电凝聚臭氧化耦合工艺的有机物处理特性及去除机制解析

以污水厂二级出水溶解性有机物强效去除为目的,本研究构建了电凝聚臭氧化耦合(E-HOC)体系,明确了该体系对污水厂二级出水及布洛芬的处理特性,探明了有机物的强化去除机制.结果表明,在pH5条件下,E-HOC工艺对二级出水溶解性有机物的去除效果更优,相较于臭氧氧化、电絮凝工艺、预臭氧化-电絮凝工艺、电絮凝串联臭氧工艺以及化...     

初始pH值对连续投加铝盐混凝去除小分子有机物的影响机制

以污水厂二级出水中小分子有机物强化混凝去除为目的,提出了连续投加混凝工艺(CDC),并以水杨酸为模型小分子有机物,研究了初始pH值对CDC工艺去除效果的影响以及铝离子与水杨酸的络合特性.结果表明,初始pH值6时CDC工艺的去除率最高,比常规混凝工艺提升了13.8%.但是初始pH值5和7时CDC工艺的提升效果较小.三维荧光结果表明,不同pH值下水杨酸和铝离子的络合特性不同.X射线光电子能谱和电喷雾质谱结果表明,pH值5时CDC工艺前期主要生成1:1络合物Al(OH)(C₇H₄O₃)(H₂O)₂.其络合作用强烈,稳定性较高,难以从水中去除.pH值6时前期主要生成中等聚合铝(如原位Al₁₃),其与水杨酸形成的络合物可以参与到铝离子的生长过程,最终生成表面崎岖形态松散的珊瑚礁状絮体,强化了水杨酸的去除.pH值7时,主要生成不定形氢氧化铝,通过絮体表面吸附小分子有机物.     

电凝聚臭氧化耦合工艺的二级出水处理特性与机理研究

构建电凝聚臭氧化耦合工艺对城市污水处理厂二级出水进行深度处理,研究了不同初始pH值、臭氧投加量和电流密度对二级出水处理效果的影响.结果表明,当初始pH值为5、臭氧投加量为1.5 mg·mg^-1、电流密度为15 mA·cm^-2时,该工艺处理效果达到最佳,二级出水中溶解性有机物的去除率可达到58.6%.与单独电絮凝和臭氧氧化工艺相比,耦合工艺对有机物有更好的去除效果.由于金属盐水解产物可以作为臭氧化的催化剂,为了甄别其活性点位,将磷酸盐引入体系中,结果表明磷酸盐占据了混凝剂水解产物表面的羟基,从而阻碍了臭氧与水解铝盐混凝剂之间的反应,使得有机物的去除率降低,傅立叶红外(FT-IR)分析的结果进一步证明表面羟基是产生的铝盐混凝剂催化臭氧化的活性点位.为了进一步明确该耦合工艺去除溶解性有机物的机理,选择对氯苯甲酸(pCBA)探针法间接证明和电子顺磁共振(EPR)实验直接证明体系中羟基自由基(·OH)的存在,结果表明,电凝聚臭氧化耦合工艺较单独臭氧氧化工艺产生了更多的·OH,说明电絮凝产生的铝盐混凝剂水解产物可以作为催化剂催化臭氧产生·OH,提升体系对...     

BDD 电化学氧化苯酚及垃圾渗滤液研究

研究了BDD电化学氧化苯酚废水时电流密度、电解质浓度、初始浓度及pH与降解效率的关系。经正交实验表明,这4个因素影响权重为:电流密度>初始苯酚浓度>Na2SO4浓度>初始pH值。在正交实验的最优工艺参数组合:阳极电流4.5A,初始苯酚浓度为0.47 g/L,Na2SO4浓度为15 g/L,电解液pH为7的条件下,经4 h电解处理,苯酚被完全降解。BDD对垃圾渗滤液有良好降解效果,能有效去除COD和氨氮,并具有优异的脱色效果。     

铁促电解法处理垃圾渗滤液中有机污染物

采用铁促电解法处理垃圾填埋场渗滤液;考察了FeSO₄浓度、初始pH值、电流(电压)对污染物去除的影响.结果表明,与传统电解氧化降解有机物相比,铁促电解显著提高了有机污染物的去除效率;FeSO₄浓度越大,有机物去除效果越高;电解介质合理的初始pH值为3.0～4.0;铁促电解对渗滤液COD_Cr与NH₃^-N的去除率分别为68.37%,89.07%,色度和浊度的去除率大于98%.     

