PACl-Al30絮凝剂研究现状和展望

具30个铝原子的Al30是继Al13之后新发现的一种高铝聚合形态,与Al13类似,具Keggin结构,也被认为是聚合氯化铝(PACl)中的新型优势混凝形态。文章从PACl发展的视角,对Al30形态的合成、鉴定以及混凝作用进行了综述,并就高Al30的合成、新型Al30复合硅絮凝剂的开发以及其表征和混凝机理研究等三个方面作出了有关展望。     

利用小角度激光光散射研究阳离子有机高分子絮凝剂的絮体粒径和絮体结构

利用小角度激光光散射在线监测技术研究了不同阳离子有机高分子絮凝剂对带负电荷的高岭土颗粒体系的絮凝动力学和絮体结构.对于高电荷密度的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),由于分子量低其初始絮凝反应速度较慢,最终形成的絮体也较小.絮凝过程中,其絮体结构发生重组和排列,分形维数从1.83升高到2.09,所形成的絮体密实.对于低电荷密度的2种阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),因其分子量大投药量高,絮凝反应速度较快;但其絮体的分形维数较小且在絮凝反应中基本保持不变,形成的絮体结构开放和松散.基于有机高分子对高岭土体系浊度和zeta电位的影响,结合絮凝动力学和絮体结构分析,结果表明,PDADMAC絮凝机理是电中和作用,而随着分子量的增加和电荷密度的降低,CPAM则主要通过吸附架桥作用产生絮凝.     

新型高效聚合铝的生产性试验研究

为进一步提高饮用水水质,通过系统研究筛选混凝剂及优化混凝过程来达到高效去除污染物,以提供经济合理的水处理工艺途径.结果表明:新型药剂具有显著提高出水水质的性能,改善了沉淀后水体颗粒物的粒度分布特征,提高了过滤效率.同时表现出明显优越的去除有机物能力,传统工艺TOC去除大约在9%～11%,而新型药剂则可以达到17%～20%.应用树脂分离分级对不同有机物表征的结果也得到进一步证实.原水的TTHMFP为20.98μg/L,而原有工艺为11.01μg/L,使用新药剂后仅为6.40μg/L.使用新药可以明显节约成本,具有显著的经济效益,同时降低生产工艺的复杂性.     

聚合铝在高温条件下的Al_(30)形态生成

Al30是新发现的有确切结构的由30个Al原子聚合组成的高聚铝,并被认为是一种混凝优势形态,然而有关高Al30含量絮凝剂生产技术参数非常缺乏,为明确有关影响,主要运用27Al NMR手段研究各类聚合铝(polyaluminum chloride,PAC)溶液在高温条件下的转化反应及转化后的形态,结果表明,高温条件下Al13转化生成了Al30,熟化的PAC比不熟化PAC有更高的转化率,高纯Al13的转化过程中发现有Al14,但掺入单体铝后Al14消失,PAC碱化度控制在2.0~2.4之间、Al13聚集体碱化度控制在2.6以下以及商业聚合铝的稀释和熟化处理等有利于Al13向Al30的转化。n(Si)/n(Al)=0.05时有最佳的Al30生成。     

变化环境下北江流域水文极值演变特征、成因及影响

选用8种概率分布函数,系统分析北江上游犁市和下游石角2站的水文极值流量。以极大似然法估计函数参数,采用K-S、A-D、ABS和AIC拟合优度方法选出变化环境前后最优分布函数。并对水文极值流量变化规律及其影响作了有益探讨。结果表明:1991年后流域下垫面植被减少是造成年最大流量显著上升的主要原因。犁市站极值流量厚尾分布拟合最好,石角站薄尾分布拟合最优,变化环境前后洪水频率最优分布线型基本一致,但流量增大造成分布参数改变已导致分布线型高水尾部特性变陡,相应设计流量偏大。用水文情势发生变化前估计的洪水重现期往往不能很好地描述变化后洪水频率特征。北江上游及时修建防洪水利工程对减轻中下游的防洪压力尤为重要。     

