聚合铝的形态稳定性及其动电特性的研究

本文采用改进的Ａｌ－Ｆｅｒｒｏｎ快速测定法研究了混凝过程中铝盐与聚合铝水解形态的转化规律及稳定性，并对混凝反应过程中铝与聚合铝溶解－沉淀形态分布与理论溶解度进行了对比，同时采用流动电流技术直接测定了铝盐与聚合铝絮凝剂的荷电状况，最后对发生在混凝过程中铝与聚合铝最佳凝聚形态进行了讨论。     

聚合氯化铝与传统混凝剂的凝聚—絮凝行为差异

本文综合阐述无机高分子絮凝剂与传统混凝剂在化学特征和凝聚－絮凝行为机理上的差异。ＰＡＣ的主要成分聚十三铝在预制条件下能大量生成。它们对水解反应有一定的稳定性，直接吸附有颗粒物表面，发挥强烈的电中和及粘结架桥作用，其流动电流，ζ电位，絮凝指数及凝聚－絮凝区域图等，均与传统混凝剂有很大不同，其计算模式应根据表面络合及表面沉淀原理建立。     

天然有机物对水中氧化石墨烯凝聚的影响

在比较不同片径氧化石墨烯(graphene oxide, GO)稳定性的基础上,研究了3种典型天然有机物对水中GO凝聚的影响.结果表明,不同片径的GO在水中均呈现较强的电负性,小片径GO可更为稳定的分散.电解质加入可降低GO表面电位,诱发纳米颗粒间碰撞凝聚.水中GO的凝聚过程符合胶体稳定性(DLVO)理论,可分为扩散控制凝聚和反应控制凝聚两个不同阶段.Ca~(2+)可通过吸附电中和机制进一步降低GO表面电位,具有更强的促凝聚作用.天然有机物的存在可抑制GO的凝聚;与海藻酸钠相比,富里酸和腐殖酸易被GO吸附,抑制凝聚的能力更强.Ca~(2+)与腐殖酸间可发生配位桥连作用,形成尺寸较大的产物,强化GO凝聚的快速进行.不同天然有机物与GO和电解质间存在着复杂的相互作用关系,对水中GO凝聚的影响存在着较大的差异.     

砷酸根在可变电荷土壤颗粒表面的配位吸附

研究了砷在3种可变电荷土壤颗粒表面的吸附对土壤胶体Zeta电位的影响及砷酸根吸附过程中羟基的释放特征.在酸性条件下,土壤胶体吸附砷酸根后土壤表面的负电荷增加,Zeta电位下降.这说明砷酸根在土壤颗粒表面发生了专性吸附,吸附的砷酸根离子进入土壤胶体双电层的紧密层中.亚砷酸根吸附对土壤胶体Zeta电位的影响很小,说明它在土壤颗粒表面主要通过形成外圈型表面络合物而发生非专性吸附.砷酸根在土壤颗粒表面的吸附过程中有羟基释放,说明砷酸根与表面羟基发生了配位交换反应.羟基释放量随砷酸根加入量的增加和pH值的升高而增加.动力学实验结果表明,砷酸根吸附量和羟基释放量随时间具有相似的变化趋势,在开始的20min内,二者均随时间迅速增加,随后变化较小.羟基释放量与砷酸根吸附量的摩尔比也随时间的增加而增加,说明羟基释放反应滞后于砷酸根吸附反应.土壤体系中羟基释放量与砷酸根吸附量的摩尔比小于针铁矿体系,说明除铁铝氧化物外,土壤的其它固相组分也参与了对砷的吸附反应.     

