水中腐殖酸对Al13混凝除氟的影响

针对含氟矿井水中有机物含量较高的问题,使用混凝区域图研究了在腐殖酸(HA)存在的条件下Al13混凝除氟的效果及相关的影响因素;使用电喷雾飞行时间质谱(ESI-TOF-MS)、差分吸收光谱法(DOAS)和X射线光电子能谱分析(XPS)考察了HA与F在混凝过程中的竞争关系,且表征了Al13与F的络合产物;分析了HA影响Al...     

优化混凝处理低温低浊黄河水及对余铝的控制

考察了4种混凝剂,高效聚合氯化铝（HPAC）,聚合氯化铝（PACl）,硫酸铝（Al2（SO4）3）,混合PACl和氯化铁（FeCl3）,对低温低浊黄河原水的混凝效果与沉后水残留铝含量的关系。结果表明,当采用Al2（SO4）3或PACl做混凝剂时,在取得较好浊度去除的投药量下,水中余铝浓度会超过国家标准（0．2131g／L）。而采用HPAC或FeCl3和PACl复配药剂,在取得与Al2（SO4）3或PACl类似的浊度去除效果的同时,也能较好地控制水中的余铝含量。当HPAC投加量为21mg／L时,沉后水浊度降至1．3NTU,残留铝含量为0．147mg／L。复配投加PACl 15mg／L和FeCl3 12mg／L后,沉后水浊度为1．18NTU,残留铝含量为0．074mg／L。PACl和氯化铁的复配比例需要精确的调控,否则容易导致出水余铁余铝含量增加。而HPAC投加量小于21mtg／L时出水余铝浓度均低于国家标准。因此,在这4种混凝剂中,就混凝效果及余铝控制而言,HPAC更适合充当低温低浊水源水的混凝处理药剂。     

PAM复配混凝剂对高岭土体系混凝过程的影响

为了解决无机混凝剂在混凝过程中的不足,选用AlCl3及其与2种不同阴离子度的PAM复配的混凝剂对高岭土体系进行混凝实验研究。结果表明：使用AlCl3做混凝剂,当投加量（以Al计）为0.1 mmol·L-1时,剩余浊度达到最低;平衡时粒径达到700 μm,且随着破碎时间的延长,絮体再生长结束后的粒径逐渐减小,在破碎时间为6.0 min时,絮体粒径最终能恢复到300 μm左右。以PAM-1复配的AlCl3为混凝剂,在投加量为0.1 mmol·L-1时,剩余浊度最低;经慢速搅拌10 min,絮体平衡时的粒径较使用AlCl3作混凝剂时略小,但随着PAM-1浓度的增大,絮体破碎后的恢复能力逐渐增大。当PAM-1与Al的比例为10%,破碎1.0 min时,絮体粒径最终可以恢复到600 μm左右。以PAM-2复配的AlCl3为混凝剂时,由于PAM-2的阴离子度过高,需要更多的混凝剂中和体系中存在的负电荷,所以在混凝剂浓度为0.2 mmol·L-1时,剩余浊度才达到最低。     

不同高岭土体系混凝过程中絮体形态的变化

针对2种高岭土体系进行了不同混凝条件下的混凝实验研究,结果表明,使用AlCl3做混凝剂时,微米级高岭土体系絮体粒径随着颗粒物浓度的增加呈现先增加后减小的趋势。当破碎强度为400 r/min时,恢复因子随颗粒物浓度呈现先下降后升高的趋势,在20 mg/L的颗粒物浓度时达到最低。在颗粒物浓度为10 mg/L时,纳米体系强度因子和恢复因子均小于微米体系。继续增加颗粒物浓度(20 mg/L或40 mg/L),纳米颗粒本身的团聚作用和吸附混凝剂之后的纳米颗粒所起的架桥作用使得在200 r/min破碎强度下强度因子和恢复因子升高。当投加相同投加量的高聚合态聚合氯化铝(Al30)作为混凝剂时,由于其具有较高的电中和能力,所以絮体平衡后的粒径与恢复因子较使用AlCl3时降低。     