具有趋势变异的非一致性东江流域洪水序列频率计算研究

世界众多江河洪水序列形成的环境背景“一致性”已不复存在,传统极值流量分析的“极值理论”需修正。东江流域变化环境后,龙川和河源站年最大日流量序列M-K检验通过0.01 显著水平,呈下降趋势。采用时间变化矩模型对年最大日流量序列作非一致性处理,选择5 种分布线型、8 种趋势模型共40 种模型进行比较。结果表明,龙川站对数正态分布搭配CP趋势（均值和标准差相关且具有抛物线趋势）模型、河源站Gumbel分布搭配CP趋势模型拟合效果最优。水文情势变化后,传统洪水重现期概念应该被修正。基于传统频率分析方法得到的100 a 一遇洪水设计值,均表现出其重现期由水利工程建设前小于100 a 一遇变化到2000 年后的大于400 a 一遇,而非100 a 一遇。若仍采用传统方法计算,两站均会高估设计洪水量级。非一致性背景下,推荐考虑现状时间基点下的洪水设计值。     

复合聚硅铝三十絮凝剂的混凝性能研究

制备了一种新型的复合聚硅铝三十(PSiAl30)类絮凝剂,与常规聚合氯化铝PAC(以Al13为主)和Al30絮凝剂作对比,通过烧杯混凝实验,考察了其对腐殖酸-高岭土悬浊液的混凝效果。结果表明,复合硅的PSiAl30系列既有Al30的电中和能力,又起吸附架桥作用。PSiAl30絮凝剂对水体酸碱度影响小,可适用于低碱度水体。弱碱性范围内,硅/铝比为0.05的PSiAl30有最高的TOC去除率,最低的投药量,并能显著提高对非芳烃类的去除能力。     

元江-红河干流径流时序特性及突变分析

以元江干流主要控制性水文站蛮耗站在1956～2000年观测记录共45年的径流量序列数据为基础,运用Mann Kendall、有序聚类和累积距平等统计方法分析元江径流分布规律及其变化的基本特征。结果表明：实测径流年内分配不均,年际变化不大,年径流变差系数为0263。实测径流量序列存在明显的阶段性和缓慢上升趋势。对元江实测径流序列进行还原处理得到天然径流量,发现其与实测径流的差异不大,多年平均水资源耗水量仅占天然径流量的292%。年径流量和径流系数在1965年和1994年前后都发生两次增加突变;而年降水量与流域年蒸散发量没有发生突变。归一化植被植物变化表明元江干流植被覆盖在1993年左右被破坏较为严重。因此,得出径流变化趋势主要与降雨有关,两次突变主要受人类对下垫面改变的影响。     

混凝微界面过程研究与进展:AOM颗/粒物-IPF水-溶液相互作用的重要性

颗粒物微界面的物理化学过程在混凝工艺中起着十分重要的决定作用.有关界面过程化学的研究构成了混凝技术研究与发展的重要内容和理论基础.本文仅以颗粒物/AOM-IPF-水溶液的相互作用为例,从水体颗粒物的稳定性、高效纳米絮凝剂的研究、微界面形态与过程以及混凝作用机理等诸方面,对该领域的研究与进展加以系统介绍.     

负载铝铈污泥生物炭对模拟废水的强化除氟作用

以市政污泥为原料,通过热解、活化及共沉淀工艺制备了铝铈负载污泥生物炭复合材料(Al/CeCSBC),运用多种分析技术表征了材料形貌、比表面积及结构特征,通过模拟废水的批量吸附实验,考察了pH、初始氟离子质量浓度及吸附时间对Al/Ce-CSBC吸附氟性能的影响,最后探究了其除氟机制。结果表明,活化和改性均提高污泥生物炭的比表面积,其中Al/Ce-CSBC具有丰富的狭缝形介孔,比表面积为176.36 m²·g^-1,pH_PZC为9.5。负载于材料表面的无定形铝/铈氧化物是主要吸附组分,且发挥了双金属协同作用,在pH=4.0～9.0内其可保持较高的吸附容量。吸附动力学符合伪二级模型,吸附等温线符合Freundlich模型。最大吸附容量可达到41.74 mg·g^-1,显著优于其他常见生物炭材料。其吸附机理主要包括静电吸附、离子交换和表面络合。本文可为污泥的资源化利用提供重要的参考。