紫外激活过硫酸盐降解水中氯霉素的研究

针对传统水处理工艺难以有效去除水中抗生素的问题,采用高级氧化技术紫外激活过硫酸盐(UV/PS)去除水中典型抗生素氯霉素(CAP)。对比了UV/PS联用工艺与单独UV和PS工艺对CAP的降解效果,分别考察了CAP浓度、PS投加量、p H值和氯离子对CAP降解效果的影响。结果表明:UV/PS会产生硫酸根自由基(SO·-4)降解水中CAP;CAP降解过程符合准一级动力学模型;较低的CAP浓度和较高的PS浓度可以提高CAP降解速率;酸性条件下,UV/PS降解CAP速率较快;氯离子在低浓度(0~5 mmol/L)下促进UV/PS氧化降解CAP,高浓度(10 mmol/L)时产生抑制。     

饮用水中绿麦隆的氯胺化降解探究

系统研究了广泛应用的脲类除草剂绿麦隆在饮用水氯胺化消毒过程中的降解特性,考察了不同的氯胺投加量、pH值、溴离子浓度、水源等条件下绿麦隆的氯胺化降解规律。结果表明,绿麦隆的氯胺化降解速率较慢,由于氯胺自降解反应的存在,其反应机理也较为复杂。随着氯胺初始投加量逐渐增大,绿麦隆降解速率明显加快;不同pH值下绿麦隆的氯胺化降解速率变化明显,当pH值为6~7.5时降解速率较快,尤其在pH值为6时降解最快,在pH值为4.5时降解最慢;不同的溴离子背景浓度下,绿麦隆的氯胺化降解速率没有明显差异;在不同水质背景条件下,当pH值为6时,绿麦隆的氯胺化降解速率具有明显的差异性,而当pH值为7时绿麦隆的氯胺化降解速率变化不显著。     

氯胺在水中衰减模型的研究

通过烧杯实验，以南方某水厂炭滤后出水为原水，采用氯胺为消毒剂，研究氯胺在水中衰减的影响因素。结果表明：有机物浓度、NO2^-、水温、pH值对水中氯胺衰减影响显著，初始氯浓度对衰减速率影响不大。可用一级动力学模型模拟氯胺在水中的衰减情况，其相关系数〉0．96。在综合分析各个因素对水中氯胺衰减影响的基础上，建立了水中氯胺衰减模型，并进行了验证，该预测模型具有较好的预测效果。     

紫外/氯胺工艺中含氮消毒副产物的生成机制解析

针对紫外/氯胺工艺在水处理过程中存在的高毒性含氮消毒副产物生成风险,考察了典型含氮消毒副产物二氯乙腈的生成行为和机制,并提出了控制策略。结果表明,相比单独氯胺体系,紫外/氯胺体系可使3种氨基酸的二氯乙腈生成量下降26.6%～46.7%,但会显著促进15种酚类物质的二氯乙腈生成势;两种工艺中3种腐殖质的二氯乙腈生成量基本相当。氮同位素(¹⁵N)溯源分析表明,紫外/氯胺体系处理氨基酸时生成的¹⁵N-二氯乙腈占总二氯乙腈的70%以上,说明氯胺是二氯乙腈的重要氮源,而非水中含氮有机质;并证明了紫外/氯胺体系中的二氯乙腈主要通过“醛途径”生成。以酪氨酸为例,鉴定得到了一系列醛类和腈类中间产物,进而解析了紫外/氯胺体系中二氯乙腈的生成路径。在紫外/氯胺工艺的实际工程应用中,建议对酚含量较高的水体进行预处理,并尽量延长紫外/氯胺处理时间、缩短后氯胺接触时间、调节pH为碱性条件,以减少二氯乙腈的生成。     

