混凝-助凝-超滤工艺处理地表水膜污染

为考查混凝剂种类对混凝-助凝-超滤工艺处理较高浊度地表水时膜污染的影响,采用动态测絮体粒径的马尔文粒度仪和微型超滤系统研究聚合氯化铝(PACl)和三氯化铁(FeCl_3)与助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)联用形成的絮体对超滤膜污染的影响.结果表明,固定混凝剂投量(PACl和FeCl_3为3 mg/L),当PAM投量在0~0.4 mg/L时,絮体粒径增至1 000μm,相对于单一投加PACl(3~370μm)和FeCl_3(360~420μm)时增长明显,且随投量增加比通量增大(PACl:0.56~0.64;FeCl_3:0.71~0.76)、滤饼层阻力减小(PACl:由0.90×10~(-11)降至0.52×10~(-11)m~(-1);FeCl_3:由0.47×10-11降至0.28×10~(-11)m~(-1));然而当PAM投量增大为1.0 mg/L时,比通量明显减小至0.48,而滤饼层阻力显著增加至1.55×10~(-11)m~(-1).因此,助凝剂PAM存在最优投量(0.4 mg/L)膜污染最小.结合纳米粒度仪和扫描电镜证明滤饼是主要污染机理,但膜孔堵塞在PAM投量高时明显.     

PAC投加对絮体破碎后再絮凝特性和颗粒去除的影响

为改善絮体破碎后的再絮凝能力,提高颗粒的去除效率,以西宁地区低温低浊水为研究对象,通过光学检测仪器及数学拟合方式,分析补投聚合氯化铝(PAC)对破碎后絮体粒径与分布、生长速率变化的影响,描述颗粒及浊度的去除效果.结果表明:随PAC补投量的升高,絮体粒径和生长速率均先增大后减小,各自达到峰值所需补投药量分别为4和6 mg/L;剩余浊度和颗粒数先降低后升高,最低时可分别降至0.79 NTU、90个·m L-1.补投2 mg/L药剂后,280~630μm絮体颗粒体积分数由22.85%增大到46.36%,4~35μm絮体颗粒体积分数由1.21%减小至0.19%,再絮凝后絮体平均粒径为400μm,大于未破碎前的370μm,粒径增长率为8.11%,絮体生长速率为77.26μm/min.补投PAC可促进絮体破碎后的再絮凝,提高浊度及颗粒数的去除效果,可有效改善实际工程絮凝工艺效果.     

混凝-超滤系统中混凝剂对絮体特性及膜污染的影响

采用腐殖酸(HA)配水考察混凝剂类型和投加量对水中有机污染物去除效果、膜污染构成及发展规律的影响,并探讨絮体粒径、密实度等形态特征与絮体滤饼层阻力间的内在联系.结果表明:PAC和Fe Cl3作为混凝剂均能有效地去除水中的HA,但以Fe Cl3作为混凝剂时膜污染更加严重.在较低混凝剂投加量下,PAC和Fe Cl3产生的絮体细小,容易形成致密滤饼层,导致过滤阻力增大;随着混凝剂投加量的增加,絮体更容易碰撞成长,粒径增大,形成结构疏松的滤饼层,减小过滤阻力;与PAC相比,Fe Cl3絮体结构更加密实,因此滤饼层导致的膜污染更加严重.     

絮凝时间对混凝-超滤工艺的膜污染特性影响

为了考察混凝条件对混凝-超滤工艺中有机物去除效果和膜污染的影响,采用静态超滤试验装置对引黄水库水进行了试验研究。研究了絮凝时间对有机物去除效果、絮体特性和超滤膜过滤特性的影响,分析了膜污染的影响因素。试验结果表明：溶解性有机污染物质( DOC、UV254)的去除作用主要发生在快速混合和凝聚过程,后续的絮凝反应过程对溶解性有机污染物质的去除效果没有影响。絮凝反应时间对絮体特性和膜污染特性的影响显著,过短或过长的絮凝时间均会产生不利影响,絮凝时间10 min时絮凝指数处于最佳范围,絮体二维分形维数最小,膜比通量最大,膜总阻力最小,滤饼层阻力最小,膜孔阻力趋于稳定。混凝剂投加量为20 mg/L、絮凝10 min时,絮体特性和超滤膜过滤性能均达到最佳。欠投药和过投药都会对混凝效果、絮体特性和膜阻力特性产生显著影响。     