混凝剂中的铝形态对黄河水源水中出水余铝的影响

铝系混凝剂是应用最广泛的无机混凝剂,改善混凝剂中的铝形态可有效提高混凝效果,但其在净水过程中产生的余铝对人体健康及输水过程具有显著的影响。本文研究了氯化铝(AlCl₃)和高聚十三铝(Al₁₃) 2种混凝剂在处理黄河上游水源水时的混凝过程,结合出水中的溶解态及不同分子质量余铝含量、有机物紫外吸光度(UV₂₅₄)、pH、浊度、有机物种类及含量和絮体特性的变化趋势,探究混凝剂中的铝形态对混凝过程的影响。结果表明,在实验投加量范围内,当Al₁₃做混凝剂时,出水余铝质量浓度均低于0.2 mg·L⁻¹。Al₁₃具有较高的形态稳定性,在混凝过程中对出水pH影响较小。絮体粒度随混凝剂投加量的增加而增加,Al₁₃投加量达到0.08 mmol·L⁻¹时絮体粒度下降(强度因子由于静电排斥作用而下降)。在不同投加量下,使用AlCl₃做混凝剂时出水余铝均高于Al₁₃体系,且在不同投加量下AlCl₃体系出水余铝中小于1 000 Da的余铝占比最大。Al₁₃对富里酸和腐殖酸的去除效果优于AlCl₃,且AlCl₃在较高投加量下才能实现水中有机物的有效去除。     

水样pH对不同碱度含藻水混凝性能的影响

为探明碱度对混凝去除藻细胞及其分泌有机物的影响,保证饮用水水质。以铜绿微囊藻为研究对象,选用氯化铝(AlCl3·6H2O)作为混凝剂进行混凝实验,考察了不同碱度的含藻水样在pH为6.0~9.0条件下的混凝性能、絮体特性和出水余铝。结果表明：当水样pH=6.0时,相对于低碱度(95、175和245 mg·L−1)水样,碱度较高(330 mg·L−1和415 mg·L−1)的水样Zeta电位趋近于0,可有效降低颗粒间的排斥力,藻细胞的去除率达到74.45%以上(低碱度水样藻细胞去除率在31.64%以下),出水余铝最低为0.003 6 mg·L−1(低碱度时为0.088 9 mg·L−1);当水样pH≥6.5时,碱度较低的水样依靠吸附架桥和网捕卷扫协同作用,使得藻细胞去除率最高达到94.31%,出水余铝可降低至0.035 3 mg·L−1;随着碱度的增加,铝盐水解生成的Al(OH)3胶状沉淀逐渐转变为${{\rm{Al}}\left( {{\rm{OH}}} \right)_4^ -} $,使得网捕卷扫作用减弱,藻细胞去除率有所下降;当水样pH=7.5时,随着碱度增加,平衡时絮体粒径从811.02 μm降低至540.62 μm,絮体强度因子从35.97%降低至24.79%,恢复因子从35.31%增加至47.88%,分形维数从1.586减小到1.372。通过调节水样pH,可有效缓解碱度对含藻水混凝过程的影响,提高藻细胞的去除率。     

高碱度水库水混凝过程中残留铝控制

针对高碱度水库水源的某水厂残留铝超标问题,选取碱化度(B)与Alb含量不同的3种铝盐絮凝剂,研究不同投量与pH值下混凝效果与残留铝浓度水平。结果表明,碱化度和Alb含量显著影响混凝效果。DOC和浊度的去除率随着3种絮凝剂AlCl3(B=0)、PACl-1(B=1.2)、PACl-2(B=2.2)投量增大而升高。3种絮凝剂投量在1.5～2.0 mg/L(以铝计)范围内,总铝和溶解铝含量最低。对于该水厂自制的絮凝剂PACl-2,可通过降低絮凝剂碱化度,或将水的pH值降低至7～7.5之间,以此可以提高PACl-2混凝效果,而且可以降低出厂水残留铝浓度。考虑工程应用可行性,可优先考虑调整絮凝剂生产工艺。     

聚合铝水解形态对混凝效果及絮体特性的影响

采用微量滴定法制备不同碱化度的聚合铝,并测定其铝形态分布,通过其对腐殖酸-高岭土水样进行烧杯实验,依据絮体的Zeta电位、浊度、UV254及絮体强度因子及恢复因子等参数,以综合评价聚合铝水解形态的混凝机理及其絮体特性。结果表明：聚合铝投加前后铝形态分布存在很大差异,碱化度越低影响越明显,碱化度为0.5的聚合铝中Ala含量由原来的69.57%变为4%左右,而其Alc由9.36%变为50%左右;预制铝的中聚体和高聚体形态在混凝过程中相对比较稳定,而低聚合度的Ala变化显著;Alb电中和能力强,对溶解性有机物去除效果好,其絮体成长速度慢但絮体强度高;Alc具有较强的吸附架桥能力,能促进浊度的去除;预制Alc的吸附架桥能力强于水解生成的Alc,但其絮体恢复性能差。     

