毛细压力法对水处理滤料亲油亲水比的研究

基于Washburn方程,定义了滤料的亲油亲水比(LHR),利用毛细压力法测定了果壳、锰砂、陶粒、石英砂和瓷砂的润湿速率,计算了LHR值,并对滤料的表面微观结构进行了研究.实验表明,直线拟合程度较好,结果重现性较高.实验方法可行.数据可靠.其中果壳的LHR值最大,达到66.87,表现出了最强的亲油性,其次是锰砂、陶粒、石英砂,三者的亲油性略好于瓷砂,其LHR值分别为1.24、1.22、1.16和0.80,与XPS和FTIR分析结果一致,证实了滤料LHR值的差异主要取决于滤料表面微观结构的不同.     

水处理滤料润湿性的实验研究

基于Washburn方程用亲油亲水比(LHR)比较了无烟煤、沸石和石英砂滤料对油的润湿选择性,并对其表面结构进行了表征.结果表明,无烟煤、沸石和石英砂的LHR值依次为2.41、0.64和0.65,沸石和石英砂的亲水性明显好于无烟煤,而无烟煤的亲油性好于沸石和石英砂.这主要取决于滤料的表面化学组成,同时与其表面形貌有一定的关系,与SEM、XPS、FTIR分析结果基本吻合.     

动态渗透压力法研究水处理滤料的润湿性

润湿性是水处理滤料的一个十分重要的表面性质.以Washburn方程为原理,用动态渗透压力法研究了无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料的亲油亲水润湿性.实验结果表明,方法的重现性较好,误差在10%以内.当滤料的粒径范围在0.6～0.9mm之间时.以该法测得无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料的亲油亲水比(LHR)值依次为2.511、1.748和1.317,说明无烟煤滤料的亲油性最好,铝矾土陶瓷次之,而磁铁矿的亲油性最差.XPS和FTIR分析结果表明,无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料润湿性差别主要归因于其表面化学结构的不同.     

一种新型滤料——瓷砂滤料的过滤研究

通过瓷砂滤料与石英砂的对比过滤试验，证明了瓷砂滤料优于石英砂。良好的物理性能和化学稳定性，使瓷砂滤料具有截污能力强、水头损失小、过滤周期长、滤后水质好、反冲洗强度小等优点，是一种具有发展前景和新型好滤料。     

水处理滤料——球形轻质陶粒的研制

以天然陶土为主要原料，掺加适量的化工原料，可以生产出一种较理想的水处理滤料－球形轻质陶粒。用于曝气生物滤池处理城市污水的试验表明，这种滤料具有很高的处理效率，强度大，孔隙率大，比表面积大，化学稳定性好，生物附着力强、反冲洗容易进行。     

不同性能滤料负载活性焦脱硫脱硝的实验研究

通过固定床试验,分别研究了HBT、玻纤贴面芳砜纶、P84三种不同性能滤料负载粉状活性焦脱硫脱硝的效率,以及经实验优选得到的HBT滤料负载粉状活性焦在80~100℃温度范围、6%~10%的氧气体积比、6%~10%的水蒸气体积比和0~6的氨氮比条件下对脱硫脱硝的影响,探索了滤料负载粉状活性焦达到最佳脱硫脱硝效果的工艺参数。结果表明:滤料负载粉状活性焦的脱硫脱硝效率高于其单独脱硫脱硝效率的代数和;当反应温度在100℃时、氧气体积比和水蒸气体积比在8%时达到最佳脱除效果;其中水蒸气体积比和氨氮比分别对脱硫、脱硝影响较大。     

油团聚法处理炭黑废水的研究

根据炭黑疏水性的特点 ,本试验采用油团聚工艺成功地处理了炭黑废水。经处理后 ,出水中炭黑含量小于 5.0 mg/ L,出水可回用 ,回收的炭黑用四氯化碳处理后 ,经过滤干燥可得到含水率小于 1 .0 %的炭黑 ,油相可回用。     

