生物絮凝剂与改性沸石复配处理猪场废水厌氧消化液的响应面优化

采用响应面分析法(RSM)对红平红球菌所产发酵液与聚合氯化铝(PAC)复配处理高岭土悬浊液及发酵液与改性沸石复配处理猪场废水厌氧消化液的过程进行了优化.设定的响应值分别为絮凝率和絮体粒径,COD和氨氮去除率.实验分别拟合了关于絮凝率,絮体粒径,COD去除率和氨氮去除率的二次模型,决定系数(R2)分别为0.8933,0.8353,0.7819和0.8343,表明拟合情况良好.根据响应值的分布情况,确定高岭土悬浊液的最佳絮凝条件为发酵液3.7mL/L,PAC 49mg/L,pH值8.7,CaCl224mg/L, 反应时间15min,相应絮凝率和絮体粒径分别为96.3%和0.67mm;猪场废水厌氧消化液的最佳絮凝条件为发酵液4.5mL/L,改性沸石12g/L,pH值8.3,CaCl216mg/L,反应时间55min,相应COD,氨氮去除率分别为87.9%和86.9%.     

处理采油废水最佳絮凝剂的筛选及应用条件研究

通过絮凝-沉淀法对采油废水进行深度处理,类比聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铝铁(PAFS)、复合高分子絮凝剂(KD-11C)和生物絮凝剂6种絮凝剂对采油废水中含油量和悬浮固体(SS)含量的去除效果,通过单因素试验探究絮凝剂投加量、助凝剂投加量、温度、pH值和沉淀时间对絮凝效果的影响,并通过正交试验确定各因素影响程度的次序及最佳絮凝处理条件。结果表明:复合高分子絮凝剂絮凝效果最好;影响絮凝效果各因素的次序为温度pH值絮凝剂投加量助凝剂投加量沉淀时间;最佳絮凝处理条件是絮凝剂KD-11C投加量为50mg/L、助凝剂PAM投加量为3mg/L、温度为60℃、pH值为7.5、沉淀时间为30min。     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配的响应面优化

采用响应面分析法(RSM)对多粘类芽孢杆菌(GA1)所产絮凝剂(MBFGA1)与聚合氯化铝(PAC)配合处理高岭土悬浊液的过程进行了优化.设定的5 个影响因子分别为MBFGA1 投加量、PAC 投加量、pH 值、CaCl2 投加量、快搅速度.2 个响应值为絮凝率和絮体粒径.响应面实验分别拟合出了关于絮凝率和絮体粒径的二次模型,决定系数(R2)分别为0.7449 和0.8029,表明拟合情况良好.根据2 个响应值的分布情况,推算出最适粒径为0.7mm.同时,以絮凝率100%、絮体粒径0.7mm 为目标值,确定了最佳复配絮凝条件: MBFGA1 99.75mg/L, PAC121mg/L, pH 7.3, CaCl2 27mg/L, 快搅速度163r/min.通过分析比较, 发现PAC 在改变胶体表面电位使其脱稳聚沉方面有较强的能力,有利于MBFGA1 在絮凝后期吸附架桥作用的发挥.对提高絮凝效果、降低MBFGA1 运行成本具有很好的作用.     

混凝沉淀工艺处理餐厨废水的研究

通过单因素试验考察了聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝铁(PAFC)对餐厨废水生化处理出水中COD、TP的去除效果,并确定了絮凝沉淀最佳工艺条件:最优絮凝剂为PFS,最佳投加量为450 mg/L,絮凝反应时间为30 min,PAM投加量为0.6 mg/L,PAM投加时间为距离PFS投加后至少l min.在最佳工艺条件下,COD、TP平均去除率可分别达36％、83％,此时絮体体积比为13％.     

絮凝方式对藻类絮体形态、强度及气浮的影响

 采用聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,利用混凝-气浮法处理含有较高浓度铜绿微囊藻(MA)的富藻水,在恒速絮凝和降速絮凝2 种方式下,研究PAC-MA 絮体的形态及强度对气浮的影响.结果表明,在PAC 投加量及能耗相同的条件下,采用降速絮凝比恒速絮凝处理效果更好.在PAC 投加量(以Al₂O₃ 计)为5.6 mg/L、快速混合搅拌强度(G)和时间分别为500s^-1 和1min、2 级降速絮凝G 值分别为100s^-1 和20s^-1、回流比为10%条件下,当絮凝时间为6~10min 时处理效果较好,最佳絮凝时间为8min;不同的絮凝方式对PAC-MA 絮体形态及强度有着显著影响,2 种絮凝方式形成的絮体形态相似时,降速絮凝形成的絮体强度更大;絮体的形态和强度共同影响气浮处理效果.     