铝离子与聚硅酸的相互作用

本文应用核磁共振技术及化学分析方法研究了铝离子与聚硅酸之间的相互作用情况;借助于微电泳技术测定了含铝离子的聚硅酸絮凝剂在不同pH值条件下水解沉淀物的表面ζ电位变化情况;借助于透射电镜手段及静置观察方法考察了铝离子含量对聚硅酸胶凝作用的影响。实验结果表明,聚硅酸对铝离子具有一定的螯合(络合)和吸附作用,但二者之间不存在定量的作用关系,而是聚硅酸对铝离子的作用量随着铝离子含量的增加而增加。铝离子影响聚硅酸的胶凝时间,适量的铝离子的存在可延长聚硅酸的胶凝时间。聚硅酸的存在影响铝离子在不同pH值下的水解沉淀物的ζ电位值,使得达到零电位状态时的pH值向低pH值方向移动。     

阳离子表面活性剂用量对改性沸石吸附铬酸根的影响

用不同量阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对天然沸石改性,并制备不同改性程度的改性沸石,测定沸石对CTAB的吸附量,比较几种沸石对铬酸根的吸附性能及其与改性沸石胶体Zeta电位的关系,探讨沸石对铬酸根的吸附机制及沸石再生后对铬酸根的吸附能力.结果表明,随着CTAB加入量的增加,它在沸石表面的吸附量显著增加,制备的改性沸石对铬酸根吸附性能显著提高.改性后沸石胶体的Zeta电位由负变正,而且随着CTAB用量的增加,Zeta电位正值增加.铬酸根在改性沸石表面的吸附量随离子强度增加而减小,而且改性沸石吸附的铬酸根大部分可以被中性盐解吸,说明铬酸根的吸附以静电作用机制为主.改性剂用量在0.15～0.3 mol·kg-1范围内,改性沸石再生后仍对铬酸根有很好的吸附性能,可以循环使用.     

砷酸根促进红壤吸附Cd(Ⅱ)的机制

用一次平衡实验法研究砷酸根对Cd(Ⅱ)在红壤表面吸附和解吸的影响,结果表明,加入砷酸根使土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量和解吸量均增加,且随着砷酸根加入量的增加,土壤对Cd(Ⅱ)的吸附增量和解吸增量也均增加.当向体系中加入砷酸根后,红壤胶体的Zeta电位显著降低,说明胶体颗粒表面的净负电荷增加.这说明砷酸根主要通过自身吸附增加了土壤表面的净负电荷,从而增加了土壤对Cd(Ⅱ)的静电吸附量.研究结果还表明,在pH 3.5-6.0范围内,砷酸根均表现出对Cd(Ⅱ)吸附的显著促进作用,说明砷酸根与Cd(Ⅱ)在红壤表面的协同作用可以在比较宽的pH范围内发生.     

激光光散射技术用于Fenton反应中Fe(Ⅲ)水解过程的研究

利用激光光散射技术，研究了不同条件下Ferton反应中Fe(Ⅲ)水解过程的粒径变化，并和一般铁盐体系中Fe(Ⅲ)水解过程进行了比较，结果表明，Fe(Ⅲ)的水解过程中，粒径变化受水解度B^*和铁盐浓度的影响，即B^*值愈大，浓度愈高，体系粒径愈大．并且在相同浓度和水解度B^*的条件下，Fenton反应生成的Fe(Ⅲ)比一般铁盐的水解聚合迅速，形成的粒径大，对采油废水进行处理的实验结果表明，Fenton体系对有机物的吸附去除效果明显优于常规铁盐体系，这可能与Fenton体系的高水解速率有关。     

聚合铝絮凝动态过程研究

本文采用新型动脉动絮凝检测技术，测定了不同碱化度（Ｂ值）的聚合铝凝聚絮凝过程中絮集物颗粒的形成与增长过程的动态变化差异，结果表明，该技术对监测凝聚絮凝过程中絮集物的形成与增长是十分敏感的，絮凝指数（Ｒ）可在线地反映絮集物动态增长过程的变化，高碱化度聚合铝（Ｂ＝２．５），比低碱化度聚合铝及氯化铝具有更快的絮凝絮凝速度和形成更大的絮集物颗粒，通过絮凝指数的测定，并结合剩余浊度和ζ电位测定数据，为深入了     

基于Zeta电位的水稻土吸附Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）能力的比较

测定了3种水稻土胶体在不同Cd/Pb摩尔比的悬液体系中的Zeta电位,并与2种重金属离子在土壤中的吸附量和解吸量进行比较,当Cd/Pb摩尔比为1:4时,Zeta电位数值最高;Cd/Pb摩尔比为1:1时Zeta电位数值居中;Cd/Pb摩尔比为4:1时Zeta电位数值最小,因此,Pb(Ⅱ)在三种土壤表面发生专性吸附的能力均大于Cd(Ⅱ),这与土壤中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量和解吸量的结果相一致.     

