混凝工艺去除重金属-腐殖酸有效性研究

考查了混凝剂对腐殖酸(HA)和重金属镉的络合体的去除效果。通过与混凝剂分别对腐殖酸和镉的单一去除比较发现:混凝剂对络合体的去除提高了HA和镉的去除率。通过调节不同环境因素发现:增加混凝剂用量,HA的去除率会在达到峰值后不再增加,而镉的去除率会在达到峰值后有所下降;提高p H值会加快HA的去除达到峰值且提高镉的去除率;腐殖酸溶液初始浓度越高,腐殖酸和镉的最终去除率越高;离子强度越高,HA和镉的最终去除率越低。     

Effect of AlCl3 concentration on nanoparticle removal by coagulation

In recent years, engineered nanoparticles, as a new group of contaminants emerging in natural water, have been given more attention. In order to understand the behavior of nanoparticles in the conventional water treatment process, three kinds of nanoparticle suspensions, namely multi-walled carbon nanotube-humic acid (MWCNT-HA), multi-walled carbon nanotube-N,N-dimethylformamide (MWCNT-DMF) and nanoTiO₂-humic acid (TiO₂-HA) were employed to investigate their coagulation removal efficiencies with varying aluminum chloride (AlCl₃) concentrations. Results showed that nanoparticle removal rate curves had a reverse “U” shape with increasing concentration of aluminum ion (Al^3 +). More than 90% of nanoparticles could be effectively removed by an appropriate Al^3 + concentration. At higher Al^3 + concentration, nanoparticles would be restabilized. The hydrodynamic particle size of nanoparticles was found to be the crucial factor influencing the effective concentration range (ECR) of Al^3 + for nanoparticle removal. The ECR of Al^3 + followed the order MWCNT-DMF > MWCNT-HA > TiO₂-HA, which is the reverse of the nanoparticle size trend. At a given concentration, smaller nanoparticles carry more surface charges, and thus consume more coagulants for neutralization. Therefore, over-saturation occurred at relatively higher Al^3 + concentration and a wider ECR was obtained. The ECR became broader with increasing pH because of the smaller hydrodynamic particle size of nanoparticles at higher pH values. A high ionic strength of NaCl can also widen the ECR due to its strong potential to compress the electric double layer. It was concluded that it is important to adjust the dose of Al^3 + in the ECR for nanoparticle removal in water treatment.     

混凝-超滤处理径流雨水效果——以华南地区为例

采用超滤膜(UF)为核心,以混凝作为预处理措施,对混凝-超滤工艺处理径流雨水的特性和膜通量变化与污染现象进行了研究,并对聚合硫酸铁(PFS)单独混凝、UF、PFS-UF组合工艺进行了对比;在优化混凝基础上,考察了混凝-UF对常规水质指标及总磷、生物可同化有机碳(AOC)、可生物降解溶解性有机碳(BDOC)等生物稳定性指标的去除效果.结果表明,混凝可有效去除TOC、UV254和总磷,混凝剂投加量与污染物去除近似呈线性关系.各混凝剂除浊效能均良好.综合考虑混凝处理效率与经济性,实验采用混凝方案为10 mg·L-1的PFS.PFS、UF、PFS-UF工艺除浊率均在95%以上,PFS和UF对TOC和UV254的去除较为接近,采用PFS-UF可提高去除率13%—15%;PFS-UF处理后雨水的AOC、BDOC分别降低至61.8μg·L-1、0.19 mg·L-1,残余总磷可降至3.8μg·L-1,雨水生物稳定性明显提高.PFS、UF和PFS-UF对颗粒物的去除率分别达80.5%、99.6%和99.9%.膜通量的变化和SEM图分析表明,混凝在一定程度上减轻了UF膜污染;形成的凝胶层具有一定整体强度,水力清洗时易于清除,膜通量恢复较好;但同时凝胶层的产生也增大了透膜阻力,PFS-UF工艺的周期内膜通量衰减有增加的趋势.     

紫外辐射对小分子有机酸化学凝聚性作用途径探讨

通过烧杯实验系统考察了紫外辐射对脂肪羧酸类和酚酸类小分子有机酸的化学凝聚性的作用途径.结果表明,溶液pH对柠檬酸、草酸、酒石酸和丁二酸等脂肪羧酸类有机物的混凝性能影响较小.紫外辐射处理后,脂肪羧酸类小分子有机物的混凝去除率均高于未经紫外辐射处理的水样.进一步研究表明,紫外辐射过程中发生了光化学反应,使得脂肪羧酸的表面负电性降低,进而提高了其化学凝聚性.与脂肪类小分子有机酸不同,苯酚、水杨酸和苯甲酸的化学凝聚性较差,且受紫外辐射过程的影响小.单宁酸的混凝性能较好,pH=6时的去除率最高可达90%以上,这可能与其分子中脂肪酸碳链结构的存在以及单宁酸分子较大,易与PACl的水解产物发生吸附电中和反应有关.     

