絮凝预处理对微囊藻机械过滤的影响

蓝藻水华是水体富营养化破坏性灾变的表现之一,其治理一直是国内外的研究热点。受限于水华蓝藻广泛的尺寸分布,机械过滤作为水中悬浮颗粒的去除手段尚未在水华治理中推广。微囊藻是水华蓝藻中常见的优势种,絮凝可使其形成较大尺寸的絮体,有利于机械过滤设备将其去除。通过比较不同尺寸絮体的叶绿素a浓度,可以考察聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁对微囊藻机械截留效果的影响。结果表明,絮凝效果PFSPASPACPAFC,200 mg/L PFS的絮体有92.26%可被250μm滤网截留,97.55%可被100μm滤网截留。pH值为7～10时絮体截留效果较好;搅拌转速250 r/min时PFS絮体粒径最大,滤网截留效果最好。通过PFS絮凝预处理,64μm滤网对微囊藻的截留效果由14.6%提高到95.1%,并大幅度削减藻水的营养物质。     

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.     

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.     

絮凝-DAF(dissolved air floatation)工艺的化学因素与颗粒特征研究

研究了絮凝－DAF工艺的化学因素和颗粒特征。PAC类絮凝剂的碱化度B值越高，其荷电量和立体结构越显著，絮凝－DAF工艺的除浊效果越好；但除了絮凝剂的电中和能力外，其形成絮体的结构特征也对絮凝－DAF工艺有影响。随着投药量、絮凝搅拌强度和时间的增加，絮体都分别会趋于某一极值尺寸而后逐渐变小，且较大粒度的密实絮体才是与微气泡作用效果最好的絮体。此外，增加絮凝搅拌强度和延长时间都可能有利于水中颗粒的去除，且DAF出水中粒径越大的颗粒含量越少，其中大于15μm的颗粒极少，但2－4μm的颗粒数目时常多于原水。     

混凝过程中絮体形貌的PIV成像观测与表征

采用粒子成像速度场仪(PIV)对Taylor-Couette反应器内的混凝过程中絮体的微观形貌进行了观测与表征.结果表明,内筒转速在20～60r/min范围内,生成的絮体颗粒较大,粒径分布均匀,絮凝沉淀效果最好.由于内筒旋转速度的变化直接导致混凝流场形态的变化,所以混凝过程中流场形态的变化对絮体生长过程有重要影响,进而直接影响到混凝效果.混凝过程中流场的周期性变化、涡间存在液体传递的波状涡结构有利于絮体颗粒的结合生长,并导致较高的絮凝沉淀去除率.这也说明PIV技术能够在测量流场的同时较好地反映混凝过程中微絮体的形貌变化特征,从而实现对絮凝过程的原位观测与表征.     

磁絮凝耦合重金属捕集剂EDTC对酸性络合镍的深度脱除

采用磁絮凝耦合自制重金属捕集剂EDTC,以柠檬酸镍(CA-Ni)、酒石酸镍(TA-Ni)和焦磷酸镍(SP-Ni)3种模拟酸性络合镍废水为研究对象,对废水中的络合镍进行深度脱除.研究了EDTC投加量、磁种投加量、初始pH值和静沉时间对络合镍去除效果的影响,探讨了磁絮凝耦合EDTC脱除络合镍的机理.结果表明,处理初始浓度为50mg/L的CA-Ni、TA-Ni和SP-Ni时,磁种投加量100mg/L(350r/min,2min),M_(EDTC)/M_(Ni)=10(250r/min,2min),PAM lmg/L(50r/min,3min),静沉5min,无需调节初始pH值,残留Ni浓度小于O.lmg/L.Zeta电位分析显示:PH7时磁种与EDTC和PH=6.5~7.5时磁种与絮体均通过静电引力相互吸引.磁种的加入使得以磁种为核心的磁絮体形成,提高絮体的沉降性能并降低20%的EDTC用量.絮体的粒径和分形维数分析表明:加载磁种可减少微小絮体,增大絮体体积同时使得絮体更加密实.     

