铁锰复合氧化膜对水中双酚A的去除及影响因素

前期研究已发现表面负载铁锰氧化膜的石英砂滤料,对水中常见污染物（氨氮、铁、锰等）具有较高的催化氧化能力。本文利用中试过滤系统研究成熟滤料对水中双酚A（BPA）的去除能力,同时考察进水中Mn²⁺的负荷变化对去除水中BPA的影响。结果表明：该系统在仅有BPA负荷时,可去除ΔC_BPA为0.48mg/L,去除率高达95.6%,消耗溶解氧（DO）为5.44mg/L;进水中同时投加BPA和Mn²⁺,当Mn²⁺浓度达到2.0mg/L时,在滤柱前65cm处即可去除ΔC_BPA为0.56mg/L,BPA在后半段无法有效去除。由扫描电子显微镜（SEM）可知,BPA氧化后生成了某种物质,阻塞在氧化膜的孔隙结构中,造成滤料板结,同时发现少许氧化膜裂开脱落;能谱仪（EDS）能谱图显示投加BPA后,C、O元素的含量分别由之前的12.14%、18.50%增加到21.10%、22.58%,而Mn元素由之前的63.18%减少至42.49%,导致氧化膜表面锰氧化物减少;X射线光电子能谱（XPS）能谱图显示,在不同阶段氧化膜的主要化学形态为Mn₃O₄和MnFe₂O₄,而投加BPA后,有机物[—CH₂—H(OH)]_n覆盖在氧化膜表面及空隙中,降低了氧化膜表面的有效活性位,导致了BPA去除效果下降。     

高锰酸钾预氧化去除某水库水中的锰技术及应用

对源自水库的水厂进厂含锰源水进行除锰试验,投加高锰酸钾氧化和混凝剂聚合氯化铝混凝沉淀。结果表明,在中性条件和适当的投加时间下,高锰酸钾的适宜投加质量为锰含量的1.8～2.0倍时,出水Mn的质量浓度小于0.1 mg/L,达到GB 5749-2006规定要求。水厂近3个月的实际运行试验表明,高锰酸钾预氧化法可以有效去除水库水中的锰,同时对水中的色度、氨氮、有机物也有一定去除能力。     

高锰酸钾去除地表水中锰的生产试验

采用高锰酸钾预氧化代替常规水处理工艺的预氯化,当原水中二价锰离子的质量浓度在0.3mg/L左右,pH值为7.2～7.5,水温在7～10℃时,投加0.8mg/L的高锰酸钾,7.0～8.0mg/L左右的碱式氯化铝(折合成Al2O3),滤后水锰的质量浓度均可达到国家指标要求不大于0.10mg/L,同时该方法对水中的氨氮、有机物也有一定的去除能力。而且能增强混凝效果,减少20%混凝剂投加量。     

二氧化氯对水中锰离子去除的试验研究

通过氧化/混凝工艺静态模拟试验,考察了二氧化氯对水中锰离子去除的情况及其影响因素。试验表明,二氧化氯投加量、原水pH值、水中锰离子的初始浓度、预氧化时间和混凝剂投加量对除锰都有很大的影响。当原水锰离子质量浓度为5 mg/L时,氧化剂预氧最佳pH值为7~9,二氧化氯最佳投加量分别为10 mg/L,二氧化氯最佳预氧化时间分别为40 min,最佳混凝剂的投加量分别为2mg/L。二氧化氯对锰离子的去除率分别为90.8%     

溶解氧对催化氧化滤料制备及除锰性能影响研究

中试条件下,考察进水溶解氧(DO)对催化氧化滤料制备及其除Mn~(2+)性能的影响。结果表明,进水DO的质量浓度由1.5 mg/L提高至6.5 mg/L可将滤柱启动时间由36 d缩短至14 d;新制备滤料在不同DO含量条件下性能有所差异,但均至少可去除约3 mg/L以上的Mn~(2+),满足GB 5749-2006要求;较高的进水DO含量有利于水中Mn~(2+)的进一步去除。2种滤料除Mn~(2+)过程均符合准1级动力学关系。滤柱长期运行时,若反冲洗过程中气量超过12 L/(s·m~2)会对滤柱正常运行产生不利影响。扫描电镜观察2种DO含量条件下所形成的活性氧化物膜形貌差异不大,其性能差异可能与滤料表面氧化物含量及其化学结构有关。     

