复合吸附剂对二级出水中溶解性有机物的吸附特性研究

使用壳聚糖(CS)和粉末活性炭(PAC)复配制备了一种复合吸附剂(CS-PAC),用于对污水厂二级出水中溶解性有机物(DOM)的吸附,以UV₂₅₄作为DOM浓度的检测参数,研究复合吸附剂对DOM的吸附性能及其动力学特性．实验结果表明,DOM去除率随吸附质浓度的增加而升高,随复合吸附剂投加量的增大和接触时间的延长先增大后趋于稳定,吸附60 min基本达到平衡,DOM最高去除率达到74.17%．吸附动力学研究表明,吸附过程更加符合Freundlich模型,由多层吸附主导;复合吸附剂对DOM的吸附过程适合用二级动力学描述,主要吸附作用为化学吸附．     

MIEX对水中溴离子的去除效能及其影响因素

利用烧杯试验研究了一种新型磁性离子交换树脂(MIEX)对水中溴离子的去除效能,并考察了水中常见阴离子及有机物对其去除效果的影响.试验结果表明,MIEX可以有效去除纯水中的溴离子,投加量为10 mL/L和20 mL/L时其对溴离子去除率均在90％以上,且达到交换平衡时间分别为5 min和3 min.水中常见的其它带负电物质会在一定程度上影响溴离子的去除效果,在常见的含量条件下10 mL/L的MIEX对溴离子的去除率一般在50％以上.阴离子含量以及MIEX的选择性是影响其对溴离子去除效果的主要因素.有机物的存在使MIEX对溴离子的去除率明显下降,去除率在70％左右.MIEX对有机物、阴离子的去除过程存在差异:10 mL/L的MIEX去除阴离子的反应平衡时间在5 min左右,而去除有机物的平衡时间则较长,其对2种表征有机物含量的指标(UV254、DOC)的去除稳定时间均在20 min以上.     

预混合和预沉积MIEX-超滤处理含藻水的膜污染控制

为了降低超滤处理含藻水的膜污染,探究了预混合和预沉积磁性离子交换树脂(MIEX)超滤处理含藻水的膜污染控制。对实验过程中的总阻力、可逆阻力及不可逆阻力进行分析,并使用扫描电子显微镜、三维荧光光谱、不可逆污染组分及超滤过滤模型对膜污染机理进行探究。结果表明：在相同投加量下,预沉积MIEX比预混合MIEX膜污染的控制更好,最大预沉积量为235.2 mL/m²时,膜污染控制最好,此时预沉积MIEX的总阻力、可逆阻力和不可逆阻力分别比预混合MIEX的相应值低52.7%、65.7%和50.1%;蛋白质均是造成2种投加方式不可逆阻力的主要原因;随着预混合投加量的增加,滤饼层厚度从4.82 m降低至4.07 m,滤饼层内藻细胞及胞外有机物(EOM)含量降低;在预沉积MIEX中,随着沉积量的增加,沉积层形态发生变化,当沉积量最大时,沉积层拦截较多藻细胞和EOM,形成明显的藻类滤饼层。     

镁铝双氢氧化物改性D331树脂对磷的吸附性能研究

采用共沉淀法制备的镁铝双氢氧化物(Mg-Al-LDH)改性D331 树脂(大孔丙烯酸系弱碱阴离子交换树 脂)制备了一种磷吸附材料,考察了磷初始浓度、pH、共存离子、温度等因素对改性树脂吸附磷的影响。结果 表明溶液pH 值从2.56 升高到5.71 时,改性树脂对磷的吸附能力逐渐提升,最大吸附量为42.51 mg/g;随着 吸附剂投加量的增加,当吸附剂投加量由0.7 g/L 增加到2 g/L 时,改性树脂对水中磷的去除率,由62.46% 逐 渐增加到92.34%;温度的升高,有利于改性树脂对水中磷的吸附,ΔG<0,说明吸附过程自发进行,吸附等温 线符合Freundlich 模型;吸附时间在前9h 内,吸附量从8.38 mg/g 升高到36.63 mg/g,增加了337.1%,吸附 动力学可用准二级动力学方程来描述。溶液中的阴离子对改性树脂的吸附有一定的影响,其影响顺序为, CO3 2－>SO4 2－>NO3 －;通过表征分析,改性树脂对磷酸盐的吸附机理,可能是树脂与磷酸根之间的化学吸附, 形成了内层络合物。     

