混凝-气浮控制三卤甲烷生成势的研究

研究了混凝一气浮工艺对不同分子量区间三卤甲烷生成势（trihalomethanes formation potential,THMFP）的去除效果及絮体形态对THMFP去除效果的影响。结果表明,混凝一气浮工艺以去除大分子量区间THMFP为主,对小分子量区间THMFP的去除效果较差。UV254值与THMFP值的线性相关系数为0．9449,UV254值可以较好地反映THMFP的含量。絮体的分形维数为1．17～1．2时,孔隙率较大,可增加絮体对THMFP的活性吸附空间,且絮体相对密度较小,可增强同向絮凝作用,增加絮体和THMFP的接触概率,有利于气浮对THMFP的去除。     

氯胺消毒对三卤甲烷生成影响因素研究

采用腐殖酸模拟天然水体中消毒副产物前体物,探求了氯氨比、氯胺投加量、总有机碳(TOC)浓度和Br-浓度在氯胺消毒过程中对消毒副产物——三卤甲烷(THMs)生成量的影响。结果表明:(1)随着氯氨比的降低,THMs及各组分的生成量显著减少。(2)THMs的生成量均随着氯胺投加量的增加而增加,且都呈现出了良好的线性关系。当氯胺投加量大于7.0mg/L时,氯代卤化物成了优势产物。(3)随着TOC浓度的增加,THMs生成量增加,且具有一定的线性关系;三氯甲烷和一溴二氯甲烷生成量均增加,氯氨比为3∶1(质量比,下同)时三氯甲烷和一溴二氯甲烷生成量增加了9.86、7.80μg/L,氯氨比为5∶1时则分别增加了15.21、13.62μg/L;三溴甲烷和二溴一氯甲烷生成量均呈现先增加后减少的趋势。(4)随着Br-浓度的增加,THMs、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷生成量均增加,三氯甲烷生成量减少。溴化物的存在会促进THMs的产生。     

饮用水中三卤甲烷的生成机理与影响因素研究进展

在饮用水消毒过程中,氯会与天然有机物(NOM)等反应生成消毒副产物(DBPs),三卤甲烷(THMs)是一种主要的DBPs,长期低浓度的THMs暴露对人体有一定的健康风险。THMs和其前驱物种类繁多、生成机理复杂且影响因素诸多,如何抑制消毒过程中THMs的形成是饮用水安全领域的研究热点。通过查阅大量文献,从THMs形成机理及影响因素等方面归纳了目前THMs研究现状,总结了甲基酮、腐殖酸、氨基酸、β-二酮等重要前驱物生成THMs的反应途径,探讨了操作条件以及离子对THMs生成的影响,对该领域未来研究方向进行了展望。     

冬季密云水库水的预臭氧氧化处理研究

针对冬季北京密云水库水低温、低浊的水质特征,分别进行了实验室烧杯实验和现场中试研究,并对原水及处理后的水质进行了物理分级和化学分级研究.实验结果表明,预臭氧氧化能降低原水中消毒副产物的前体物(如三卤甲烷生成势),并能显著减少原水中颗粒物的含量;预臭氧氧化工艺与常规工艺相比,能提高砂滤出水的UV254和颗粒物的去除率,有效降低砂滤水头损失率.     

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。     

固相微萃取-气相色谱分析饮用水中三卤甲烷

大多数自来水厂现仍使用液氯处理作为饮用水消毒的主要技术之一,但在处理过程中会产生有致癌性的三卤甲烷,如氯仿、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和溴仿。为了对饮用水中的三卤甲烷进行研究,采用固相微萃取—气相色谱方法检测分析。研究了搅拌速度、萃取时间、萃取温度、盐含量(NaCl质量分数)和pH对萃取效果的影响,得出最佳优化条件:搅拌速度240r/min,萃取时间15min,萃取温度20℃,NaCl质量分数为20%～30%,pH=6。同时,对分析参数如线性相关性、相对标准偏差、最低检出限及保留时间进行了评价。结果表明,采用固相微萃取—气相色谱方法,拟合曲线得出,在三卤甲烷质量浓度为0.05～2.00、2.00～40.00μg/L时相关系数分别为0.9908～0.9997、0.9907～0.9971;在三卤甲烷质量浓度为5.00、20.00μg/L时,相对标准偏差分别为3.5%～7.6%、1.9%～7.3%,最低检出限为0.005～0.010μg/L;经固相微萃取后,三卤甲烷在气相色谱中的保留时间最短,在6min内。     