离子强度和SO2-4对土壤吸附Al的影响

研究了离子强度和SO4^2-对土壤吸附Al的影响，结果表明：在所研究的pH范围内，随着NaCl支持电解质浓度的提高，土壤对Al的吸附量基本保持不变，并且当pH＜3．9时，即土壤表面净电荷为正时，土壤对Al的吸附量仍然很大，超过最大吸附量的50％，而用CaCl2作支持电解质时，当pH＜4．5时，在溶液中CaCl2浓度最高的情况下，Al的吸附量最小，在其余两种浓度条件下则基本相等；当pH＞4．5时，Al的吸附量几乎不受CaCl2浓度变化的影响。SO4^2-的加入对土壤吸附Al没有影响。这些都说明土壤吸附Al的作用机制主要为专性吸附。     

阳离子型聚丙烯酰胺投加量对絮体性状特征的影响

应用激光粒度仪、影像分析及沉降分析技术研究了阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)对混凝过程絮体的粒度、强度及分形维数等微观特性及絮体沉降速率的影响.结果表明,絮体的粒度、强度及分形维数等微观特性与阳离子型PAM的投加量有关,存在一个PAM的最佳投加剂量.在此最佳投加剂量下,系统内絮体的粒度与强度最大、分形维数最小、絮体沉降速率最大.     

工业聚合氯化铝的形态分布及混凝效果

对铝浓度为2.50mol·l-1的聚合氯化铝.采用Al-Ferron络合比色法和烧杯混凝实验对样品的形态分布和混凝性能进行了研究.结果表明:三个工业系列样品中Al的形态分布规律基本一致,Ala随盐基度的升高而逐渐降低;Alc随盐基度的升高而升高;Alb则先随盐基度的升高而升高,达到最大值后,再随盐基度的升高而降低.同一系列样品在相同加药条件下,盐基度愈高,混凝效果愈好,Alb含量愈高,混凝效果并不一定愈好.因此,提高Alb不一定能提高混凝效果,工业产品的质量控制以及追求目标应当是尽量提高盐基度,而不是Alb的含量.     

Application and mechanism of polysaccharide extracted from Enteromorpha to remove nano-ZnO and humic acid in coagulation process

Green source Ep was extracted from marine alga waste. The molecule model structure of Ep was studied and constructed. PAC-Ep coagulation system improves the efficiency of removal efficiency. Synergistic effects between NPs and HA make a big difference to enhance efficiency. Mechanism is charge neutralization, hydrogen bonding and adsorbing-complexing Enteromorpha polysaccharide (Ep) extracted from alga a novel green coagulant aid for nanoparticles (NPs) and heavy metal ions removal and the structure of EP was intensively studied in this study. The integration of Ep with polyaluminum chloride (PAC-Ep) coagulants exhibited higher coagulation performance than that of the polyaluminum chloride (PAC) because of the negatively charged NPs suspension and humic aid (HA) solution. Significant high removal efficiencies of dissolved organic matter (94.1%), turbidity (99.3%) and Zn ions (69.3%) were achieved by the PAC-Ep coagulants. The dual-coagulation properties of PAC-Ep for different pollutants was based on multiple mechanisms, including (i) Al³⁺ charge neutralization; (ii) hydroxy aluminum hydroxyl bridging formed polynuclearhydroxy complexes bridge and sweep colloidal particles; (iii) adsorption and bridging of Ep chain for the NPs and heavy metal ions. Results indicated that the destabilization of colloid was induced by the coexisting HA and higher removal was achieved as ions adsorption was enhance in the presence of HA complexation. On the basis of that, the extraction of polysaccharide is a promising candidate for its high coagulation performance in water treatment.     