东江水源水有机物分子量分布及其处理工艺选择

首先采用超滤膜法考察了泄洪时期东江水源水中有机物分子量分布特点,进而考察了常规混凝沉淀、粉末活性炭(PAC)吸附-混凝沉淀、高锰酸钾(KMnO4)预氧化+PAC吸附-混凝沉淀等工艺对东江水中不同分子量有机物的去除效果.结果表明,泄洪时,东江水源水中溶解性有机物(DOM)分子量主要集中在3 000以上,其中3 000～10 000和>10 000的有机物分别占30.8%和43.2%;连续流动态试验结果表明:常规混凝沉淀工艺主要去除分子量>10 000的有机物.KMnO4与PAC联用能发挥二者的协同作用,能提高对各分子量区间的有机物去除效果.KMnO4预氧化+PAC吸附-混凝沉淀工艺(KMnO4投量1.0 mg/L、PAC投量60 mg/L)对溶解性有机碳(DOC)的去除率为84.0%,比常规混凝沉淀工艺提高了54.2%.KMnO4预氧化+PAC吸附工艺可作为东江沿岸水厂应对泄洪期水质恶化的一种有效应急处理工艺.     

有机蒙脱石对酸性大红的吸附性能及吸附工艺条件优化研究

利用壳聚糖对纯蒙脱石进行有机改性,并对有机蒙脱石和纯蒙脱石吸附水溶液中酸性大红进行实验研究。结果表明吸附性能主要受吸附剂投加量,pH值和吸附时间等因素的影响;改性蒙脱石对酸性大红的吸附要优于纯蒙脱石。在本实验条件中,有机柱撑蒙脱石对水中酸性大红(50 ml,浓度为40 mg/l)的最佳吸附工艺条件为:pH2.5,投加量0.2 g,吸附时间35 min,此条件下对水中酸性大红去除率达到了71.26%。20℃时有机柱撑蒙脱石对酸性大红的等温吸附曲线符合Freundlich方程。     

改性磁性壳聚糖去除水中双氯芬酸

为改善壳聚糖的吸附能力,探究壳聚糖吸附水中双氯芬酸的作用机理,采用原位共沉淀法制备磁性壳聚糖小球,并利用乙二胺对其进行改性.分别研究戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺等交联剂的投加量不同时,改性磁性壳聚糖对水中双氯芬酸吸附能力的差异.当戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺的投加量分别为4,12和6 mL时,制备的吸附剂(EMMCS-G)吸附效果最佳.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等对EMMCS-G表征分析,讨论反应时间、温度、pH、吸附剂投加量以及再生次数等因素对EMMCS-G吸附双氯芬酸的影响.结果表明,壳聚糖已成功包覆Fe_3O_4颗粒,且改性后的磁性壳聚糖氨基数量明显增多,具有良好的磁学性能和重复利用性.反应最适pH为6.5.当双氯芬酸初始质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为100 mg时,反应12 h后,去除率达到76%以上.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型,结合热力学分析及溶液酸碱度实验表明该吸附过程是物理吸附和化学吸附共同作用的自发吸热反应.     

MIEX树脂预处理改善超滤膜过滤性能的试验研究

为控制超滤膜污染,采用新型磁性离子交换树脂(MIEX)进行预处理,降低超滤系统运行的跨膜压差.结果表明:MIEX树脂投量的通水倍数为800BV,聚合氯化铝(PAC)投量仅为14mg/L时,反洗后跨膜压差可有效恢复.MIEX-混凝沉淀-超滤(工艺1)对UV254,CODMn,DOC,三卤甲烷生成势(THMFP)和卤乙酸生成势(HAAFP)的去除率分别为87.2%,74.4%,69.5%,88.2%和87.3%;混凝沉淀-超滤(工艺2)对UV254,CODMn,DOC,THMFP和HAAFP的去除率分别为20.5%,42.9%,27.9%,35.6%和33.6%.MIEX树脂预处理去除大部分疏水性和荷电亲水性有机物,对中性有机物也有一定去除,对相对分子量小于3ku的有机物去除率达61.3%.2种工艺出水平均浊度为0.07NTU.MIEX预处理减小了膜过滤时膜孔堵及滤饼层阻力,降低了过滤阶段的总阻力,有效地控制了膜污染.     