高岭土与腐殖酸对混凝过程中药物去除效能的影响

以对乙酰氨基酚(ACE)、卡马西平(CBZ)、萘普生(NAP)、雌二醇(E2)和双氯芬酸(DCF)5种药物为目标物,采用静态实验,分别投加高岭土和腐殖酸来模拟水源水中的悬浮颗粒和天然有机物,考察了混凝过程中高岭土和腐殖酸投加量对5种目标药物去除效能的影响。结果发现,在未投加高岭土与腐殖酸的去离子水体系中进行硫酸铝混凝实验时,ACE与CBZ 2种药物的最大的去除率都不超过10%,5种药物中疏水性最高的DCF去除效果最好,最高去除率达到了33%;高岭土加入后对ACE与CBZ的去除效率无明显影响,但对NAP、E2与DCF的去除则有显著的促进作用,最大去除率分别达到31.53%、36.46%和52.4%;而在不投加混凝剂时,单独高岭土对5种药物的最大吸附去除率仅有20%左右。腐殖酸与高岭土同时加入后,对E2的混凝去除效果有较明显的抑制作用,但NAP与DCF去除效率却得到了一定程度的增加,最大去除率分别达到了63.5%和66.6%。可见,当水中含有悬浮颗粒物及腐殖酸的情况下,混凝工艺对酸性药物(如NAP及DCF)有较好的去除效果。     

矿物复合PAC混凝去除给水中腐殖酸的研究

为了降低饮用水中有机微污染物的浓度,对矿物高岭土复配聚合氯化铝（PAC）吸附混凝共沉降去除腐殖酸进行了研究,结果表明：矿物高岭土与PAC复配的最佳量均为12 mg/L,此时水样浊度、腐殖酸去除率分别达到98.9%和97.9%,出水残余铝浓度0.16 mg/L。高岭土复配对于处理后水中铝形态也产生了影响,与单独使用PAC相比,总铝浓度降低了24%,特别是对人体毒害较强的溶解态铝浓度降低了71%。     

组合工艺处理填埋场渗滤液中溶解性有机污染物的去除特性

以采用"SBR+混凝+Fenton氧化+BAF"组合工艺处理的晚期垃圾渗滤液各级出水为研究对象,考察了HA、FA和HyI等溶解性有机物(DOM s)在各个工艺处理过程中的变化。结果表明,组合工艺COD和NH3-N去除率分别达到98.4%和99.3%;对DOM s的去除率为98.3%,其中胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(HyI)的去除率分别为98.3%、99.5%和95.7%。各处理工艺中SBR和混凝工艺对HA和HyI的去除贡献较大,Fenton氧化工艺对FA去除率较高。Fenton氧化和BAF联用,可以有效去除难降解的溶解性有机污染物,使出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)排放标准。     

pH和溶解性有机质对磺胺甲恶唑光降解的影响

为了考察pH和溶解性有机质(DOM)对磺胺甲恶唑(SMX)自然光降解的影响,采用光化学反应器对SMX降解过程进行模拟实验,并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(3DEEM)对腐殖酸进行表征。结果表明：SMX光解过程符合准一级反应动力学方程,在中等酸性条件下反应速率明显高于中性或碱性条件;添加不同浓度的Pahokee泥炭腐殖酸(PPHA)和Sigma-Aldrich腐殖酸(SigHA)时,均对SMX的光降解产生了不同程度的抑制作用;FT-IR检测发现,PPHA与SigHA均含有含氧官能团,具有一定的还原能力,3DEEM显示PPHA具有荧光特性,可能和SMX结合生成配合物。pH影响SMX的光解与物质本身的酸离解常数有关,对光子的竞争、淬灭作用和掩蔽效应可能是PPHA和SigHA对SMX光降解抑制作用的主要原因。     