O3/ H2O2法对生化出水中不同种类有机物的去除效果研究

采用XAD-8/XAD-4吸附树脂联用技术将城市污水生化出水中有机物分为疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质4类有机物,研究了O3/H2O2法对这4类有机物的去除效果.结果表明:(1)O3/H2O2法对生化出水中有机物的去除效果明显好于O3法、H2O2法.反应60 min时,O3/H2O2法对溶解有机碳(DOC)和254 nm波长处的单位比色皿光程下的紫外吸光度(UV254)的去除率分别达到49%和82%.(2)生化出水经O3/H2O2处理后,一部分疏水性有机物(疏水酸和非酸疏水物质)在反应过程中转化为亲水性有机物(弱疏水物质和亲水物质).(3)生化出水中71%的三卤甲烷生成势(THMFP)由疏水酸和亲水物质产生,特别是疏水酸,其产生的THMFP占总量的48%.反应60 min时,O3/H2O2法对疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质和亲水物质产生的THMFP的去除率分别为64%、100%、88%和18%.     

水体中卤乙酸(HAAs)的产生、测定方法与控制途径

对饮用水中普遍存在的消毒副产物形式HAAs的产生、测定方法以及控制途径进行了阐述.并对影响HAAs生成的主要因素投氯量、溴的影响以及卤乙酸副产物(HAAFP)含量等进行了分析.生物活性炭技术是一种非常有效的控制HAAs含量和减少HAAFP含量的方法,对于保障饮用水安全性具有重要意义.     

加压混凝沉淀对蓝藻水处理中消毒副产物的控制

为了降低蓝藻水处理中消毒副产物的产生,采用物理加压法取代传统化学氧化法进行预处理,从而减少新的化学物质的产生,降低消毒副产物风险,实验对比研究了加压混凝沉淀和预氧化混凝沉淀除藻工艺中消毒副产物及其前驱物的浓度。结果表明,经0.7 MPa加压1 min后混凝沉淀处理,藻类去除率达到95.8%,浊度0.58 NTU,均比原水混凝沉淀和预氧化混凝沉淀后效果大幅度提高。蓝藻水加压后三卤甲烷前驱物降低26.2%,卤乙酸前驱物无变化,混凝沉淀处理后前驱物比原水混凝沉淀后略有减少。加压水过滤消毒后消毒副产物与原水处理后持平。而经1~2 mg/L的NaClO预氧化水混凝沉淀过滤消毒后,三卤甲烷和卤乙酸浓度分别比原水处理后增加了3~4倍和1.7~2.5倍。加压混凝沉淀工艺处理蓝藻水,比传统预氧化工艺更有效控制了消毒副产物的产生。     

Fe3+和Cu2+对饮用水氯消毒副产物三卤甲烷形成的影响

为了研究水中存在Br-的情况下,Fe3+和Cu2+对三卤甲烷(THMs)的生成及CHCl3、CHBrCl2、CHBr2Cl、CHBr3 4种消毒副产物相对分布的影响,以腐殖酸模拟氯消毒过程中的前体物进行实验。结果表明,在pH为6、7和9 3种条件下,Fe3+抑制了THMs的生成,pH=6时只有CHCl3生成量随着Fe3+浓度的增加逐渐减少,其余3种消毒副产物均在增加,pH=7时4种消毒副产物浓度均减小并在Fe3+浓度为2 mg/L时生成量最低,pH=9时的生成趋势与pH=6时类似。Cu2+能促进THMs的生成,在pH为6、7和9时,当加入0.5 mg/L Cu2+时,THMs总量分别增加了16.7%、22.6%和2.5%,随着pH增加,THMs总量增加。在3种pH环境中,Cu2+对THMs生成的影响大于Fe3+,在偏酸性环境中,Fe3+影响THMs生成,产生的致癌风险高,当金属离子浓度为2.5 mg/L时,致癌风险相差最高为15%,在中性和偏碱性环境中,Cu2+影响THMs生成,产生的致癌风险高。     