离子交换树脂对模拟氨氮废水的吸附研究

采用钠型D113离子交换树脂对模拟氨氮废水进行吸附处理研究,分析了不同的吸附条件及等温吸附模型对吸附效果的影响.静态吸附表明,30℃条件下,p H值为5~7、树脂投加量为5 g/L、接触时间为10 min,氨氮去除率最大可达84.8%;正交试验得出各因素对氨氮去除率影响的大小关系为:树脂投加量接触时间初始氨氮浓度;树脂对氨氮的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附主要发生在树脂的表层,为单分子层吸附;使用1 mol/L的HCl对树脂进行解吸,再生后树脂重复2次试验去除率基本保持不变.     

膨润土对水中磷的吸附研究

对水中磷在膨润土上的吸附行为进行实验研究，通过改变pH值、搅拌时间和膨润土的投加量，确定适宜的操作条件．实验结果表明：在pH为6，搅拌时间为20min，膨润土投加量为60g／L条件下，膨润土对水中磷去除率可达到85％。     

二级水DOM在活性炭及土壤层处理中的迁移转化

为有效控制污水处理厂二级出水在回用水加氯消毒过程中消毒副产物的产生,通过模拟活性炭(GAC)吸附及土壤含水层处理(SAT)实验,研究二级出水经GAC吸附后进行人工地下回灌过程中溶解性有机物(DOM)的迁移及转化规律.利用XAD-8/XAD-4树脂将水样中的溶解性有机物(DOM)分级为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).HPO-A和HPI为二级水DOM中最主要组分(占到其DOC总含量的75%).GAC能有效吸附二级出水中HPO-A、HPO-N和TPI-A,而对TPI-N和HPI的去除率较低;后续的SAT能有效地去除GAC去除效果不佳的HPI,使DOM的去除率达到70.1%.GAC在有效去除总THMFP的同时(去除率为55.6%),能有效降低HPO-A、TPI-A、TPI-N的三氯甲烷生成活性(STHMFP);后续的SAT处理使系统总THMFP去除率达到67.2%.与单纯的SAT处理相比,GAC+SAT能够有效地降低各组分的STHMFP.     

强化混凝技术去除水体中浊度和UV_(254)的试验研究

通过静态烧杯试验,分析了聚合硫酸铁(PFS)和硫酸铝两种混凝剂在不同投加量、pH值和助凝剂投加量条件下,对水中浊度和UV254去除效果的影响。试验结果表明:对于去除水中的浊度而言,PFS的最佳投加量为60 mg/L,最佳pH值为7,最佳助凝剂的投加量为0.1mg/L;硫酸铝的最佳投加量为50 mg/L,最佳pH值为6.5,最佳助凝剂的投加量为0.05 mg/L。对于去除水中UV254而言,UV254的去除率均随着混凝剂和助凝剂投加量的增加而增加,最佳pH值为6.5;作为混凝剂PFS的总体性能要优于硫酸铝。最后通过正交试验确定了当混凝剂为PFS时,影响强化混凝处理效果的各因素的主次顺序依次为:PFS投加量、pH值、PAM投加量,强化混凝的最佳实验条件为PFS投加量为60 mg/L,水体的pH值为6.5,助凝剂的投加量为0.10 mg/L。     

磁性多壁碳纳米管吸附水中硝基苯酚异构体的研究

研究了利用磁化多壁碳纳米管(MWCNTs)吸附水中硝基苯酚三种异构体(邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚)的过程,考察了MWCNTs投加量、溶液pH值等因素对吸附过程的影响.结果表明:硝基苯酚三种异构体的吸附量随磁性MWCNTs投加量的增加而增大,并且吸附剂量增加到一定阶段后,硝基苯酚三种异构体的吸附量达到平衡.磁性MWCNTs的量为0.8,g/L,且三种异构体的初始浓度为30,mg/L时,它们在水溶液中的去除率为80%～90%左右,而且随溶液pH的增加,各异构体的去除率都呈现先增大后下降的趋势.因此,磁性MWCNTs适合对三种硝基苯酚异构体的吸附.     

PAC - UF组合系统对水中污染物去除研究

为了更好地提高超滤膜(UF)对水中污染物的去除效果,将粉末活性炭(PAC)的吸附作用与UF的截留作用相结合考察组合系统对水中污染物的去除效能.结果表明UF膜本身对浊度具有较好的去除效果,但对水中的小分子量有机物及溶解性有机物去除效果较差;投加PAC可以提高UF膜对CODMn、UV254的去除能力,随着投炭量的增加,去除率逐渐提高.在同一投炭量时,随系统运行时间的延长,膜出水中有机物的含量经历一个初期下降到长时间稳定的过程.     

