利用强化混凝去除水源水中天然有机物的研究进展

总结了近年来利用强化混凝去除水源水中天然有机物的研究,重点讨论了其作用机理和主要影响因素.水源水中天然有机物的含量和成分会因水源地和时间的不同而存在差异,对水源水中天然有机物的了解是保证强化混凝效果的基本前提.不同混凝条件下,强化混凝的主导作用机理不同.铁盐混凝剂、较低pH值、较高混凝剂投量和阳离子有利于提高强化混凝的效果.     

不同超滤膜过滤天然有机物的膜污染特性研究

超滤膜的截留分子量、天然有机物的分子量分布以及两者之间的相对关系对于膜污染以及过滤阻力的组成有很大的影响。MWCO140kDa、70kDa、30kDa、10kDa、4kDa和1kDa的超滤膜过滤10mg/L腐殖酸溶液和未名湖湖水的试验结果表明,在过滤初始时刻就发生了膜污染,膜的截留分子量越大,膜污染越显著。在长期过滤的过程中,截留分子量>10kDa的超滤膜的过滤阻力受到膜污染的控制,膜孔堵塞和膜面形成凝胶层是造成膜污染的主要原因;当膜的截留分子量≤10kDa时,过滤阻力主要由膜本身固有的阻力决定,膜污染影响较小。不同浓度、类型的腐殖酸溶液和不同种类的超滤膜过滤试验数据分析表明,当膜对腐殖酸分子的截留率超过40%时,膜污染的程度会逐渐减小,过滤阻力将由膜本身固有的阻力控制。     

利用强化混凝去除水源水中天然有机物的研究进展

总结了近年来利用强化混凝去除水源水中天然有机物的研究，重点讨论了其作用机理和主要影响因素。水源水中天然有机物的含量和成分会因水源地和时间的不同而存在差异，对水源水中天然有机物的了解是保证强化混凝效果的基本前提。不同混凝条件下，强化混凝的主导作用机理不同。铁盐混凝剂、较低pH值、较高混凝剂投量和阳离子有利于提高强化混凝的效果。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下,超滤（UF）已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法,将聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙二醇（PEG）和二氧化钛（TiO2）共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线能谱仪（EDS）等相应的表征。比较了有无光照条件下,PVDF-PEG和PVDF—PEG—TiO2膜对腐殖酸（HA）的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明,TiO2光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强,PVDF-PEG—TiO2膜的抗污染性能越好。另外,光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

改性天然菱铁矿去除水中六价铬

六价铬Cr(Ⅵ)是地下水污染的重要组分之一。近几年吸附法除铬被广泛应用。为了强化Cr(Ⅵ)的去除效率,对成本低廉的天然菱铁矿进行了改性,并研究了最优改性条件及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性。经过不同温度的灼烧改性发现,在500℃灼烧20 min时改性材料去除地下水中Cr(Ⅵ)的效率最高,在25℃时其吸附容量可达0.092 mg/g,吸附效率为92%。通过一系列的静态批实验,考察了最优改性菱铁矿对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,二级吸附动力学模型可以更好地描述不同温度下的吸附过程。与Langmuir等温吸附模型相比,等温吸附数据更好地符合Freundlich等温吸附模型。溶液pH对改性天然菱铁矿的吸附效果影响较大,pH在2~8之间吸附容量基本稳定;当pH=8~11时,随着pH升高吸附量明显减小。SEM、比表面积、ZPC测定等结果表明,改性菱铁矿比表面积增大,pHzpc在7.8左右。因此,比表面积、表面电荷的分布等表面性质是改性天然菱铁矿除铬性能强的主要原因。     

改性天然沸石去除水中氨氮的研究

分别采用NaCl、KCl和CaCl2对黑龙江省某市天然沸石进行改性,考察了pH值、氨氮初始浓度以及温度对改性沸石交换性能的影响,并对改性沸石的交换动力学进行了研究.结果表明,NaCl和KCl改性对沸石原矿交换容量有不同程度提高,而KCl改性后容量有所降低.pH、NH4 初始浓度以及温度对交换性能有明显影响,pH 6.0附近沸石交换容量最大;NH4 初始浓度越高,反应速度越快,相同初始浓度下,钾型沸石交换速度较快,而沸石原矿交换速度最慢.采用Langmuir型离子交换等温线进行非线性回归的结果显示,低温有利于交换反应的进行.溶液中NH4 在改性沸石上的离子交换反应可采用Vermeulen模型描述,沸石原矿拟合相关系数较差.改性沸石多次再生后,其交换容量均有所降低.     

