淡化海水进入市政供水管网的铁稳定性

该文针对常规地表水源切换为淡化海水对既有供水管网水质铁稳定性的影响开展研究。选取中国市政管网系统中常用的灰口铸铁管和球墨铸铁管,利用实验室制作的管段模拟反应器,分析不同氯离子质量浓度的淡化海水对两种管材管段铁释放的影响。结果表明:供水管网铁释放量与淡化海水中氯离子质量浓度具有显著相关性,氯离子质量浓度从50mg/L增加至240mg/L,8h滞留水的总铁释放量最大增加灰口铸铁管约8.00mg/L,球墨铸铁管约0.40mg/L。供水管网内部腐蚀产物特性与管材密切相关,因而不同管材应对水质变化的耐受性有明显差异。淡化海水由于其水质不稳定,具有强侵蚀性,进入灰口铸铁管的供水管网前,需与常规水源水勾兑使用,严格控制淡化海水的氯离子质量浓度,以免引发严重的管网"黄水"问题。     

硫酸根浓度突变对给水管网铁释放的影响

针对水源频繁切换造成原水水质硫酸根质量浓度突变对给水管网铁释放的影响开展试验研究。选取北京市城区3个不同地区的管段,设计并制作管段模拟反应器,比较分析不同硫酸根质量浓度水质条件下、不同地区管段的铁释放情况。结果表明:硫酸根质量浓度的大幅增加可导致黄水问题。给水管网铁释放量与硫酸根质量浓度具有显著相关性,当硫酸根质量浓度从25mg/L增加到180mg/L,相应的Larson指数从0.35增加到1.40时,8h滞留时间后管段出水浊度、色度的最大增加值分别约为6NTU和50度,总铁释放速率最大增加约2.00mg/(m2.h)。由此,确定了水源切换条件下,硫酸根和Larson指数对管垢铁释放的控制指标:硫酸根质量浓度<75mg/L,Larson指数<0.70。在此条件下,管网水主要水质指标(总铁质量浓度、浊度和色度)基本达标。     

铁氮共掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2和不同含铁量的铁氮共掺TiO2,并用荧光光谱对其进行表征;研究了紫外光照射下对孔雀石绿的降解,对比考察了不同掺杂的TiO2、不同比例掺铁量的共掺杂TiO2,以及催化剂的用量和不同浓度下的降解;结果表明:当Fe/Ti的质量分数为0.9%,用量在2 g/L时,孔雀石绿的降解效果最好,孔雀石绿的最佳降解质量浓度为50 mg/L,150 min的降解率可达98.96%;而且荧光表征显示:样品的荧光强度越小,催化效果越好.     

腐蚀铸铁管中饮用水水质变化规律试验研究

为了研究管网腐蚀、管垢对供水管网水质的影响,以28 a DN350无内衬灰口铸铁管为对象开展了腐蚀饮用水管道中水质变化规律的试验研究.研究表明:腐蚀管道中浊度、总铁等水质指标随水力停留时间的增长而增加,且总铁与浊度呈良好正相关关系,水中铁质量浓度升高取决于水中悬浮态铁的升高;且以上指标的变化均与水流速度有关,当水流速度大时,管中水质变化加速;用扫描电子显微镜(SEM)对C市供水管道腐蚀瘤结构进行微观形貌分析,可以将腐蚀瘤分为表面层、硬壳层和内核层3层;采用能量分散光谱法(EDS)和X荧光光谱仪(XRF)对腐蚀瘤化学成分进行分析,腐蚀瘤主要组成成分为铁的氧化物,即α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4.以上结果表明:管道腐蚀瘤的物理形态和力学强度易受水力条件的影响,其腐蚀成分在水流扰动下容易脱落释放,是导致管网水质二次污染的重要原因.     

近十年来青草沙水库取水口水质变化趋势分析

基于青草沙水库取水口2010—2019年这10年的日监测数据,对水质的主要理化指标进行了年际和季节性变化趋势分析,并探讨了理化指标间的关联关系.结果表明:(1)青草沙水库取水口溶解氧浓度始终保持较高水平, pH值呈现弱碱性;(2)取水口氨氮浓度较低,硝酸盐氮浓度介于1.2～2.0 mg/L,总磷浓度为0.1～0.2 mg/L,高锰酸盐指数浓度为2.0～4.0 mg/L,且这4项指标从2015年开始均呈下降趋势,表明来水水质进一步变好;(3)溶解氧浓度、水温和pH值存在明显的四季变化,而总硬度、永久硬度、电导率和氯化物这4项指标受海水入侵影响且季节变化基本一致,其余指标随季节变化差异不明显;(4)总磷浓度、高锰酸盐指数浓度随浊度的升高而升高,总磷浓度和硝酸盐氮浓度随着大通流量的增加而呈现下降趋势.     

