聚铝及其加载粘土矿物高效絮凝沉降铜绿微囊藻的研究

考察了4种聚铝絮凝剂絮凝沉降铜绿微囊藻的效果，发现编号为HPACS02的聚铝絮凝剂除藻效果最好，并进一步研究得知HPACS02在pH7．5时絮凝除藻的效率最高。在采用HPACS02作为絮凝剂时，如果少量投加滑石、海泡石或高岭土等粘土矿物会对铜绿微囊藻的絮凝沉降产生增效作用，其中滑石的助凝效果最好。     

壳聚糖改性红壤去除铜绿微囊藻

研究了聚合氯化铝铁和壳聚糖改性对高岭土、海泡石和红壤去除水中铜绿微囊藻效果的影响。结果表明,壳聚糖改性的红壤对铜绿微囊藻的去除效果最好,其生成絮体密实度大,抗扰动能力强。当改性红壤的投加量为50 mg/L时,叶绿素a和铜绿微囊藻去除率分别达到98.0%、95.1%。该絮凝剂适应性好,在pH为3.0~6.0的范围内对铜绿微囊藻均可取得很好的去除效果,对叶绿素a和浊度的去除率可达90%以上。壳聚糖通过包裹红壤颗粒,借助壳聚糖的粘结架桥和电中和能力,大幅度提高了红壤的絮凝性能。该絮凝剂处理富藻水,具有絮凝效果明显、絮体密实度大、投加量少、绿色环保、经济等优点,在工程上具有较大的实用价值。     

天然橄榄石对水体铜绿微囊藻的去除效果

为开发安全、高效、廉价的水华控制技术,选择铝土矿、磷铁矿、黄铁矿、铬铁矿及橄榄石等10种天然矿物材料,以水体铜绿微囊藻为研究对象,通过跟踪测定其叶绿素a的变化,研究了天然矿物对水体铜绿微囊藻去除特性,并探讨了天然橄榄石去除铜绿微囊藻的影响因素及去除机理。结果表明:相同条件下天然橄榄石具有最高的除藻能力;矿物用量及藻密度对橄榄石除藻过程影响最大,其次为pH及水温,光强影响最小;当橄榄石浓度为1.5 g·L-1,藻密度1.7×106 cells·mL-1、水温15℃、反应介质为弱酸性或中性(pH 5～7)时,吸附1 h后,叶绿素a去除率高于96%。进一步分析可知,天然橄榄石主要通过静电作用对铜绿微囊藻进行吸附,进而使藻细胞絮凝沉降,部分藻细胞破裂分解,同时天然橄榄石在反应过程中吸附培养基中的营养盐,造成藻细胞营养缺少,从而对藻细胞的生长造成一定的抑制作用。     

壳聚糖-纳米金属絮凝剂絮凝沉降水华蓝藻研究

研究了壳聚糖与纳米钛、纳米铁或妫水湖沉积物絮凝剂絮凝沉降水华蓝藻的效果。结果表明:在壳聚糖浓度为3 mg/L情况下,与妫水湖沉积物和纳米钛相比,纳米铁絮凝沉降蓝藻细胞的效果最好,在10 min内可以絮凝沉降79.5%以上的水华蓝藻细胞。进一步研究显示,在pH值为5~9的范围内,随着pH值的降低,絮凝沉降藻细胞的效率逐渐提高,pH值为5时10 min内可以絮凝去除89.6%以上的水华蓝藻细胞,具有重要的研究价值与应用价值。     

湿法净化黑烟中添加剂对炭黑沉降性能的影响

湿法净化黑烟中炭黑颗粒物的关键在于降低吸收液的表面张力并以高性能絮凝剂使其从溶液中絮凝、沉降以利于分离。选用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为主要表面活性剂,使之与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)进行复配实验,研究了复配液的表面张力,再向最低表面张力的复配表面活性剂溶液中投加絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM),探讨絮凝剂的添加对黑烟颗粒沉降和絮凝的影响.实验结果表明:同时添加表面活性剂CTAB,SDBS和PAC,并使之浓度分别为0.5 mmol/L,0.4 mmol/L和200 mg/L时,炭黑颗粒的沉降效果最好,沉降率高达94%,且絮凝体较大,沉降时间仅为2 min。     