紫外/氯胺消毒对供水系统中微生物数量分布的影响

针对上海临江水厂紫外/氯胺组合消毒供水系统,研究了紫外关闭前后,紫外/氯胺组合消毒和单氯胺消毒对供水系统中微生物数量分布的影响。结果表明：紫外/氯胺组合消毒对出厂水微生物的消毒效率比氯胺消毒更高。目前工艺条件下,组合消毒可做到对可培养细菌的100%灭活,单氯胺消毒只能达到97.71%～99.98%。单氯胺消毒下,管网异养菌平板计数均值相对紫外/氯胺组合消毒增加128.78%,二次供水异养菌平板计数均值相对增加8.94%,紫外/氯胺组合消毒相对单氯胺消毒可改善管网微生物生长水平,但不能改变管网微生物生长变化规律。二次供水的微生物水平仍明显高于供水管网。二次供水模式中,直供水模式的水质相对最好,水池+水箱供水模式的水质相对最差。相同供水模式下,组合消毒比单氯胺消毒对二次供水微生物的控制效果更好。     

氯和氯胺对桡足类浮游动物灭活效能及机理研究

本文以剑水蚤为研究对象,研究了氯和氯胺对桡足类浮游动物的灭活效果及其影响因素,探讨氯和氯胺对桡足类浮游动物的灭活作用机理。结果表明,随着有效氯投加量和接触时间的增加剑水蚤灭活率逐渐提高。p H值对氯的除蚤效率影响较氯胺大,氯和氯胺对剑水蚤的灭活率随着有机物含量的增加而降低,其中有机物对氯的除蚤效果影响较为严重。通过分别对氯和氯胺灭活前后电镜扫描发现剑水蚤体表发生明显的皱缩现象。三维荧光光谱扫描发现由于氯和氯胺的作用,剑水蚤体内会有少量蛋白质物质的外泄,体内物质外泄是造成浮游动物死亡的主要原因。     

氯胺消毒工艺中一氯胺生成效率的影响规律

以上海市某自来水厂滤后水为研究对象,系统考察了氯胺消毒过程中氮源种类、氯氮比、pH值、反应时间、温度、G值和氯投加速率等因素对一氯胺浓度及消毒副产物(DBPs)生成量的影响。结果表明,氮源种类、Cl₂/N质量比和p H值为主要影响因素,其他为次要影响因素。与氯化铵、碳酸铵、醋酸铵和氨水这4种氮源相比,以硫酸铵为氮源可生成较高浓度的一氯胺;当pH值由6.0增大到9.0时,一氯胺浓度(以Cl₂计)由2.611 mg/L升高至4.256 mg/L;随着Cl₂/N质量比由2∶1逐渐增至8∶1,一氯胺浓度先升后降,并在5∶1时达到最大值3.831 mg/L。DBPs浓度随Cl₂/N质量比、反应时间、温度和氯投加速率的增加而升高,随G值的增大而降低;而随着pH值由6.0增加到9.0,DBPs浓度先降低后略有增加。自来水厂氯胺消毒工艺中一氯胺生成的最佳工艺条件如下:以硫酸铵为氮源,Cl₂/N质量比为(4∶1)~(5∶1),pH值为中性或碱性,反应时间为2 h,温度为25℃左右,G值为300 s-1,混匀慢速加氯。     

超声-过氧化氢技术降解水中4-氯酚

研究了超声及超声－过氧化氢联合技术降解４－氯酚的效果,详细探讨了影响超声降解４－氯酚效率的因素;声强,溶液ｐＨ值、４－氯酚的初始浓度和自由基清除剂。４－氯酚的超声降解机理以自由基氧化为主,超声－过氧化氢联合技术对水中４－氯酚的降解率和ＴＯＣ的去除率均比单独采用超声处理的效果好。     

改性活性炭对水中对氯酚的吸附性能研究

在惰性气氛下,采用不同温度热处理脱附活性炭表面的含氧酸性官能团,从而改变活性炭表面的化学性质。以对氯酚为吸附质,考察了改性前后活性炭的平衡吸附量,研究了温度、溶液pH值对吸附剂吸附性能的影响。分别用准一级动力学方程和准二级动力学方程研究了活性炭的吸附行为。结果表明,惰性气氛下热处理活性炭能提高其对对氯酚的吸附量。     