用于湿法净化黑烟表面活性剂筛选的数学模型研究

湿法净化燃煤窑炉中的黑烟,关键在于表面活性剂对炭黑的润湿、增溶和降低表面张力作用.根据研究筛选的数学模型,计算AEO-9和SDBS混合表面活性剂溶液的亲水亲油平衡值HLB、临界胶束浓度CMC与胶束形成吉布斯自由能ΔG0mf.通过实验测得不同配比AEO-9和SDBS溶液的CMC和处于该CMC时黑烟的去除效率η,分析混合溶液中HLB、CMC、ΔG0mf与η的关系,建立新的数学模型.结果表明,理论CMC与实测CMC吻合度较好;HLB与ln[CMC]线性相关;ΔG0mf与η存在二次函数关系.降低CMC可以有效增大HLB,增加溶解度,减小形成胶束的吉布斯自由能,降低表面张力,使形成胶束的反应更容易自发进行,有效提高黑烟去除效率.     

紫外法快速测定废水中微量油的研究

建立快速测定废水中微量油的紫外分光光度法。使用正己烷作为萃取和测试溶剂,同国标方法(GB/T16488-1996)所用的四氯化碳相比可减少对测试人员的伤害。使用浓硫酸磺化和蒸馏相结合的提纯溶剂方法,可节省实验的准备时间。结果表明,该方法所需设备简单,不需特殊试剂,测定速度快,准确度较高。     

红外光度法测油的有关问题的研究

为了研究红外光度法在测油过程中应用的局限性．用重量法和红外法对成品油及污水进行了大量的实验。实验结果表明红外光度法适用高浓度水样中石油较轻组分的测定．对于重组分低浓度的样品．回收率则很低。     

流动电位法测定滤料表面的Zeta电位

滤料表面的ζ电位是评价滤料颗粒表面性质的重要指标之一,研究滤料表面的ζ电位对于提高过滤效率以及开发改性滤料是十分重要的.根据流动电位与ζ电位的关系自制了一套测定ζ电位的装置,经测定计算出了4种常用水处理滤料表面的ζ电位,结果表明:当滤料的粒径范围在0.45～0.9mm之间时,使用该装置测得的磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒表面ζ电位分别为-27.64mV、-6.54mV、-5.87mV、-2.30mV.电子能谱和红外光谱分析结果证明磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒滤料表面ζ电位的差异主要归因于其表面化学结构的不同.     

混合滤料的润湿性及其过滤处理含油废水性能

为了探究两种润湿性相反的特殊润湿性滤料的耦合作用,将超疏水超亲油石英砂滤料和超亲水水下超疏油石英砂滤料均匀混合,研究了混合滤料的润湿性以及过滤除油性能.结果表明,两种滤料混合组成的固体表面润湿性不满足每种滤料润湿性的加权平均关系,更符合二次曲线关系,决定系数高达0.9992;交替润湿性对过滤除油效率具有耦合增强作用.混合滤料的疏水亲油性越强,其除油效率、归一化附着效率和渗透系数都越大,反之亦然.滤料粒径越小,归一化附着效率的变化斜率越大,而滤速和床深对归一化附着效率的变化斜率影响不明显.滤料的疏水性具有增阻的效应,流速的增加有助于增大滤层的渗透系数.以上研究成果可为特殊润湿性混合滤料过滤处理含油废水提供研究思路和参考.     

催化氧化除氨氮/锰滤料活性恢复方式优化研究

以催化氧化除氨氮/锰失活滤料为研究对象,考察了3种不同恢复方式(自然恢复,投加碱度,再次挂膜)对滤料催化氧化氨氮、锰效能的影响.结果表明,自然恢复(1#)滤柱,投加碱度(2#)滤柱,再次挂膜(3#)滤柱分别于4,2,3d后氨氮去除率达到90%以上;逐渐提高氨氮浓度,3#再次挂膜滤柱出水氨氮浓度波动最大,1#自然恢复滤柱恢复期间出水亚硝氮积累时间最长且峰值最高.3根滤柱催化氧化去除锰活性恢复速度均较快.1#自然恢复滤柱和2#碱度恢复滤柱均能在2d内将锰完全去除.3#挂膜滤柱是在停止投加高锰酸钾后5d内实现将进水锰完全去除.氨氮和锰的相互影响实验结果表明,3根滤柱中投加碱度(2#)滤柱表现最优.尽管氨氮抑制锰的去除,但是投加碱度滤柱随着进水氨氮浓度的升高出水锰浓度始终低于0.1mg/L;锰对氨氮的去除影响不显著.XRD分析结果表明,受其表面负载新生成氧化膜的影响,高锰酸钾重新挂膜滤柱的滤料样品的结晶度较差.综合考虑氨氮和锰的活性恢复效率以及挂膜过程中药品的投加,提出采用自然恢复方式最适.     