PAC/AC吸附对超滤膜去除再生水中有机物影响

研究了粉状活性炭(PAC)和活性焦(AC)吸附对超滤膜(UF)去除再生水中有机物的效能及其对膜污染的影响。结果表明,PAC和AC吸附预处理可有效改善超滤膜出水水质,投量为40 mg/L时,PAC和AC单独吸附对DOC去除率分别为40.2%和32.6%,超滤出水DOC去除率则由直接膜滤时的21.4%提高至47.2%。UF对大于10 kDa的大分子有机物有较好的截留能力,PAC较AC对中小分子有机物的吸附效果更好。三维荧光(3D-EEM)分析显示,原水中溶解性微生物代谢产物和腐殖质类有机物所占比重较大;直接UF对溶解性微生物代谢产物的去除能力较好,投加PAC和AC促进了紫外腐殖酸和类腐殖酸类有机物去除,紫外腐殖酸EEM峰值分别下降51.7%和48.8%,类腐殖酸EEM峰值下降63.0%和59.9%。投加PAC和AC并经0.45 μm膜预过滤可提高超滤膜通量,其在过滤周期内的下降率由直接膜滤时的27.6%分别降至23.5%和24.4%。AC较PAC更为经济,AC-UF可替代PAC-UF作为经济可行的再生水深度净化工艺。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下,超滤(UF)已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法,将聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)和二氧化钛(TiO₂)共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线能谱仪(EDS)等相应的表征。比较了有无光照条件下,PVDF-PEG和PVDF-PEG-TiO₂膜对腐殖酸(HA)的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明,TiO₂光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强,PVDF-PEG-TiO₂膜的抗污染性能越好。另外,光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

天然有机物共存时生物活性炭对17β-雌二醇的去除

以17β-雌二醇（E2）为目标物,研究了在天然有机物共存的情况下,生物活性炭（BAC）小柱和粒状活性炭（GAC）小柱去除E2的效果。结果表明,BAC小柱和GAC小柱都可有效去除E2,运行600d后出水仍未检出E2。从纵向浓度分布来看,BAC小柱对E2的处理效果略好于GAC小柱。BAC小柱去除E2主要是通过活性炭吸附作用和生物降解作用。空床接触时间也会对E2的去除产生影响。在BAC小柱和GAC小柱中,NOM的去除率随时间延长而降低,E2的去除率始终保持在100％,由此可以推断E2和NOM在活性炭的不同位置进行吸附。     

滦河水体溶解性有机物的综合分级表征及其混凝去除过程

天然水体溶解性有机物(DOM)是微污染物的潜在载体,是消毒副产物的主要前驱物,自身又可能成为微污染物,因此研究其内在特性和去除机理有着重要的基础性科学意义.本研究综合利用化学、物理分级方法(即树脂和超滤分级法),对中国北方典型饮用水源--滦河水体的DOM进行全面分级表征.此水体DOM基本化学分级特征是憎水酸(HoA)、亲水性物质(HiM)含量较高,且具有季节稳定性;其物理分级特征是分子量＜1 kDa及3 kDa～10 kDa的组分含量较高,也表现出一定的时间稳定性.选用工业聚合铝(PAC)研究此DOM的基本混凝特征和内在混凝机理,结果表明,强憎水部分HoA及3 kDa～10 kDa间的有机物较易被去除,而较大分子量范围10 kDa～30 kDa间的有机物去除率较低,说明混凝过程中此DOM的物理性质不起主要作用,而化学性质更为重要.特别对DOM各组分作进一步(结合)分级研究,发现HoA主要在＞10 kDa范围.＜1 kDa的有机物中主要为HiM,但其中还含有HoA和弱憎水酸(WHoA),这使特定条件下部分＜1 kDa有机物被混凝去除成为可能.另外,HoA中按分子量大小仍可分为易去除和难去除部分,但分布不连续,易去除部分在3 kDa～10 kDa和＞30 kDa区间,而其10 kDa～30 kDa部分较难去除,说明可能存在其他结构性影响因素,值得深入研究.     

聚合物水凝胶的制备以及吸附废水中铅离子

以2-丙烯酸羟乙酯(HEA)和L-半胱氨酸(L-Cys)为单体,采用辐射共聚法制备了对Pb2+具有高效吸附性能的水凝胶,利用改性剂(乙酰胺基-L-半胱氨酸)对共聚物水凝胶进行了改性,应用SEM、FT-IR、XPS等方法表征了水凝胶的性能,研究了改性后水凝胶在不同pH以及不同温度条件下对Pb2+的吸附效果,探讨了水凝胶吸附Pb2+的吸附机理,并且采用EDTA二钠为脱附剂,探索了水凝胶的重复利用能力。     

土壤分离菌株去除水溶液中铅离子研究

金属及微生物种类、pH和接触时间是决定生物吸附效果的关键因素.从受铅污染的土壤中分离出5株有生物吸附铅离子能力的菌株,并鉴定吸附能力最强的菌株1为芽孢杆菌;试验了pH、接触时间和初始铅离子浓度对该芽孢杆菌生物吸附铅的影响,在温度为25℃时,pH值3.0、初始铅离子浓度250 mg/L、吸附时间不超过15 min有最大吸附量92.27 mg/g,此时去除率为73.82%,且25℃吸附平衡基本符合Langmuir等温模型.因此,用该芽孢杆菌生物吸附去除水溶液中铅是可行的.     