微污染源水的混凝处理及絮体粒径研究

微污染源水的处理已经成为一个重要课题并在全世界范围内引起广泛关注,其中的浊度、腐殖质等影响到了饮用水水质。混凝是一种安全、实用、高效的水处理技术,而混凝剂是混凝技术的核心,选择一种合适的混凝剂至关重要。以硫酸铝（AS）、聚合氯化铝（PAC）、氯化铁、聚合氯化铁（PFC）等4种混凝剂处理微污染源水,再分别与助凝剂PAM、活化硅酸（ASI）复配使用,PAM与ASI具有较好的吸附架桥能力,大大提高了絮凝效率。通过检测浊度、UV₂₅₄、絮体粒径3个指标,得出这4种混凝剂单独使用时的最佳投加量分别为22、18、16、8 mg/L;与PAM复配使用时PAM的最佳投加量分别为0.1、0.1、0.05、0.2 mg/L;与ASI复配使用时ASI的最佳投加量分别为0.5、1.5、1.0、1.0 mg/L。另外,自然水体中有机物的降解会产生腐殖酸,从而污染水质。分别使用聚丙烯酰胺（PAM）、PAC以及两者复配,通过检测混凝后的UV₂₅₄以及絮体粒径指标,得出PAM、PAC单独使用时的最佳投加量分别为8、100 mg/L,PAM与PAC复配时PAM的最佳投加量为0.8 mg/L,证明复配可在低投加量下有效增强混凝效果。     

磁絮凝技术用于高浊海水淡化预处理工艺中的浊度去除

将磁絮凝技术用于高浊海水淡化预处理工艺中的浊度去除.运用Design-expert 8.0.6软件设计实验,以浊度去除率为考察指标进行烧杯实验,确定在该海水水质条件下混凝剂以及混凝剂与磁粉复配时的最佳投加量.响应曲面法分析结果表明:单独投加混凝剂时,在Fe Cl3投加量为31.15 mg/L时,浊度去除率达到最大值85.9%;加载磁粉强化混凝时,在Fe Cl3投加量为28.74 mg/L、Fe3O4投加量为6.02 mg/L时,浊度去除率达到最大值92.8%.通过加载磁粉,不仅可以减少混凝剂用量,而且对于海水浊度的去除率也明显提高.     

基于响应面法优化混凝效果及其机理研究

为了考察pH值、混凝剂与助凝剂投量、搅拌强度和絮凝时间等因素对混凝过程的综合影响,以硫酸铝作为混凝剂,PAM作为助凝剂对高岭土原水进行处理,以浊度、絮体平均粒径及分形维度作为响应值,采用响应面法对混凝条件进行优化并对混凝机理进行分析,最终建立了包括所有参数在内的回归模型方程。结果表明,当原水浊度为95.47 NTU时,在pH值为8.00、硫酸铝投量为21.47 mg/L、PAM投量为5.75 mg/L,搅拌强度为31.41 r/min,絮凝时间为19.37 min条件下,浊度去除率为87.42%,混凝效果极好。对建立的回归模型方程进行求导分析,得到不同因素对混凝效果的影响权重,发现投药量(助凝剂、混凝剂)和pH值对混凝效果的影响最为显著,对絮体的形态结构起决定作用;搅拌强度、絮凝时间等工况影响絮体形成速率和最终形态,对混凝效果影响较小。在最优条件下进行3组平行实验,实际浊度与预测值的相对误差为2.66%,表明该模型对实际工程中优化工况以强化混凝效果具有指导作用。     

絮凝过程中絮体分形及其分形维数的测定

在用粒径为76μm以下粘土配制的原水和以1％硫酸铝作为混凝剂的混凝沉淀实验中，用电子显徽镜和影像捕捉器观察到所形成的絮凝体具有自相似的分形特征。其中混凝剂在原水浊度为185mg／L时的最佳投药量为3．2mg／L。并计算出此时所形成的絮凝体的分形维数为2．0。     

给水絮凝处理中壳聚糖的助凝作用和机理

为能高效除浊,又能去除水中有机污染物,将无机絮凝剂聚合氯化铝与天然高分子絮凝剂壳聚糖协同使用,用于自来水厂的给水絮凝处理.考察助凝剂壳聚糖投加量、pH、壳聚糖相对分子质量等因素对浑浊度和有机物去除效果的影响,采用微电泳仪测定了絮凝过程中溶液Zeta电位的变化,通过电子显微镜和im-ageJ图像处理软件,对絮体形态进行分析.结果表明,在以黄河水为水源的自来水厂的给水絮凝处理中,以壳聚糖(CTS)作为聚合氯化铝(PAC)的助凝剂,pH为7.5时,PAC投加35mg/L,CTS投加0.15mg/L时,壳聚糖的助凝效果显著.壳聚糖的絮凝以吸附架桥为主,电性中和为次.显微摄像系统絮体的形态分析表明,单加PAC、PAC/CTS协同絮凝处理水样后絮体的分形维数分别为1.294和1.385.     

