臭氧氧化降解水中头孢氨苄的效能与机理研究

研究了臭氧对难降解的头孢氨苄(CLX)的氧化效果,考察臭氧投加量、pH、腐殖酸、自由基抑制剂对反应的影响。结果表明,当反应的化学计量比达到1.1([O3]=1.5 mg/L,[CLX]=10mg/L)时,反应10min,CLX的降解率达到96.67%。碱性条件下,OH-离子的增加促进了臭氧分解产生OH,有利于臭氧氧化水中CLX,当CLX初始浓度为10mg/L,臭氧投加量为1.0mg/L,水样pH为2.5时,CLX的降解率仅为26.11%;水样pH增到10.0时,CLX的降解率增到91.26%。腐殖酸对臭氧氧化CLX的影响与腐殖酸的浓度有关,低浓度(2.5mg/L)时对臭氧氧化CLX效果有所促进,其降解率提高了4.73%;高浓度时,抑制臭氧氧化反应,且随着腐殖酸浓度的提高,CLX降解效果逐渐降低,当腐殖酸浓度达到20mg/L时,CLX的降解率仅有28.55%。·OH抑制剂叔丁醇对臭氧氧化去除CLX具有明显的抑制作用,当叔丁醇浓度大于50mg/L后,CLX的降解率仅约为12%。     

饮用水臭氧应用安全性研究

对预臭氧、臭氧—生物活性炭等技术与常规水处理工艺联用中有机物去除效果、消毒副产物THMFP的消除等进行了研究。结果表明:采用适量臭氧(如1mg/L)预氧化,可有效提高混凝过程中有机物去除率;THMFP从常规处理的116μg/L降至78μg/L(1mg/LO3)。与预臭氧强化混凝联用的臭氧—生物活性炭工艺能进一步降低DOC和THMFP。研究发现:溴酸盐随着臭氧含量呈现起伏变化,溴酸盐相关前驱物不易分离去除。两次臭氧投加(预臭氧和主臭氧)均导致溴酸盐、AOC和甲醛升高;其含量可分别在后续的混凝过滤及生物活性炭过程中得到控制,仅AOC含量较原水和常规工艺出水有所升高。     

高锰地下水吸附试验研究

采用颗粒活性炭、粉末活性炭和活性炭负载壳聚糖对高锰地下水进行静态吸附试验,利用颗粒活性炭进行动态吸附试验,研究了静态条件吸附剂投加量、pH值、温度对吸附效果的影响,以及动态条件下浓度和流速对吸附效果的影响。结果表明,三种吸附剂吸附效果相差不大,相对而言粉末活性炭效果最好,颗粒活性炭效果与粉末活性炭较接近;静态试验中,当水中Mn2+的浓度为5mg/L时,水温25℃,pH值为6.8～7.0状态下颗粒活性碳的处理效果最好,最佳投加量为0.02g/L,即0.4g(GAC)/mg(Mn2+);动态条件下,锰离子浓度的增加、流速增大都会使初始穿透点提前。     

福州某水厂臭氧-炭砂滤池中试实践分析

为探究在闽江这种贫营养水源的进水条件下,臭氧-炭砂滤池深度处理工艺的活性炭生物膜形成情况、对原水中主要污染物的去除效果及最佳运行参数,进行了福州某水厂臭氧-炭砂滤池中试研究。中试结果表明,运行二个月至四个半月后,活性炭表面能够形成生物膜。对COD_Mn去除率稳定在20%左右,COD_Mn平均出水浓度为0.85 mg/L,能够完全去除水中氨氮;同时对铁、锰、三氯乙醛、三卤甲烷、溴酸盐等污染物有进一步的去除效果。针对有效粒径为0.7 mm炭层+0.28 mm砂层的滤料级配,采用气冲40 m/h,单独水冲25 m/h的反洗强度,即可达到冲洗效果。平时运行臭氧-炭砂滤池深度处理工艺时,臭氧投率控制在1.0 mg/L以内即可。     

活性炭可吸附性在黄河水深度处理中的试验研究

通过控制活性炭投加量、吸附时间、温度、pH以及O3投加量等因素,考察不同类型活性炭对黄河水中有机物的去除情况。研究发现:酸性环境有利于活性炭的吸附作用,破碎炭在CODMn、UV254以及TOC的去除上明显优于柱状炭,其最佳吸附时间在120min左右,当活性炭的投加浓度为1.6g/L时,活性炭对TOC的吸附接近饱和,当臭氧投加量为3mg/L时,处理效果比较理想。     