氢气还原海绵铁去除水体中硝酸盐的研究

利用小球烧结和氢气还原工艺制备了粒径1mm～5mm的多孔性球形海绵铁,对球形海绵铁去除水体中硝酸盐的效率及去除动力学进行了研究。结果表明:溶液初始pH值对硝酸盐去除效率的影响显著,初始pH值小于3时,硝酸盐的去除率随溶液初始pH的增加而逐渐降低;初始pH值大于3时,硝酸盐的去除率又随之升高。硝酸盐浓度低于10mgN/L时,硝酸盐去除率随着硝酸盐初始浓度的增加而增加,硝酸盐的残余量保持在0.4mgN/L左右;硝酸盐浓度高于20mgN/L时,硝酸盐的去除率随初始硝酸盐浓度的增加而略有降低。球形海绵铁去除硝酸盐为一级动力学反应,反应级数为0.970～1.378,表观反应速率常数为0.314h-1～0.536h-1。海绵铁还原硝酸盐的主要产物为氨氮,随着还原反应的进行,溶液pH值快速增加,氨氮以分子态氨的形式从水中逸出。进行归纳总结和对比,并以多环芳烃的提取为例列举了各方法的应用步骤,从而为其他环境样品其他有机物分析预处理提供参考。     

电絮凝-过滤法去除源水中微量有机物

利用电絮凝-过滤法进行了源水中有机物去除的实验研究,探讨了电流密度、电解时间和pH值等因素对源水中TOC去除效果的影响。结果表明,在电极间距1.0cm,电流密度47.2 A/m2,初始TOC浓度为12.4mg/L时,反应12min后,出水浓度为3.60mg/L,TOC去除率可达71%。表明电絮凝法可有效去除源水中微量有机物。其去除机理包括电絮凝、电化学氧化和还原以及电气浮等。     

Fenton工艺处理垃圾渗滤液MBR出水的特性研究

研究采用Fenton工艺处理垃圾渗滤液MBR出水,考察不同因素对Fenton工艺去除垃圾渗滤液中有机物的影响,考察了不同影响因素对Fenton工艺中氧化作用和混凝作用的影响。研究结果表明:腐殖酸的降解是Fenton工艺有效处理垃圾渗滤液MBR出水的重要原因。H_2O_2浓度对Fenton工艺去除有机物有着最显著的影响。Fenton工艺主要通过氧化作用去除渗滤液中有机物。初始pH值为5.0,氧化时间为120 min,H_2O_2浓度为240 mmol/L,Fe~(2+)浓度为60 mmol/L时,Fenton工艺对垃圾渗滤液MBR出水的去除效果最好,COD去除率可达到85%以上,HA去除率为94.1%。三维荧光图谱分析表明类富里酸和类胡敏酸是垃圾渗滤液MBR出水的主要成分。Fenton反应后胡敏酸和富里酸的含量和缩合度均发生不同程度的下降,从而提高了渗滤液可生化性。     

铁电絮凝去除磷酸盐性能及影响因素研究

不同水质条件下,铁板作为阳极电絮凝时会产生不同形态的絮体,而絮体种类对磷酸盐去除效果尚不明确.利用铁板作为阳极进行电絮凝,考察溶解氧对电絮凝过程中生成絮体种类的影响,进一步研究电流密度和初始pH值对磷酸盐去除效果的影响.结果表明,低溶解氧（DO）条件下絮体成分主要为磁铁矿,高DO条件下可能为无定型三价铁氧化物/氢氧化物;电流密度越大(2.5、5和10 mA·cm^-2),磷酸盐去除效率越高,同时,低DO条件下磷酸盐去除效率高于高DO条件;而初始pH值（4、5、6、7和8）虽不影响不同溶解氧条件下所产絮体的除磷效果,但DO浓度高时,酸性条件下磷酸盐去除效率更高.当前污水处理厂二级出水存在磷浓度较高的问题(TP> 0.5 mg·L^-1),采用实际污水在2.5 mA·cm^-2电流密度下进行电絮凝,10 min后,初始浓度为1.307 mg·L^-1磷酸盐去除效率达98%以上.研究结果将为电絮凝产不同形态铁去除磷酸盐提供理论支持.     

紫外-微臭氧工艺降解饮用水中邻氯对硝基苯胺的研究

以水中持久性有机物邻氯对硝基苯胺为目标物质,用紫外-微臭氧工艺对其进行降解,同时研究了紫外,紫外-臭氧和紫外-空气三种工艺的降解效果。结果表明:紫外-微臭氧工艺对水中持久性有机物的降解过程符合一级动力学反应。对于邻氯对硝基苯胺的3种初始浓度0.625,1.32,3.125 mg/L,紫外-微臭氧去除率分别达71.4%、78.8%、54.5%,降解效果低于紫外-臭氧工艺,但远好于其余三种工艺。紫外-微臭氧工艺的去除效果受到初始浓度,叔丁醇和初始pH值的影响。初始浓度在1.32 mg/L时去除率最高,初始浓度不应过高或者过低。加入叔丁醇使得去除率下降13%³1%。随着pH由4增加到9,去除率逐渐升高,较高的pH值有利于反应的进行。     

