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。     

高锰酸钾对藻细胞及胞外有机物的控制效果

以假鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)和颤藻(Oscillatoria sp.)等蓝藻(Cyanobacteria sp.)为优势藻群的深圳石岩水库水样为对象,研究高锰酸钾在氧化过程中藻细胞活性、胞外有机物DOC浓度、胞外溶解性有机物(DOM)的荧光特性变化,以及高锰酸钾预氧化强化混凝除藻和去除有机物的效果。在荧光显微镜下观察到,低浓度(0~1.5 mg·L~(-1))高锰酸钾对藻细胞的灭杀效果并不明显。较高浓度(5 mg·L~(-1))高锰酸钾则对藻细胞结构有一定程度的破坏,藻细胞的总数减少了28%。研究发现,高锰酸钾能够氧化藻细胞使其释放胞内物质,投加1.5mg·L~(-1)后胞外2-甲基异莰醇(2-MIB)与土臭素(GSM)浓度均有所升高。在高锰酸钾氧化过程中,胞外DOC和DOM荧光总量随氧化时间的延长均呈降低-升高-降低的趋势;5 mg·L~(-1)的高锰酸钾氧化10 min时就会引起芳香性蛋白质类物质和溶解性微生物代谢产物类物质的升高。高锰酸钾能够有效强化混凝去除藻类和有机物,聚合氯化铝(PAC)最优投加量为3 mg·L~(-1),高锰酸钾最优投加量为0.6 mg·L~(-1)。     

强化混凝-氧化处理含溴氰菊酯农药水库水

通过投加不同混凝剂、助凝剂和氧化剂,对含溴氰菊酯农药的某水库原水进行强化混凝-氧化处理,探讨了不同条件下对原水的处理效果.结果表明,当对水样仅作常规混凝处理时,聚合氯化铝(PAC)的处理效果优于其他混凝剂,最佳投加量为18mg/L,最佳pH为9,最高去除率可达64.5％.投加助凝剂可提高混凝效果,聚丙烯酰胺(PAM)助凝效果优于水玻璃.混凝后水样再用高锰酸钾(KMnO4)氧化处理,结果表明,在水样pH为5,KMnO4投加量为0.6mg/L,氧化时间为25 min的条件下,溴氰菊酯去除率最高可达82.4％.     

钙离子对混凝去除水体中铜绿微囊藻的影响

以铜绿微囊藻为对象,研究了钙离子对聚合氯化铝(polyaluminumchloride,PAC)混凝沉淀藻细胞的影响及其可能的机理。结果表明,添加钙离子对PAC混凝去除模拟水样藻细胞和浊度均具有促进作用。在PAC摩尔浓度较低时(0.02 mmol·L~(-1)),最高可将除藻率和除浊率分别提高66.4%和76.8%。三维荧光及总溶解性有机碳(total(dissolved organirc carbon,TDOC)分析表明钙离子对去除水中溶解性胞外有机物(dissolved extracellular organic matter,dEOM)没有显著作用。利用Zeta电位和絮体形态对其影响混凝除藻效果的可能机理进行探究,发现钙离子能通过压缩双电层和吸附电中和提高藻细胞表面的Zeta电位,从而促进胶体脱稳凝聚。推测钙离子通过与铜绿微囊藻表面的黏附型胞外有机物(bound extracellular organic matter,bEOM)发生阳离子架桥作用促进藻细胞脱稳混凝沉淀。钙离子能够促进铜绿微囊藻脱稳,但是絮体粒径、强度、恢复能力的主要影响因素还是PAC摩尔浓度。     

混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间研究

以不同浊度高岭土水样为研究对象,运用激光测试技术对3种混凝剂(聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝和三氯化铁)混凝过程絮体开始形成时间和开始沉降时间进行测定,初步研究了混凝剂投药量对浊度的影响,投药量、pH和浊度对絮体开始形成和开始沉降时间的影响.结果表明:(1)PAC、硫酸铝和三氯化铁最佳投药量为4.8、6.4、8.0 mg/L;(2)PAC和硫酸铝混凝过程在pH为7时絮体开始形成和开始沉降时间均最短,但PAC混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间(分别为27.4,51.0 s)都比硫酸铝混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间(分别为51.5、85.4 s)短,三氯化铁混凝过程在pH为6时絮体开始形成和开始沉降时间均最短,分别为50.0、84.0 s;(3)随投药量的增大,絮体开始形成和开始沉降时间均逐渐缩短;(4)随浊度的增大,絮体开始形成和开始沉降时间总体上缩短.     