壳聚糖与皂土复配对莲子心药液絮凝效果影响

在最佳实验温度下,以絮凝率和絮体分形维数为表征,研究壳聚糖与皂土复配对莲子心水提液絮凝效果的影响.温度实验表明:随着温度的升高,絮凝率先升高后降低.在实验温度为38℃时,絮凝率最高,絮凝率为84%.絮凝率对比实验表明:壳聚糖与皂土复配能有效地提高絮凝率,降低成本.当4 m L(0.690 g/L)壳聚糖复配4 m L(7.407 g/L)皂土时絮凝率最高,为93%,比只加壳聚糖实验絮凝率高9%.实验中,必须先投加皂土,再投加壳聚糖,否则药液会更加浑浊.对分形维数分析可以得出:壳聚糖与皂土复配能有效地提高絮体的分形维数,改善絮体的性质.当4 m L(0.690 g/L)壳聚糖复配4 m L(7.407 g/L)皂土时分形维数最高,为1.936,比只加壳聚糖实验分形维数提高了0.484.实验结果表明:壳聚糖与皂土复配絮凝方式优于只加壳聚糖单因素絮凝方式.     

响应面分析法优化太湖原水作为水厂水源的预处理工艺

针对太湖水质,采用响应面法(RSM)优化臭氧-混凝工艺.在单因素试验的基础上,选取臭氧(O3)投加量、混凝剂投加量和停留时间为影响因子,CODMn去除率、浊度去除率和运行成本为目标响应,利用Box-Benhnkendesign(BBD)进行3因素3水平实验设计,研究各自变量间的单独与交互作用及对响应值的影响.根据拟合的线性二次回归方程得到臭氧-混凝的最佳工艺条件为:以硫酸铝作混凝剂时,O3投加量0.9 mg/L,混凝剂投加量35mg/L,接触时间17 min;以聚合氯化铝作混凝剂时,O3投加量0.9 mg/L,混凝剂投加量24 mg/L,接触时间17 min.该条件下可使臭氧-混凝过程中CODMn和浊度的去除率达到最大,同时运行成本费用最低.     

氧化—絮凝调理对剩余污泥脱水性能的影响

针对污水处理厂污泥脱水难度大、运行成本高等问题,深入研究NaClO投加量、污泥混合液pH值以及在NaClO最佳投加量和污泥混合液最佳pH值下耦合聚合硫酸铁(PFS)和三氯化铁(FeCl₃)对污泥脱水性能的影响,以期获得氧化—絮凝调理对活性污泥脱水性能的影响机制。结果表明,在NaClO投加量为40 mg/g DS(绝干污泥)和污泥混合液pH值为3时,PFS耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻(Specific Cake Resistance,SRF)分别降至85.86%和4.74×10¹¹ m/kg;FeCl₃耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻分别降至86.36%和3.93×10¹¹ m/kg。调理后的污泥絮体粒径D50的大小关系为：NaClO+PFS>NaClO+FeCl₃>pH值>原泥>NaClO。显然,经过氧化—絮凝调理后的污泥絮体粒径明显增大,滤液中的有机质含量降低。氧化—絮凝调理可使活性污泥比阻显著降低,脱水性能显著改善。NaClO...     

混凝法处理胜利油田聚合物驱采出水效果研究

采用化学混凝法处理胜利油田聚合物驱采出水,并在比较不同单一混凝剂的除油、除浊效果基础上,进行了混凝剂的优化复配。结果表明:传统铝盐和传统铁盐混凝剂的除油、除浊效果明显优于无机高分子混凝剂和有机高分子絮凝剂。氯化铁和氯化铝按投加量质量比为1:3比例复配时,不但能提高絮体的沉降速度,减少污泥量,而且能达到较高的除油、除浊效果。复配铁铝混凝剂与阴离子聚丙烯酰胺(APAM)三元复配时,除油、除浊效果主要决定于无机复配铁铝混凝剂的投加量;投加0.5mg/L的APAM便能使絮体进一步发生桥联作用,提高沉降性和减少污泥体积。     

磁性分子印迹材料的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过水热法合成铜离子磁性印记分子聚合物(Fe_3O_4@SiO_2-M IP),并借助SEM、XRD、FT-IR等对合成样品的形貌粒径和结构进行表征。Fe_3O_4@SiO_2-M IP的比表面积为35.944m2/g,改性后的比表面积明显大于纳米Fe_3O_4,比表面积的增大有利于提高磁性粒子作为吸附剂时的吸附容量。研究p H值、印记材料的投加量、Cu(Ⅱ)溶液的初始浓度和振荡时间对吸附的影响。结果表明,在p H为7、T=298K的最优条件下,Fe_3O_4@SiO_2-M IP铜离子磁性印记分子对Cu(Ⅱ)的吸附率可达97%以上,饱和吸附量为23.31mg/g。     

