氯离子浓度与电流密度对电解抑制铜绿微囊藻生长的影响

通过分析电解前后铜绿微囊藻液的光密度与叶绿素荧光动力学参数变化,探究了氯离子(Cl^-)浓度及电流密度对微电流电解抑制铜绿微囊藻生长的影响。结果表明:微电流电解产生的活性氯在抑藻过程中起了重要作用,对初始细胞密度5×10⁵个/mL、体积100 mL的铜绿微囊藻液而言,当藻液中初始Cl^-浓度为18 mg/L时,电解后藻细胞的生长受到了完全抑制;而对于无氯藻液,电解后藻细胞的生长未受明显影响。当电流密度为10 mA/cm²、电解时间为15 min,而藻液中的初始Cl^-浓度在0～18 mg/L范围内时,电解抑藻效率会随着Cl^-浓度的升高而逐步提高;并且当Cl^-浓度≥12 mg/L时,电解后藻细胞彻底死亡,无法再恢复活性。当电解时间为15 min、藻液中初始Cl^-浓度为18 mg/L,电流密度在0～20 mA/cm²范围内时,随着电流密度的增加电解抑藻效率也会提高。成果为深入研究微电流电解的持续抑藻机理提供了基础。     

活性炭填充三维电极电解法处理氨氮废水研究

针对传统城市污水处理厂冬天出水存在氨氮浓度偏高的问题,采用间歇试验法对活性炭填充三维电极深度去除污水中的氨氮进行了研究。考察了氨氮初始浓度,电流密度,氯离子浓度,p H值等因素对氨氮去除效果的影响。结果表明:氨氮去除速率随着电流密度和氯离子浓度增加而增加,单位氨氮去除能耗随着电流增加而增加,随着氯离子浓度增加而减少。p H值在3.0~9.0范围内对三维电极除氨氮过程影响比较小。实际废水在经过2.5h电解后,氨氮浓度从28.0 mg/L下降至0.3 mg/L,去除率高达99%,可以满足国家污水排放标准一级A要求。     

二维电极电解法去除水中硝酸盐试验研究

目前硝酸盐污染已经严重影响了地下水水质,对饮用水安全构成了一定威胁。本研究拟采用电化学方法去除水体中硝酸盐,探究其机理、动力学、影响因素及实际地下水处理方法,为地下水脱氮提供参考。研究结果表明:在无氯离子体系下,30.0 mg/L的硝酸盐在2.0 A电流下电解,其一级反应动力学常数为0.040 h-1,产物中54%为氨氮,46%为氮气。在添加300.0 mg/L氯离子条件下电解,一级反应动力学常数为0.029 h-1,其产物主要为氮气。硝酸盐去除速率随着硝酸盐初始浓度和电流增加而增加,随着氯离子浓度增加而略微减少。对实际地下水水样的电解结果表明,20.0 mg/L的硝酸盐在2.0 A、100.0 mg/L氯离子条件下电解,其一级反应动力学常数为0.031 h-1,产物主要为氮气。二维电极电解过程中,硝酸盐扩散至阴极表面速率较慢,电解效率较低。     

铁铜微电解工艺处理碱渣废水的试验研究

碱渣废水水量少、污染负荷高,是炼油行业高浓度、难降解有机废水.研究了铁铜微电解工艺对碱渣废水处理效果,结果表明:当初始pH为5,曝气时间为8 h,填料填充率为35%时,微电解工艺对COD_(Cr)和色度的去除效率分别达到60%和91%,出水BOD/COD提高至0.44,从而满足后续生化处理的水质需求.GC-MS图谱表明:废水中有机物在微电解工艺中得到有效削减.微电解工艺处理碱渣可行性高,出水水质得到有效改善,降低了炼油厂排放的污染物负荷.     