可用于去除高盐废水中有机污染物的混凝-Fenton氧化联合工艺

以某环氧树脂生产厂产生的高盐有机废水为对象,对比研究了Fenton、Fenton-混凝、混凝-Fenton等工艺去除废水中有机污染物的效能。考察了Fenton反应中Fe2+、H2O_2投加比、初始pH、反应时间以及混凝反应中混凝剂种类、投加量等参数对处理效果的影响。结果表明:Fenton工艺的最佳条件为亚铁和过氧化氢投加比1∶20,投加量分别为25 mmol·L~(-1)和500 mmol·L~(-1),初始pH 3,反应时间120 min,TOC去除率为62.50%;混凝工艺选择Fe SO_4混凝剂,投加量为300 mg·L~(-1),TOC去除率为23.78%;废水经过Fenton-无混凝剂混凝、Fenton-混凝剂混凝、混凝-一级Fenton氧化和混凝-二级Fenton氧化工艺处理,TOC去除率分别为68.32%、71.51%、80.69%和89.27%。     

强化混凝预处理削减中药废水的毒性

采用混凝法对毒性强,COD、SS浓度高,色度大的中药废水进行预处理。首先,通过对比研究聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝(AS)、硫酸亚铁(Fe SO4·7H2O)对中药废水急性毒性和对COD、SS的去除效果,确定投加方案为PFS(500 mg·L~(-1));其次研究了pH值、助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)和壳聚糖(CTS)对PFS混凝效果的影响,并确定了最佳混凝参数。研究结果表明:当初始pH为7.0时,500 mg·L~(-1)PFS与8.0 mg·L~(-1)PAM配合使用对中药废水具有最佳混凝效果,COD、SS去除率分别达到38.6%、98.9%,急性毒性由EC50=8.12%的降低至EC50=41.35%,毒性级别由极强削弱至中等。     

基于常规饮用水工艺羟基自由基处理高藻水

我国水体的富营养化日益严重,水源地出现季节性藻类爆发现象,严重威胁饮用水安全。以厦门市莲坂水厂各工艺段出水为研究对象,采用大气压强电离放电产生羟基自由基(·OH),分别对水源水、混凝沉淀出水、砂滤出水进行处理,处理时间为4.5 s。当注入总氧化剂浓度为1.8 mg·L~(-1)时,高藻浓度从25.3×104cells·m L~(-1)降到800 cells·m L~(-1);对混凝沉淀出水注入总氧化剂0.6 mg·L~(-1)、砂滤出水注入0.2 mg·L~(-1)时,藻细胞都未检出;·OH处理后CODMn、TOC及UV254均有明显降低,砂滤出水三卤甲烷小于8μg·L~(-1);检测的各项指标均达到国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5479-2006)。因此,·OH可快速有效安全地杀灭高藻,为我国高藻水源地饮用水卫生安全保障提供技术支撑。     

pH对BF-MBR工艺处理高强度生活废水的影响

受控生态生保系统中生活废水污染强度大,生物转化后回用于植物培养是废水资源化的有效途径,但面临氮素稳定转化难、碱度消耗较大的问题。以BF-MBR工艺(生物膜耦合膜生物工艺,biofilm-membrane bioreactor)为研究对象,研究了不同pH条件下的好氧硝化性能及硝化动力学,并考察了硝化过程的碱度消耗情况。结果表明,在pH=6.0～7.2内,好氧生物反应器均能获得良好的氨氧化效果,而在pH=6.0～6.5的条件下更有利于全程硝化的维持;氨氧化速率随pH的增加而增大,而亚硝氧化速率在pH 6.6时达到最高;酸性条件下的碱度消耗量远低于碱性条件,而氢氧化钾作为碱液时的消耗量比碳酸氢钾低3.28 g·g^-1。从物料损耗和工艺处理效果综合考虑,硝化系统中最佳的pH可调控在6.4～6.5,此时全程硝化率可达97.8%。以上研究结果可为受控生态生保系统中生活废水处理系统的设计和运行提供参考。     

浓缩湖泊蓝藻液的加压混凝沉淀处理

为了提高蓝藻液浓缩效率,降低能耗,采用外加压力压破蓝藻气囊,使蓝藻失去气囊浮力易于混凝沉淀分离。采用中试实验研究了加压混凝浓缩蓝藻液的技术方法,优化了工艺参数,并进行了经济分析。结果表明,在原藻液含水率99.4%~99%时,最佳的混凝剂(PAC)投加量与干藻质量比为1/20,最佳的助凝剂(PAM)投加量与干藻质量比为1/1 500。浓缩后出水浊度在1~5 NTU之间,出水叶绿素a在10 mg·m~(-3)以内,浓缩藻泥含水率都小于97%,原藻液浓缩了3.52~5.51倍。加压破蓝藻气囊能耗0.008 k W·h·m~(-3),比现有高速旋转法破蓝藻气囊工艺节省能耗0.6 k W·h·m~(-3)。     

MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备纳米四氧化三铁,与聚合氯化铝(PAC)制备MFPAC磁性混凝剂,利用混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液,用单因素变量法确定实验的最佳运行参数。结果表明:MFPAC磁性混凝剂对COD和色度的去除效果优于单独投加混凝剂PAC,在纳米四氧化三铁与PAC的质量比为1∶3、MFPAC的投加量为1.5 g·L~(-1)、搅拌条件为转速为300 r·min-1下搅拌60 s、溶液pH值为7.5(垃圾渗滤液原水的pH值)、絮凝时间为30 min的最佳运行条件下,COD由5 810 mg·L~(-1)降低到2 173 mg·L~(-1),色度由1 658倍降低到556倍,其COD去除率为62.6%,色度去除率为66.5%;利用矿化垃圾作为吸附剂处理MFPAC混凝处理后的出水,在矿化垃圾粒径小于2 mm、焙烧温度为700℃、吸附剂投加量为40 mg·L~(-1)、pH值为9的最佳条件下,经过12 h的处理,COD和氨氮的去除率分别为56.7%和68.4%,最终出水的COD和氨氮的浓度分别为941 mg·L~(-1)和343 mg·L~(-1);最终,MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别为83.8%、78.5%和74.3%。     

磁性聚合硫酸铁混凝—NaClO氧化处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备的纳米Fe3O4与聚合硫酸铁(PFS)复合制备磁性聚合硫酸铁(MPFS)混凝剂,利用MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺处理垃圾渗滤液,用单因素实验确定最佳运行参数。结果表明:MPFS对COD的去除效果优于PFS,在纳米Fe3O4与PFS的质量比为1∶3、MPFS投加质量浓度为3.5g/L、pH为6.5、混凝时间为25 min时,混凝效果最佳;混凝出水在NaClO投加摩尔浓度为140mmol/L、pH为6.0、氧化温度为50℃、氧化时间为65 min时,氧化效果最佳。在最佳运行条件下,MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别达到88.2%、77.4%、80.3%。     

强化混凝-滤布滤池提升城市河道水感官品质效果分析

为提高城市河道水感官品质,研究了强化混凝沉淀与滤布滤池组合工艺对河道水的处理效果.以PAC为混凝剂,纳米四氧化三铁为助凝剂,在实验室优化条件实验的基础上,设计加工强化混凝-滤布滤池一体机,在苏州姑苏区外城河进行处理规模为2t·h-1的现场实验,并采用多种分析仪器对进水、沉淀和混凝出水水样进行分析.结果表明,强化混凝滤布...     

混凝-热处理联合MAP法处理高浓度水性油墨印花废水

采用混凝-热处理联合磷酸铵镁沉淀法(MAP)处理高浓度水性油墨印花废水,研究了各工艺参数对该废水处理效果的影响。研究表明:混凝-热处理可降低废水的COD和色度,实现固液快速分离,有效降低混凝污泥含水率;MAP法可有效降低混凝-热处理后废水的氨氮含量,药剂摩尔比和反应体系pH对氨氮去除效果影响较大。当投加15 m L·L~(-1)的40%(体积分数)混凝剂NS-1、在70℃下热处理50 min的条件下,废水的COD去除率达到93.65%,色度去除率达到99.97%,而混凝污泥含水率可降到56.62%;向混凝-热处理后废水中投加硫酸镁和磷酸氢二钠,当药剂摩尔比为1.1:0.9:1(Mg:P:N)、体系pH为9.5、在20℃反应30 min的条件下,废水的氨氮去除率可达96.27%,剩余总磷低于12 mg·L~(-1)。     

碱减量-印染混合废水的预处理研究

针对碱度大、COD高、组成复杂的碱减量-印染混合废水,采用高碱度下直接混凝再酸析相结合的方法进行预处理,取得理想效果.试验结果表明,在高碱度条件下先加入镁盐及少量高分子絮凝剂,可去除大部分可溶性及不溶性污染物;再通过降低pH的酸析法,能有效去除废水中的色度、浊度,大大降低COD.在MgSO4用量为800～1 500 mg/L,阴离子聚丙烯酰胺用量为2 mg/L,酸析pH小于3.0时,色度去除率达97%,COD去除率达92%,浊度去除率近100%.     