改性微生物絮凝剂在污水处理过程中的应用及膜污染缓解机制

以聚合氯化铝(PAC)与改性微生物絮凝剂(MMF)为复合絮凝体系,系统考察了预混凝在菌藻颗粒污泥膜生物反应器(ABGMBR)处理污水过程中的应用和膜污染缓解机理.膜过滤试验表明,与其他絮凝体系相比,PAC/MMF预混凝可有效缓解膜污染,并且当MMF用量为20mg/L时具有最佳的絮凝能力和膜污染控制性能.扩展的Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek (XDLVO)理论阐明了PAC/MMF体系具有优越的防污性能.PAC/MMF絮凝体系会极大的抑制污染物在膜上的粘附和积累,从而在膜表面形成了疏松多孔且薄的滤饼层.相关性分析表明,显著的膜污染缓解可主要归因于原污水中悬浮物浓度的下降以及zeta电位的增加.     

微砂+磁沉降快速除污工艺试验研究

为了探讨微砂在磁沉降快速除污工艺中的应用,设计了微砂和聚合氯化铝(PAC)的最佳组合试验,分析影响微砂在磁絮凝中絮凝效果的因素。结果表明:当微砂投加量为300 mg/L,PAC投加量为80 mg/L,磁场强度为300 mT,pH为6时,微砂在磁絮凝中具有最佳处理效果,对TSS、COD和TP去除率分别达到最大值93.66%、74.29%和89.10%。同时在投加微砂和磁沉降的共同作用下,水力停留时间仅为8 min。     

混凝法处理洗衣污水的实验研究

以洗衣废水为处理对象,以聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,最佳投药量为160mg/L,p H为6.5~7.5,沉淀时间为30分钟。聚丙烯酰胺(PAM)的最佳投药量为15mg/L。PAC和PAM复合絮凝剂可以提高处理效率至80.7%。     

聚合氯化铝与聚磷硫酸铁絮凝除藻比较研究

针对武汉市莲花湖湖水,采用聚合氯化铝(PAC)和聚磷硫酸铁(PPFS)进行絮凝实验,比较了两种无机絮凝剂的絮凝效果及原水处理前后藻类群落变化。主要结论如下:①PPFS与PAC的最佳投加量分别为1.5mg/L、2.0mg/L;②PPFS在去除藻类细胞、浊度和色度方面均优于PAC,当PPFS投加过量时,因水体中Fe3+过量分布,使水样色度去除率下降;③PPFS絮凝处理微囊藻为主体的水华原水时,其效果比PAC更好。本文研究后表明:PPFS是一种新型高效絮凝剂,其絮凝性能明显优于PAC,当水体以微型藻类为主时,可使用PPFS以替代PAC,能提高絮凝效果。     

PAFC/CTS/红粘土复合絮凝剂对天然胶乳废水的处理

采用聚合氯化铝铁(PAFC)与壳聚糖(CTS)、红粘土复合,制备三元复合絮凝剂,并对胶乳废水进行处理。分别考察了絮凝剂各组分配比、絮凝剂投加量、絮凝搅拌强度对天然胶乳废水的浊度去除率和COD去除率的影响。研究结果表明,当以300 r/min搅拌2min,80¹00 r/min搅拌5 min,15100 r/min搅拌5 min,15²5 r/min搅拌10 min,聚合氯化铝铁/壳聚糖复合絮凝剂组分质量比为PAFC:CTS=1:0.16,投加量为6 mL/L,红粘土投加量0.09 g/L时,静置沉降10 min时对废水浊度去除率和24 h COD去除率分别达98%和80%以上。比单独使用PAFC絮凝剂减少了约一半的投料量。此外,通过扫描电镜观察絮体形貌,初步探讨了絮凝机理,可能是在絮凝体系中引入壳聚糖后,不仅能够保持PAFC絮凝过程中的电中和性能,还能发挥壳聚糖大分子链的吸附架桥性能,从而大大提高复合絮凝剂的絮凝能力。     

Coagulation behavior and floc properties of compound bioflocculant-polyaluminum chloride dual-coagulants and polymeric aluminum in low temperature surface water treatment

