前置混凝分离匹配生物接触氧化处理污水研究

研究前置混凝分离过程中混凝剂铁铝比、碱化度(B)等对不同形态有机物、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)去除效果,以及前置混凝分离对后续生物接触氧化阶段处理效果的影响。结果表明,前置混凝分离段,铁铝复合混凝剂比单独铁盐、铝盐混凝效果好,其中铁含量的增加利于有机物的去除,特别是过膜有机物的去除;铁铝复合混凝剂碱化度对化学需氧量(COD)、TN、TP的去除率影响较小。前置混凝分离可以有效地提高生物处理过程中的脱氮除磷效果;经前置混凝分离-生物接触氧化处理的出水与只经生物接触氧化处理的出水相比,COD、NH_3-N和TN的去除率都得到明显提高。但Fe-Al复合混凝剂(FACC,Fe/Al=1∶2,B=1)与AlCl_3混凝剂相比,因去除较多的过膜有机物导致生物脱氮效果较低。通过使用适当铁铝比、碱化度的混凝剂对模拟生活污水进行前置混凝分离,可有效地降低生物处理负荷,实现前置分离和生物处理之间的良性匹配。     

铁盐类混凝剂去除水中藻类生物的研究

通过用自制聚硅硫酸铁、聚硅氯化铁、聚合氯化铁铝等高效混凝剂对武汉三个典型湖水进行了混凝除藻实验，发现聚合氯化铁铝除藻效果最好，其中叶绿素浓度为200--300μg/L的湖泊水去除率可达99．8％，加入助凝剂和氧化剂后，去除率明显提高。还对其进行了后续过滤实验。     

不同形态藻类的混凝效果及絮体特性

采用氯化铁和硫酸铝作为混凝剂，分别研究了不同形态结构的铜绿微囊藻、针杆藻和水华鱼腥藻的混凝效果及絮体特性。结果表明：在铁盐、铝盐混凝剂不同投加量下，铁盐对3种藻的混凝去除效果优于铝盐；3种藻在铁盐和铝盐各自达到最佳混凝效果时的混凝剂投加量：铁盐>铝盐。铜绿微囊藻的整体混凝效果最差，针杆藻的最好。相比于铝盐，3种藻在采用铁盐混凝时形成絮体的分形维数值更大；针杆藻絮体的整体分形维数最大（最大值：1.72），铜绿微囊藻的最小（最大值：1.17），表明藻种形态对混凝絮体结构的影响。3种藻在采用铁盐混凝时的絮体粒径（d50）均大于铝盐絮体，絮体强度和恢复因子小于铝盐絮体的对应值。当采用铁盐混凝剂时，铜绿微囊藻絮体d50的最大值（632μm）小于针杆藻（765μm）和水华鱼腥藻（777μm）；针杆藻絮体的恢复因子最大（26.54%），水华鱼腥藻的恢复因子最小（11.04%）。3种藻絮体到达等电点的铁盐投加量大于铝盐投加量，藻絮体Zeta电位可用于分析藻类混凝时最佳去除率对应的投加量。铜绿微囊藻以电性中和混凝机制为主，吸附架桥和网捕卷扫机制则可能对水华鱼腥藻和针杆藻的絮凝作用更重要。     

中孔型活性炭制备及对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)吸附特性研究

针对低温微污染水中(7℃)低质量浓度As(Ⅲ)/As(Ⅴ)离子(0.5 mg/L),通过优化配煤、改进制备工艺制备,制备一种中孔型活性炭(NCPAC),以普通商品活性炭PVAC为对照,研究了NCPAC的表面物理化学特性,并进行了pH影响和吸附等温线、吸附动力学方程及吸附热力学拟合研究.结果表明,NCPAC的孔径分布、总孔容积和表面极性大小等方面均得到改善.在酸性/偏中性范围内(pH=4.0~8.0),NCPAC对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)均有较好的去除效果,除砷效果明显高于普通商品活性炭.NCPAC对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)的吸附平衡可用Langmuir进行较好的拟合;动力学研究表明NCPAC对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)的吸附过程可用假二级动力方程进行很好的拟合(R20.999),且As(Ⅲ)/As(Ⅴ)在活性炭表面的吸附过程以化学吸附为主;热力学数据显示,NCPAC对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附过程均为放热反应.共存离子方面,天然水体中常见的磷酸氢根、硅酸根、碳酸根对NCPAC除砷效果有一定的抑制作用,铝离子会降低其对As(Ⅲ)的吸附效果,其他阴阳离子对除砷效果影响不大.     