钙强化硫酸亚铁对印染废水中锑的去除研究

采用硫酸亚铁混凝除锑技术处理印染废水中的锑,研究混凝条件与共存物质的影响.结果表明:(1)Ca(O H)2能加强硫酸亚铁混凝除锑效果.(2)当pH为6、Fe2+投加量为75 mg/L、Sb(Ⅴ)初始质量浓度为2 mg/L时,钙强化硫酸亚铁混凝除锑技术对模拟废水中Sb(Ⅴ)的去除率可达96.24％.当pH为8、Fe2+投...     

PACl和CTS对水华微囊藻混凝-过滤的影响

过滤去除水华蓝藻时易出现过滤材料堵塞,混凝预处理可以改变水华蓝藻在过滤过程中的藻饼过滤特性,从而提高过滤通量。混凝剂种类是影响混凝-过滤分离性能的重要因素。本研究利用聚合氯化铝(PACl)和壳聚糖(CTS)进行预混凝,研究了2种混凝剂对絮体特性及过滤通量、出水水质和生物质品质的影响,并进行了2种混凝剂优化剂量添加条件下的药剂成本分析。结果表明,采用PACl和CTS在优化剂量下,过滤通量从无预处理时的1 647 L·(m²·h)^-1分别提升到2 020 L·(m²·h)^-1和5 816 L·(m²·h)^-1,通量下降率由65.9%分别降低到23.2%和13.8%。两种不同混凝剂过滤性能的差异主要是由混凝形成的絮体大小和饼层阻力不同造成的。CTS、PACl混凝预处理减小了饼层的过滤比阻力系数。在优化剂量条件下,CTS、PACl混凝形成的饼层比阻力系数Rcs从无混凝剂时的4.49×108 m·g^-1分别降低了95%和24%,达到了2.23×...     

猪粪沼液的磁混凝预处理工艺优化及评估

以高悬浮物、高氮磷与高有机物的猪粪沼液为研究对象,采用磁混凝进行预处理,以浊度去除率为主要考察指标,结合单因素实验和正交实验,优化磁混凝工艺参数,并简要分析磁混凝机制及评估其作为沼液资源化利用的预处理工艺的效能。研究结果表明,优化的磁混凝条件是PAC、PAM、磁种的投加量分别为5 g·L~(-1)、120 mg·L~(-1)、3 g·L~(-1),转速为250 r·min-1。经磁混凝处理后,猪粪沼液的浊度、SS、COD、TP与PO34--P浓度降为2 235 NTU、 3.84 g·L~(-1)、10 302 mg·L~(-1)、133 mg·L~(-1)和62.58 mg·L~(-1),去除率分别为92.90%、84.42%、70.63%、91.90%和50.3%。同时,磁混凝对氨氮与K的去除率较低,分别为6.49%和16.12%,浓度分别为4 072.5 mg·L~(-1)和4 176 mg·L~(-1),利于后续的沼液资源化利用。磁种加载后在混凝过程中被絮体包裹,形成密实的磁絮体,显著提高了沉降性能,沉降时间由传统混凝的25 min降为5 min,同时污泥量显著减少。综上,磁混凝可高效削减沼液的悬浮物,且保留氮与钾等营养物质,促进沼液资源化利用。     

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。     

超声波对滇池蓝藻伪空胞和群体沉降性能的影响

为提高混凝沉淀藻水分离技术的分离效果,以滇池新鲜蓝藻为研究对象,研究不同超声波处理条件下,超声波对伪空胞、蓝藻群体沉降性能及水体水质的影响。结果表明:超声波对伪空胞的破坏效果满足准一级动力学规律,反应速率常数k随着超声波功率密度的增大而增大,并逐步趋于饱和;短时间低功率(5 s,5.0～16.7 W·L~(-1))的超声波能破坏伪空胞,改善蓝藻群体沉降性能,降低水体pH,且对水体DTN、DTP浓度的影响5%;在保证出水安全的前提下,综合考虑处理效果和经济成本,超声波功率密度16.7 W·L~(-1)、处理时间5 s为超声波处理滇池藻样的最佳条件,该条件下蓝藻伪空胞破坏率、沉降率分别为84%、80%。利用超声波对滇池蓝藻进行处理,确定了超声波对滇池蓝藻的伪空胞有破坏作用,可以改善蓝藻群体的沉降性能,达到大规模、无污染的藻水分离的目的,为蓝藻水华控制提供参考。