预加碱强化混凝应急处理模拟突发性铅污染研究

采用烧杯混凝试验研究了加碱种类、pH值、混凝剂聚氯化铝(PAC)投加量、助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)投加量以及初始铅质量浓度对除铅效果的影响.进行了为期1个月规模为4 m3/h的中试,对小试结果进行了验证,考察了优化后的应急处理方法对不同铅质量浓度原水的去除效果.小试结果表明,采用石灰乳调pH值的除铅效率优于氢氧化钠和石灰水,最佳pH值为9～10.强化混凝能提高铅的去除效率,PAC最佳投加量为20 mg/L,PAM的最佳投加量为0.4 mg/L,铅初始质量浓度在2 mg/L以下时铅去除率都在97%以上.中试运行结果与小试基本一致.原水铅质量浓度超标168倍以下,采用预加碱强化混凝的应急处理工艺能使滤后水中铅稳定达标,沉淀出水中铅质量浓度低于0.03 mg/L.预加碱强化混凝应急技术可行性高,处理费用仅0.026 37元/t,为可能突发的水源铅污染事故应急处理提供了技术支持.     

二氧化氯杀灭拟柱孢藻生成有机副产物的研究

为考察二氧化氯(ClO_2)杀灭拟柱孢藻是否产生有机副产物,用GS-MS分析了在不同ClO_2投加量下ClO_2与拟柱孢藻反应的产物。结果表明,ClO_2杀灭拟柱孢藻产生有机副产物。ClO_2投加量不同产生的有机副产物种类也不同。ClO_2投加量越大,生成有机物的种类越少。ClO_2与藻反应会产生含氮的有机物,除0.5 mg/L的ClO_2投加量外,其余投加量下都产生甲苯。考察了不同反应条件下产生的甲苯质量浓度,当原水藻浓度为1.8×108L-1、ClO_2投加量为8 mg/L时,甲苯质量浓度为35.4μg/L。甲苯生成量在前10 min随时间延长而增大,在10 min时最大,随后随时间延长而减小。甲苯生成量随p H值增大而减小。在温度低于27.5℃时,甲苯生成量随温度升高而增大,但当温度高于27.5℃时,随温度增高而急剧下降。在水处理的混凝工艺中,ClO_2在混凝剂PAC投加前投加和与PAC一起投加产生的甲苯量相差不大,但在PAC投加后再投加时产生的甲苯量少。     

聚合氯化铝微波法修饰磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

用化学共沉淀法制备磁性碳纳米管,然后以聚合氯化铝(PAC)通过微波法修饰得到磁性聚合氯化铝碳纳米管复合材料,并用以去除水中的腐殖酸(HA),对复合材料的组成与结构进行了表征,考察了不同微波制备条件下复合材料去除HA的效果,研究了吸附工艺中HA去除的影响因素,对复合材料同步去除HA和浊度的可行性进行了探讨。能谱、X-射线衍射及红外光谱分析表明,PAC和磁性物质Fe3O4、γ-Fe2O3成功负载于碳纳米管上。PAC修饰显著提高了磁性碳纳米管对HA的去除率。在微波功率600 W及微波时间6 min条件下得到的复合材料去除HA的效果最佳,去除率达99.15%。当HA初始质量浓度小于25 mg/L时,HA去除率较高,但高于25 mg/L后吸附量变化不大而去除率下降;HA去除率随材料投加量增大而增大,但大于0.5 g/L后基本不变;在酸性与中性条件下HA去除率较高,在碱性条件下急剧下降;对于初始质量浓度为20 mg/L的HA溶液,吸附前5 min的HA去除速率很快,90 min时达到吸附平衡,平衡吸附量为39.48 mg/g;温度对去除HA没有影响。控制适当的条件,可同步去除HA和浊度,去除率同步达95%以上。     