纳米四氧化三铁作为助凝剂去除水中藻类

在实验室内对使用纳米四氧化三铁(Fe_3O_4)和纳米γ-三氧化二铁(γ-Fe_2O_3)作为聚合氯化铝(PACl)的助凝剂去除水体中铜绿微囊藻的效果进行了研究。结果表明,以纳米Fe_3O_4或纳米γ-Fe_2O_3为助凝剂,能够降低PACl的投加量,提高沉降速率,进而缩短沉降时间,且对铜绿微囊藻的去除效果明显优于单独使用PACl。在藻浓度为106个/m L的条件下,为了达到相同的除藻效果,单独使用PACl的投量要比同时投加纳米Fe_3O_4或纳米γ-Fe_2O_3时多出1倍左右;在不加磁场条件下,要达到同样的处理效果,用纳米Fe_3O_4或纳米γ-Fe_2O_3做助凝剂比单独投加PACl节约一半以上的时间;而在加磁场的条件下,用纳米Fe_3O_4或纳米γ-Fe_2O_3做助凝剂甚至只需要10 min就能达到比单独投加PACl沉降60 min更高的处理效率。该方法对不同浓度级的铜绿微囊藻都有较好的去除效果,具有一定的实际应用价值。     

溶藻放线菌改性制剂对铜绿微囊藻的控藻能力研究

采用喷雾干燥法制备了一种溶藻放线菌粉剂,此粉剂按1∶10 000的质量比投加4 d后对铜绿微囊藻的溶藻效率可达90%,该粉剂经过壳聚糖改性处理后,在1∶20 000的质量投加比下,0.5 h即可絮凝去除90%的藻细胞,4 d后的溶藻效率仍可达80%。由于既能快速絮凝除藻,又能长效溶藻,使得改性溶藻放线菌粉剂具有更为广阔的应用前景。     

四羟甲基硫酸鏻去除铜绿微囊藻效果及其机制研究

研究了四羟甲基硫酸鏻对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的去除效果及机制.结果表明,四羟甲基硫酸鏻半效应浓度(EC50)与藻细胞数目呈正相关,线性方程为:Y=0.628 2X+0.956 4,R2=0.997 3(其中Y为EC50,mg/L;X为处理48 h后铜绿微囊藻细胞数目,106个/mL).11.0 mg/L四羟甲基硫酸鏻处理铜绿微囊藻36 h后,藻细胞可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)较对照组分别提高10.47%、11.31%、140.98%,四羟甲基硫酸鏻能够显著破坏藻细胞膜通透性,提高酯酶活性.四羟甲基硫酸鏻通过破坏藻细胞膜,造成膜脂过氧化,干扰藻体正常代谢而除藻.     

曝气对遮光条件下藻类消亡的影响

以斜生栅藻和铜绿微囊藻为材料,分析低光照度范围内藻类光合作用特性和呼吸速率,研究曝气对遮光条件下藻类消亡过程的影响.结果表明,(25±1) ℃时斜生栅藻和铜绿微囊藻的光补偿点分别为600、720 lx,呼吸速率分别为89、57 μmol/(mg*h);光照度低于光补偿点,藻类内源呼吸导致水体DO浓度降低;单纯遮光(光照度为0 lx)处理7 d,斜生栅藻和铜绿微囊藻生物量去除率(以OD650计)分别为17.2%和39.1%;增加曝气措施后,斜生栅藻和铜绿微囊藻去除率分别上升到71.3%和92.0%,曝气能有效促进藻类消亡.实验数据拟合结果证明,藻细胞消亡符合藻细胞内源呼吸-衰减模型.     