KMnO_4预氧化与混凝联合作用去除湖泊源水中Mn~(2+)的研究

以外加Mn~(2+)湖水为研究对象,研究了KMnO_4预氧化与混凝去除湖泊源水中的Mn~(2+),考察了浊度、COD_(Mn)、p H、水中共存离子等水质参数以及混凝剂对除锰效率的影响,并探讨了预氧化产物新生态二氧化锰对混凝剂除浊投量的影响。结果表明:KMn O_4投量为理论值的83%或更低时剩余Mn~(2+)达标;KMnO_4与Mn~(2+)反应2 min内达到平衡;湖水COD_(Mn)变化对锰的去除率基本无影响;浊度对除锰有一定促进作用,但随着高锰酸钾投量增加逐渐减小;p H增大高锰酸钾对锰去除率上升,初始p H从6.54增加至9.57,95%锰去除率所需高锰酸钾投量从1.6 mg/L降低至0.8mg/L;Fe~(3+)/Al~(3+)离子混凝剂、HCO_3~-、H_2PO_4~-、SiO_3~(2-)对Mn~(2+)去除有一定影响;KMnO_4预氧化除Mn~(2+)产物水合二氧化锰可节省混凝除浊29%硫酸铝或43%聚合氯化铝铁投量。     

高锰酸钾预氧化对混凝-超滤去除天然水体中腐殖酸的影响研究

采用高锰酸钾预氧化-混凝-超滤组合工艺去除天然水体中的腐殖酸,考察了水中腐殖酸的质量浓度分别为2.4、4.3、7.6 mg/L时,高锰酸钾投加量对各工艺出水水质和超滤膜污染的影响。结果表明,高锰酸钾预氧化可以有效提高组合工艺的出水水质。其中,预氧化、混凝和超滤过程分别对天然有机物、腐殖酸和大分子物质具有良好的去除效果。另外,控制高锰酸钾投加量在0.2~1 mg/L可显著减缓膜污染。即使当进水中腐殖酸的质量浓度达到7.6mg/L的条件下,膜比通量在1 h内始终维持在0.95~0.97。     

铁、锰、氨氮污染地下水源水厂净水工艺改造试验研究

西北某市地下水源水厂以消毒技术为核心净水工艺,对铁、锰、氨氮去除能力有限,出水安全隐患较高。以该厂原水水质特征为基础,以高锰酸钾氧化+砂滤工艺为手段,开展铁、锰、氨氮污染地下水处理试验,为水厂改造工艺的选择提供依据。结果表明,锰、氨氮是案例水厂主要风险因子,超标率分别为85.5%、34.9%,预测最大负荷分别为0.452、0.95 mg/L,是国家标准的4.5倍和4.75倍;铁超标率为20%,预测最大为0.315 mg/L,略高于国家标准要求,风险相对较小;高锰酸钾氧化+砂滤工艺可应对锰、氨氮最大污染负荷分别为0.7 mg/L和1.1 mg/L,高于锰和氨氮的最大负荷预测值,可满足案例水厂净水安全的需要,具有较高的实用价值。     

氧化铁改性石英砂的复合挂膜与氨氮去除试验研究

采用自制的氧化铁改性石英砂滤料(简称"改性砂"),对生物改性砂联合处理微污染物氨氮的复合挂膜启动性能以及滤料表面形态进行了试验研究,并与生物普通砂联用效果进行对比。结果表明,生物普通砂和生物改性砂在挂膜初期的生物量分别为15.46、13.79 nmol/g(n(P)/m(滤料)),稳定运行期分别为18.75、20.09 nmol/g;挂膜初期,生物普通砂与生物改性砂对质量浓度为1～2 mg/L氨氮的去除效果分别达到92%和95%;挂膜稳定期,前者对氨氮的去除效果约60%,后者稳定在80%左右;在不同氨氮质量浓度(0.5～4 mg/L)下,生物普通砂对氨氮去除率从60%上升至80%,生物改性砂的去除率从70%增至95%;过滤前后2种滤料表面形态均发生变化,生物改性砂表面孔隙更小,结构更加复杂多孔,表面粗糙程度进一步增加,对氨氮去除率高。     

高锰酸钾预氧化强化混凝工艺对高藻水的处理

该文考察了高锰酸钾预氧化对高藻水源水中污染物的去除效果,结果表明高锰酸钾预氧化-混凝沉淀工艺对高藻水中污染物的去除效果比单独混凝沉淀工艺更好.高锰酸钾预氧化工艺的优化结果表明当高锰酸钾最优投加量为1.0 mg/L、混凝剂聚合氯化铝投加量为30 mg/L时,该组合工艺对藻类、藻毒素、嗅味、UV254、DOC及三卤甲烷生成势的去除率分别为83.57％、87.89％、100％、44.3％、45.45％和64.4 ％.     