酸化油页岩灰吸附Ni(Ⅱ)的研究

采用质量分数为50%的HNO3制备酸化油页岩灰吸附剂,研究吸附时间、吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量和吸附剂粒径对酸化油页岩灰吸附性能的影响.结果表明,一定范围内,酸化油页岩灰吸附剂的吸附量(Qe)随吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量的增加而增加,随吸附剂粒径的增加而减小.吸附温度对吸附刺的最大吸附量Q有明显影响.当Ni(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg/L,溶液pH值为6.0,吸附剂粒径为53～75μm,吸附剂投加量为16.0 g/L,吸附搅拌速度为400 r/min时,25℃、30℃、35℃下酸化油页岩灰的最大吸附量Q分别为17.0 mg/g、33.2mg/g、42.9mg/g,且吸附主要以离子交换的化学吸附方式为主.酸化油页岩灰吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附符合Languir等温吸附方程,温度为25℃、30℃、35℃,溶液pH值为6.0,油页岩灰吸附剂投加量为16.0 g/L,油页岩灰吸附剂粒径为53～75μm条件下,酸化油页岩灰对Ni(Ⅱ)的最大吸附量Q分别为17.0mg/g、33.2 mg/g、42.9 mg/g.研究表明,油页岩灰经过酸化改性后可作为吸附荆处理含Ni(Ⅱ)废水,具有较好的市场应用前景.     

壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果研究

以天然高分子材料壳聚糖为絮凝剂,通过絮凝试验和MBR处理人工废水试验,考察了壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果.壳聚糖絮凝处理MBR中污泥混合液的试验结果表明,壳聚糖投加质量浓度分别为10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L时,能明显降低污泥混合液SUV254的质量浓度,对污泥脱氢酶活性(DHA)的影响也较小;壳聚糖投加质量浓度为10 ～ 20 mg/L时,能有效降低污泥混合液的EPS质量浓度和黏度;当壳聚糖投加质量浓度大于20 mg/L时,污泥混合液的EPS质量浓度和黏度随着投加量的增加呈现增大的趋势,说明壳聚糖投加质量浓度低于20 mg/L时,能有效降低污泥混合液中的主要膜污染物质EPS及疏水性物质的质量浓度.壳聚糖投加质量浓度为10 mg/L时,MBR反应器的跨膜压力增大的同时,处理系统的膜通量也稳定增大.膜通量衰减速度低于对照组,说明壳聚糖对延缓和控制膜污染有积极的作用.MBR反应器中活性污泥质量浓度( MLSS)和出水CODcr的变化表明,投加壳聚糖在提高反应器中微生物量的同时也增加了处理水中有机物的质量浓度.     

铝盐改性活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附

采用铝盐浸渍法制备改性活性炭。研究了铝盐种类、浸渍液浓度和不同吸附条件对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:采用0. 1 mol/L Al_2(SO_4)_3浸渍法制得的改性PAC吸附效果最好,Cr(Ⅵ)的吸附量由0. 75 mg/g提高到4. 86 mg/g。当温度为30℃时,Al-PAC的最佳吸附条件为:投加量0. 2 g(每100m L),p H为4,吸附时间30 min,溶液中Cr(Ⅵ)浓度由10 mg/L降至0. 45 mg/L以下,低于排放限值。吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附过程为以离子交换为主要机制的化学吸附。     

粉末活性炭处理酚类突发性水污染的应用研究

以苯酚和多种氯酚(CPs)为代表的酚类是一类重要的有机污染物。针对饮用水突发性酚类污染物控制,考察了粉末活性炭(PAC)吸附工艺对苯酚及CPs的去除效果,并讨论了主要影响因素。结果表明,对CPs和苯酚的吸附反应可在10~60 min、300 min内完成,吸附速率从快到慢依次为TCP、MCP、DCP、PCP和苯酚。由于酚羟基(Ar—OH)电离作用受到影响,在3~11范围内去除率随pH值升高而降低。少量腐殖酸对吸附影响不大,但TOC质量浓度超过10 mg/L时腐殖酸可产生明显竞争吸附作用。热力学拟合表明,吸附反应符合Freundlich和Langmuir吸附等温式,苯酚/CPs在PAC上的吸附过程以物理吸附为主,且为放热反应,较低温度有利于吸附反应的进行。相比于准一级反应和孔内扩散反应,准二级动力学方程可较好地描述吸附过程。将PAC用于中山市某饮用水源的模拟突发性污染应急处理,投加10 mg/L的PAC即可有效去除原水中超过饮用水标准3~5倍的CPs类污染物,同时水处理成本仅有少量增加。     