一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究 --磷矿石去除水溶液中铅离子和镉离子的对比研究

采用天然磷矿石及其改性产品对水溶液中铅离子和镉离子的去除进行了对比研究.天然磷矿石能够有效地去除水溶性铅离子和镉离子,在强酸介质条件下对铅离子的去除效果最好,而对于镉离子,在弱酸或中性的介质中去除效果达到最佳;改性后的磷矿石能够在广泛的pH值范围内对铅离子具有良好的去除作用,显著地提高了对铅离子的去除能力,但是对镉离子的去除没有明显的改善;最后指出,磷矿石对铅离子和镉离子去除差异的根本原因是其对铅离子和镉离子去除机理的不同.     

颗粒物粒径和有机物分子量对超滤膜污染的影响

采用不同孔径和截留分子量的膜对原水进行预过滤,研究不同粒径的颗粒物和不同分子量的有机物对膜污染的影响。结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,原水中浊度、CODMn、DOC和UV254的去除率逐渐提高,超滤膜运行的跨膜压力(TMP)比直接过滤原水时降低;经孔径为1.2μm和0.45μm的膜预过滤后,超滤膜运行的TMP仍上升较快,而经过截留分子量为100 kDa及以下膜预过滤后,膜污染比较缓慢。对膜阻力构成分析的结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,超滤膜运行过程中的表面饼层阻力逐渐减小,堵孔阻力也有明显降低,但预膜滤不能有效降低膜的吸附阻力。超滤膜表面的扫描电镜观察结果表明,经过截留分子量在100 kDa及以下的膜预过滤后,超滤膜表面比较干净,此时的膜过滤阻力主要来源于吸附和堵孔阻力。     

天然沸石同步去除水中氨氮和磷酸盐

通过静态吸附实验考察了浙江缙云产天然沸石对溶液中氨氮和磷酸盐的同步去除能力及机制,结果表明,天然沸石对溶液中氨氮的吸附过程较好地满足拟二级动力学模型、Langmuir和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型。天然沸石对磷酸盐的去除能力随溶液中初始氨氮浓度的增加而增加。当溶液pH由7.0增加到9.0时,天然沸石对氨氮的吸附能力随之增加,而当pH由9.0增加到10时,天然沸石对氨氮的吸附能力则下降。当溶液pH低于7.5时,天然沸石对溶液中的磷酸盐无去除能力,当溶液pH位于7.5～9.0时,天然沸石对磷酸盐的去除能力随pH的增加急剧增加,当溶液pH大于9.0时,天然沸石对磷酸盐的去除能力随pH的增加则呈下降趋势。天然沸石对溶液中氨氮和磷酸盐的同步去除过程是自发进行、吸热及熵增加的过程。天然沸石对溶液中氨氮的吸附机制为离子交换,对磷酸盐的去除机制则为化学沉淀作用。     

天然沸石去除腐殖酸和氨氮的研究

采用改性的浙江缙云天然斜发沸石,进行去除氨氮和腐殖酸的研究。腐殖酸对氨氮的去除有影响,含量越高。影响也越大。沸石主要去除大分子量的腐殖酸,对小分子量的腐殖酸去除效果较差。由于大分子腐殖酸会干扰氨氮的去除,去除大分子的腐殖酸有助于提高沸石去除氨氮的效果。     

一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究——磷矿石去除水溶液中铅离子和镉离子的对比研究

采用天然磷矿石及其改性产品对水溶液中铅离子和镉离子的去除进行了对比研究。天然磷矿石能够有效地去除水溶性铅离子和镉离子，在强酸介质条件下对铅离子的去除效果最好，而对于镉离子，在弱酸或中性的介质中去除效果达到最佳；改性后的磷矿石能够在广泛的pH值范围内对铅离子具有良好的去除作用，显著地提高了对铅离子的去除能力，但是对镉离子的去除没有明显的改善；最后指出，磷矿石对铅离子和镉离子去除差异的根本原因是其对铅离子和镉离子去除机理的不同。     

微氧膜生物反应器同时去除有机物和氮的研究

采用微氧颗粒污泥膜生物反应器处理生活污水，进行同时去除有机物和氮的研究。结果表明，膜出水COD不受水力停留时间变化的影响一直稳定在较低值，为15～35mg／L，去除率在94％以上。氮通过发生同时硝化反硝化反应而去除。在水力停留时间为16h以上时，系统总氮去除率为65％～92％，平均去除率为77％。