饮用水源水突发性镍污染应急处理试验研究

模拟水厂现行工艺对含镍污染原水进行处理,当原水中镍质量浓度超过0.03 mg/L时,经处理后无法保证镍去除达标。在水厂现有工艺基础上,通过投加高锰酸钾、助凝剂PAM和调节pH来强化镍的去除,试验结果表明,pH和高锰酸钾投加量是影响镍去除效果的两个主要因素。最佳去除率方案:高锰酸钾投加量为1.5 mg/L,调节pH为9.5,PAC投加量为18 mg/L,PAM投加量为1.0 mg/L。在此条件下处理镍质量浓度为0.1 mg/L的原水,出水剩余镍为0.009 mg/L,去除率达到91%,同时该条件可使质量浓度<0.22 mg/L的镍污染原水处理后达标。高锰酸钾预氧化强化混凝可作为柳江沿岸水厂应对镍污染的一种有效应急处理措施。     

锰改性硅藻土对水中Cr~(6+)的吸附研究

用锰氧化物改性硅藻土制备吸附剂,考察pH值、吸附剂投加量、吸附时间和Cr6+初始浓度条件下,改性吸附剂对水中Cr6+去除的影响。结果表明,去除率随着吸附剂投加量的增高而上升,随pH值和Cr6+初始浓度升高而降低,吸附2h后达到吸附平衡。室温条件下,当pH值为1,吸附剂投加量为40g·L-1,吸附反应时间为2h,Cr6+的初始浓度为5mg·L-1,Cr6+去除效率能达到96%以上。锰改性硅藻土对Cr6+的等温吸附符合Langmuir和Freundlich方程。     

预氧化剂对北江原水DBPs前体物去除的影响

模拟水生产流程,研究不同氧化剂预氧化对北江原水消毒副产物(DBPs)前体物去除的影响。结果表明:当高锰酸钾投加量为1.5 mg/L时,COD_(Mn)的去除效果最佳,去除率最高可达51.38%;投加高锰酸钾、二氧化氯可以提高UV_(254)说的去除率;采用次氯酸钠作为预氧化剂,氯与原水中的有机污染物直接反应生成DBPs;氧化剂二氧化氯可以有效去除三氯乙醛前体物,且随着投加量的增加,三氯甲烷去除率也随之增加;当高锰酸钾投加量达到1.5 mg/L时,三卤甲烷(THMs)总量达到最低,此时三氯甲烷及THMs去除率达到30%以上。从水质安全考虑,建议以北江原水为水源的水厂采用高锰酸钾或二氧化氯替代预氯化工艺。     

多相催化臭氧氧化法处理印染废水的研究

采用浸渍法制备了活性炭负载铁锰氧化物的催化剂用于对印染废水的多相催化臭氧氧化处理,当铁锰质量比为1∶2时,催化剂处理效果最佳。多相催化臭氧氧化工艺的最佳运行参数为:处理时间60 min、臭氧通气量0.2 L/min、催化剂投加质量20 g、废水pH=5。经多相催化臭氧氧化处理后,印染废水的COD、氨氮、TP、色度去除率分别为81.7%、90.2%、97.6%、99.1%,去除效果较好。     

预氧化强化混凝工艺处理含锰水实验研究

分别研究了次氯酸钠、高锰酸钾、双氧水预氧化强化混凝工艺的除锰效果,优选次氯酸钠为预氧化剂,考察pH、氧化剂投加量、混凝剂投加量、预氧化时间对除锰效果的影响。结果表明,各因素对除锰效果影响程度从大到小依次为：pH>氧化剂投加量>混凝剂投加量>预氧化时间;在9.12的pH,次氯酸钠1.3 mg/L,混凝剂70 mg/L条件下,预氧化15 min, Mn⁽²⁺⁾浓度从1 mg/L降低到0.1 mg/L以下,去除率达92.7%,符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)要求。     

