聚硅酸铁(PSF)混凝剂硅铁反应过程研究

以水玻璃、硫酸亚铁及氯酸钠为原料,用共聚法制备不同Si/Fe比的聚硅酸铁(PSF)混凝剂(PSF0.5、PSF1、PSF3分别指Si/Fe摩尔比为0.5、1、3),同时监测制备过程中pH的变化,并就不同共聚反应时间的样品,分别采用X-射线衍射法(XRD)、紫外吸收(UVA)扫描法、透射电镜法(TEM)、光子相关光谱法(PCS)及红外光谱法(IR)对其反应过程的微观品质进行多方面表征.结果表明,PSF是硅铁反应的共聚物,而不是简单的原料复配.不同Si/Fe比的PSF具有不同的硅铁成键速度、成键方式及成键稳定性,低Si/Fe比主要生成以Si—O—Fe—O—Fe—O—Si键络合的物种,而高Si/Fe比主要生成以Si—O—Fe—O—Si—O—Si键络合的物种,Fe—O—Fe键的形成速度快并且与Si—O—Fe键的形成可能有相互促进作用,而Si—O—Si键(硅酸聚合)形成速度慢并且与Si—O—Fe键的形成可能有相互阻碍作用,Fe—O—Fe键的稳定性比Si—O—Fe或Si—O—Si键差.对于PSF中硅铁不同成键模式的分析为合成高性能、高稳定性的硅酸铁类混凝剂以及为优势形态控制提供了一定的理论基础.     

粉末活性炭强化常规处理工艺时混凝效能的研究

在水源水质突然变差时,为了保证饮用水水质和水厂的经济低耗运行。以松花江水为原水,采用不同投量的粉末活性炭(PAC)来强化常规处理工艺,通过实验考察了硫酸铝(AS)、聚合氯化铝(PACl)、复合铝铁（PAF）及后2种混凝剂分别与助凝剂高锰酸盐复合药剂（PPC）、活化硅酸配合使用时对浊度和COD_Mn的去除情况。实验结果表明：（1）在进水水质相同的情况下,以浊度和COD_Mn为控制指标,达到同样的处理效果时,制水成本比较的结果为PAF混凝剂的助凝作用,PPC都可以在较低的投量范围内将混凝助凝的作用得以发挥,尤其是对浊度的改善;（3）PPC助凝较活化硅酸助凝有经济技术上的优势。     

A2/O污水处理工艺化学强化除磷研究

北京某污水处理厂采用A²/O生物除磷工艺,其除磷效果远没有达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准磷酸盐（P计）≤1.0 mg/L的要求。通过投加混凝剂的化学沉淀法强化对磷的去除,明显提高了该工艺的除磷效果,可以使其出水总磷满足排放标准的要求,加药点位置选择在初沉池出水口。此外,曝气池中各反应单元的溶解氧基本满足设计要求,并且确定了内回流比为200%,外回流比的调控范围为40%～60%。研究表明,新型聚合铝铁对总磷的去除率远大于三氯化铁,当投药量为55 mg/L时,二沉池出水总磷稳定在0.8 mg/L左右。     

粉煤灰制备混凝剂及其对黄河水的处理效果

以粉煤灰和铁泥为原料、加入一定量NaCl作助溶剂室温下制备粉煤灰混凝剂,考察酸灰比与酸浓度对Fe3+、Al3+溶出率及混凝剂对黄河水处理效果的影响。结果表明,Fe3+、Al3+的最佳溶出条件为酸灰比3 mL/g、HCl浓度4 mol/L,此时Fe3+溶出率为28.1%,浓度为11.81 g/L;Al3+溶出率为5.2%,浓度为1.86 g/L。粉煤灰混凝剂对黄河水的处理效果在投加量2.38 mL/L、沉降时间30 min、pH 6.2～7.5时最佳,对浊度、SS和CODMn平均去除率分别为89.7%、83.6%和62.3%,优于传统市售混凝剂PAC和FC,Fe3+、Al3+同时存在有利于各自优势的发挥从而提高混凝效果。     

复合混凝剂CAF的研制与净水效果试验

以天然物质甲壳素制备壳聚糖,并用壳聚糖、聚合铝和三氯化铁制成了复合混凝剂ＣＡＦ。详细介绍了制备甲壳素、壳聚糖、ＣＡＦ的工艺流程和最佳工艺参数,试验结果表明,ＣＡＦ的净水效果明显优于无机混凝剂聚合铝和三氯化铁。     