粉末活性炭去除电氧化产水余氯的试验研究

针对电氧化工艺处理废水后存在产水余氯的问题,该研究以电氧化处理垃圾渗滤液后的产水为研究对象,采用粉末活性炭去除水中的余氯,考察了反应时间、溶液初始pH、活性炭性质、活性炭投加量等对活性炭去除余氯的影响,并进行了粉末活性炭去除余氯的工艺试验。结果表明,降低溶液初始pH有利于余氯的去除,不同性质的粉末活性炭对余氯的去除效果存在明显差异,试验中所用的粉末活性炭对余氯的最大去除能力为3 000 mg/g,经过“粉末活性炭+真空转盘过滤”工艺处理后的电氧化产水余氯稳定在1 mg/L左右。     

紫外/氯耦合技术降解环丙沙星的研究

污水处理厂出水残留的氟喹诺酮类抗生素对水环境造成生态安全风险,本文采用紫外/氯耦合技术氧化降解水中环丙沙星(CIP)。研究表明,紫外/氯耦合技术在6min时就能完全去除CIP,CIP初始浓度、氯投加浓度、pH值、水中阴离子和天然有机物对紫外/氯有很明显的影响。紫外/氯能有效控制三氯甲烷的生成量,提高水质安全。     

不同聚合铝对水中有机物的去除研究

强化混凝是去除水中消毒副产物的最佳方法之一。文章针对强化混凝技术,从去除水中有机物的角度出发,对不同聚合铝的处理效果进行了研究。结果表明,酸性条件、加大投药量有利于水中TOC及UV254的去除,且酸性条件更为有利。在pH=6.3,工业PAC投药量为1.5×10-4mo(l有效铝)时去除效果最佳,水中总有机碳(TOC)及紫外吸光度(UV25)4的去除率分别可达到46%及57%,实验室制备的聚合铝碱化度越高越有利于水中有机物的去除。     

电沉积法制备Pd-TiO2NTs/Ti电极降解2,4-二氯苯酚的试验研究

氯酚类物质中,2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是一种广泛存在于自然界中的含氯有机物,具有遗传毒性、致癌性,可能会造成严重的环境问题。目前用于去除2,4-DCP含氯有机污染物的方法均存在一定的缺陷。采用电沉积法将钯(Pd)负载在二氧化钛(TiO_2)纳米管上作为阴极,通过Ti片阳极氧化的方式合成TiO_2NTs/Ti载体作为阳极,制备了一种新型的载Pd电极Pd-TiO_2NTs/Ti,用于2,4-DCP的脱氯,并通过对2,4-DCP进行电催化加氢脱氯试验考察了不同pH值和电流条件下对2,4-DCP的脱氯效果。试验结果表明:在pH值为5、电流为50 mA的条件下,经过90 min反应,2,4-DCP的脱氯效率达到91.5%,可为实际废水处理中2,4-DCP等氯酚类物质的去除提供新的思路。     

高能辐射去除饮用水中邻苯二甲酸酯的影响因素

为提高高能辐射去除邻苯二甲酸脂类化合物(PAEs)的能效,研究了辐射去除的主要影响因素:剂量、射线类型、初始浓度、气氛、pH值、共存物质以及PAE类型(邻苯二甲酸二甲酯,DMP;邻苯二甲酸二乙酯,DEP;邻苯二甲酸二丁酯,DBP).以DMP为研究对象,辐照功效(GD)随PAEs初始浓度增加而增加,但随吸收剂量的增加而下降;辐照存在剂量率效应,在同等剂量下,g 辐照比EB辐照能量利用率更高.不同气氛条件下辐照降解效率顺序为:充O2>饱和空气>充N2;在本试验浓度下,辐射降解的最适初始 pH值是5~10,较低或较高pH值都会降低去除效率;水中阴离子抑制剂存在会降低去除效果.不同类型PAEs辐照去除效率大小依次为DMP,DEP,DBP.     