微电流电解产H2O2抑制铜绿微囊藻生长研究

为了探究微电流电解过程对铜绿微囊藻生长的影响，以铂钛作为阳极，碳黑聚四氟乙烯(C/PTFE)气体扩散电极为阴极，在微电流电解体系中可产生对铜绿微囊藻生长具有选择性抑制作用的活性物质H₂O₂。探究不同电解时间、电流密度和气体流量对藻细胞生长的影响，结果表明：微电流电解的最佳条件为100 mL细胞密度为5×10⁵个/mL的藻液在10 mA/cm²的电流密度下以0.4 L/min的气体流量电解60 min。藻细胞光密度OD₆₈₀从0.035降至0.003,表明藻细胞的生长完全受到抑制。测定电解处理前后藻细胞的叶绿素荧光参数F_v/F_m、Y(Ⅱ)、Y(NO)等可知，电解处理后藻细胞的光合作用机制已遭到完全破坏。测定电解过程中产生H₂O₂的质量浓度为79 mg/L,并且经过6次循环实验后，C/PTFE气体扩散电极产生H₂O₂质量浓度仍为首次使用产生H_...     

游泳池规程CJJ122-2008技术探讨系列三——中压紫外线消毒在游泳池系统中的应用

中压紫外线消毒器能产生全波段的紫外线,不仅有良好的消毒效果,还具备降解游泳池水中的化合氯(氯胺)和三卤甲烷等作用,能有效提高游泳池水质.介绍了中压紫外线消毒器消毒的特点及其在游泳池中应用的注意事项.     

饮用水中药品和个人护理用品的研究进展

饮用水中残留药品和个人护理用品(PPCPs)正在成为一种普遍性的污染,已引起人们越来越多地关注。近年来在世界各地的饮用水中不断检出了ng/L水平的PPCPs。常规的混凝、沉淀和过滤等工艺不能有效去除PPCPs;氯和二氧化氯消毒能够部分去除PPCPs;粒状活性炭吸附去除PPCPs的效果优于粉末活性炭吸附;臭氧化等高级氧化工艺能高效去除大多数PPCPs;反渗透和纳滤能高效去除PPCPs,而微滤和超滤效果不佳。目前还缺乏PPCPs在饮用水处理中降解转化中间产物方面的数据。确定饮用水中PPCPs健康效应,建立安全标准,优化现有处理技术,开发新型处理技术和分析中间转化产物等将是行业面临的重要挑战和研究课题。     

微电解水处理器的杀菌作用研究

研究了微电解方法对工业循环水中厌氧或兼性厌氧细菌的杀灭作用 ,结果显示 ,杀菌率的大小与施加的电流密度和处理时间成正比。在适宜的电流密度和适当的处理时间下 ,对硝酸盐还原菌、铁细菌的杀菌率可以达到 99%以上 ,并初步证实 ,微电解时水体中产生的·OH自由基是主要的杀菌因子。     

混凝土电化学脱盐模拟及其影响因素分析

电化学方法可以用来对含有氯离子的混凝土进行脱盐。电流密度的大小和环境温度的高低是影响电化学脱盐效率的主要因素,过大的电流密度会对钢筋混凝土的性能产生一定影响,而较低的温度会降低脱盐效率。基于氯离子输运方程和温度对氯离子扩散系数的影响,建立了氯离子输运数值模型,得到了不同工作电流密度和温度下混凝土的电化学脱盐效率。结果表明：温度对脱盐效果影响显著,较高温度（303.15 K）时的氯离子渗透系数是较低温度（273.15 K）时的8.8倍;随着温度的升高,取得同样脱盐效果所需要的电流越小,即在较高温度环境下可以使用较低电流达到较高的脱盐效率。     

游泳池规程CJJ 122-2008技术探讨系列二——无氯游泳池技术

传统氯消毒技术由于游泳池中余氯的存在而产生刺激的气味及诸多副产物,如氯胺、三卤甲烷等对人体的健康带来危害.新的消毒技术如臭氧、紫外线消毒等弥补了上述缺陷,大大减少了游泳池中氯的含量,但仍需投加少量的氯以维持消毒效果,还存在产生副产物的问题.无氯游泳池完全采用臭氧对游泳池池水进行消毒,通过控制水中的剩余臭氧量保证持续消毒效果,完全消除了氯制剂消毒的影响,适用于负荷低、专业性强的游泳池.     

