溶解性有机质对菲在沉积物上吸附与解吸性能的影响

采集了北京通州凉水河(标记为L)以及广东东江流域(标记为D)的沉积物,并进行菲(Phe)的连续吸附-解吸实验,研究了不同含量及组成的溶解性有机质(DOMs)对其吸附与解吸性能的影响.结果表明,DOMs能明显抑制菲在沉积物上的吸附,在实验浓度范围内(0~110mg/L),菲在沉积物上的吸附量与DOC浓度呈显著的负线性相关,并且DOC浓度越高,对吸附作用的抑制越显著.在溶解性有机质存在条件下,菲在2种沉积物上的吸附均呈线性吸附特征,kd值随加入沉积物浸出液DOC浓度的减小呈增大的趋势.菲在2种沉积物上的解吸过程均呈现一定的迟滞性,其解吸迟滞性可用热力学指数TII来描述.随着菲初始浓度的增加,TII值先减小后增加,其变化可以用吸附在高低位点上的菲分子比例以及菲分子是否能够被禁锢在吸附剂微孔内部来加以解释;溶解性有机质的存在,能促进菲从沉积物上的解吸,从而使菲的解吸滞后性减弱, 增强其在水环境介质中的迁移与传输能力.     

硫酸根离子与聚合铝的反应过程及其产物形态

对不同Al/SO2-4比及碱化度条件下PACl与SO₄^2-的反应过程进行研究,分析了体系中总铝浓度及形态分布变化规律,测定了各沉淀/结晶产物的组成,并对其形貌进行了扫描电镜观察.实验结果表明:碱化度对PACl/SO₄^2-反应体系有较大影响,随着碱化度(B值)的增加,沉淀/结晶的析出速率加快,结果析出物中OH含量逐渐增加,而SO₄^2-/Al比率从0.45～0.30逐渐降低.各聚合铝水解形态与SO₄^2-反应速率上存在明显差异,从而为其混凝优势形态的分离纯化创造了条件.     

不同净水工艺对乙醛的控制效果研究

在实验室条件下研究了传统水处理工艺和粉末活性炭吸附、吹脱及臭氧氧化等几种常见应急净水技术对乙醛的处理效果,发现其对水中乙醛的控制效果不佳;活性炭对乙醛吸附效果不佳,导致滤池穿透时间极短,新炭也仅为10 h左右,不足以应对乙醛污染.微生物对乙醛降解作用显著,驯化后的生物活性炭滤池(BAC)13 min内可将水中1.5 mg/L的乙醛降低到标准限值0.05 mg/L以下.水厂在用活性炭滤池中的微生物菌群实验条件下驯化时间约为4～30 h,原有菌落成熟且稳定的活性炭需要的驯化、调整时间反而更长.通过抑制颗粒活性炭表面原微生物活性或人工投加驯化菌种可有效地将驯化时间从30 h左右缩短至4 h以下.     

不同有机体系的混凝特征研究:以硫酸铝为例

选择牛血清蛋白和腐殖酸作为实验对象,考察了硫酸铝投加量和p H对两种有机体系有机物去除率、电荷性质以及絮体性质(粒径分布、分形维数和沉降性)的影响.实验结果发现,硫酸铝混凝对腐殖酸的去除效率要高于BSA,当硫酸铝投加量为5 mmol·L-1时,两种体系中DOC的去除率均达到最高.电中和在腐殖酸的混凝去除过程中占主导地位,而吸附架桥是BSA去除的主要机理.对于两种有机体系,随着硫酸铝投加量的升高,絮体粒径逐渐减小,而分形维数增大.相比腐殖酸体系,BSA混凝形成絮体粒径大但分形维数更小,同时絮体沉降性较差.此外,两种体系中DOC去除率在p H值等于6时均达到最高.同时,当p H值从5上升到9的过程中,BSA体系粒径逐渐增加;而在腐殖酸体系中,在p H值小于6时,絮体成长平衡时间延长,同时平衡后絮体粒径要明显大于p H值大于7条件下形成的絮体.     

