高效聚合氯化铝的应用条件与复合混凝剂的协同优化研究

铝系混凝剂中铝的形态对于混凝过程具有重要的影响,如何有效地发挥不同形态聚合铝的混凝作用对于保证出水水质具有重要的意义。从混凝剂的形态与组成、原水的特性等方面进行了深入的探讨,结果表明:对于两种原水,低投加量下混凝剂中的Alb或PDADMAC可以明显增强其电中和能力,当混凝剂投加量较高时(大于0.08 mmol/L),体系出现反浊现象。有机物的组成与浓度对混凝过程具有重要影响,混凝剂对小分子类有机物的去除率较低,Alb或PDADMAC可以明显提高对大分子有机物的去除。颗粒物浓度较低时,Al_(13)的混凝效果易受有机物组成影响,随着BSA所占比例的不断增加,Al_(13)的除浊率呈逐渐下降的趋势。当体系中的有机物为BSA时,Al_(13)的强电中和能力对浊度的去除并没有明显的促进作用。颗粒物浓度较高时,Al_(13)具有较好的浊度去除率。Al_(13)主要去除颗粒物,且较高浓度的颗粒物可以在被混凝去除的同时通过吸附作用去除部分有机物,铝形态分布对于混凝效果的影响较小。     

混凝法去除水中TiO_2纳米颗粒

为了探讨混凝法去除水中纳米颗粒的可行性及最佳条件,研究了无机混凝剂(PAC、PFS、PAFC)和有机絮凝剂(CPAM、APAM、NPAM)对TiO_2纳米颗粒的去除效果,并考察了投加量、pH、沉淀时间、水力条件及有机无机复配对TiO_2纳米颗粒去除效率的影响。单独投加PAC、PFS和PAFC时,三者对应的最高去除率分别为92.51%、84.43%、95.66%。单独投加CPAM、APAM、NPAM时三者对应的去除率仅为61.72%、29.06%、55.37%。复配最佳混凝条件为:投加40mg/LPAC和3mg/LCPAM,pH值为9,G值143.5/s,沉淀时间15min,此时,TiO_2纳米颗粒去除率为99.6%。     

水源水质对混凝过程的影响及无机复合絮凝剂应用

混凝是水处理过程的常用工艺,良好的混凝效果对于保证优质的饮用水供应具有重要的意义。由于受研究手段的制约,目前有关原水水质、混凝剂的形态与组成对混凝过程影响的研究较为缺乏。采用南方某市水厂水源水进行了一系列的混凝试验,并针对混凝效果不佳的情况进行了新型复合药剂的制备与应用,结果表明:相比于水厂目前使用的聚合氯化铝(PACl),Al_(13)在去除浊度方面有显著优势,但水体中有机物浓度过高会在一定程度上限制Al_(13)的混凝效果。相比于浊度的去除,混凝对水体中有机物的去除需要更大的投药量。HCA作为一种阳离子有机絮凝剂,在被引入无机混凝剂之后可以显著增强复合药剂的电中和能力,在保证低投药量的同时,还能有效地提高对有机物的去除率,增大平衡时絮体的粒径,改善絮体的沉降性。     

混凝剂中的铝形态对藻类混凝过程的影响

为了考察混凝剂中的铝形态对藻类混凝过程的影响,使用3种具有不同铝形态分布的混凝剂对含藻水进行了混凝试验。结果表明,硫酸铝由于具有较低含量的Alb,电中和能力较差,故需要较大的投量才能去除藻类,形成絮体;含藻水体系中的有机物主要是腐殖酸及富里酸类物质,微生物代谢产物(SMP)在硫酸铝作混凝剂时得到较好的去除,而腐殖酸及富里酸的去除率较低可能是造成硫酸铝混凝效果较差的原因;Alc(Al(30))在混凝中的作用机理主要是吸附架桥作用,可有效去除水体中的有机物,Al₁₃的主要作用机理是电中和作用,可以有效去除水体中的颗粒物;Al₁₃与Al₃₀由于具有形态的稳定性,其混凝过程受pH值的影响较小。絮体强度因子随着pH值的升高先增大后减小,Al₁₃作混凝剂时絮体恢复因子随pH值的升高先增大后减小,而其他两种混凝剂所形成絮体的恢复因子随pH值的升高而增大。     