湖库水华治理的微电流电解抑藻技术研究

相比于现有的水华末端治理方式,采用以预防为主的思路进行水华防控,避免水华发生带来的不利影响,是更为经济有效、生态友好的水华治理措施。详细阐述了控制藻类“种源”的微电流电解抑藻技术,对微电流电解抑藻技术的最佳应用时机、技术原理、应用效果等进行了分析,深入探讨了微电流电解技术抑制湖库藻类生长的机理,同时开展了技术应用研究。结果表明,移动式微电流电解对湖泊藻类生长具有良好的抑制效果,2 h的处理可使50 m3水体中85%的藻类失活。     

电浮选法净化含高浓度Cu2+和Zn2+的废水研究

以自制的间歇式电浮选柱为反应容器,采用电浮选方法对含高浓度Zn^2+和Cu^2+混合离子废水进行了净化试验研究,浮选过程中考察了pH值、电流密度、初步浮选时间、离子强度4个主要因素对浮选效率的影响。试验选用混合离子的整体去除效率为评价指标,优化了电浮选方法净化含混合重金属Zn^2+和Cu^2+的实验条件,得到了较好的浮选条件。该方法操作简单,处理效果较理想,对实际利用电浮选法处理重金属离子废水工程具有一定的参考价值。     

黏土砖再生混凝土抗氯离子渗透性试验研究

试验研究了再生黏土砖粗骨料取代率、骨料强化、搅拌工艺、粉煤灰和硅灰单掺与复掺对黏土砖再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,随着再生骨料替代率的增加,再生混凝土抗氯离子渗透性能降低,替代率为0,30%,50%,70%,100%时,6 h通电量分别为2 090,2 596,3 207,3 989,5 182 C,氯离子渗透等级由适中过渡到高;骨料强化处理和改善搅拌工艺能够提高再生混凝土抗氯离子渗透性能,再生骨料取代率在50%以下,经过二次包裹强化或者采用改良的搅拌工艺后,再生混凝土的抗氯离子渗透性能与普通混凝土已经接近;粉煤灰和硅灰单掺或复掺可以较大幅度改善再生混凝抗氯离子的渗透性能,硅灰效果优于粉煤灰,20%粉煤灰和10%硅灰复掺可以作为最佳掺量,6 h通电量为171 C,可以用来配置较高抗氯离子渗透性能的再生混凝土。试验结果为再生混凝土推广应用提供了有力依据。     

小型间歇式次氯酸钠发生器的设计参数研究

为提高小型间歇式次氯酸钠发生器的适用性和可靠性,综合考虑农村小型供水工程特点,结合两端式板式电极,采用单因子试验方法开展电极结构、阴极材质、电极安装高度、盐水浓度、配盐水质、盐水体积、电流密度等设计参数的试验研究。试验结果表明: 小型间歇式次氯酸钠发生器的最佳设计参数为: 电极左右间距 6 cm,阴、阳极采用相同涂层,电极板间距 5 mm,电极板中心距电解槽底部 20 cm,盐水浓度3% ,盐水体积30 L,电流密度480 ～ 640 A /m2,电解时间300 ～ 360 min,有效氯浓度 8. 50 ～ 8. 80 g /L,有效氯产量 255 ～ 264 g,运行成本 7. 16 ～ 7. 20 元/ kg。此外,亦可结合实际供水工程规模、消毒剂需求量、电解时间等多个因素,选择适宜的电解参数。试验结果为下一步设备定型和实际应用奠定了良好基础。     