AgBiO3对铜绿微囊藻生长的致毒效应

研究了AgBiO3对铜绿微囊藻生长的致毒效应.结果表明,培养液中Ag 的胁迫使铜绿微囊藻的生长繁殖受到明显抑制;由于铜绿微囊藻自身的防御机制,在受到胁迫时其细胞密度随着Ag 浓度的升高呈不对称"V"形变化;在一定铜绿微囊藻密度范围内,Ag 96h半数有效浓度(96h-EC50(y))和投加AgBiO3时初始藻细胞密度(x)之间存在线性关系:y=0.049 7x-0.051 1;在投加Ag 24h后,培养液上清液中Ag 浓度低于<生活饮用水卫生标准>(GB5749-2006)限值.因此,可以利用AgBiO3对铜绿微囊藻生长的致毒效应,将投加银系杀藻剂作为铜绿微囊藻水华控制措施之一.     

絮凝形态学研究及进展

从水体中原始颗粒、絮凝剂和絮体 3个方面综述了絮凝形态学的研究进展 ,尤其是分形理论在絮凝理论与工程中的应用。絮体是具有自相似或自仿射和标度不变的分形结构 ,其分形维数是描述絮凝过程的重要因素。絮体分形结构导致了絮体碰撞的作用半径、有效密度等变化 ,从而对颗粒物分离过程有重要的影响。     

Influence of trivalent electrolytes on the humic colloid-borne transport of contaminant metals: competition and flocculation effects

With the objective to assess the relevance of competitive effects in respect of the humic colloid-borne migration of actinides in case of release, the influence of Al(III) on humate complexation of La(III) as an analogue of trivalent actinides was investigated for various humic materials by using 140La as a radioactive tracer, allowing measurements in very dilute systems to simulate realistic settings. Generally, competition by aluminium is not detectable unless the metal-loading capacity of the humic colloids is nearly exhausted. For average contents of organic carbon, a threshold value of 10(-6) M Al(III) can be specified. The metal exchange turned out to be kinetically hindered. Effects on co-adsorption of La(III) and humic acid were found to be less important. Immobilization by the concomitantly induced flocculation process outweighs the role of displacement effects. Comparative studies on complexation and flocculation of humic acid with Al(III), Ga(III), In(III), Sc(III), Y(III), and La(III) were undertaken in order to evaluate the influence of specific properties apart from ion charge and to characterize the mechanism of flocculation. In spite of considerable variations in the binding affinities among these metals, it can be inferred that the possibility of significant competitive effects in natural aquatic systems is confined to Al(III). Complex stabilities and flocculation efficiencies proved to be interrelated. Precipitation is thus attributed to homocoagulation of humic colloids induced by charge compensation, which is further supported by flocculation experiments with Al(III) depending on pH, ionic strength, and humic acid concentration.     

Influence of chitosan characteristics and environmental conditions on flocculation of anaerobic sludge.

The effects of chitosan characteristics (i.e., degree of deacetylation [DD] and molecular weight) and environmental conditions (i.e., ionic strength and pH) on the flocculation of anaerobic sludge were investigated. The results showed that chitosan enhanced the flocculation of sludge, and the flocculation efficiency depended on both the degree of deacetylation and molecular weight. Chitosan with 85%DD was more effective than that with 70%DD, as the former required a lower dose to obtain 90% flocculation at all studied pH values. In addition, low molecular weight chitosan enhanced the flocculation better than high molecular weight chitosan. The increase in ionic strength (up to 0.1 M) of the suspension helped reduce restabilization that occurred when chitosan was overdosed. In general, chitosan has potential to be used as an effective cationic bioflocculant, which is able to function either in acidic or neutral conditions, and very small amounts of chitosan (less than 4 mg/g dried sludge) are required.     

D/UL作为絮凝控制指标的研究

借助反应器分散模型,把絮凝池内水流状况和絮凝效果与D/UL联系在一起,提出D/UL可以作为絮凝控制指标。经过小试和中试,对比分析其他絮凝控制指标,结果表明,D/UL能反映絮凝池内部比如死角、短路等状况,可以作为衡量和比较絮凝工艺是否合理的指标;絮凝池适宜的D/UL值在0.06～0.08之间,最佳值在0.07左右,其混合阶段的值一般在0.20～0.30之间。D/UL具有准确、易操作的特点,为絮凝池的设计和运行提供了新的依据。     