臭氧─活性炭吸附技术处理含酚废水实验研究

为提高含酚废水的处理技术,改善水生态平衡,分别采用臭氧氧化、活性炭吸附─臭氧氧化和臭氧氧化─活性炭吸附联用等方法处理含酚废水。试验结果表明:臭氧氧化─活性炭吸附联用技术处理含酚废水效果最好;得出的最佳试验条件为:活性炭加入量为30g/L、吸附时间为20min、臭氧流量为8mg/min、反应时间为20min及溶液初始p H值为8.5。在最佳试验条件下,臭氧氧化─活性炭吸附联用工艺对CODCr的去除率为74.60%。     

美国消毒副产物数据库对我国饮用水水质达标的借鉴作用——水合三氯乙醛浓度及达标分析

我国《生活饮用水卫生标准》将水合三氯乙醛浓度列入单项指标,但目前我国尚缺乏消毒副产物情况统计数据。利用美国ICR数据库,对美国500座大型水厂的水合三氯乙醛浓度进行了分析。结果表明,ICR数据库水厂的所有水样中水合三氯乙醛浓度超过10μg/L的比例约为10%。若采用地表水为水源,水合三氯乙醛浓度超过10μg/L的比例为12.9%。地表水中湖库水和河流水间差别不大。以地表水为水源,自由氯消毒时,水合三氯乙醛浓度超过10μg/L的比例为16.5%;氯胺消毒时,水合三氯乙醛浓度超过10μg/L的比例为6.9%。以地表水为水源且用自由氯消毒时,水温、有机物浓度和采样点位置对水合三氯乙醛的浓度影响很大,水温大于20℃,水合三氯乙醛浓度超过10μg/L的比例高达30.5%。颗粒活性炭水厂的供水中水合三氯乙醛的浓度明显低于其他水厂,其中采用臭氧—颗粒活性炭工艺的效果最为明显。按我国标准,若采用美国环保局"管网四季度平均值"为达标计算方法,以地表水为水源的ICR水厂在水合三氯乙醛指标上的不达标率为6.0%;若采用我国"水样测定值和标准限定值的比较所得合格率"为达标计算方式,其不达标率为33.1%。建议我国标准采用"管网四季度平均值"或"采样点四季度平均值"进行达标计算。     

常见药物左旋多巴的臭氧氧化降解技术

研究了臭氧氧化水环境中污染物左旋多巴的降解效果,重点考察了pH、臭氧流量、污染物浓度等因素。结果表明,臭氧氧化降解左旋多巴效果显著,在pH为5、污染物浓度为1 000 mg/L、臭氧流量为48 mg/min的条件下能得到较好的去除率。通过数据分析初步判定在降解过程中产生了甲酸、乙酸、草酸等中间产物。     

13X分子筛负载TiO_2对偶氮染料活性艳红的光催化降解

采用熔融-浸渍法和溶胶-凝胶法将TiO_2负载在13X分子筛上,制成了具有吸附性和光催化性的TiO_2/13X分子筛复合材料,并用XRD、BET比表面积、SEM分析技术对合成材料进行表征.然后将复合材料用于光催化降解偶氮染料活性艳红X-3B的实验,考察了反应时间、催化剂用量、废水pH值对染料光催化降解率的影响.结果表明:熔融-浸渍法制备的TiO_2/13X复合材料对染料的去除率高于溶胶-凝胶法制备的复合材料.当染料的初始浓度为50 mg/L,废水pH为6,复合材料投加量为0.75 g/L时,光照120 min,染料的去除率达到99%.反应过程符合一级动力学方程.     

饮用水处理工艺去除两种典型内分泌干扰物的性能

研究了水中两种典型内分泌干扰物———双酚A(BPA)和邻苯二甲酸二甲酯(DMP)在饮用水常规处理、臭氧活性炭和微曝气活性炭深度处理中试工艺中的去除性能。研究发现,饮用水常规处理工艺对BPA和DMP的去除效果有限,进水浓度为200~300μg/L条件下经过混凝、沉淀和砂滤后,BPA和DMP的去除率分别仅为25.38%和13.29%。臭氧活性炭深度处理工艺能有效去除BPA和DMP,但二者在该工艺中的去除特性有所不同:水中BPA经过臭氧氧化后几乎被全部去除,后续的生物活性炭处理单元作用较小;但臭氧氧化仅可部分去除DMP,大部分靠后续生物活性炭柱去除。微曝气活性炭深度处理工艺也能有效去除BPA和DMP,对二者的去除主要靠微曝气活性炭柱的作用,其效果略优于臭氧投加量为0条件下的臭氧活性炭柱,这说明微曝气活性炭柱存在较多的特定降解菌。通过静态吸附试验发现,臭氧活性炭柱和微曝气活性炭柱内活性炭对BPA和DMP的最大吸附容量均远小于新炭,同时臭氧活性炭柱内活性炭吸附容量略高于微曝气活性炭柱。     