超声辐照降解水中亚硝基二丙胺和亚硝基二丁胺的动力学研究

采用超声辐照技术,研究了其降解水中痕量亚硝基二丙胺（NDPA）和亚硝基二丁胺（NDBA）混合物的性能。结果表明,在中性条件下,最佳功率和频率分别为100 W和600 k Hz时,超声辐照可在60 min内降解99%以上的NDPA和NDBA混合液（质量浓度为0.10 mg/L）。NDPA和NDBA的降解反应均符合伪一级反应动力学模型,速率常数kapp受超声频率、功率和溶液初始浓度的影响。     

TiO_2/沸石降解水中盐酸四环素的试验研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2/沸石复合光催化剂,探讨了初始pH、光照强度、反应时间、催化剂投加量、初始浓度对其降解盐酸四环素的影响。结果表明:对于初始浓度为20 mg/L的盐酸四环素溶液(pH=4. 47),加入4 g/L质量比为0. 34的TiO_2/沸石复合光催化剂,暗反应30min,40 W紫外光照射120 min后,盐酸四环素去除率为91. 7%。在合适的条件下,TiO_2/沸石复合光催化剂对盐酸四环素具有良好的处理效果。     

ZnO/O3工艺降解水中微量有机物的研究

以实验室制备的粉末氧化锌(ZnO)为催化剂,考察了ZnO/O3工艺去除水中有机物的效能.采用总有机碳(TOC)指标反映水中有机污染物的含量.结果表明:臭氧投量为1 mg/L、ZnO投量为300 mg/L时,反应60 min后ZnO-O3工艺对TOC的去除率为46%,比单独臭氧化提高了1倍;反应温度明显影响该工艺对有机物的降解效果,在水温为5,10,20和25 ℃时,TOC的去除率分别为17.5%,31.5%,45.9%和51.3%.臭氧浓度和催化剂投量的增加,可以提高TOC的氧化降解效率.     

载铁硅胶去除水中氟的吸附性能与机理

报道了载铁硅胶的制备及其在含氟水中的吸附除氟性能 ,提出了一种新的配体交换固液分离、深度除氟材料。实验研究了该种分离材料在高氟水中的除氟效率和条件 ,结果表明 ,在含氟30～ 40 mg/L左右的水中 ,除氟率高达 99.5 0 %以上 ,可使水中氟含量降至 0 .0 1 mg/L以下。经测定 ,载铁硅胶对氟的静态饱和吸附容量可达 7.99mg/g。水中常见共存离子对氟的吸附率无影响 ,表现出该种材料对氟吸附的高度选择性。得到了一种对含氟地下水和工业氟污染水的效果显著的除氟方法。     

水中氯代酚类化合物的生物降解研究

从扬子石化公司污水处理厂的曝气池出口处取活性污泥样品,经驯化、培养、分离得到能降解氯代酚类化合物的复合菌.利用驯化的复合菌群进行受氯代酚污染水体的生物修复试验,结果表明,该复合茵群较自然水体中的混合细菌对氯代酚有更强的耐受性.在低浓度下2-氯酚最易被降解,去除率达到了97%;在高浓度下3-氯酚最易被降解,去除率达到了82%.浓度对3种氯代酚的降解效率影响较大.在苯酚与3-氯酚共存的条件下,苯酚优先被微生物利用,随后3-氯酚才被分解,但对3-氯酚的降解率有所提高.当2-氯酚与3-氯酚等量共存时,复合菌的代谢效率有所降低,二者的联合作用表现为叠加作用.     

一氯胺消毒剂检测新技术及应用

讨论了传统一氯胺测定方法在应用中的局限性,并介绍了一种新的检测技术.实际应用表明该技术可以使水厂饮用水消毒中产生尽可能多的一氯胺,还可以使污水处理厂出水消毒中一氯胺的检测精确,而不受有机氯胺、亚硝酸盐和锰的干扰;帮助水厂控制过量投加氯和氨,从而降低成本.     