珠江悬浮物对0号柴油的吸附与解吸实验

通过室内实验,分析了悬浮物对0号柴油乳化油吸附、解吸的基本规律,并对泥沙浓度和温度因素影响进行了研究。实验结果表明,悬浮物对0号柴油的吸附和解吸过程符合一级动力学过程;悬浮物的平衡吸附量随着液相平衡浓度的升高而趋于平缓,Langmuir方程和Freundlich方程都能较好的反映珠江广州段泥沙的吸附规律;固相平衡吸附浓度随着悬浮物浓度的升高而降低,而液相解吸平衡浓度则随着悬浮物浓度的升高而增加;此外,温度的升高不利于柴油吸附过程而更有利于解吸过程。     

聚合硫酸铝的制备及形态特征

以Al2 (SO4) 3·1 8H2 O为原料 ,采用一次加碱法 ,高速剪切合成聚合硫酸铝 (PAS) ,研究碱化度 (B)对铝离子形态的影响 .采用混凝实验比较AS ,PAC ,PAS的混凝效果 ,测定处理后水中残留铝的含量 .结果表明 :相同B值条件下 ,PAS的Ala 少于PAC的Ala 含量 ,Alb 含量与PAC基本持平 ,Alc 含量大于PAC的Alc 含量 ;PAS的pH适用范围宽 ,絮体沉降性能强 ,残留铝量低 .     

Al-Ferron逐时络合比色法研究PACS中铝的水解聚合形态

制备了碱化度(B)及不同Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比的系列PACS,用Al-Ferron逐时络合比色法研究了铝的形态分布,考察了碱化度(B)、Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比、稀释作用及pH值对铝的形态分布的影响.实验结果表明,Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比及溶液的pH值对铝的形态分布有较大的影响,稀释作用对铝的形态分布影响较小.Al~(3+)/SO_4~(2-)摩尔比愈小,pH值愈高,铝的水解聚合大分子及胶体粒子所占的比例就愈大.     

Two-phase flow insights into open-channel flows with suspended particles of different densities

The effect of particle density on the turbulent open-channel flow carrying dilute particle suspensions is investigated using two specific gravities and three concentrations of solid particles. The particles, identical in size and similar in shape, were natural sand and a neutrally buoyant plastic. The particles were fully suspended, and formed no particle streaks on the channel’s bed. Accordingly, the changes in the flow are attributed to the interactions between suspended particles and flow turbulence structures. Measurements were obtained by means of image velocimetry enabling simultaneous, but distinct, measurement of liquid and particle velocities. The experimental results show that, irrespective of particle specific gravity, particle suspension influences bulk velocity of flow and the Kármán coefficient, while friction velocity essentially remains constant. The results also show that particles in suspension modify local water turbulence over the flow depth, but in ways not accurately predicted using the customary parameters for characterizing turbulence modification.     

低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附铝的影响机制

通过吸附性铝的解吸实验研究了低分子量有机酸对三种可变电荷土壤(2种砖红壤和1种赤红壤)吸附铝的影响机制，结果表明，柠檬酸、苹果酸和酒石酸等带有3个及3个以上活性官能团的有机酸在低pH条件下可以通过形成土壤一有机酸一铝三元表面络合物和增加土壤的表面负电荷两种机制显著增加土壤对铝离子的吸附量，但以前一种影响机制为主。乳酸、水杨酸、草酸和丙二酸等带有2个活性官能团的有机酸仅通过改变土壤的表面负电荷影响铝的吸附。土壤氧化铁是土壤吸附有机酸的主要载体，当用化学方法将土壤中的氧化铁除去后，有机酸对铝吸附的影响变小。在pH5．0时有机酸主要通过形成可溶性有机铝络合物减小土壤对铝的吸附，但有机酸的存在增加了Al^3 在吸附性铝中所占的比例，导致铝的解吸率增加。土壤中大量氧化铁的存在使其即使在低pH下也能对铝离子发生专性吸附，导致吸附性铝的解吸率减小。