聚硅酸铝铁处理高浓度洗煤废水的研究

以粉煤灰为原料制备合成了一种新型的无毒无机复合高分子混凝剂--聚硅酸铝铁。聚硅酸铝铁配合石灰混凝沉淀法处理高浓度洗煤废水,通过对高浓度洗煤废水COD、ZD指标的测定,探讨了PSAF投加量、石灰投加量、p H、温度对絮凝效果的影响。结果表明:PSAF投加量为13 mg/L、石灰投加量为3 m L、p H为2、温度为25℃时具有较好的处理效果。     

新型稀土混凝剂絮体形态的分析研究

以黄河水为处理对象,研究了稀土混凝剂絮凝体形成过程及其形态特征.通过计算形成絮凝体的分形维数、平均粒径和圆度,结果表明,新型稀土混凝剂处理黄河水的最佳pH值为7.5,其絮凝体具有良好的分形构造特征,絮体成长速度很快(4～5 min已稳定),酸性水体中絮体的圆度明显大于碱性水体,吸附电中和是主要的混凝机理,在弱碱性水体中,沉淀物的网捕卷扫也起一定的混凝作用.     

硫铁化合物还原法处理电镀废水中Cr(Ⅵ)

以硫铁矿和硫化亚铁为还原剂,采用还原法处理模拟电镀废水,用以将废水中Cr(Ⅵ)转变为Cr(Ⅲ),并与水分离.实验结果表明:硫化亚铁和硫铁矿均可作为还原剂还原电镀废水中Cr(Ⅵ),硫化亚铁还原效果好于硫铁矿.水的pH值、还原剂投量及粒径、还原反应时间均影响还原效果.酸性条件下有利于还原反应的进行.经过还原处理后,废水中Cr(Ⅵ)质量浓度达到低于0.2mg/L的排放标准,但是总铬浓度则需要投加混凝剂,经过混合、絮凝、沉淀过程,总铬的质量浓度达到低于1mg/L的排放标准.对于实验用的水质,Cr(Ⅵ)质量浓度约66mg/L,其较佳处理条件:初始pH为3~4,硫化亚铁投量10g/L,粒径0.15~0.18mm,还原反应时间35min,振荡强度160r/min.混凝沉淀时pH为8,聚合氯化铝投量50mg/L,160r/min振荡混合1min,再60r/min振荡絮凝20~25min,沉淀90min.     

磁场对混凝-膜过滤工艺中铁盐聚合态的干预机制

为提高氯化铁混凝剂的混凝性能并减少膜污染,以四氧化三铁为磁种,利用剩磁对氯化铁混凝剂聚合态进行调控,并进行混凝-膜过滤实验,分析磁化干预对混凝剂形态分布和处理效果的影响。结果表明:在0.2 T的磁干预强度下磁化之后的磁种悬浊液存在剩磁,磁化3 min时,剩磁达到最大;水解过程中Fea逐渐转化为Fec,而通过外磁场干预,一定程度上抑制了混凝剂由低聚态向高聚态的转化,且剩磁越大,低聚态含量越多,被磁化3 min的磁种影响后70 mg/L的氯化铁溶液中Fea+b约占总铁含量的26.3%,比不磁化和磁化9 min时分别高出了8.2%和5.7%;在混凝-膜过滤过程中,磁化3 min时絮体尺寸最大,约为750μm,膜通量为105 L/(m2·h),远大于直接过滤的膜通量45 L/(m2·h),膜通量下降最慢,反洗之后膜通量恢复到90%以上,恢复程度最佳。。     

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。     

富营养景观水体中藻类和磷的去除试验

投加适当的混凝剂不但可以去除水中悬浮颗粒(包括藻类),也可以沉淀磷酸盐,但目前对于混凝法同时去除富营养化景观水体中藻类和磷尚缺乏系统研究.该课题采用精制硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O)和三氯化铁(FeCl3·6H2O)为混凝剂,考察了它们对富营养化景观水中磷和藻类的去除效果.采用正交试验确定了最佳反应时间、混凝剂投加量和pH值.试验结果表明,两种混凝剂单独使用均可有效去除水中藻类和磷酸盐.用FeCl3混凝除藻和除磷的最佳操作条件为混凝15 min,pH值为8,混凝剂投加量为50 mg/L.用Al2(SO4)3混凝除藻和除磷的最佳操作条件为混凝15 min,pH值为8,混凝剂投加量为30 mg/L.硫酸铝较三氯化铁更适合混凝沉淀去除富营养化景观水体中的藻和磷酸盐.