季节变化较剧烈,水厂常规处理工艺对浊度的平均去除率约为98.83%,其中混凝沉淀阶段是浊度去除的主要单元,而消毒(清水池)过程对浊度的去除率不太稳定,需加强管理。在分析各工艺单元除浊效率的基础上,提出了原水浊度预警水平,建立了原水浊度与常规水处理工艺相关联的预警机制,有助于水厂根据原水水质情况及时调整工艺参数或处理措施,以保障城镇供水安全。     

碱度和浊度对混凝去除磺胺甲唑与土霉素的影响

为研究不同碱度和浊度下抗生素SMZ(磺胺甲唑)和OTC(土霉素)的混凝去除特征,选择PAC(聚合氯化铝)为混凝剂,并分别以碳酸氢钠、高岭土调节碱度〔以ρ(CaCO₃)计〕和浊度进行混凝模拟试验. 结果表明:当浊度为10 NTU时,SMZ和OTC的混凝去除率随着c(PAC)(以Al3+计)的增加而增加;在碱度为100 mg/L、c(PAC)为0.35×10-3 mol/L时,浊度对抗生素的去除有一定的影响但不显著,对SMZ去除的影响大于OTC. c(PAC)为0 mol/L时,高岭土对目标抗生素的吸附去除率较低,表明对抗生素去除起主要作用的是PAC. 碱度对SMZ和OTC的混凝去除率影响显著,这种影响是通过同时影响PAC的水解产物形态和抗生素总电荷而发挥作用的. 碱度为0 mg/L时,SMZ与OTC的混凝去除率分别为6.79%、-3.42%;碱度为25、100 mg/L时,SMZ与OTC的混凝去除率明显增加,并且当c(PAC)<0.3×10-3 mol/L时,低碱度(25 mg/L)下抗生素的混凝去除率优于高碱度(100 mg/L),而当c(PAC)>0.3×10-3 mol/L时则相反. 研究显示,碱度和浊度对混凝去除抗生素均有明显影响,但碱度对混凝去除抗生素的影响大于浊度.      

微波－混凝法处理滇池高藻原水的实验研究

实验采用微波－混凝法处理滇池高藻原水,考察了混凝剂聚合氯化铝（PAC）投加量、进水pH值、微波功率及辐照时间对除藻去浊效果的影响,并与单一混凝的处理效果进行了对比。结果表明：在PAC投加量为80mg／L、进水pH值为8—9、微波功率为600W、辐照时间为1．5min的条件下除藻去浊效果最佳,除藻率达94．4％,剩余浊度可从89NTU降到3NTU左右;微波－混凝法对滇池高藻原水的处理效果明显优于单一混凝,同时可降低混凝剂用量,具有良好的强化混凝效果。     

三波段积分浑浊度仪的检测和校准

在兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)长期观测运行的基础上,针对测量气溶胶散射特性的三波段积分浑浊度仪(TSI3563)的校准和检测问题进行了探讨.讨论了TSI浊度仪检测和校准气体的选择,零气主要使用经高效微粒空气过滤器过滤的干净空气,标准气体主要使用CO2;总结出浊度仪零气检测和标准气体检测的理论依据,每天零气检测时,散射系数的变化范围为 ,平均值范围为 ,当超出这个范围就需要进行零点设定,每3~5d进行标准气体检测时,散射系数的平均值和理论计算值的误差超出 的范围,就需要进行全校准;最后介绍了零气校准和全校准的方法.     

沉水植被降低水体浊度的机理研究

水体浊度的变化影响着水生态系统的健康,而沉水植被对降低水体浊度具有显著效果. 为明确沉水植物对泥沙的作用机理,以苦草为试验用草,开展室内水槽试验. 结果表明,苦草斑块降低了水流的输沙能力,根据试验资料估算,斑块区水流的输沙能力仅约为无草时的10%. 利用象限分析法分析了实测的紊动流场,解释了植物对泥沙作用的物理过程. 在苦草斑块区,植物冠顶以下区域(相对高度小于1.00)为下扫流态,紊动漩涡形成的下扫流将泥沙带入水底,而近底层的喷射流抵消了下扫流的能量,抑制下扫流对泥沙的冲击起动,并使下扫流挟带的泥沙顺利淤积;在植物冠顶以上区域除高密度(172株/m2)工况为下扫流态外,中、低密度(86、43株/m2)工况均为喷射流态,不利于泥沙沉降. 由于泥沙主要存在于下层水体,因此沉水植被有利于减小水体浊度.      

长江口及其邻近海域悬浮物浓度和浊度的对应关系

长江三峡工程一期蓄水自2003年6月1日开始,到6月10日结束,为了研究长江三峡工程蓄水对长江口环境的影响,在2003年6月15日至6月24日期间组织了长江口及其邻近海域环境的综合调查．根据该次调查所取得的悬浮体浓度和浊度的实测资料,探讨了不同水体中两可能存在的相关性,以期达到根据易得的浊度数据获得更多悬浮体浓度分布规律的目的．同时,分析了两关系的主要影响因素和关系式的适用范围．结果表明：长江口及其邻近海域不同水体悬浮体浓度和浊度之间均存在有较好的相关性,即浓度和浊度之间存在对数线性关系。