强化混凝去除饮用水源水中的氟

以硫酸铝和氯化铁作混凝剂,通过强化混凝对模拟地下水中的氟化物的去除进行了研究,对比了铝铁盐的混凝沉淀除氟效果,考察了硫酸铝混凝剂投加量、水的pH值、浊度、水中共存离子和原水中氟化物初试质量浓度等因素对硫酸铝除氟效果的影响.结果表明,硫酸铝的除氟效果优于氯化铁,混凝剂的投加量和水的pH值是影响硫酸铝混凝沉淀除氟的重要因素,当水的pH≈5.8时,硫酸铝混凝除氟效果最好;高岭土增浊对硫酸铝除氟的效果影响不明显;水中共存离子HCO3-的引入使得除氟效果变差,而SO24-和Cl-的干扰则较小.此外,对硫酸铝混凝沉淀除氟的机理进行了初探.     

矿井水资源化混凝试验研究

根据矿井水的水质特性,进行了矿井水的混凝实验研究。分别采用聚合氯化铝、三氯化铁及复合铝铁盐3种混凝剂进行烧杯实验,确定最佳混凝剂,最佳pH范围,并通过正交实验确定最佳水力条件。结果表明,复合铝铁盐的混凝效果最佳,最佳投药量为16mg/L;最佳pH范围为7.0~9.0;最佳水力条件为：混合G值为56.5s-1,GT为10170;反应G值为7.9s-1,GT为17280。最佳混凝条件的确定,将对矿井水的资源化利用起到一定的促进作用。     

牡蛎壳粉及其铝盐、铁盐改性产物处理高浓度含磷废水研究

牡蛎壳广泛应用于污水中磷的去除,但是将牡蛎壳作为吸附剂来处理高浓度含磷废水的研究较少。本研究以天然牡蛎粉为实验对象,探究牡蛎壳粉及其铁盐、铝盐改性产物对1 000 mg·L^-1模拟含磷水的处理效果。结果表明,Langmuir和准二级动力学模型能更好地拟合牡蛎壳粉对高浓度含磷废水的吸附过程,R²值分别为0.992和0.983。牡蛎壳粉对磷的理论饱和吸附量达到212 mg·g^-1,且在pH为3时牡蛎壳粉对磷的吸附效果最好。当牡蛎壳粒径为100目时,其对磷的单位吸附量达到(41.96±4.58)mg·g^-1。在质量分数分别为1%～5%的铝盐、铁盐改性牡蛎壳粉获得的复合材料中,用1%Al(NO₃)₃溶液改性的牡蛎壳粉对磷的吸附效果最好,单位吸附量达到了(55.73±4.34)mg·g^-1,比未改性牡蛎壳粉提升了27%。本研究结果表明牡蛎壳及其铝盐、铁盐改性产物对高浓度含磷废水具有良好的除磷效果,值得进一步研究。     

混凝法处理洗浴废水的试验研究

洗浴废水是城市污水的重要组成部分．以洗浴废水为处理对象,针对其浊度高、有机物含量低、适于混凝处理的特点,通过杯罐试验考察了铝盐、铁盐及有机高分子混凝剂对浊度、CODcr、亚甲兰活性物质的去除效果．在综合絮凝除污能力和絮凝体沉降性能的基础上,初步遴选出最优的混凝剂及投加量,并考察了pH和水温对混凝效果的影响．试验结果表明,以聚合硫酸铁为混凝剂,在pH为6．5～8．5,水温15～45℃范围内可去除洗浴废水中大部分污染物,投量在20mg/L时,浊度去除率可达88％,CODcr去除率达85％,亚甲兰活性物质去除率达45％,均优于其他几种混凝剂．除亚甲兰活性物质外,各项指标均达到中水回用标准的要求．可进一步深度处理,以达到洗浴用水标准,实现就地回用．     

2-线和6-线水铁矿对水中砷的吸附解吸行为研究

研究通过吸附动力学、吸附热力学和吸附解吸实验,研究了两种晶型水铁矿对五价砷As(V)的吸附性能.结果表明,As(V)在2-线和6-线水铁矿表面的吸附可用二级动力学方程拟合,其化学反应速率K2分别为0.077 g·(mg·h)-1和0.031 g·(mg·h)-1.2-线水铁矿由于其无定形形态,对As(V)的吸附效果优于...     

铁碳微电解/H_2O_2耦合工艺预处理水中砷的研究

采用铁碳微电解/H_2O_2耦合工艺预处理水溶液中砷,研究了溶液初始p H、铁碳球投加量、曝气流量、H_2O_2投加量、反应温度和初始总砷(TAs)浓度等因素对砷去除效果的影响﹒结果表明,在铁碳微电解体系中加入H_2O_2能明显提高水溶液中TAs和三价砷(As(Ⅲ))去除率﹒当溶液初始TAs和As(Ⅲ)浓度分别为539 mg/L和368 mg/L,溶液初始pH为2.5,铁碳球投加量为530 g/L,曝气流量为60 m L/min,H_2O_2投加量为2 m L,在15℃下曝气反应1 h时,溶液中TAs和As(Ⅲ)去除率分别达到61.94%和55.06%;然而,未加H_2O_2,在同样条件下处理,TAs和As(Ⅲ)去除率分别为47.07%和41.97%﹒     