混凝—微滤工艺去除膜反洗水中有机物的试验研究

采用混凝-微滤工艺处理混凝-超滤中试装置的膜反洗水(MBW),将试验原水和出水经不同截留分子质量的超滤膜过滤,分析了不同分子质量区间的有机物分布.此外通过改变混凝剂(FeCl3)投量、采取投加粉末活性炭(PAC)等措施,考察了MBW中有机物的去除率与FeCl3投量、处理工艺(混凝-微滤、混凝-PAc吸附-微滤工艺)的关系.研究结果表明,MBW中DOC主要分布在分子质量>30 ku和分子质量<1 ku的区间内,THMFP、UV254主要集中在分子质量<1ku的区间内;混凝过程能有效去除分子质量>30 ku的大分子有机物,PAC能有效去除小分子有机物;随混凝剂投量的增加,对DOC、UV254、THMFP的去除率均有不同程度的提高.     

强化混凝-沉淀-砂滤工艺去除海水中藻类的试验研究

通过考察强化混凝中混凝剂种类及投加量、氧化性助凝剂种类及投加量、氧化时间、pH以及水力条件等因素对海水中Chl-a、CODMn去除效果的影响,确定了试验参数,并后续加入砂滤工艺考察其除藻效果.结果表明:在调节海水pH值为5～6,选用3 mg/L高锰酸钾预氧化30min后,投加混凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)对Chl-a和CODMn均有较佳的去除效果.强化混凝-沉淀-砂滤工艺对Chl-a平均去除率可以达到80%以上,对CODMn去除率在50%左右,对浊度的去除率大干97%.     

在线混凝/超滤工艺处理低温、低浊源水的研究

研究了在线混凝/超滤工艺对北方低温、低浊源水的处理效果,并与直接超滤的处理效果进行对比.结果表明,直接超滤与在线混凝/超滤对浊度的去除基本无差别,所有超滤产水水样的浊度值均低于0.1 NTU;在线混凝/超滤工艺可显著提高对有机物的去除率,且对有机物的去除效果与混凝剂投量有关;在线混凝/超滤工艺对大分子有机物的去除效果提高显著,但对小分子有机物(特别是分子质量<1 ku的有机物)的去除效果提高不明显;在线混凝/超滤工艺可显著减缓膜污染,其膜污染类型主要是可逆的外部污染.     

混凝对微囊藻毒素的去除效果及机理研究

采用静态试验研究了混凝工艺对水源水中的细胞内和溶解性（细胞外）微囊藻毒素的去除效果，并初步探讨了其去除机理。试验结果表明，混凝剂投加量为25mg／L时，将原水pH值调节到5．5～6．0可有效地去除水中的细胞内微囊藻毒素，去除率可达97．4％；投加10mg／L的粉末活性炭对致嗅物质有一定的吸附效果。强化混凝工艺可显著提高对溶解性微囊藻毒素的去除效果，对MC-RR和MC-LR的去除率均达到60％～70％，原因为强化混凝工艺强化了对小分子弱疏水性有机物的去除效果。     

两种聚铝混凝除浊效果的比较研究

通过比较两种不同来源的聚合氯化铝的混凝效果,确定了适合该原水的混凝剂,并探讨了混凝剂投加量、pH值对混凝除浊和COD去除效果的影响。得出最佳混凝剂投加量为5．0mg／L,适宜pH为6．8-8．0,在此条件下,对浊度为272NTU的原水,PAC的除浊率超过99％,COD去除率也达到82％以上。     

强化混凝处理高藻水效果的研究

针对高藻期原水的特点,采用复配混凝剂并进行烧杯试验对复配混凝荆方案进行了优化,结果表明,无论聚合氯化铝(PAC)与FeCl3复配还是聚合氯化铝铁(PAFC)与FeCl3复配,混凝反应后的沉淀出水浊度都明显低于单独投加FeCl3,并且pH值能稳定在7.5以上.在总投加量相同的情况下,先投PAFC或PAC再投FeCl3的投药顺序最优;PAFC和FeCl3复配投加的最佳质量比为3:1,PAC和FeCl3复配投加的最佳质量比为1:2;投加间隔时间为5～20 s.采用复配混凝剂的水处理成本至少低于单独投加三氯化铁30%.     