压力强化混凝除藻工艺中藻毒素安全性研究

为了研究预压力强化混凝沉淀蓝藻水处理工艺中,外加压力是否会引起藻细胞破裂,导致细胞内藻毒素泄漏到水体中,影响供水安全,实验对比研究了预压力和预氧化含藻水后藻毒素浓度的变化,以及预压力混凝沉淀和预氧化混凝沉淀除藻工艺中藻毒素浓度的变化和藻类去除效果.结果表明,含藻水经0.4~0.8 MPa压力加压后,水中藻毒素浓度没有增加,而次氯酸钠预氧化后水中藻毒素浓度大幅度增加.在0.5~0.8 MPa压力范围内,加压后混凝沉淀取得了较好的除藻除浊效果,蓝藻去除率达到90%~93.5%,浊度1.23~1.95 NTU,而次氯酸钠预氧化混凝沉淀后,蓝藻去除率56.2%~78.8%,浊度8.01~10.7 NTU,说明压力强化混凝沉淀除藻工艺是安全有效的.     

絮凝-微纳气泡法处理采油废水

对采自胜利油田的采油废水,分别进行了聚硅硫酸铁(PFSS)絮凝法、微纳气泡法和絮凝-微纳气泡联合法处理,考察了处理过程对采油废水水质和所配制聚合物(部分水解聚丙烯酰胺)溶液粘度的影响。结果表明,均可有效降低废水的矿化度、油含量和悬浮物含量,明显提高用其配制的聚合物溶液的粘度;联合处理效果明显高于单独采用絮凝或微纳气泡处理的效果。所处理后的废水可有望代替淡水用于油田现场配制聚合物驱油体系,在消除油田污水环境污染的同时,可节约淡水资源。     

强化混凝工艺深度处理给水厂排泥废水

水厂废水的综合处理与回用是我国供水行业的新趋势和节水目标所在,采用强化混凝技术进行水厂排泥废水的深度处理。通过混凝剂筛选实验和有机物表征确定最佳混凝剂为高效聚合铝(HPAC),适宜投加量为650 mg/L。当混凝剂HPAC投加量为650 mg/L时,对COD、TOC、浊度和色度的去除率分别为82.5%、89.8%、95%和92.5%,相应的出水值分别为58 mg/L、8.46 mg/L、2.35 NTU、13度,COD满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的要求(COD≤100 mg/L),同时实验结果显示聚合氯化铝(PAC)、HPAC、三氯化铁(FeCl3)主要去除分子量处于>1 300 Da范围的有机物,对分子量处于744～1 300 Da之间的有机物去除有限。     

清浊分流条件下的混凝-臭氧处理棉针织印染清废水

根据污染源头控制和废水回用的要求,对典型棉针织染整厂的不同生产过程废水排水水质特征进行了统计分析,提出了较实用的废水源头清浊分流方案。在此基础上重点研究了混凝-臭氧组合工艺对清废水处理效果,确定了最优的工艺条件。结果表明,清废水主要为洗水,占废水总量的25%～30%;混凝-臭氧组合工艺的最优工艺条件为：pH为6～9,PAC投加量为48 mg/L,PAM投加量为1.0 mg/L,臭氧接触时间为12 min（臭氧浓度为14.5 mg/L）,这时,清废水COD、色度去除率分别为71%和98%,实践证明,出水水质完全能够满足染整生产。     

混凝法处理表面活性剂废水的水力影响

以含1 mg/L十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的20 NTU高岭土悬浊液为研究对象,投加聚合铝PAC进行强化混凝实验,探讨了水力条件对含SDBS废水处理效果及其混凝形态学特性的影响。结果表明,偏碱性条件有利于浊度去除,而偏酸性条件下SDBS去除率较高;在试验确定的最佳工艺条件下,处理后废水余浊低,表面活性剂去除率较高,絮体大而密实,不易破碎,分维值较高;助凝剂纳米SiO2能进一步改善最优水力条件下PAC的强化混凝效果。     

混凝剂品种对混凝-超滤联合工艺膜污染的影响

本实验以工业化学合成聚合硫酸铁混凝剂和自制生物聚合硫酸铁为例,考察了铁系混凝剂品种对地表水浊度、TOC和UV254的去除效果,混凝剂品种对混凝-超滤联合工艺处理地表水过程中超滤膜污染的影响。混凝实验结果表明,在10 mg/L(以Fe3+计)最佳投加量下,两类混凝剂对浊度、TOC和UV254的去除率基本相同。超滤膜污染实验结果表明,生物聚合铁预处理水样通量衰减速度略大于化学聚合铁预处理水样;膜污染阻力分析结果显示,随着循环次数的增加,工业化学合成聚合铁预处理水样造成的不可逆污染阻力逐渐增加,而生物聚合铁预处理水样造成的不可逆污染阻力却略有下降;膜污染机理分析表明,2组过滤过程的膜污染类型基本相似,由最初的膜孔堵塞过渡到最终的滤饼层污染。SEM分析表明,生物聚合铁预处理水样的膜污染较为严重。