污泥厌氧消化搅拌条件的优化分析

借助实验和计算流体力学方法对污泥厌氧消化的混合效果及能耗进行实验和模拟分析,研究结果表明:对含水率为95%的污泥进行搅拌,随着搅拌转速的增加物料达到混和均匀所需的时间越短,在搅拌转速分别为140、180和220 r/min时,所需搅拌时间分别为40、25和15 min。但是通过功率和能耗比较分析发现转速为180 r/min时的能耗最低;同时利用Fluent软件对该反应器的速度场和浓度场的分布进行了模拟,模拟结果表明随着搅拌转速的增加,反应器内的速度呈逐渐增大的趋势,浓度场分布在转速为180、200和220 r/min时达到均匀,并且基于速度场和浓度场的模拟进行功率和能耗分析的结论和实验结果一致。因此,综合实验和模拟结果,从节能和高效的原则出发确定180 r/min的转速为该反应器混匀时的最佳转速。     

搅拌条件对两种染料混凝气浮去除效果的影响研究

实验以七水硫酸镁及硫酸铝钾为混凝剂,十二烷基硫酸钠为浮选剂,研究了搅拌条件对酸性大红3R、还原深蓝BO混凝气浮去除效果的影响。结果表明,当搅拌转速为100 r/min、搅拌时间为10min时,混凝气浮对酸性大红3R的去除效果较好,吸光度去除率为67.33%,色度去除率为69.23%;当搅拌转速为50 r/min、搅拌时间为10min时,混凝气浮对还原深蓝BO的去除效果较好,吸光度去除率为84.33%,色度去除率为99.70%。     

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。     

氢氧化镁混凝过程应用于活性黄X-R废水脱色研究

对氢氧化镁混凝过程应用于活性黄X-R废水脱色进行了研究,考察了p H值、药剂投加量、搅拌速度和时间对活性染料废水色度去除率的影响,同时运用i PDA在线监测系统对混凝过程中染料废水的絮体形成进行监测,并进一步探求了不同搅拌条件对絮体生长特性和混凝过程的影响。结果表明:对于色度去除率,其最佳p H值为12.0,在p H为11.5和12.0时最佳药剂投加量分别为144,216 mg/L。搅拌过程中快速搅拌最佳速度为200 r/min,时间为40 s,慢速搅拌最佳速度为40 r/min,时间为10 min。搅拌条件对混凝过程至关重要,搅拌速度和时间增加都会对絮体形成及增长产生负面影响。根据Zeta电位的变化可知,混凝的主要机制是电荷中和及吸附。     

搅拌条件对两种染料混凝气浮去除效果的影响研究

实验以七水硫酸镁及硫酸铝钾为混凝剂,十二烷基硫酸钠为浮选剂,研究了搅拌条件对酸性大红3R、还原深蓝BO混凝气浮去除效果的影响。结果表明,当搅拌转速为100r／min、搅拌时间为10min时,混凝气浮对酸性大红3R的去除效果较好,吸光度去除率为67．33％,色度去除率为69．23％;当搅拌转速为50r／min、搅拌时间为10min时,混凝气浮对还原深蓝BO的去除效果较好,吸光度去除率为84．33％,色度去除率为99．70％。     

舟山高浊度海水混凝除浊研究

测定了舟山高浊度海水悬浮物的粒度分布,分析了高浊度海水自由沉降特性,选用氯化铁(FeCl)3、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)3种混凝剂,利用正交试验方法对高浊度海水进行混凝沉淀对比试验,采用极差分析方法研究了影响混凝效果的因素。试验结果表明:舟山海域悬浮物组成以粉砂为主,用自然沉降的方法是很难去除;各因素对浊度去除率影响的主次顺序均为:慢搅时间>慢搅速度>快搅时间>快搅速度;对于高浊度海水混凝除浊最佳水力条件为:快搅时间为2 min,快搅速度为300 r/min,慢搅时间为15 min,慢搅速度为60 r/min;聚合硫酸铁是较理想的絮凝剂,最佳投药量范围在15～25 mg/L,对浊度去除率高达99%以上。     

农村剩余污泥脱水优化

对农村剩余污泥的脱水性能进行调查,并通过单因素和全面实验法分别对几种药剂的单一和复合调理进行优化。运用响应面法优化不同调理剂组合调理农村剩余污泥的搅拌参数。实验结果表明:不同农村污水处理设施剩余污泥的脱水性能存在较大差异。单一和复合药剂调理都可以明显降低污泥的脱水性能。优化搅拌速度和搅拌时间可以进一步降低污泥的毛细吸水时间（CST）。通过实验对比多种调理剂组合,发现最佳组合为聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）组合,搅拌参数为:一级搅拌速度为500 r/min,一级搅拌时间为0.5 min,二级搅拌速度为150 r/min,二级搅拌时间为10 min。该条件下,污泥的CST为10.1 s,调理总费用为10.69元/t污泥（98%含水率）。     

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.     