LPWCO method for the treatment of high concentrated organic wastewater

Based on wet air oxidation (WAO) and Fenton reagent, thispaper raises a new low pressure wet catalytic oxidation(LPWCO)which requires low pressure for the treatment of highlyconcentrated and refractory organic wastewater. Compared withgeneral wet air oxidation, the pressure of the treatment(0.1-0.6MPa) is only one of tens to percentage of latter(3.5-10MPa). Inaddition, its temperature is no more than 180℃.Compared withFenton reagent, while H2O2/COD(weight ratio) less than 1.2, theremoval of COD in the treatment is over twenty percents more thanFenton's even the value of COD is more than 14000mg/L. In thispaper, we study the effect factor of COD removal and the mechanismof this treatment. The existence of synergistic effect (catalytic oxidation and carbonization) for COD removal in H2SO4-Fenton reagent system under the condition of applied pressure and heating (0.1-0.6MPa, 104-165℃) was verified. The best condition of this disposal are as follows:H2O2/COD(weight ratio)=0.2-1.0, Fe2+ 0.6×10-3 mol, H2SO4 0.5mol, COD>1×104mg/L, the operating pressure is 0.1-0.6MPa and temperature is 104-165℃. This method suit to dispose the high-concentrated refractory wastewater, especially to the wastewater containing H2SO produced in the manufacture of pesticide, dyestuff and petrochemical works.     

生物膜法污水处理用新型纤维素载体的制备与性能

以麦草浆粕为原料,研究开发出了一种适用于生物膜法污水处理的多孔生物膜载体.实验通过对麦草浆粕碱化、黄化制备出酯化均匀的纤维素粘胶,并在此基础上选取合适的发泡成孔技术和纤维素再生工艺得到多孔纤维素载体成品.实验考察了各制备条件对载体性能的影响,总结出了该工艺下性能最优的载体的制备条件.研究结果表明,制得载体的孔隙率可达85%,比表面积在11m2·g-1以上,孔径从100μm～800μm均可人为控制.制得的多孔纤维素载体成本低廉,用于污水处理效果十分良好.     

Structural characteristic and ammonium and manganese catalytic activity of two types of filter media in groundwater treatment

Two types of filter media in groundwater treatment were conducted for a comparative study of surface structure and catalytic performance. Natural filter media was adopted from a conventional aeration–filtration groundwater treatment plant, and active filter media as a novel and promising filter media was also adopted. The physicochemical properties of these two kinds of filter media were characterized using numerous analytical techniques,such as X-Ray diffraction(XRD), scanning electron microscope(SEM), energy dispersive X-ray(EDX), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and Zeta potential. The catalytic activities of these filter media were evaluated for ammonium and manganese oxidation.XRD data showed that both active filter media and natural filter media belonged to birnessite family. A new manganese dioxide(Mn O2) phase(PDF#72-1982) was found in the structure of natural filter media. The SEM micrograph of natural filter media showed honeycomb structures and the active filter media presented plate structures and consisted of stacked particle. These natural filter media presented lower level of some trace elements such as calcium and magnesium, lower degree of crystallinity, lower Mn(III) content and lattice oxygen content than that of active filter media, which were associated with its poor ammonium and manganese catalytic activities. In addition, some γ-Fe2 O3 and Mn CO3 were found in the coating which may hinder the ammonium and manganese catalytic oxidation. This study provides a thorough and comprehensive understanding about the most commonly used filter media in water treatment, which can provide a theoretical guide to practical applications.