载锰污泥活性炭催化臭氧氧化草酸废水的研究

为研究在催化臭氧化过程中,载锰污泥活性炭对草酸废水降解的催化效果,以及为污泥的资源化探索一条新途径,本实验采用连续流臭氧氧化实验,通过单因素实验方法考察了载锰污泥活性炭催化臭氧化反应的主要影响因素及最佳反应条件,同时对催化臭氧化反应机理进行了探讨。结果表明:在臭氧浓度为5.0 mg/L,载锰污泥活性炭投加量为100 mg/L,pH值为3.5的最佳反应条件下,60 min内草酸的去除率最高达91.2%。叔丁醇对草酸降解具有抑制作用,催化臭氧化反应符合羟基自由基的反应机制。该方法的处理效果较为明显,对评价催化臭氧法的效果具有较明显的参考价值。     

Ti/MCM-22/MCM-41微介孔复合材料光催化降解酸性红B模拟废水的研究

采用纳米自组装法制备了具有吸附性和光催化性的Ti/MCM-22/MCM-41微介孔复合材料,利用X射线衍射、N2吸附、扫描电镜等方法对其进行表征。将复合材料用于光催化降解酸性红B的实验,考察了催化剂用量、光照时间、pH值和染料初始浓度对光催化降解率的影响,并对光降解产物进行了紫外光谱分析。结果表明:当染料的初始浓度为50 mg/L,废水pH在6左右,催化剂投加量为0.1 g/L,光照时间120 min,酸性红B的去除率可达98%以上,光催化降解反应遵循一级反应动力学方程。降解产物的紫外光谱图表明,降解后酸性红B的两个特征吸收带消失,结构的共轭系被打破,颜色消失,说明该复合材料去除水中的酸性红B主要是通过光催化作用。     

河北应急水源的预臭氧化工艺研究

南水北调的应急工程是从河北四水库调水进京,四水库水源水质与密云水库水质相差较大.为了保证河北水进京后水厂工艺运行的稳定性,根据水厂现行工艺(混凝-沉淀-煤砂过滤-活性炭过滤)增加预臭氧在河北黄壁庄水库进行适应性研究.试验结果表明:在投加臭氧1.5～2.6 mg/L后炭出水基本无味;试验条件为:臭氧浓度0.4 mg/L,接触时间8 min时,预臭氧能够将剑水蚤杀死去除;预臭氧后系统对有机物去除效果较好,且沉后藻类去除率达到80%以上,煤滤池出水藻类低于2万个/L;中试系统煤滤池出水和炭滤池出水溴酸盐浓度均小于5 μg/L,因此臭氧氧化后不存在溴酸盐副产物超标的风险.同时,建议在河北水进京前测定水中MIB浓度,适时调整臭氧投加量,在有必要的情况下考虑增加粉末活性炭预吸附.     

光催化反应系统降解酸性湖兰7的试验研究

设计一个光催化反应系统,选择TiO_2作为光催化剂,以低压紫外灯为光源,对酸性湖兰7模拟废水的光催化降解的影响因素进行研究。研究发现,当染料浓度从10mg/L增加到25mg/L时,相应的染料降解速率常数也从0.1206min~(-1)降为0.0539min~(-1)。催化剂投加量小于2g/L时,染料降解率随着投加量的增加而增加。pH为4左右降解酸性湖兰7的效果较好。投加适量的H_2O_2对染料脱色有一定的促进作用,但对TOC的去除没有太大作用。适量NO_3~-对染料降解有一定的促进作用,而Cl~-对染料降解的影响不大。投加Fenton试剂对TOC和色度的去除率均有很大的提高。     

万家寨引黄水中内分泌干扰物的去除研究

在引黄原水中存在的环境内分泌干扰物主要为微量但可能超标的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A(BPA),经太原呼延水厂现行水处理工艺对引黄水进行处理后,仍可能出现超标状况。低浓度DBP和BPA水溶液静态吸附的结果:活性炭对DBP和BPA的吸附平衡时间分别为7h和6h;活性炭对水中DBP和BPA的饱和吸附量分别为35.78mg/g和42.05mg/g;当炭柱内流速为23.28cm/h,DBP和BPA吸附柱穿透吸附量最大分别为32.73mg/g和36.48mg/g。对引黄水中微量但超标准的DBP和BPA进行动态吸附的结果:吸附柱穿透吸附量仅分别为0.048 4mg/g和0.083 8mg/g,表明活性炭对引黄水中微量DBP和BPA的吸附行为与高浓度下取得的研究结果有所不同。采用臭氧进行氧化处理的结果表明,臭氧处理对原水中低浓度的DBP和BPA去除作用有限,处理效果与臭氧加入方式有关。     