聚合氯化铁的制备及其混凝性能

以钢管厂盐酸酸洗废液为原料制备聚合氯化铁(PFC)。实验结果表明,当n(Fe)为2.5mol/L、碱化度为1.0、反应温度为35℃、PFC加入量为100mg/L时,对高岭土模拟水样的浊度去除率为93.0%,色度为4倍。采用纳米激光粒度仪测得PFC在稀溶液中的粒径呈正态分布,表明其为非聚集形态。当混凝剂加入量为75mg/L时,与聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁相比,PFC的处理效果最好,对高岭土模拟水样的浊度去除率为80.2%。皮革涂饰废水实验表明,PFC加入量为500mg/L时,废水COD去除率为79.6%,色度去除率为92.4%,SS去除率为94.5%。     

新型混凝剂在印染废水处理中的应用

主要对用于印染废水处理的天然高分子型混凝剂、生产废物型混凝剂和微生物混凝剂的研究现状进行综述,分析了各类混凝剂的特点,并对混凝剂的发展趋势进行了展望。     

不同形态铁盐的除磷效果

研究不同铁盐存在形态的铁盐类混凝剂,即三氯化铁(离子态铁)、聚合氯化铁(聚合态铁)和氢氧化铁(凝胶态铁),在混凝除磷性能方面的差异。以城市污水厂的二级出水为实验水样,进行混凝除磷性能研究。结果表明,二级出水总磷为1.74 mg/L,离子态铁投加量为40 mg/L时,对总磷的去除率为90%,混凝处理后上清液总磷可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准,聚合态铁对总磷的去除率为62%,凝胶态氢氧化铁的总磷去除率为59%,混凝处理后上清液总磷均不能满足GB18918-2002中的一级A标准。离子态氯化铁对污水厂二级出水的除磷效果优于聚合态,即铁离子的聚合形态会影响其除磷效果。     

西南丘陵城市泸州中心区城市污水处理厂用电量和药剂投加量特征

用电量和药剂投加量是城市污水处理厂运行的主要成本,也是污水处理厂减污降碳的重要环节。西南丘陵城市具有地势落差大、雨污收集速度快、地下水渗入率较高等显著区域特征,但其城市污水处理中的电力和药剂使用量和使用效率仍不清楚。分析了西南丘陵城市泸州中心区5座城市污水处理厂电力、混凝剂和碳源的使用量和使用效率。研究发现,电力和药剂使用量具有显著的季节特征,夏季降雨较多时的用电量和药剂用量较高。泸州市中心城区污水处理厂的单位处理水量的用电量为0.28～0.46 kW·h·m^-3,位于全国28%～66%;单位总磷去除量的混凝剂用量为25.11～53.57 mg·mg^-1,单位总氮去除量的碳源(折合COD计)投加量为0.60～4.88 g·g^-1,位于全国44%～95%。泸州中心区城市污水处理厂的电力使用效率较高,但碳源使用效率较低,脱氮工艺和操作仍有待优化。本研究可为长江上游地区丘陵城市污水处理厂的优化运行管理和节能降耗工作提供参考。     

柠檬酸对不同混凝剂混凝效果的影响

通过对不同混凝剂(Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、PACl25)混凝过程中絮体粒径大小的测定,研究了在不同pH条件下柠檬酸浓度对3种混凝剂混凝效果的影响.结果发现,随着柠檬酸浓度的增加,3种混凝剂混凝过程中生成絮体的速率和粒径大小都在逐渐降低,但3种混凝剂受到抑制的程度不同:对于硫酸铝,当n(柠檬酸)/n(Al) =0.1时,混凝20 min内没有絮体生成;对于硫酸铁,仅当n(柠檬酸)/n(Fe)=0.05时,絮体就不再生成;而当n(柠檬酸)/n(Al) =0.5时,PACl25絮体仍能很快地形成.不同的pH值下柠檬酸对混凝效果的抑制程度也不同:对于硫酸铝,pH =6时生成絮体最大,pH =8时没有絮体生成;对于硫酸铁,pH =5时产生絮体的情况和pH =6时相似,而pH =7时絮体消失;而对于PACl25,絮体大小随着pH值的升高而增大(pH在7～9之间).另外,通过对Zeta电位的测定可知,随着柠檬酸浓度的增加,3种混凝剂的Zeta电位都在降低,但降低的速率不同:硫酸铁＞硫酸铝＞ PACl25,这与絮体粒径大小的变化规律一致.