新型铁碳微电解材料对水体磷的净化效果

传统铁碳微电解填料在除磷过程中出现的填料板结、沟流等问题不但会导致水体除磷效果降低,而且填料上脱落的碳颗粒导致产泥量增大还会增加后续处理成本。为此,采用铁基材料和碳纤维组成的新型铁碳微电解材料为除磷材料,以碳纤维、铁基材料等除磷材料为对照,考察了新型铁碳微电解材料对武汉市某湖泊水体总磷的去除效果及不同处理时间对水体总铁浓度和浊度的影响。结果表明:间歇曝气处理10 h,新型铁碳微电解材料、铁基材料和碳纤维对水体磷的去除率分别为80.00%、76.73%、2.86%;铁碳微电解处理72 h后静置96 h,水体总磷浓度从静置前的0.052 mg/L降至0.012 mg/L,水体总磷达《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类标准,水体浊度和水体总铁浓度均变化不明显,最终分别为4.14 NTU和0.089 mg/L;悬挂于水体中的新型铁碳微电解材料未出现填料板结、沟流等现象,且水处理过程中仅产生铁絮凝物,克服了传统铁碳填料中因碳颗粒脱落导致产泥量增大等问题,提高了水体磷的去除率,而且水体浊度和总铁浓度增加不明显。研究成果有助于探寻水体富营养化治理的新途径。     

A /O泳动床反应器脱氮性能研究

基于A/O工艺与泳动床工艺技术的联合,开发出A/O泳动床生物膜反应器.A/O泳动床系统表现出高效去除COD_(Cr)、NH_3-N和TN以及较好的抗负荷冲击能力.在HRT=12.5 h,回流比为300%,进水COD_(Cr)、NH_3-N平均浓度分别为343.4 mg/L、94.1 mg/L时,COD_(Cr)和NH3-N平均去除率分别为84.6%, 86.8%;COD_(Cr)的容积负荷与去除负荷现良好的线性关系,R~2=0.970 4;系统在较低的C/N下,TN平均去除率为70.8%.     

底物溶液配比对微生物固化珊瑚砂的影响研究

为了确定珊瑚砂的微生物固化试验中底物溶液的最佳配比,使用5种不同尿素、氯化钙浓度配比的底物溶液对珊瑚砂进行微生物固化。通过固化过程中珊瑚砂试样的渗透性变化、固化后底物溶液成分对比和单轴压缩试验,综合分析底物溶液配比对微生物固化珊瑚砂的影响。试验表明,底物溶液中尿素与氯化钙的配比对微生物固化珊瑚砂存在一定影响,尿素与氯化钙浓度比值较低时不利于Ca~(2+)的有效利用,尿素与氯化钙的浓度比值越大,微生物固化反应越快,固化效果越好,但过快的固化反应会迅速降低珊瑚砂的渗透性,导致可固化次数减少,从而影响珊瑚砂最终的固化效果,建议底物溶液中尿素与氯化钙的浓度最佳配比为1.00∶1~1.25∶1。     

混凝土箱梁氯离子扩散效应分析与寿命预测的CA模型

为了准确地模拟混凝土箱梁中氯离子的侵蚀过程,预测截面内任意时刻任意位置的氯离子浓度以及结构耐久性使用寿命。基于2D元胞自动机原理建立了混凝土氯离子扩散的元胞自动机模型(CA模型),模型同时考虑了材料和龄期对氯离子扩散效应的影响。以某箱形截面梁为例,根据箱梁中氯离子扩散的元胞自动机模型,编写了MATLAB计算程序,分析了氯离子在截面内的扩散规律,并根据模型对该结构耐久性使用年限进行了预测。研究结果表明:与氯离子浓度解析解和试验值相比,建立的元胞自动机模型能够有效地模拟混凝土箱梁氯离子扩散过程,且计算精度较高;根据截面倒角形式的不同,氯离子呈现出不同的扩散规律,不同位置氯离子浓度达到钢筋锈蚀临界浓度所需的时间不同;通过与寿命预测解析解进行对比,证明了该模型能有效预测混凝土结构耐久性使用寿命。利用该模型对氯盐侵蚀环境混凝土箱梁耐久性使用寿命进行预测,分析得出服役51 a左右该结构将达到耐久性极限设计状态。