黄土中石油污染物的协同增溶作用研究

研究了腐殖酸钠以及阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)和十二烷基硫酸钠(SDS)在单独使用及混合溶液体系去除黄土中柴油的解吸效应,探讨了振荡时间、腐殖酸钠质量浓度、pH值等因素对柴油解吸的影响.实验结果表明,两种阴离子表面活性剂对黄土中的柴油都有很好的解吸效果.投加LAS质量浓度为1.0g/L和10.0g/L后的柴油解吸质量浓度分别达到44.934 mg/L和915.171 mg/L,解吸量分别是同等实验条件下清水作用的1.7倍和34.4倍.投加SDS的质量浓度为10.0 g/L后,柴油解吸率也会比清水振荡解吸增大22.3倍.加入单一腐殖酸钠的质量浓度为1g/L时,柴油的最大解吸量是清水冲洗时的5.3倍.腐殖酸钠(0.2g/L)和LAS(8g/L)混合溶液体系对柴油的解吸量是单独使用LAS解吸量的2.4倍,腐殖酸钠(0.2g/L)-SDS(8 g/L)体系的最大解吸量是单独使用SDS解吸量的2.6倍.在pH值为8.6的条件下,腐殖酸钠-LAS混合溶液体系对柴油的解吸量达到最大值.     

天然鸡蛋壳对污水中三价铬的吸附特性

用天然鸡蛋壳吸附处理含三价铬溶液。采用SEM-EDS技术对吸附材料进行了表征,并考察了溶液p H、接触时间、温度、吸附剂投加量、三价铬浓度、吸附材料粒径等因素对鸡蛋壳吸附三价铬的影响。最大吸附量48.6 mg/g是在低投加量0.5 g/L条件下获得,其实验条件为30℃、溶液p H=5.0、粒径0.1~0.3mm、初始浓度为100 mg/g。实验数据能较好的拟合朗缪尔等温吸附方程和准二级动力学方程。     

好氧污泥胞外聚合物提取方法比较及其对染色剂玫瑰红B的吸附

分别采用热提法与蒸汽法对好氧污泥胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)进行了提取,对两种方法提取效果进行比较,并探讨了EPS投加量、吸附时间、温度、pH值等对吸附的影响。结果表明:采用热提法提取的EPS中蛋白质、多糖与核酸质量浓度分别为2.111 g/L、0.235 3 g/L、0.111 0 mg/L,蛋白质与多糖质量浓度比值为8.971;而采用蒸汽法提取的EPS中蛋白质、多糖与核酸质量浓度分别为2.828 g/L、0.744 4 g/L、0.247 9 mg/L,蛋白质与多糖质量浓度比值为3.800。pH值对染色剂玫瑰红B的吸附过程影响显著,适宜pH=6。随温度增加,吸附量增大,在50℃时达到最大。染色剂玫瑰红B在EPS上的吸附量随吸附时间增加而增大,初始进行得很快,在720min时达到吸附平衡。当EPS初始质量浓度为800 mg/L时,其饱和吸附量为12.61 mg/g。准二级动力方程很好地拟合了各温度的吸附动力学数据且R20.987。分别采用Langmuir与Freundlich等温吸附模型进行热力学拟合,Langmuir等温模型在各温度下的模拟方程决定系数均在0.7以下;而Freundlich等温模型各温度的模拟方程决定系数在0.81~0.98,相关性明显好于Langmuir吸附等温模型,因此吸附较符合Freundlich等温模型。     