新生态水合氧化铁去除水中磷酸根的效能研究

以新生态水合氧化铁(FHIO,由高铁酸钾和氯化亚铁配制)为混凝剂,考察了对水中磷酸根的处理效能,以及有机物浓度、pH、温度、浊度等参数对其去除磷酸根的影响。通过对原水pH和浊度变化的分析,发现FHIO的水解过程不同于普通铁盐,可形成细小、比表面积大、吸附能力强的铁氧体。在投加氯化铁进行混凝时,随着投量(6、7、8mg/L)的增加,对磷酸根的去除率分别达到了54%、59%、70%。而在相同的总铁投量下,FHIO对磷酸根的去除率分别提高了11%、13%、9%。水中有机物浓度的增加,对FHIO的除磷效果有一定的影响,这是因为有机物在一定程度上抑制了Fe(Ⅱ)的氧化,间接地影响了FHIO的生成,从而降低了除磷效果。在较低温度、pH和浊度时,FHIO对磷酸根的去除效果明显优于单独铁盐的,这是由于FHIO的无定形状态和细小的颗粒度决定其受这些因素的影响较小。     

PACl-PAM复合絮凝剂处理高岭土-腐殖酸体系的混凝过程

为了解决PACl在某些水质条件下处理效果不佳的问题,研究了PACl-PAM复合絮凝剂处理高岭土-腐殖酸体系的混凝过程。结果表明:单独使用铝系混凝剂(PACl2.2)时,DOC与浊度的去除率随pH值的升高呈现先增大后减小的趋势,pH为7.0时两者的去除率最高。要达到80%以上浊度去除率、60%以上DOC去除率,3种混凝剂(PACl,PACl+0.25 g/L PAM-1,PACl+0.50 g/L PAM-1)中铝系混凝剂的投加量(以Al计)从0.10 mmol/L下降到0.06 mmol/L。当复配混凝剂中PAM浓度小于0.50g/L时,浊度与DOC的去除率随PAM浓度的增大而升高;PAM浓度大于0.50g/L后,浊度与DOC的去除率快速下降,且阳离子度为75%的PAM-3的混凝效果下降最为明显。当混凝剂中含有阳离子度为75%的PAM时,浊度下降较为明显且絮体的沉降性能更好。     

微气泡水力空化强化混凝除藻的试验研究

利用微气泡水力空化装置强化混凝沉淀去除水体中的藻类。结果表明,微气泡水力空化可以有效地提高混凝除藻效果,减少混凝剂用量。当混凝剂投加量为1 mg/L时,水力空化预处理5 min,对藻类的去除率较空白样提高13%,而空化预处理20 min则藻类去除率提高30%。对藻类的去除率均为65%时,1 h的水力空化可以减少50%的混凝剂投加量。微气泡水力空化时间和空气流量对强化混凝效果有很大的影响,在空化处理时间为10~20 min、空气流量为0.5~0.8L/min的条件下,可以达到最优的除藻效果。p H值的变化也直接影响除藻率,在p H值=8的弱碱性条件下,对藻类的去除效果最为理想。水力空化也可以提高混凝对UV254和浊度的去除效果。     

混凝预处理强化浸入式连续微滤工艺中试研究

通过中试考察了混凝预处理对浸入式连续微滤工艺处理有机物的强化去除效果。研究表明,选用三氯化铁做混凝剂时的膜过滤性能优于聚合氯化铝,三氯化铁投加量为4 mg/L,反应时间为6 min时膜的过滤性能较好;采用直接微滤膜工艺对有机物的去除效果较差,膜出水CODMn去除率仅为30%,投加4 mg/L三氯化铁后CODMn去除率提高了10.5%,采用混凝预处理对提高浸入式连续微滤工艺有机物的去除效果非常有效。     

新型复合混凝剂(PFC/FeCl3-PDMDAAC)混凝效果研究

将PFC/FeCl3分别与聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)复配成一系列具有不同碱化度B、不同PDMDAAC质量分数P的新型复合混凝剂(PFC/FeCl3-PDMDAAC).研究了该混凝剂的混凝效果,考察了B、P值及不同水质条件下PFC/FeCl3-PDMDAAC投加量对混凝效果的影响.结果表明:PFC/FeCl3-PDMDAAC的混凝效果优于PFC和PDMDAAC;低B值的PFCPDMDAAC混凝效果较好;当原水有机物含量及浊度较低时,宜采用低P值的复合混凝剂;在有机物及浊度均较高时,宜采用高P值的PFC-PDMDAAC和低P值的FeCl3-PDMDAAC;同时,高锰酸钾预氧化可提高其对高锰酸盐指数的去除效果.     