颗粒活性炭吸附去除水中亚硝基二丙胺和亚硝基二丁胺的性能研究

采用颗粒活性炭(GAC)吸附技术,考察其对水中含氮消毒副产物亚硝基二丙胺(NDPA)和亚硝基二丁胺(NDBA)的去除性能。结果表明,GAC种类和初始溶液质量浓度均会大大影响GAC对NDPA和NDBA的去除效果,而pH则影响不明显。在48h内,质量浓度0.10g/L的椰壳活性炭在pH=7和T=298K条件下对混合溶液初始质量浓度为0.20mg/L的NDPA和NDBA去除率均大于90%,且吸附效果优于果壳活性炭和煤质活性炭。伪一级反应动力学模型和Langmuir模型均可较好地描述GAC同时吸附去除NDPA和NDBA的反应过程。     

连续流催化臭氧氧化污水处理厂尾水效能研究

为实现城市污水处理厂尾水中残留有机物的进一步削减,降低其在环境中的危害,以钛硅分子筛TS-1负载铜和钇(Cu/Y-TS-1)为催化剂,研究连续流催化臭氧氧化深度处理城市污水处理厂尾水的效能,并考察了臭氧投加量及停留时间对尾水处理效果的影响。结果表明:连续流运行条件下,Cu/Y-TS-1催化臭氧氧化不仅能够有效去除尾水中的有机物,还可以进一步控制水中氮素的污染。在停留时间30 min、臭氧通量106.3 mg/min、臭氧流速1 L/min、Cu/Y-TS-1催化剂30g/L条件下,COD、溶解性有机碳(DOC)及NH_3-N分别由进水浓度53.1mg/L、16.7mg/L和7.34mg/L降低到19.5 mg/L、8.8 mg/L和2.4 mg/L。与单独臭氧氧化相比,COD、DOC和NH3-N分别提高了16.1%、21.3%和51.1%。臭氧投加量的增加及停留时间的延长有利于有机物和NH3-N的去除。     

粉末活性炭技术处理水中臭味物质的应用研究

随着水资源日益紧缺、水质恶化,原水臭味问题成为我国给水厂迫切关注的水质问题.经过对B市地表水水源突发臭味问题进行分析,确定2-MIB为水体主要致臭物质.通过臭氧、高锰酸钾预氧化和粉末活性炭对水中2-MIB的去除试验,发现粉末活性炭对其处理效果最佳.原水投加粉末活性炭与现有水厂常规处理 活性炭工艺构成解决臭味问题的双重技术保障.通过实验室吸附试验和中试确定了粉末活性炭投加点位置和投加量等技术参数.在加强滤池反冲洗及部分回流水排放的条件下,原水2-MIB浓度达到100 ng/L时,投加15 mg/L粉末活性炭、20 mg/L聚氯化铝时,可将出厂水2-MIB控制在10 ng/L以下.     

粉末活性炭一混凝联用工艺强化去除毒死蜱试验研究

针对受毒死蜱污染的水源水,通过小试研究了粉末活性炭(PAC)-混凝联用工艺对毒死蜱的去除效果.结果表明混凝工艺对毒死蜱具有一定的去除效果,但当原水中毒死蜱浓度较高时,混凝后毒死蜱浓度高于《生活饮用水卫生标准》 (GB 5749-2006) 30 μg/L的限值,因此为使出水达标还需增加PAC吸附处理措施;针对原水中不同初始浓度的毒死蜱(超标5～50倍),调节PAC投量(10～60mg/L),吸附30 min后,再投加30mg/L聚氯化铝,经PAC-混凝联用工艺处理后出水中毒死蜱浓度小于30 μg/L,满足《生活饮用水卫生标准》要求.PAC-混凝联用工艺可以作为水源水突发毒死蜱污染时的应急处理措施.     

微波辐射处理酯化废水的工艺技术研究

采用微波辐射技术 ,建立了邻苯二甲酸二辛酯生产废水的处理工艺 ,以颗粒活性炭为催化剂 ,考察了活性炭种类 ,活性炭用量 ,活性炭粒径 ,微波辐射时间 ,微波辐射功率 ,pH等因素对处理效果的影响。结果表明 ,采用 12～ 16目的JX - 10 6型椰壳活性炭 5 g与 5 0mL废水 (固液比为 1∶10 )混合 ,在微波辐射功率为 5 0 0W ,辐射处理 5min的工艺条件下 ,废水的COD由 6 48mg/L降至70 1mg/L ,COD去除率为 89 2 % ,废水的 pH对处理效果几乎没有影响。进一步研究发现 ,在微波辐射场中废水中的有机污染物在活性炭表面通过吸附 -氧化协同作用而被迅速降解。动力学研究表明 ,该氧化过程符合一级反应动力学规律