UV-LED/氯工艺灭活枯草芽孢杆菌机理研究

采用紫外发光二极管（UV-LED）联合次氯酸钠灭活枯草芽孢杆菌,并分析了单独UV-LED和单独氯的灭活效果。结果发现,UV-LED/氯体系中存在着协同作用,灭活效果远好于单独UV-LED和单独氯。蛋白质溶出、暗修复和细胞表面结构情况分析表明,产生的自由基破坏了细胞外部结构,致使次氯酸分子和次氯酸根离子进入细胞内,同时被破坏的细胞更易于UV穿透,二者共同作用造成了DNA受损,最终导致其失活。此外,评估了UV-LED、羟基自由基、氯、氯自由基和次氯基在UV-LED/氯灭活过程中的贡献,发现UV-LED和羟基自由基贡献较大。     

再生水紫外和氯单独与组合消毒试验研究

采用紫外、氯单独与组合方式对再生水处理过程的超滤出水进行了消毒试验,研究了消毒对指示性微生物的去除效果,以及消毒副产物三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量的变化。结果表明:在紫外线剂量为25 m J/cm2、有效氯投加量为2 mg/L的最佳组合消毒工艺条件下,对细菌总数的去除率为99.94%,出水总大肠菌群数和粪大肠菌群数均小于3 CFU/L,消毒后总大肠菌群指标满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)的要求。THMs的生成量随着有效氯投加量的增加而增加,在最佳组合消毒工艺下其生成量为15.19μg/L,比氯单独消毒(有效氯投加量为4 mg/L)时减少了55.36%。     

UV/H_2O_2降解水中痕量NDMA的效能研究

采用UV/H2O2降解水中的痕量NDMA,考察了水中NDMA初始浓度、H2O2投量、pH、天然有机物及常见阴离子等因素的影响,并分析了NDMA的降解产物。结果表明,在UV辐照度为1 000μW/cm2、NDMA初始浓度为0.1 mmol/L、H2O2投量为20 mg/L、pH值为4的条件下,UV/H2O2对NDMA的降解效果较好(反应5 min后对NDMA的去除率接近100%);水中的天然有机物和Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-等阴离子对NDMA的降解均有抑制作用,腐殖酸浓度越大其抑制作用越强,阴离子的抑制作用由大到小依次为HCO3-、NO3-、SO24-、Cl-;NDMA的主要降解产物为二甲胺和硝酸盐,此外还有少量亚硝酸盐、甲酸盐和甲胺生成。     

光氧化降解饮用水中微量有机物研究

针对饮用水进行深度处理提出紫外光激发催化化工艺,研究表明：（１）ＵＶ／ＴｉＯ２／Ｈ２Ｏ２工艺能有效去除水中的ＣＨＣｌ３;（２）ＣＨＣｌ３的光氧化降遵循一级动力学反应规律,反应速率常与Ｈ２Ｏ２投加量及紫外线辐射强度相关。     

丙烯酸乳液改性氯氧镁水泥的性能及其机理研究

基于有机聚合物乳液的吸附及络合作用,采用丙烯酸乳液（AE）对氯氧镁水泥（MOC）进行改性,对改性后的MOC工作性能、力学性能、耐水性能及微观结构进行研究,揭示AE对MOC的改性机理. 结果表明：AE在MOC中的分散作用可增大MOC的流动度;AE在水泥颗粒及水化产物表面形成的膜结构在抑制5·1·8相晶体生长的同时,还改变了晶体形态,对MOC的凝结时间及强度产生了影响;AE不仅降低了MOC内部有害孔的体积分数,还在MOC内部形成了膜结构,在这两者共同作用下,5·1·8相晶体的水解得以延缓,Mg（OH）₂晶体的生成量减少,从而改善了MOC的耐水性能.