MIEX/PAC工艺对景观回用再生水的深度净化效果

采用磁性离子交换树脂/混凝(MIEX/PAC)组合工艺对景观回用再生水进行深度净化,分别考察了MIEX和PAC的单独净化效果,以及PAC投量对MIEX/PAC组合工艺净化效果的影响。当单独投加MIEX为20 mL/L时,对COD、UV254、TN、浊度和叶绿素a的去除率分别是51.39%、45.41%、62.26%、77.84%和72.25%,对荧光类有机物的去除率在58.28%~73.86%之间。当单独投加PAC混凝剂为120 mg/L时,对COD、UV254、TN、浊度和叶绿素a的去除率分别是48.61%、38.62%、41.51%、88.42%和85.59%,而对荧光类有机物的去除率仅为14.13%~29.22%。经MIEX预处理后再进行混凝沉淀,对COD、UV254、TN、浊度和叶绿素a的去除率分别提高了9.72%、2.64%、1.89%、18.04%和26.72%,表明在该组合工艺中MIEX单元是去除溶解性有机物和TN的主要贡献者。     

聚氯化铝对糖精钠废水混凝效果的影响研究

混凝剂聚氯化铝的不同投加方式和投加点对糖精钠废水混凝效果的影响进行了试验研究.结果表明,在pH值调节前投加和在pH值调节后投加这两种投加方式对混凝效果有较大的影响,前一种投加方式效果较好;废水调节pH值后产生的沉淀物去除后投加比不去除沉淀物直接投加的混凝效果好.在实践中,针对某种废水、某种混凝剂,应通过试验确定相应的最佳投加方式和投加点.     

混凝-粉末活性炭工艺处理京杭运河微污染原水研究

针对京杭运河常州段原水水质情况,通过静态烧杯试验研究了混凝-粉末活性炭工艺对水中浊度、有机物等主要污染物的去除效果.试验结果表明,混凝可以有效去除浊度,去除率达97.3%;活性炭对有机物去除效果明显,其最佳投加量为30 mg/L.混凝剂对比试验表明,聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)对臭和味、色度具有相同的去除效果;PFS对UV254、挥发酚的去除效果优于PAC,而对浊度、CODMn的去除效果较PAC差.     

混凝气浮工艺去除铜绿微囊藻的影响因素研究

通过正交试验确定了混凝的最佳工艺条件,当原水中藻类浓度为(8.94×108)～(38.4×108)个/L、浊度为5.10～5.31 NTU、色度为15.8～25.9倍时,三氯化铁的最佳投加量应在50～70 mg/L,此时藻类和浊度的平均去除率均在85%左右.试验还发现藻类的混凝效果与其生长期有一定的关系,其中以稳定期的藻类混凝效果最佳,藻类去除率最高可达89%.研究还发现,pH值对藻类去除影响显著,当将进水pH值由7.47调到6.04,投药量由50 mg/L降为30 mg/L时,藻类的去除率可由88%升高到97%.由此可见,调节pH值不仅可以提高藻类的去除率,还可以大大降低混凝剂的投加量.     

饮用水中溴化物的混凝去除及影响因素研究

在饮用水的消毒过程中，溴化物可与消毒剂反应生成具有“三致”效应的消毒副产物。为此，选择AlCl3作混凝剂，研究了混凝去除溴化物的效果及影响因素。结果表明，向模拟水样（溴化物初始浓度为0．2mg／L）中投加3-15mg／L的AlCl3，当无腐殖酸存在时对溴化物的去除率为93．3％-99．2％，当有腐殖酸存在时对溴化物的去除率为78．4％～98．4％；对于湘江原水。投加15mg／L的AlCl3时对溴化物的去除率为87．0％。在低混凝剂投量或高pH值条件下，腐殖酸的存在明显降低了对溴化物的去除率；在高混凝剂投量或低pH值条件下，腐殖酸对去除溴化物的影响较小。因此，可采用强化混凝去除饮用水中的溴化物。