城市污水处理过程中溶解性有机物转化特性

运用反渗透技术对城市处理厂进出水中的溶解性有机物(DOM)进行浓缩富集,利用DAX-8大孔树脂将DOM分为亲水物质(Hy I)、类富里酸(FA)和类腐殖酸(HA)3种组分。研究表明,原污水中有机物各组分经生物处理后的总量去除近90%,各组分所占总TOC的百分含量在生化反应过程中也发生了变化:出水中HA组分有降低的趋势,平均下降9.77%,而FA和Hy I两大组分所占总和呈现上升趋势,其中类FA物质升高7.94%,而Hy I组分百分比略有下降。与进水相比,出水中Hy I、FA和HA组分在Ⅲ(色氨酸)、Ⅳ(酪氨酸)区的荧光峰全部消失,而在Ⅰ(类腐殖酸)、Ⅱ(类富里酸)荧光峰变化不大。SUVA和电位滴定结果表明出水有机物的结构发生变化,各组分的芳香性比进水有机物有所增加。研究结果表明,进水中的有机物在污水处理过程中,小分子物质可以被生物利用并形成新的代谢产物释放到水中,大分子物质却较难被生物利用,但在处理过程中其分子构造在一定程度上被微生物改变,系统的生化驯养可以达到构造改变的效果,从而影响出水各组分分子量变化。     

铜绿微囊藻的胞外有机物对不同混凝剂除藻效果的影响

为了保证水厂在高藻条件下的安全清洁供水,以分布较为广泛的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,采用2种铝系混凝剂AlCl3和聚合氯化铝(polyaluminum chloride,PACl)进行烧杯混凝实验,考察混凝过程中铝形态对除藻的影响,分析铜绿微囊藻的胞外有机物(extracellular organic matters,EOM)对藻去除的影响机制。结果表明:在PACl浓度为0.04 mmol·L~(-1)时,对藻细胞及浊度的去除率均为90%,而AlCl_3摩尔浓度为0.08 mmol·L~(-1)时,藻细胞及浊度去除率才达到90%;在制备PAC时,会水解产生大量中等聚合形态、性质稳定的Alb,在弱酸性到弱碱性的范围(pH为6～8)内,Alb对藻细胞去除率均可达到95%以上;而AlCl_3只有在比较窄的pH范围内形成原位Al_b,AlCl_3只能在较窄的pH范围内(pH为6～6.5)保持95%藻细胞去除率。与AlCl_3相比,PACl可去除更多表观分子质量为200～300 Da的胞外聚合物,同时PACl混凝后得到的絮体密实度大于AlCl_3。以上结果为研究铝系混凝剂强化去除藻的胞外有机物提供了参考。     

混凝对二级出水中有机物分布特性的影响

以城市污水处理厂二级出水为研究对象,通过烧杯实验,确定了以三氯化铁(FeCl3)和聚合氯化铝(PAC)为混凝剂时两种混凝剂的最佳投加量,在此基础上采用XAD树脂分离技术和超滤膜法对水中溶解性有机物(DOM)进行分级表征,研究了混凝前后水中DOM的亲疏水特性、分子量分布规律以及比紫外吸收值(SUVA)和E4/E6(A465nm/A665nm)的变化.结果表明,当FeCl3和PAC投加量分别达到30 mg/L和60 mg/L时,可以使出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准;FeCl3对含碳碳不饱和双键及芳香环的有机物的去除效果优于PAC;FeCl3对小分子有机物的去除效率更高,而PAC对分子量＞100 000的大分子有机物的去除效果优于FeC13;混凝处理对疏水性有机物的去除效果优于对亲水性有机物的去除效果,同时其对酸性物质的去除效率高于对非酸性物质的去除效率.     

pH值、离子强度和重金属离子对腐殖酸紫外谱图的影响

研究pH值、溶液离子强度和金属离子对腐殖酸紫外光谱的影响,分析腐殖酸的结构特征,探讨E3/E4与pH值和溶液离子强度的关系。结果表明,腐殖酸的紫外光谱吸收带,随pH值增大主要发生蓝移。但随溶液离子强度增大,pH值对腐殖酸紫外吸收带的影响逐渐降低直至不影响。随溶液离子强度增大,腐殖酸的紫外光谱吸收带都发生红移、吸收强度增大。且腐殖酸的E3/E4值与溶液离子强度具有显著的正相关性。腐殖酸的紫外光谱中的吸收带,随投加Cu2+或Cd2+浓度增大而发生红移。