核桃壳基生物炭对水中阿特拉津的吸附研究

以农林废弃物核桃壳为原料,采用热解法制备了多孔生物炭材料(BC).用BC吸附水中残留的农药阿特拉津,考察了吸附剂BC投加量、废水p H值、反应时间等因素对吸附过程的影响,并探究了吸附机理.结果表明:核桃壳生物炭比表面积高达489.7 m2/g,优于其它农林废弃物基生物炭;在阿特拉津农药废水的pH值为7、BC投加量为2....     

凹凸棒土/玉米秸秆生物炭制备及对四环素的吸附

研究以NaOH为活化剂对凹凸棒土/玉米秸秆(ATP/CS)进行碱改性,在限氧条件下慢速共热解制备凹凸棒土/玉米秸秆生物炭(ATP/CSBC),用于去除水中的四环素(TC)。采用响应曲面法对NaOH浸渍浓度、NaOH浸渍时间、热解温度3种制备影响因素进行优化研究,探讨各因素之间对ATP/CSBC吸附性能的交互影响。通过多种仪器对ATP/CSBC的微观形貌和理化性质进行了分析,同时考察了吸附剂投加量、pH、初始浓度及吸附时间等因素对TC吸附量的影响。实验结果表明,在投加量为0.6 g/L,pH=8,TC初始质量浓度为200 mg/L、吸附时间为240 min时,ATP/CSBC质量比为1∶1时,TC的吸附量最大为177.77 mg/g。ATP/CSBC对TC的吸附更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型,且颗粒内扩散模型拟合结果表明该扩散行为非吸附过程中唯一限速因素,吸附速率可能由液膜扩散、颗粒内扩散和表面吸附等共同控制。     

热处理凹凸棒土去除水体中单宁酸的研究

对凹凸棒土进行热处理,并以其作为吸附剂去除水中单宁酸.考察了焙烧温度、投加量、pH值等因素对单宁酸吸附的影响.结果表明,随着焙烧温度的增加,单宁酸的去除率呈现先增大后减少的趋势,在400℃条件下焙烧的凹凸棒土对单宁酸具有最佳吸附效果;随着吸附剂投加量的增加,单宁酸的去除率逐渐增大至平缓,当投加量为30 mg(0.75g/L)时效果最佳;随着溶液pH的增加,单宁酸的去除率呈现增大的趋势,在碱性条件下具有良好的吸附效果,其最佳pH为8.热处理凹凸棒土对单宁酸的等温吸附曲线可以更好地用Langmuir方程拟合,最大吸附量为54.64mg/g,吸附在700min时达到平衡,吸附动力学符合拟二级动力学方程.     

羽毛角蛋白残渣对水中重金属Cd~(2+)的去除特性研究

以羽毛可溶性角蛋白提取过程产生的角蛋白残渣作为原料,制备了一种具有多孔结构的吸附材料,研究其对水中重金属Cd2+的吸附去除特性,同时考察了Cd2+初始浓度、吸附材料投加量、温度和溶液pH值对Cd2+的去除影响.实验结果显示,当Cd2+初始浓度为20mg/L,吸附材料投加量为0.10g,温度为25℃,溶液pH值为8时,所制备的吸附材料对水中Cd2+的去除率可达97.0%以上,表明以羽毛角蛋白残渣所制备的吸附材料可作为降低水中重金属污染物的有效吸附剂.     

有机层状双氢氧化物对水体中腐殖酸的吸附及其影响因素

采用共沉淀法合成了十二烷基苯磺酸钠插层的有机镁铝层状双氢氧化物(LDH-SDBS).对合成的有机LDH-SDBS进行超声震荡,使其比表面积增大,以提高吸附能力.研究了LDH-SDBS对水中腐殖酸的去除效果.结果表明,LDH-SDBS可以有效地去除水中腐殖酸.吸附过程受LDH-SDBS的投加量、竞争性阴离子、温度、吸附时间和溶液的pH值等因素的影响.     

粉末炭吸附处理给水厂原水突发乙苯污染研究

为提高城市给水厂应对原水突发乙苯污染的应急处理能力,进行粉末炭(PAC)对水中乙苯的吸附效能研究.通过小试,考察了常规工艺对水中乙苯的去除效果,测定了粉末炭(PAC)对水中乙苯的吸附等温线和吸附动力学曲线.在此基础上,建立了PAC投量与乙苯初始质量浓度和吸附时间之间的数学模型,并通过PAC吸附小试进行了验证.结果表明:常规工艺难以有效去除水中乙苯,向原水投加PAC可快速去除水中乙苯,可作为给水厂应对原水突发乙苯污染的一种有效应急处理技术.