混凝-溶气气浮装置预处理ABS树脂废水

针对ABS树脂生产废水中乳胶状悬浮物难以去除的现状,采用混凝-溶气气浮装置进行了预处理实验研究.结果表明,铝盐复配药剂和阳离子型PAM共同作用对废水中的乳胶状悬浮物具有极好的破乳絮凝效果,且在原水pH值为5、铝盐复配药剂投加量为100 mg/L、PAM投加量为2.5 mg/L、溶气水回流比为40%和水力停留时间为15 min条件下,该装置对ABS树脂生产废水中的浊度去除率达95%以上,COD去除率达50%以上,达到后续生化处理对进水的要求,且运行稳定,在胶乳废水处理领域有着广阔的应用前景.     

溶气气浮过程动力学模型的分形观

凝聚/絮凝过程中形成的絮体通常具有分形几何结构,导致絮体的密度、渗透性发生了变化,从而对于固液分离过程(沉淀、气浮和过滤)带来很大的影响。本文基于前人对于絮体分形的研究成果,建立了絮体与微气泡之间接触碰撞的动力学方程、絮体/微气泡聚集体在水中上升的分形速率方程。絮体与微气泡间的相对尺度和流态的不同会有不同的碰撞机制,相应的动力学方程式与絮体的分形维数也有不同的关系。     

臭氧气浮工艺处理城市合流制溢流污染

合流制溢流(CSO)污水具有水质水量波动大、非连续产生的特点,采用臭氧气浮技术对CSO污水进行处理,研究该技术对化学需氧量(COD)、总磷(TP)、悬浮固体(SS)等污染指标的控制效果。实验室小试结果表明,在最适工艺条件下,混凝-臭氧同步处理对CSO实际污水SS、TP、COD去除率分别为77.8%、73.6%和57.9%,显著削弱了腐殖质类有机物荧光强度,混凝与臭氧氧化之间表现出良好的协同作用,能够实现CSO污染的有效控制。进一步设计了臭氧气浮撬装式设备,并在武汉市开展了CSO处理现场实验研究,运行结果表明,臭氧气浮工艺系统对SS、TP、COD的平均去除率分别为81.8%、75.4%和61.7%,净化效果良好,实现了对CSO典型污染物的协同治理。通过实验室研究和工程实验结果,证实了臭氧气浮工艺用于CSO污水治理的工程可行性,上述研究结果可为CSO污水的多水质目标协同控制提供理论指导和技术参考。     

微涡旋絮凝-逆流气浮-纳滤集成工艺去除水中腐殖酸的动态运行特征

通过微涡旋絮凝逆流气浮-纳滤集成工艺的动态试验研究,确定其运行周期为72 h,能很好地去除水中腐殖酸有机物,但不同纳滤膜组成的集成工艺处理效果不同.采用PACl絮凝剂处理水样2时,以流程1运行的含TQ56-36FC型纳滤膜的集成工艺出水的高锰酸盐指数为0.45 mg/L,UV254nm在0.003 3左右波动,且有95%以上的脱盐率.以流程2运行的含M-N1812A型纳滤膜的集成工艺处理3种水样时的膜清水的高锰酸盐指数在0.75 mg/L左右波动,UV254nm大都远小于0.007 5,有时甚至为0.水样1和水样3的UV254nm平均值为0.005 4,水样2的最低,平均值为0.003 3,脱盐率只有6%～10%.以PACl为絮凝剂时,集成系统有较强的适应原水水质变化的能力.预处理中活性炭柱的存在提高了M-N1812A型纳滤膜清水样的水质,但并没有延长膜的使用周期.这也表明膜的污染更重要的是来自无机物的污染.     