直接氧化生成锰氧化物去除水中铊的研究

分别利用水中DO氧化硝酸锰和硝酸溶解的锰尾矿生成锰氧化物,并直接对水中的Tl+进行吸附,探究了生成锰氧化物的投加量、p H、时间、初始含量、双氧水、共存Ca~(2+)、Mg~(2+)及重金属离子对去除Tl~+效能的影响。结果表明,在碱性条件下,直接氧化硝酸锰生成锰氧化物对水中Tl~+具有很好的去除效能,室温下反应10 min,初始质量浓度为10 mg/L的Tl+去除率可达到98.5%。水中高含量Ca~(2+)、Mg~(2+)会降低Tl+的去除效果,Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)对Tl~+的去除效能影响不明显。吸附过程可用Freundlich吸附等温模型描述。利用该方法对实际废水进行处理,铊的去除率达95.0%;在少量双氧水作用下,直接氧化锰尾矿生成锰氧化物,对多个实际废水处理效果显著,去除率可高达96.9%。     

新生态铁盐除磷的试验研究

以还原性铁粉和高锰酸钾制备了新生态铁盐(FIS)用于去除水中的磷酸根,研究了pH、高锰酸钾投加量、还原性铁粉投加量等对除磷效果的影响。试验结果表明:FIS除磷效果随还原性铁粉、高锰酸钾投加量的增加而升高,随溶液初始磷含量增大而降低;FIS除磷时最佳pH为3,浊度变化对除磷效果无明显影响;当高锰酸钾投加量为3 mg/L、还原性铁粉投加量为1 g/L时,FIS对模拟含磷水和实际生活污水中磷的去除率分别为98.16%、84.17%。     

臭氧-活性炭工艺去除饮用水中摇蚊幼虫的运行参数

研究了臭氧-活性炭工艺去除饮用水中摇蚊幼虫的运行参数.结果表明,臭氧氧化在1.0 mg/L投加量下对滤后水中低龄期摇蚊幼虫可以达到100%的杀灭率,臭氧-活性炭工艺协同作用能够进一步提高去除效果,在空床停留时间(EBCT)11～13.5 min条件下,仅需要0.7 mg/L臭氧投加量能够完全去除经臭氧氧化后活性降低的摇蚊幼虫.     

改性活性炭和改性沸石去除电解锰渣淋洗液中锰离子的研究

为了探究废水中锰离子的去除效率,采集电解锰废渣,对其性质进行表征,并用去离子水连续淋洗电解锰废渣,研究改性沸石和改性活性炭的投加量、p H和反应时间等对淋洗液中锰离子的去除。结果表明,电解锰渣中的主要元素是O,占62.98%,其次是Si和S,分别占9.80%和9.42%,Mn仅占2.35%,其形状是长条柱状结构、其间夹杂着大量形态不规则的团聚状物质。连续淋洗液中锰离子浓度为189.68 mg/L,当改性沸石投加量为62.5 g/L、p H为4和时间30 min时,锰离子浓度降低到1.97 mg/L,且符合Langmuir和Freundlich吸附模型;当改性活性炭的投加量为237.5 g/L,p H为6和时间30 min时,锰离子的去除率为20.1%。尽管2种改性材料都能有效的去除淋洗液中锰离子,但改性沸石的去除效果明显比改性活性炭的好。     

氧化剂投加量与作用时间(CT值)对藻类抑制效果及机理分析

选用臭氧、次氯酸钠和高锰酸钾三种氧化剂,探讨了在不同投加量(C)及作用时间(T)条件下,氧化剂对藻类的抑制效果与特性。结果表明,当水中初始藻细胞密度为2×109个/m3时,臭氧在0.1和0.3 mg/L·min投加量下作用30 min或在0.6 mg/L·min投加量下作用15 min或在1 mg/L·min投加量下作用5 min,能够基本灭活藻细胞;次氯酸钠在3 mg/L投加量下作用5 min或0.2~1 mg/L投加量下作用15 min,灭活藻细胞;高锰酸钾在3 mg/L投加量下作用5 min或0.2~1 mg/L投加量下作用30 min,藻细胞基本灭活。当臭氧投加量低于0.6 mg/L·min、次氯酸钠和高锰酸钾投加量低于1 mg/L时,延长氧化时间对藻类的去除效果明显。以CT值作为氧化剂灭活能力评判指标,对氧化剂灭活藻类的研究表明臭氧、次氯酸钠、高锰酸钾的CT值分别大于2.5 mg·min/L·min、2.4 mg·min/L、2.7 mg·min/L时,可灭活水中藻类物质。