This study was intended to compare coagulation behavior and floc properties of two dualcoagulants polyaluminum chloride–compound bioflocculant(PAC–CBF)(PAC dose first) and compound bioflocculant–polyaluminum chloride(CBF–PAC)(CBF dose first) with those of PAC alone in low temperature drinking water treatment. Results showed that dualcoagulants could improve DOC removal efficiency from 30% up to 34%. Moreover, CBF contributed to the increase of floc size and growth rate, especially those of PAC–CBF were almost twice bigger than those of PAC. However, dual-coagulants formed looser and weaker flocs with lower breakage factors in which fractal dimension of PAC–CBF flocs was low which indicates a looser floc structure. The floc recovery ability was in the following order:PAC–CBF PAC alone CBF–PAC. The flocculation mechanism of PAC was charge neutralization and enmeshment, meanwhile the negatively charged CBF added absorption and bridging effect.     

二氧化氯预氧化对藻类絮体形态的影响

针对高含藻高含盐杨埕水库原水藻类特征,采用聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝(AS)、聚合硫酸铁(PFS)和氯化铁(FC)4种混凝剂进行混凝除藻试验,用图像法对藻类絮体的分形维数进行测定,分析混凝剂种类及投量、二氧化氯投加量等因素对混凝除藻效果及藻类絮体形态的影响。结果表明,杨埕水库夏季藻类种属相对较为单一,以小型色球藻、微小平裂藻、不整齐蓝纤维藻为优势藻类;4种混凝剂的除藻性能优劣依次为:AS>PAC>PFS>AC。在AS最佳投加量(以Al2SO4计)70 mg/L下,藻类的去除率为85.3%。此时,杨埕水库夏季藻类以藻类絮体分形维数值为1.54,形成的絮体密实且沉降性好。以AS为混凝剂,投加量为70 mg/L下,二氧化氯投加量为0.8 mg/L时助凝效果最好,藻类的去除率比单独投加AS时提高了6.3%,藻类絮体分形维数值为1.71,形成的藻类絮体更加密实。二氧化氯过量投加无益于藻类去除。     

腐殖酸铝盐絮凝体的动态特性

通过显微摄影分析研究了腐殖酸铝盐絮凝体成长的动态过程以及在混凝过程中絮凝体构造(分形维数)的变化规律.结果表明,在腐殖酸混凝过程中,随搅拌历时延长,絮凝体粒径不断成长变大,最终达到平衡状态.随着絮凝体的成长,其构造呈现由密实逐渐向疏松过渡的过程,空隙率变大,二维分形维数由初期的1.8左右下降到1.4左右.絮凝体分形维数D_f和粒径d_f之间具有D_f=Ad_f^-     

混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响

选用2种无机高分子混凝剂聚合氯化铁(PFC)和聚合氯化铝(PAC)处理黄河水,考察了混凝剂的投加量对浊度、UV254、DOC和高锰酸盐指数的去除效果,并结合混凝出水的Zeta电位分析其混凝机制.选择粉末活性炭与混凝联用,研究了混凝剂和吸附剂投加量以及二者的投加顺序对有机物去除效果的影响,并对混凝吸附后出水进行加氯消毒,考察水中残余氯随时间的变化.结果表明,2种混凝剂均有较高的浊度去除率(﹥90%).PAC对UV254、高锰酸盐指数和DOC的去除率分别为29.2%、26.1%和27.9%;PFC对三者的去除率分别为32.3%、23.3%和32.9%.PAC在混凝过程中,电中和作用占主导地位;PFC在混凝过程中,吸附架桥和电中和同时发挥作用.混凝-吸附联用处理黄河水样时,有机物的去除率随混凝剂和吸附剂投加量的增加而升高.先混凝后吸附工艺对UV254和DOC的去除效果优于先吸附后混凝工艺.先使用PAC混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为95.2%和99.9%;对于PFC,先混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为90.1%和99.9%.但是先投加粉末活性炭能提高矾花的沉降性能,且处理出水在保持持续消毒效果方面优于前者.     

无机絮凝剂对SBR系统中活性污泥的影响研究

采用序批式活性污泥法（SBR）反应器进行模拟实验,系统地探究了聚合氯化铝（PAC）和聚合氯化铁（PFC）对活性污泥产生的影响.结果表明,PAC、PFC会使得污泥絮体变得紧实且边缘化,絮体中值粒径较未添加时分别增加了34.78%、12.90%.污泥的沉降性能和污泥活性随着PAC、PFC的积累而变差.微生物分泌的EPS含量降低,是因为添加PAC、PFC后微生物活性降低并导致微生物多样性降低.     