加压溶气生化气浮法降解生活污水中有机物

将加压曝气生物氧化技术与加压溶气气浮工艺相结合,开发了一种快速处理生活污水的加压溶气生化气浮反应器(PA-DAF),并考察了反应器的泥水分离效果及压力、水力停留时间(HRT)、气水比对其去除生活污水内有机物的影响。实验结果表明,在压力0.4 MPa,HRT 1.5 h(Q=1.0 L/min),气水比3∶1的条件下,生活污水COD去除率可稳定在90%左右。同时发现,NH3-N去除效果不理想,有待后续研究进行优化。     

调理剂对CAF污泥浓缩工艺影响的试验研究

涡凹气浮（CAF）已广泛应用于工业废水和城市污水的预处理中.由于污泥本身的特性原因,CAF在污泥处理中尚没有应用.通过试验投加污泥调理剂改变污泥的特性,以达到将CAF工艺用于浓缩活性污泥的目的.试验表明,CAF工艺浓缩低浓度剩余活性污泥效果很好,但正确选择污泥调理剂的投加点和投加量对CAF污泥浓缩工艺至关重要.     

调理剂对CAF污泥浓缩工艺影响的试验研究

涡凹气浮(CAF)已广泛应用于工业废水和城市污水的预处理中.由于污泥本身的特性原因,CAF在污泥处理中尚没有应用.通过试验投加污泥调理剂改变污泥的特性,以达到将CAF工艺用于浓缩活性污泥的目的.试验表明,CAF工艺浓缩低浓度剩余活性污泥效果很好,但正确选择污泥调理剂的投加点和投加量对CAF污泥浓缩工艺至关重要.     

氢氧化镁混凝过程絮体形成研究

以不同浊度高岭土水样为研究对象,运用激光光散射法对氢氧化镁混凝剂絮体开始形成时间和氯化镁最小投加量进行测定,探讨了氯化镁投加量对沉后出水浊度和Zeta电位的影响.结果表明:(1)氢氧化镁混凝剂絮体开始形成时间随着氯化镁投加量的增大而缩短;pH增大及浊度增大时,絮体开始形成时间总体缩短,pH=11.5、氯化镁投加量为25...     

Comparison of inclined plate sedimentation and dissolved air flotation for the minimisation of subsequent nitrogenous disinfection by-product formation

The formation of disinfection by-products (DBPs), including both nitrogenous disinfection by-products (N-DBPs) and carbonaceous disinfection by-products (C-DBPs), was investigated upon chlorination of water samples following two treatment processes: (i) coagulation-inclined plate sedimentation (IPS)-filtration and (ii) coagulation-dissolved air flotation (DAF)-filtration. The removal of algae, dissolved organic nitrogen (DON), dissolved organic carbon (DOC) and UV₂₅₄ by coagulation-DAF-filtration was superior to coagulation-IPS-filtration. On average, 53%, 53% and 31% of DOC, DON and UV₂₅₄ were removed by coagulation-DAF-filtration process, which were higher than 47%, 31% and 27% of that by coagulation-IPS-filtration process. Additionally, coagulation-IPS-filtration performed less well at removing the low molecular weight organics than coagulation-DAF-filtration process. The concentrations of chloroform, dichloroacetamide (DCAcAm) and dichloroacetonitrile (DCAN) formed during chlorination after coagulation-DAF-filtration reached their maximum values of 13, 1.5 and 4.7 μg L⁻¹, respectively, and were lower than those after coagulation-IPS-filtration with the maximum detected levels of 17, 2.9 and 6.3 μg L⁻¹. However, the trichloronitromethane (TCNM) concentration after the two processes was similar, suggesting that DON may have less of a contribution to TCNM formation than DCAcAm and DCAN.