Nano-HCO吸附剂的制备及其除As(Ⅲ)性能

采用溶胶沉淀结合超声分散处理的方法,制备平均粒径为70 nm,比表面积为212 m2.g-1的纳米级水合氧化铈(Nano-HCO)吸附剂.在pH值为4~10,初始As(Ⅲ)质量浓度为10 mg.L-1,吸附剂投加量为1.0 g.L-1的反应条件下,可在2 h内将溶液中As(Ⅲ)质量浓度降低到0.01 mg.L-1以下.Nano-HCO吸附剂对砷的吸附等温线服从Langmuir方程,对应不同pH值,其对As(Ⅲ)的吸附容量较未经超声分散处理的水合氧化铈提高29%~141%,且水温的升高有助于增加As(Ⅲ)的吸附程度.     

印染废水CWAO法处理中均相催化剂的研制

为了制备用于催化湿式氧化法处理高浓度印染废水的催化剂,实验中以COD达2 000 mg.L-1的亚甲蓝水溶液作降解对象,用均相催化湿式氧化法进行处理,催化剂性能以COD去除率和脱色率进行评价.在对19种可溶盐进行普选的基础上,对双组分催化剂进行复配.结果表明:铜盐和铁盐的催化活性居于前列,而硫酸铜和硫酸亚铁复配的Cu1Fe1催化剂在活性和成本上显示了优越性,同等条件下对水样的COD去除率比不加催化剂时提高约50%.对Cu1Fe1的作用机理分析表明,自由基反应以及Fe(Ⅲ)聚合物的混凝同时发挥了作用.     

强化混凝预处理生物性污染实验室废水

考察了三种典型无机高分子混凝剂聚合氯化铝(PAC),聚合硫酸铁(PFS),聚合双酸铁(PAFCS),以及CaO/LAS摩尔比,助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)、温度和pH条件对于强化混凝预处理生物性污染实验室废水效果的影响.实验结果表明:PAFCS处理效果最佳,在最大COD去除率时去除每kgCOD所需的PAFCS用量为PAC和PFS用量的1/6;去除每kgCOD所需的PAFCS药剂成本为PAC或PFS的1/5.确定PAFFS40 mg·L-1,CaO/LAS摩尔比0.75,PAM 1 mg·L-1,温度25℃,pH7为最佳反应条件,此时COD,LAS的去除率可分别达58%和53%,细菌和ATP去除率均为90%以上.     

铁基介孔微球的合成、表征及其对水中微量As(V)的吸附

基于铁基材料对砷的独特的亲合力及介孔材料的高比表面积,用水热法合成铁基介孔微球(Fe-MS),在对其进行系列表征后,考察了其吸附除砷效果。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征结果均显示Fe-MS是非晶微球。N2吸附脱附分析结果表明,Fe-MS具有较大的比表面积(407 m2/g)且呈规整双孔径分布(3.7 nm与5.3 nm)。吸附As(V)研究结果显示,在pH=3~4,初始As(V)=100 ppb时,其去除率达99%以上;吸附等温线符合Langmuir方程;吸附动力学符合准二级动力学方程;Fe-MS对As(V)的吸附效率不受背景离子强度的影响,表明其吸附机理为稳定的球内络合作用。     

一种新型高效有机无机复合絮凝剂处理制药废水的研究

以有机胺、环氧氯丙烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、铁盐和铝盐为原料,研制出一种既含有酰胺基团和阳离子季胺盐基团,又含有阴离子羧酸基团的高效有机无机复合型絮凝剂F-1.研究了F-1的絮凝性能,结果表明,F-1是一种优良的制药废水处理剂,在絮凝剂的用量为300mg·L-1进行某制药废水处理时废液中的CODCr、SS、色度的去除率分别为69.7%,96.4%,87.5%.其性能明显优于聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁、硫酸铝、硫酸亚铁等絮凝剂.     