电刺激条件下初始pH值对剩余污泥厌氧消化效果的影响

在厌氧消化反应器中施加0.6V电压刺激,考察初始pH值(3,5,7,9,11)对剩余污泥厌氧消化效果的影响.结果表明,当初始pH值为9、厌氧消化至32d时,污泥挥发性固体有机物去除率为38.1%,甲烷产率为224mLCH₄/g VS;同样的消化时间内,初始pH值为7的对照组,其挥发性固体有机物去除率为32.2%,甲烷产率仅为162mLCH₄/g VS.调节初始pH值可加速污泥水解酸化过程,其中pH值为11时,水解酸化效果最好,比其他pH值条件下产生更多的挥发性脂肪酸(VFAs).在产酸高峰期,初始pH值为3、11时,乙酸和丁酸是主要产物;初始pH值为5、7、9时,主要产物是乙酸和丙酸.调节初始pH值能加速氨氮的释放,且pH值为酸性(3,5)时的氨氮浓度高于碱性条件下(9,11)的浓度.     

羟基自由基快速去除表面有机磷污染实验研究

针对近年来不断发生的有机物磷污染事件,通过强电场电离放电方法把H2Ogas和O2电离,制取以·OH为代表的活性自由基溶液,以喷洒的方式对2种模拟有机磷污染物敌敌畏和氧乐果进行表面快速去除研究.结果表明,在pH=6,模拟平面上敌敌畏和氧乐果初始浓度为60 μg·cm-2的情况下,当·OH喷洒密度增加到3.9 μg·cm-2时,短时间内敌敌畏和氧乐果去除率均可达90%以上,矿化率也分别达到64%和72%.随着pH值的不断增大,有机物的去除率均表现为先略有降低而后迅速增大,在接近中性时最低;其中敌敌畏和氧乐果在pH=12时的去除率要比pH=6时分别高出约21%和26%.四因素三水平正交试验表明以喷洒方式去除表面有机磷污染起主要作用的是·OH.     

阴极电场增强活性炭纤维-臭氧体系去除水中硝基苯

通过对电流强度、反应液初始pH值、电解质种类及浓度等因素分析,探究了电增强活性炭纤维-臭氧体系对水中硝基苯的去除效果和机制.结果表明,与活性炭纤维-臭氧体系比较,电增强活性炭纤维-臭氧体系对硝基苯的去除效率显著提升.电增强活性炭纤维-臭氧体系中电流强度对体系影响不显著,臭氧浓度对水中硝基苯的去除效率有一定影响,反应初始液的pH值对活性炭纤维催化臭氧体系的影响较大.水中无机盐如硫酸钠、硝酸钠及氯化钠的存在会抑制活性炭纤维催化臭氧.此外,单独臭氧对活性炭纤维有破坏作用,降低了活性炭纤维对反应的促进效果,外加阴极电场时,不仅活性炭纤维对有机物的去除效果显著提升,而且保证了活性炭纤维结构不被臭氧所破坏.     

电活化过硫酸盐去除铜绿微囊藻的效果及机理研究

为了开发微藻及藻类有机物的高效去除技术,采用电活化过硫酸盐(EC/PS)体系处理含铜绿微囊藻的水样. 通过藻细胞密度和叶绿素a含量测定以及扫描电镜观察,研究了EC/PS体系的除藻特性及影响因素;采用荧光区域积分法定量分析了除藻过程中胞内有机物(IOM)和胞外有机物(EOM)的变化特征;利用电子顺磁共振波谱仪测定了EC/PS体系中的自由基类别,并分析了EC/PS体系的除藻机理. 结果表明:①在初始藻细胞密度为1.24×107~1.30×107 cells/mL,电压为7 V,初始pH为6,初始PS浓度为4 mmol/L的条件下,当EC/PS体系处理60 min时,藻细胞和叶绿素a的去除率分别达90.80%和98.41%,明显优于单独EC体系和单独PS体系;当EC/PS体系处理10 min时,IOM的总荧光响应值降低了77.39%. 在处理过程中,以腐殖酸类物质为主的胞内有机物会大量释放. ②EC/PS体系中电化学作用对除藻的平均贡献率为54.63%;同时,除藻过程可产生大量的SO₄?·和·OH,且其随处理时间的增加而增加. 研究显示,EC/PS体系能有效去除铜绿微囊藻及藻类有机物,反应体系中的SO₄?·和·OH发挥了重要作用.      

典型北方高碱度微污染水体强化混凝的示范研究

以高碱度、受有机物污染的典型北方水体为例,探索适宜的强化混凝技术.在水质调查的基础上,提出适合水质特征的强化混凝目标.研究了高碱度水体强化混凝技术方法.研究表明,可以通过3条技术途径提高水体中有机物的去除效率.其一在混凝前优化pH,促进絮凝剂水解形成中聚体,AlCl3在pH 6左右,FeCl3在pH 5左右时,有机物去除率可以提高一倍左右;其二是强化沉淀软化;其三是絮凝剂优化.结合我国实际情况,通过对传统絮凝剂进行改性,研制出了适合我国北方水质特征的高效絮凝剂,能较传统絮凝剂将有机物去除率提高30%以上.