预涂动态膜-生物反应器处理人工废水的试验研究

以公称孔径为1 μm的聚丙烯无纺布(NWF)为基膜,分别以粉末状活性炭、粉末状活性炭及聚合氯化铝为预涂剂,制作预涂动态膜膜组件,组成预涂动态膜-生物反应器处理人工废水.结果表明,预涂动态膜-生物反应器出水COD值低且稳定,粉末状活性炭预涂膜-生物反应器出水COD平均值为49 mg/L,粉末状活性炭及聚合氯化铝预涂膜-生物反应器出水COD平均值为29 mg/L,而NWF-膜生物反应器出水COD为54 mg/L.膜生物反应器对污染物质的去除虽然主要依靠活性污泥混合液,但附着在基膜上的动态膜的吸附、混凝作用也能去除部分污染物质.预涂膜能减少及防止污染物质向膜材料表面和内部扩散,减轻膜污染,使预涂动膜-生物反应器显示出一定的耐污染性能.但粉末状活性炭粒径过小,影响粉末状活性炭预涂动态膜-生物反应器的出水浊度(平均值为3.3 NTU);而粉末状活性炭与聚合氯化铝形成的预涂动态膜,在提高COD去除效率的同时,能减少活性炭对出水浊度(平均值为2.3 NTU)的影响,保证出水水质.     

铁磁流体对煤粒瓦斯解吸性能影响实验研究*

为探究铁磁流体对煤体瓦斯解吸性能的影响,采用水浴恒温吸附解吸系统,开展0.44,0.65,1.14 MPa 3组不同平衡压力下加铁磁流体前后的瓦斯解吸对比实验,根据Langmuir方程经验公式计算瓦斯极限解吸量和初始扩散系数,分析铁磁流体对煤体瓦斯解吸影响的机理。结果表明:在3组不同平衡压力下加入铁磁流体后瓦斯极限解吸量由2.5,10,20 mL/g降低为2.22,3.33,10 mL/g,降低11.2%,66.7%,50%;初始扩散系数由0.997 1,1.629 9,3.888 3 μm2·s降低为0.685 5,0.997 1,2.933 5 μm2·s,降低31.25%,38.82%,24.56%。在铁磁流体的作用下,煤体瓦斯解吸性能得到大幅降低。     

椰壳基活性炭吸附高氯酸盐污染物的研究

为确定高氯酸盐污染物椰壳基活性炭吸附的最佳工艺参数,以高氯酸铵模拟废水为处理对象,通过L25(5)4正交试验考察活性炭投加量、温度、pH值、高氯酸盐初始浓度等参数对活性炭吸附率的影响规律。结果表明,ClO4-的去除率随着活性炭投加量的增加、ClO4-初始浓度的增大而增大,在偏中性的环境中具有较高的去除率,高温不利于活性炭的吸附反应。最佳工艺参数:活性炭投加量为0.4 g/L,pH为中性,温度为25℃,高氯酸盐初始质量浓度为2 mg/L。在最佳工艺参数条件下对ClO4-的吸附率为74.87%。     

柚子皮生物炭的制备及对水体中锰离子的吸附

以柚子皮为原料经硫化钠活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂,并将之应用于含锰废水的吸附。考察了溶液p H值、底液质量浓度、生物炭投加量等因素对柚子皮生物炭吸附能力的影响,并研究了柚子皮吸附剂对锰离子废水的吸附平衡和动力学特征。结果表明:柚子皮吸附剂对含锰废水具备较强吸附能力,在溶液p H值为6,底液质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的条件下,对锰离子的去除率为93.5%;吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为24.691 mg/g;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数为0.028 6 g/(mg·min)。     