水厂反冲洗铁锰泥颗粒吸附剂的制备及其除As(Ⅲ)效果

为探索以除铁除锰水厂反冲洗铁锰泥为主要原料制备除砷颗粒吸附剂(granular adsorbents for arsenic removal,GAAR)的最佳工艺和除砷效果,通过正交试验优化制备工艺,利用扫描电镜与能谱分析(SEM-EDS),X线衍射(XRD)和比表面积分析技术(BET)对GAAR进行表征并考察其对As(Ⅲ)的吸附效果。研究结果表明:预热温度为180℃、预热时间为20 min、焙烧温度为350℃、焙烧时间为120 min为制备GAAR的最优条件;焙烧温度是影响除砷效果的主要因素,高温促使铁氧化物向赤铁矿转变并加剧孔道合并从而降低该温度下制得颗粒吸附剂的吸附能力;GAAR表面粗糙,内部物相成分为水铁矿和部分赤铁矿、石英,比表面积为43.8 m2/g,是典型的介孔材料;GAAR对砷的吸附过程符合准二级动力学,等温吸附符合Freundlich方程,GAAR对As(Ⅲ)的最大吸附量为4.77 mg/g。     

具有砷(Ⅴ)还原能力的硫酸盐还原菌筛选及生长特性研究

采用亨盖特(Hungate)厌氧滚管技术从锦州湾受砷污染的底泥中分离纯化出3株具有砷(V)还原活性的硫酸盐还原菌,分别编号为S2、S3-11和S13.16S r RNA基因序列分析显示这3株菌分别与梭菌属(Clostridium)内的不同"种"之间亲缘关系最近.在As(V)初始浓度为1.0 mmol·L-1时,菌株S3-11可在10 h内还原23.4%的As(V),但当As(V)初始浓度增加到3.0或5.0 mmol·L-1时,菌株S2和S13则相对于S3-11展现出更强的砷还原能力,菌株S2甚至可以在7.0 mmol·L-1的砷环境中生长并在24 h内将14.2%的As(V)还原.菌株S2为严格厌氧菌,为直杆状革兰氏阳性菌,产芽孢,其细胞大小约为2.0μm×0.6μm,16S r RNA基因序列与梭菌属中Clostridium sporogenes strain JCM 7849同源性为99%.菌株S2可利用蔗糖、葡萄糖、甲酸钠、乳酸钠和乙酸钠为唯一碳源生长,生长适宜温度为30℃.     

高锰酸钾复合三氯化铁对藻类的去除效果研究

地表水体富营养化问题日益引起广泛重视,研究其水华治理技术具有重要的环境和生态意义。该文以高锰酸钾和三氯化铁为基础药剂,研究其复合除藻剂对藻类的去除效果。以蛋白小球藻为实验藻种,以叶绿素浓度为考察指标,进行了两种药剂的复配,确定了用于藻类去除的最佳复配比。以厦门某农村富营养化水体为基础,考察了复合药剂对藻类长时间去除效果,以及残余重金属离子的影响。结果表明,当高锰酸钾、三氯化铁复合浓度比为0.8∶50时,蛋白核小球藻96 h内叶绿素去除率高达90%,去除效果明显。复合药剂对地表水体藻类接触反应6 h后,叶绿素a浓度降至3.08μg·L-1,叶绿素a去除率为96.4%。复合药剂投加96h后,水中残余的Fe3+、Mn2+浓度趋于稳定,水中残留铁含量约为0.13~0.19 mg·L-1,水中锰的残留量约为0.13~0.25 mg·L-1。     

用聚合硅酸铁处理砷化镓晶片生产废水的研究

用自制的无机高分子聚合硅酸铁(PFSS),对砷化镓生产中的含砷废水进行了混凝处理。实验考察了n(Fe)/n(Si)、熟化时间、使用量、出水pH值等对PFSS混凝效果的影响,并与通常所用的几种混凝剂进行了比较。结果表明:在n(Fe)/n(Si)为1∶(0.5～1)、熟化时间为5～7d、使用量为8～12mg/L、出水pH值为6～8时,效果较好,且除砷效果优于常规混凝剂。     

离子液体1-己基-3-甲基咪唑溴化盐对番茄种子萌发及幼苗生长的影响

用不同质量浓度(0、3、6、9、12、15mg·L-1)的离子液体1-己基-3-甲基咪唑溴化盐([C6mim]Br)水溶液对番茄金顶一号品种进行浸种和苗期水培,研究了种子萌发、幼苗形态以及幼苗叶片生理生化的变化.结果表明,当离子液体质量浓度9mg·L-1时,种子发芽率比对照降低差异显著;当离子液体质量浓度6mg·L-1时,根长和苗长比对照降低差异极显著.本研究所设的所有离子液体质量浓度均使番茄幼苗叶片中叶绿素含量比对照降低差异显著,尤其是当9mg·L-1时则差异极显著.幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)在离子液体质量浓度为6~12mg·L-1和15mg·L-1时分别比对照降低达显著与极显著水平,当离子液体质量浓度12mg·L-1时,POD活力比对照降低差异极显著.处理组幼苗叶片中超氧阴离子(O2·-)产生速率和丙二醛(MDA)含量分别在离子液体质量浓度6mg·L-1和9mg·L-1时比对照增加,达极显著差异水平.在本试验条件下,离子液体1-己基-3-甲基咪唑溴化盐对番茄种子萌发和幼苗生长均具有明显的抑制效应.