新型复合混凝脱色剂处理印染废水试验研究

针对某印染厂生产废水,以COD和色度为指标,用混凝试验方法研究了新型复合混凝脱色剂SE对印染废水的处理效果,并探讨了SE投加量及pH值、沉淀时间、搅拌强度对其混凝效果的影响,利用SE与 PAC 和PFS进行了对比试验.结果表明,SE可有效地去除印染废水中的COD和色度,当pH为8～10、沉淀时间为30 min、搅拌强度为75 r/min、投药量为155 mg/L时,去除效果最佳,COD和色度的去除率最高可达83%、94%;相对于PAC 和PFS,SE产生的絮体大而密实,沉降速度快,产生污泥量少,药剂用量少,最佳出水水质为：COD为139 mg/L,色度为37.证明SE是印染废水处理高效实用的复合型混凝剂.     

Influential factors of formation kinetics of flocs produced by water treatment coagulants

The growth rate and size of floc formation is of great importance in water treatment especially in coagulation process.The floc formation kinetics and the coagulation efficiency of synthetic water were investigated by using an on-line continuous optical photometric dispersion analyze and the analysis of water quality.Experimental conditions such as alum dosage,pH value for coagulation,stirring intensity and initial turbidity were extensively examined.The photometric dispersion analyze results showed that coagulation of kaolin suspensions with two coagulants(alum and polyaluminium chloride) could be taken as a two-phase process:slow and rapid growth periods.Operating conditions with higher coagulant doses,appropriate pH and average shear rate might be particularly advantageous.The rate of overall floc growth was mainly determined by a combination of hydraulic and water quality conditions such as pH and turbidity.The measurement of zeta potential indicates that polyaluminium chloride exhibited higher charge-neutralizing ability than alum and achieved lower turbidities than alum for equivalent Al dosages.Under the same operating conditions,the alum showed a higher grow rate,but with smaller floc size.     

响应面法优化厌氧上清液除磷的研究

在用铁盐对厌氧段富磷上清液进行化学磷沉淀以实现磷的回收和达标排放的SBR系统中,为了减少铁盐化学除磷残余物可能对生物处理系统的影响,采用Box-Benhnken中心组合试验原理和响应面分析法,选择Fe:P、混凝搅拌强度、絮凝搅拌强度、搅拌时间等为自变量,残余铁离子为响应值,研究自变量之间的交互作用,以期优化化学除磷条件.通过Design-Expert 8.0软件得到1个二次响应曲面模型. 得出最佳除磷条件: Fe:P比为1.40:1,搅拌强度为275r/min,快速搅拌时间为30s,絮凝搅拌强度为60r/min,絮凝时间为18min,沉淀时间为20min.在此条件下,化学混凝后残余铁离子浓度为0.37mg/L,化学除磷率大于97.66%.     

基于Zeta电位的硅藻土复配剂强化混凝研究

采用硅藻土与传统无机絮凝剂复配处理模拟生活污水,考察硅藻土复配剂强化混凝过程中絮体Zeta电位的变化,以及浊度和COD的去除情况,研究絮体Zeta电位与强化混凝效果的关系。实验结果表明,絮体的Zeta电位与复配剂的强化混凝效果密切相关,可用于反映硅藻土复配剂的混凝处理效果。研究发现,氯化铝复配剂强化混凝时絮体Zeta电位在加药后迅速上升,25min后趋于稳定;絮体Zeta电位在pH值等于7时接近等电点,此时浊度与COD去除率最高,分别达到99.05%和45.77%;用硅藻土复配剂强化混凝时Zeta电位的控制值为-9.0～0mV之间,不同无机絮凝剂与硅藻土复配混凝时获得较好混凝效果的Zeta电位控制值略有差异。     

微电解法处理焦化废水影响因素研究

采用微电解法对焦化废水进行脱氮处理,并对其影响因素进行了优化研究。实验结果表明,控制进水pH值为3．0左右,炭粉的粒径为80目,搅拌速率为170r／min,反应时间为70min,Fe／C为1：1．3和混凝pH值为9．0左右,处理效果最佳;本实验对亚硝化后的焦化污水进行微电解处理,NO2^--N的去除率可达60％以上,TN的去除率可达50％以上。结果表明,此微电解工艺对各种高含氮、高浓度难降解有机物废水处理技术可行。