铁锰结核与石油相互作用的环境行为机制

为揭示铁锰结核与石油污染物相互作用的环境行为机制,通过条件实验,综合考虑氧化还原环境、有机物、微生物等因素对反应的影响,研究了反应过程中各指标变化趋势,揭示了二者相互作用的主控因子。 结果表明：铁锰结核与与石油类污染物在还原环境下,通过微生物相互作用,总石油烃被有效分解,铁锰结核被溶蚀;石油烃类总浓度由1274mg/L降至405mg/L,铁锰结核除析出大量Fe²⁺(78mg/L)、Mn²⁺( 6.1mg/L)外,还析出部分重金属元素;经GC-MS分析石油烃类主要是大分子有机物被分解,小分子直链烷烃及代谢中间产物残留,具有较强的迁移性。由此可见在还原环境中的微生物作用下,铁锰结核与石油污染物相互作用,释放大量重金属离子与小分子有机物等副产物,可能对土壤与地下水造成次生污染。     

上流式厌氧污泥床处理造纸工业废水的研究

用上流式厌氧污泥床(UASB)处理二次纤维造纸废水,废水COD浓度达到1100mg/L,UASB水力停留时间4.43h,容积负荷COD约6.0kg/(m3·d)。观察了UASB系统启动和运行情况,通过对水温、出水挥发性有机酸(VFA)浓度、出水碱度等指标的监测,及时调整UASB反应器的运行负荷,补充N、P及微量元素,使系统保持了较高的处理效率,UASB稳定运行时可去除90%以上的COD,50%以上的总硬度,以及80%以上的硫酸根离子。经分析温度与UASB产气速率关系密切,并确定了甲烷化速率与温度的关系式。     

锌镁铝类水滑石催化臭氧氧化降解吡啶废水的工艺研究

通过尿素水热共沉淀法制备了一种锌镁铝类水滑石（LDHs）,将其煅烧制得焙烧态锌镁铝类水滑石（LDOs）,使用鼓泡搅拌反应器,以吡啶降解率和出水化学需氧量（COD）为评价指标研究了LDOs在臭氧氧化降解吡啶中的催化潜力,并分析了其催化臭氧氧化动力学。结果表明,与单独臭氧氧化相比,LDOs催化臭氧氧化可显著提升对吡啶的降解效果。对于初始质量浓度为300 mg/L的吡啶废水,在反应时间为40 min、催化剂用量为0.6 g/L和初始pH为10的条件下,吡啶降解率和出水COD可分别达到96.9%和71.7 mg/L,并且初始吡啶的质量浓度越低,降解速率越快。此外,LDOs还表现出优异的催化稳定性。单独臭氧和催化臭氧氧化降解吡啶的过程都近似符合伪二级反应动力学模型,同时结果表明·OH是LDOs催化臭氧氧化降解吡啶的主要自由基。吡啶的主要降解产物可能为N-甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺有机物以及硝酸根离子、二氧化碳和水等小分子无机化合物。     

新型不锈钢复合管道生物膜形成特性与冲击消毒效能

通过生物膜环形反应器(BAR)研究在市政和建筑区域的供水系统中的新型不锈钢复合管管壁生物膜中微生物形成特点、微生物腐蚀特性以及冲击消毒控制措施,考察不锈钢复合管材管壁生物膜中微生物生长情况及微生物对管道的腐蚀速率,了解氯消毒剂对管壁生物膜中微生物的灭活效能。研究结果表明:在含有余氯的市政和建筑区域供水管网系统中,不锈钢复合管道在模拟实验开展80 d后仍会出现明显的生物增殖现象,在100～110 d期间生物量达到峰值,出现浊度和微生物超标的现象;管壁生物膜中微生物种类丰富,其中含有多种致病菌、耐氯病原菌以及易造成金属腐蚀的菌属,使供水的生物安全性和化学安全性受到潜在威胁;水中微生物造成不锈钢复合管材腐蚀电流密度增大,腐蚀电位降低,腐蚀速率明显增大;冲击消毒的氯质量浓度越高、消毒时间越长,生物膜微生物灭活效果越好;当氯质量浓度为5 mg/L,消毒60 min时,铁细菌、异养菌及其余细菌均可完全灭活;冲击氯消毒后管壁生物膜大量剥离和脱落,生物膜形态破坏明显,且消毒时间越长,生物膜破坏程度越大,可以有效控缓解生物对不锈钢复合管道的腐蚀,保障供水安全。     

河蚬酶解物对乙醇诱导肝细胞LO2损伤的保护作用

通过测定清除DPPH自由基的活性和氧自由基吸收能力实验评价不同蛋白酶酶解河蚬(Corbicula fluminea)所得酶解物的抗氧化性;运用MTT检测法和检测谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性研究不同乙醇浓度对LO2细胞的影响,并评价河蚬酶解物对乙醇致LO2细胞损伤的保护作用;最后对活性高的样品进行了氨基酸分析.结果显示:河蚬酶解物具备一定的抗氧化能力,河蚬酶解物(300~400 mg/L)对LO2细胞的增殖无毒性,且可以抑制乙醇诱导降低LO2细胞存活率的趋势,其中胰酶和复合风味蛋白酶酶解物的保护作用显著优于其他酶解物,同时二者可减缓乙醇导致的LO2细胞ALT和AST的释放,各自含对抗氧化有贡献的氨基酸占其总氨基酸的比例分别是75.69%、75.06%.