Removal of cyanobacterial blooms in Taihu Lake using local soils. I. Equilibrium and kinetic screening on the flocculation of Microcystis aeruginosa using commercially available clays and minerals

Algal removal abilities of 26 clays/minerals were classified into three categories according to the 8-h equilibrium removal efficiency (Q8h) and removal rate at a clay loading of 0.7 g/L. Type I clays (sepiolite, talc, ferric oxide, and kaolinite) had a Q8h > 90%, a t50 (time needed to remove 50% of the algae) < 15 min, and a t80 < 2.5 h. Type II clays (6 clays) had a Q8h 50-90%, a t50 < 2.5 h, and a t80 > 2.5 h. Type III clays (14 clays) with Q8h < 50%, t50 > 8 h and t80 > 14 h had no practical value in removal of algal blooms. When the clay loading was reduced to 0.2 g/L, Q8h for all the 25 materials decreased to below 60%, except for sepiolite whose Q8h remained about 97%. The high efficiency for sepiolite to flocculate M. aeruginosa cells in freshwaters was due to the mechanism of netting and bridging effect.     

基于新型絮凝剂和专用絮凝反应器的垃圾渗滤液处理中试研究

针对实验室所得垃圾渗滤液专用铁镁铝复合絮凝剂配方进行了批量扩大化生产,设计开发了中试专用絮凝反应设备,在垃圾填埋现场进行了絮凝中试实验。研究结果表明,最佳搅拌速度为170 r/min,最佳投药量为20%,COD去除率大于50%,BOD去除率大于30%,渗滤液可生化性由0.4提高到0.65,色度去除率约70%～80%,重金属去除率大于80%,优于同类常规市售絮凝剂聚铁、聚铝、聚铝铁;垃圾渗滤液处理专用絮凝反应器能满足设计开发要求,具有处理效果好、结构紧凑、多功能、自动化程度高、方便移动适于现场实验等特点;为适应渗滤液絮凝反应剧烈、产生大量泡沫、影响固液分离效果的特点,专用絮凝反应器固液分离部分的细部尺寸应进一步优化调整。     

气动絮凝强化处理城镇污染河水

为减轻水体污染,缓解环境压力,对典型城镇污染河水进行气动絮凝实验研究。在设定的实验条件下,以某大学中水站格栅后生活污水稀释配制的水样来模拟典型城镇污染河水并作为实验研究对象,以无机高分子聚合物聚合氯化铁铝(PFAC)为絮凝剂,有机高分子聚合物聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂。在此基础上,以浊度、COD、总磷和溶解氧为测定指标,采用连续流的方式进行一系列实验研究。实验结果显示:采用微孔曝气头进行曝气,当混合阶段充气量及絮凝池第一格、第二格充气量分别为1.778 m3空气/m3处理污水量、1.444 m3空气/m3处理污水量和0.622 m3空气/m3处理污水量时,城镇污染河水中污染物的去除效果最佳。其浊度、COD、TP的去除率可分别达93.6%、68.6%和73.5%。此外,在处理效果良好的前提下,沉淀池出水口出水溶解氧含量均能保持在2.29 mg/L左右。     

微絮凝-直接过滤工艺在城市污水深度处理中的应用研究

微絮凝 -直接过滤工艺是一种将混凝反应、沉淀截留集中在同一滤柱内同步完成的高效水处理工艺。该工艺应用于城市污水的深度处理中 ,通过絮凝剂的加入 ,具有同步去除PO3 -4 P、SS和部分COD的功能。本文研究了该工艺对二级处理出水中PO3 -4 P、SS和COD的去除效果及其规律。研究表明 :采用聚合氯化铁 (PFC)作为絮凝剂 ,当Fe/P摩尔比为 2∶1时 ,水中PO3 -4 P的去除率达 98.8% ,浓度可降至 0 .1mg/L以下 ,同时SS、COD去除率也有明显提高。与传统的混凝、沉淀除磷工艺相比 ,该工艺具有操作简单、结构紧凑、占地面积小、污泥量少等优点 ,是一种更为经济和简单的处理单元 ,适用于现有城市污水处理厂的除磷和进一步提高水质的深度处理