蔬菜废弃物基生物炭对铅的吸附特性

以蔬菜废弃物(芹菜)为原料,采用限氧裂解法制备了500℃下的蔬菜废弃物基生物炭,利用SEM扫描电镜、EDS能谱分析、CHN元素分析、FTIR红外光谱、比表面积及孔径分析等方法表征生物炭的物理化学性质,探究生物炭对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附特性及其影响因素。结果表明,500℃下制备的废弃芹菜生物炭孔隙较少,具有较小的比表面积和丰富的官能团。废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附效果,在初始pH值为5、投加量为0.8 g/L、初始质量浓度为400 mg/L时,其最大吸附量为240.5 mg/g,且投加量、初始质量浓度和体系pH值的影响强烈。废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在5 min内达到平衡,吸附过程更符合准二级动力学模型(R~20.99),表明其吸附速率主要受化学作用控制。同时吸附速率还受初始质量浓度的影响,初始质量浓度越低,吸附过程越先达到平衡。在试验范围内,等温吸附Langmuir模型和Freundlich模型都适合描述废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附过程。     

矿山循环水中SO42-的脱除研究

采用吸附法、七铝酸十二钙法、石灰-氯化铝絮凝沉淀法对矿山循环水中高浓度SO24-的脱除进行研究。结果表明:单纯采用吸附法来处理废水,处理后水中的SO24-远不能达到工业用水标准;实验室制备的七铝酸十二钙对SO24-的去除效果不理想,仅为35%,也无法达到工业用水标准;采用石灰-氯化铝絮凝沉淀法处理废水时,当Al3+投加量为420mg/L,pH值为11时,去除率高达90%以上,可使废水中的SO24-质量浓度从1 800 mg/L降至200mg/L以下,完全可循环回用于矿山的选矿和采矿生产。     

淀粉接枝物和聚合硅铝混凝剂处理制浆造纸废水

采用实验室制备的淀粉丙烯酰胺接枝物(GCAS)和聚硅酸硫酸铝(PASS)混凝剂对制浆造纸废水进行处理,考察了pH 值、药剂用量及沉降时间等对COD去除率和透光度的影响,得出了最佳实验条件.实验结果表明:淀粉丙烯酰胺接枝物在pH=2.0左右时处理效果较好,其最佳用量为32 mg/L;聚硅酸硫酸铝在pH=10.0左右时处理效果较好,最佳用量为48 mg/L;采用复合混凝剂时,淀粉丙烯酰胺接枝物和聚硅酸硫酸铝的用量分别为32 mg/L和48 mg/L,pH=8.0～9.0,沉降时间为25 min条件下,COD去除率达85%以上,透光率可达99%.该复合混凝剂既可以有较高COD去除率,又可以避免二次污染,有较好的环保效果.     

改性粉煤灰处理含Cr(Ⅵ)废水的研究

实验研究了工业废弃物改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素,讨论了pH值、浓度、温度及时间对吸附量的影响。讨论了反应机理,计算反应热力学参数(焓、自由能、熵)。实验结果表明,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,反应温度303 K,pH=1时,吸附量最大为0.47 mg/g。吸附过程符合兰格缪尔等温吸附。吸附过程为自发进行的放热反应。反应温度为303 K时,反应过程的焓值为-3.529 kJ/mol,自由能-4.664kJ/mol,熵3.746 J/(mol.K)。反应动力学过程表明反应符合准二级动力学反应。     

大理石去除水溶液中Cd2+的性能实验研究

对大理石去除水溶液中的Cd2 进行了实验研究,结果表明,大理石对水溶液中的Cd2 具有良好的去除效果.主要研究的影响因素有:pH值,作用时间,Cd2 的初始浓度和大理石投加量.对于50 mg/L Cd2 溶液,pH=8的条件下,大理石的投加量为12.5 g/L,作用时间30 min,去除效率可达92%,吸附量为3.68 mg/g.大理石对水溶液中的Cd2 的吸附作用符合Langmiur等温吸附方程.