Purification, characterization and application of dual coagulants containing chitosan and different Al species in coagulation and ultrafiltration process

The objective of this study was to investigate the effect of different Al species and chitosan (CS) dosages on coagulation performance, floc characteristics (floc sizes, strength and regrowth ability and fractal dimension) and membrane resistance in a coagulation–ultrafiltration hybrid process. Results showed that different Al species combined with humic acid in diverse ways. Al_a had better removal efficiency, as determined by UV₂₅₄ and dissolved organic carbon, which could be further improved by the addition of CS. In addition, the optimal dosage of different Al species was determined to be 4.0 mg/L with the CS concentration of 1.0 mg/L, by orthogonal coagulation experiments. Combining Al_a/Al_b/Al_c with CS resulted in larger flocs, higher recovery, and higher fractal dimension values corresponding to denser flocs; in particular, the floc size at the steady state stage was four times larger than that obtained with Al species coagulants alone. The results of ultrafiltration experiments indicated that the external fouling percentage was significantly higher than that of internal fouling, at around 85% and 15%, respectively. In addition, the total membrane resistance was significantly decreased due to CS addition.     

絮凝条件对絮体分形结构的影响

在85kg/m³的含沙高浊水中投加阳离子高分子聚合物,借助图像分析技术与沉降技术分析探讨了不同絮凝条件下泥沙絮凝形态学参数:絮体粒径、絮体有效质量密度、絮体自由沉速、浑液面沉速与上清液余浊等的变化规律.利用表征参数“分维”定量控制不同絮凝条件(如搅拌速率、搅拌时间、高分子浓度等)对含沙高浊水絮体结构分形特性的影响.实验证明,不合适的絮凝条件将导致絮体分形构造疏松脆弱,分维值低.絮凝条件合适时(快速絮凝强度为:r₁=300r/min,t₁=10s;慢速絮凝强度:r₂=120r/min,t₂=180s;CP浓度:0.1%),絮体分形结构处于最佳状态.该状态下的絮体具有粒径较大、沉速快、有效质量密度高、粒度分布均匀,分维值最高(D₃=2.16)的特点.而且,由静沉实验测得浑液面沉速高,上清液余浊也低.泥沙絮体分形结构达最佳时的混凝性能、沉降性能与结构密实性均较理想.     

铝盐混凝剂的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系研究

研究了氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铝(poly-aluminum chloride, PAC)3种铝盐混凝剂在腐殖酸-高岭土模拟水样中的应用,以比较3种混凝剂在该水样中的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系.结果表明, 3种铝盐混凝剂在试验选取的投加量下对浊度和UV254的去除率最高可达90%左右,PAC能在较高的投加量下达到较好的混凝效果;较高投加量下PAC混凝沉淀出水中残留总铝含量为0.9 mg/L左右,余铝率为-3.0%左右,均明显低于传统的铝盐混凝剂;3种混凝剂混凝处理腐殖酸-高岭土模拟水样时,残留铝均大部分以溶解性总铝的形式存在,且溶解性有机铝在总溶解性铝中所占比例较大;PAC在腐殖酸-高岭土混凝沉淀出水中残留总铝的含量下降最快,且能够有效降低出水中毒性较大的溶解性铝的含量,其混凝沉淀出水中残留总溶解性铝含量为0.6 mg/L左右.     

腐殖酸絮凝体形成过程中初期搅拌条件对其形态结构的影响

以腐殖酸为研究对象,采用硫酸铝为混凝剂进行混凝杯罐实验,借助PDA在线监测系统、图像解析法及粒子图像测速技术分析评价絮凝体的构造特征,着重探讨了混凝过程中初期快速搅拌条件对絮凝体形态结构的影响.结果表明,快速搅拌条件对腐殖酸絮凝体的形成过程及形态结构有着显著影响.最佳快速搅拌条件为:搅拌历时l min,搅拌强度300 r·min-,此时形成的絮凝体结构密实,抗剪切能力强,整体性能最优,絮凝体分形维数、强度及平均粒径分别为1.8842、0.164 N·m-2、0.43 mm.腐殖酸絮凝体的形成包括不溶性微粒的产生及初期颗粒的形成与结合等过程,其中,不溶性微粒的形成及初期颗粒的致密化过程是决定最终絮凝体形态构造的重要环节,而快速搅拌条件影响着混凝剂扩散混合效果和初期颗粒的形成速率与致密化程度,这也是初期快速搅拌条件对于腐殖酸混凝过程有显著影响的一个重要因素.