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。     

产铁载体菌对龙葵修复土壤Cd污染的促进效应

通过CAS筛选培养基从龙葵根系土中筛选出2株产铁载体菌T1、Y2,经生理生化鉴定和16S r DNA序列分析,初步确定T1、Y2分别为铜绿假单胞菌和阴沟肠杆菌。将2株细菌接种至溶镉溶磷培养基中进行实验室培养,并对溶镉、溶磷结果和2株菌的胞外分泌物进行分析。结果表明,接种T1、Y2菌培养基中的有效镉、有效磷与不接菌对照相比显著增加(P0.05),2株菌分泌的草酸、丁二酸、甘油酸等有机酸使培养基pH显著降低(P0.05),促进了碳酸镉和磷酸钙的活化。在受Cd污染的灌溉土中进行龙葵盆栽实验,以灌根的方式分别接种T1、Y2菌,并对龙葵的生物量、龙葵根系土水溶态Cd浓度、龙葵吸收Cd总量及其根系土壤Cd形态的转化进行分析。结果表明:接种T1、Y2菌处理的龙葵根系土溶液Cd浓度比不接菌对照增加4.5、3.6倍,接种T1菌处理的地上部分与地下部分的干重比不接菌对照增加1.55、2.45倍,接种Y2菌处理的地上部分与地下部分的干重比不接菌对照增加1.47、2.28倍,接种T1、Y2菌处理的龙葵地上部分Cd总吸收量比不接菌对照增加1.56、1.69倍;接种T1、Y2菌处理的龙葵富集系数与未接菌对照相比增加,并没有达到显著性差异(P0.05),接种T1、Y2菌处理的转运系数与未接菌对照相比未显著性变化(P0.05)。接种菌处理有效促进了龙葵根系土壤难溶性形态Cd向可交换态Cd的转化。同时,研究发现接种T1、Y2菌可显著促进(P0.05)龙葵对土壤Cd的吸收,强化了龙葵修复土壤镉污染的能力。     

炭材料调理改善活性污泥脱水性能的影响机制

活性污泥中的胞外聚合物EPS含黏性蛋白类物质并高度亲水,调控污泥中溶解性EPS和溶解性蛋白类物质是改善污泥脱水的有效途径。通过使用不同炭材料调理污泥的方法来观察污泥脱水性能的变化,深入解析污泥絮体及EPS含量和组分的变化特征。结果表明:炭材料调理污泥可以改善其脱水性,且炭材料吸附容量越大对污泥脱水性改善效果越好;不同炭材料对污泥絮体影响效果不同,经过未改性活性炭(AC-0)、HNO3改性活性炭(AC-1)和石墨调理的污泥絮体粒径变大,经酸碱交替改性活性炭(AC-5)调理的污泥絮体粒径变小;炭材料调理后EPS中蛋白类的荧光峰A、B和腐殖酸、富里酸的荧光峰C、D都得到有效降低,且其对腐殖酸和富里酸的吸附效果比蛋白类物质要好,对低分子质量物质和中分子质量物质的吸附效果要好于对大分子质量物质的吸附效果。     

新型混凝剂应用于中水处理的试验研究

围绕着中水回用过程中面临的若干关键问题,通过系统研究筛选高效混凝剂及优化混凝过程来提高污染物去除率,为中水回用提供经济合理的工艺途径.实验结果表明,与FeCl3相比,HPACS系列具有显著优越的除浊与除有机物性能.除磷性能则较为一致,可以达到90%以上的去除率.PFAC系列与FeCl3相比,除浊性能较差,取决于混凝剂中的有效成分的含量,但是具有较为优越的除有机物性能.HPAA系列具有显著优越的除浊和除有机物性能.HPFA与FeCl3系列相比,则具有较高的除磷效果,HPAA的除磷效果则相对较差.不同系列混凝剂具有不同的除浊、除有机物与除磷性能,需要结合分质供水的要求进行优化应用.     

利用小角度激光光散射研究阳离子有机高分子絮凝剂的絮体粒径和絮体结构

利用小角度激光光散射在线监测技术研究了不同阳离子有机高分子絮凝剂对带负电荷的高岭土颗粒体系的絮凝动力学和絮体结构.对于高电荷密度的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),由于分子量低其初始絮凝反应速度较慢,最终形成的絮体也较小.絮凝过程中,其絮体结构发生重组和排列,分形维数从1.83升高到2.09,所形成的絮体密实.对于低电荷密度的2种阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),因其分子量大投药量高,絮凝反应速度较快;但其絮体的分形维数较小且在絮凝反应中基本保持不变,形成的絮体结构开放和松散.基于有机高分子对高岭土体系浊度和zeta电位的影响,结合絮凝动力学和絮体结构分析,结果表明,PDADMAC絮凝机理是电中和作用,而随着分子量的增加和电荷密度的降低,CPAM则主要通过吸附架桥作用产生絮凝.     

UV/H2O2/Fe-FeOxH2x-3和UV/H2O2工艺降解水中富里酸的研究

采用硼氢化钠还原法制备核-壳结构的Fe-FeOxH2x-3复合材料,研究了富里酸在UV/H2O2和UV/H2O2/FeFeOxH2x-3两种不同反应体系下的降解情况.结果表明,核-壳结构Fe-FeOxH2x-3的存在,提高了UV/H2O2降解富里酸的反应速率,TOC去除达到84%.采用XAD树脂吸附法对反应前后的富里酸进行化学分级表征,结果表明,富里酸经反应后憎水酸(HoA)、弱憎水酸(WHoA)和憎水中性物质(HoN)都有所减少,进而转化为亲水性物质(HiM);用超滤膜法对富里酸进行物理分级表征,考察了富里酸在反应前后分子量分布的变化情况.同时,富里酸经过反应后生成的中间产物降低了三氯甲烷生成趋势.