锥形流化床混凝工艺混凝反应特征和机制初探

研究了以锥形流化床作为混凝装置时混凝反应的控制因素,以及该工艺的混凝效率和形成絮体特征,并对该工艺的混凝机制进行了探讨.结果表明,填充颗粒性质、床高和表观流速等参数的变化会引起床内速度梯度G和反应时间T的变化.设置沉淀时间为20min,该工艺对高岭土悬浊液的混凝效率随着Camp值GT的增加呈上升趋势.G值在169.2～189.7s-1区间内时,混凝效果受反应时间的影响较敏感.但当G值低于169s-1时,过低的G值限制了颗粒的碰撞,混凝效果随反应时间的增加不再升高.分析认为,锥形流化床反应器内部颗粒的无规则运动产生涡旋和沿床高方向表观流速逐渐减小等特征使其作为混凝装置具有可行性.但在相近的G和反应时间下,与机械混凝装置相比,该锥形流化床混凝装置形成的絮体当量尺寸较大,但平均密度稍小.     

IPF-PACl混凝动力学研究:形态组成的重要性

应用一种新近发展起来的基于浊度脉动测定的混凝监测技术结合经改进的传统混凝烧杯试验方法 ,对具有不同形态组成的聚合铝 (PACl)产品的混凝性能进行了细致地研究 .结果表明 :聚合铝不同形态在混凝过程中起着十分重要的影响作用 .混凝反应途径随预制后产品形态分布的不同而得到改变 .其中 ,A1b 是起电中和作用的主要形态 .PACl中A1b 的含量越高 ,其电中和能力越强 ,因此大大增加了颗粒间的碰撞效率 .然而 ,PAC2 5则表现出更为优越的混凝性能 ,在于其中A1c 含量的不同而引发“静电簇”混凝效应 ,导致混凝的快速动力学过程     

混凝基础理论研究进展与发展趋势

在 2 0世纪后期 ,现代科学技术得到快速发展 .其中 ,混凝基础理论及其技术领域研究也得到了迅速发展 .混凝基础理论研究已从定性阐述发展到半定量或定量模型及模式 ,并已开始建立各种条件下颗粒的化学脱稳模型及水动力学传输数学模式 ,混凝剂使用也从传统金属盐凝聚剂发展到高分子絮凝剂时代 ,并趋于向多功能絮凝剂与生物絮凝剂方面发展     

强化混凝与优化混凝在常规水处理中的运用

通过对强化混凝及优化混凝的机理、影响因素和研究实践情况的讨论综述,提出在常规水处理中强化及优化混凝环节是既能提高出水水质,又较为经济合理适合国情的方案。同时提出在水厂实际生产中实现强化／优化混凝需考虑进行的几方面的工作。     

分形理论在混凝研究中的应用

针对絮凝体的形成具有自相似性和标度不变性分形特征,将分形理论应用于混凝领域,从絮凝体结构模型、分形结构模式以及分维的研究方法三个方面对混凝研究进行了论述,从而为混凝的研究提供了新的工具.     

混凝工艺在饮用水除砷中的应用

介绍了混凝工艺在饮用水除砷中研究进展,内容包括:常规混凝,强化混凝,电解-混凝和混凝-微滤。重点评价了各种混凝工艺的优缺点、应用范围及发展方向。砷一般以As(Ⅲ)与As(Ⅴ)形态存在,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更不稳定,毒性更大。常规混凝简单易行,但去除As(Ⅲ)的效果比As(Ⅴ)差,通常需要进行强化混凝,电解-混凝和混凝微滤作为新的混凝技术已展现出更多的优势。混凝工艺具有低能耗、易操作、高效率等优点,应成为今后饮用水除砷技术的发展重点。     

臭氧-混凝交互作用对混凝效果的影响

采用臭氧-混凝联用(臭氧与混凝剂同时投加)和预臭氧混凝(预臭氧后待水中臭氧浓度为0后再投加混凝剂)两种方式处理水样,分析其氧化、混凝效果和消毒副产物生成势(DBPFP)等的差异,研究臭氧-混凝交互作用对处理效果的影响.结果表明,联用和预臭氧混凝效果之间存在明显差异.联用工艺中臭氧与混凝剂间发生交互作用,导致混凝剂水解形态分布发生改变是影响混凝效果的重要原因.联用处理后水样的浊度高于预臭氧混凝,主要原因之一在于臭氧降低了混凝剂水解形态分布中Alb的含量;Cl-DBPFP低于预臭氧混凝出水,是混凝剂Al Cl3及其某些水解形态对臭氧具有催化氧化的作用,促进了消毒副产物前驱物的氧化降解所致.联用对MCAA和CF生成势的去除效果显著强于预臭氧混凝,其中MCAAFP分别为5.6μg·L-1和16.9μg·L-1,CFFP分别为12.5μg·L-1和24.1μg·L-1.臭氧与混凝剂交互作用显著影响混凝效果及消毒副产物的生成,是臭氧和混凝配合使用安全性研究中需要重点关注的内容.因而,相关科研和实际水处理工艺中必须明确预臭氧及混凝剂投加位点和相对次序.     

激光光散射在混凝研究中的应用评述

混凝研究的理论与实践近三十年来得到长足的发展，很大的原因在于现代检测技术与手段的大力运用，激光光散射为其中得力的方法之一。本文对其基本操作原理作了简要介绍，并对测定过程中存在的若干问题作了探讨。然后就其在混凝领域中诸层次的研究现状与发展趋势进行了若干概括。本文试图阐明其应用于混凝领域的研究所具有的巨大潜力及困难与局限所在，以期将来更大的进展。     

淀粉改性混凝剂复合硅酸盐对微污染水强化混凝性能研究

传统混凝工艺对微污染地表水净化效果有限,此外,近年来淀粉等天然高分子混凝剂由于绿色环保等特点而备受关注.本研究采用一种阳离子改性淀粉材料(淀粉-3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,St-CTA)为混凝剂,分别与实验室自制的聚硅酸(PSA)及聚硅酸钛锌(PSTZ)进行复合强化混凝,应用于处理微污染水体.首先以高岭土-腐殖酸(HA)混合液为模拟水样,基于表观混凝性能、絮体特征及混凝后上清液ζ电位等,详细考察了强化混凝工艺的净水效果及混凝机制.结果表明,St-CTA分别复合两种不同硅酸盐的强化混凝工艺均对模拟水样具有良好的净水效果;St-CTA与PSTZ复合优于其与PSA组合工艺的混凝性能,且St-CTA/PSTZ复合工艺能缓解St-CTA过量引起的再稳定效应,具有较宽的有效混凝范围.St-CTA通过电中和作用与污染物结合,可有效压缩表面双电层;而带正电性的PSTZ,相比于负电性的 PSA,不仅具有粘结架桥强化效应,还具有电中和作用,且与HA可形成Zn-HA复合物,实现高效净水效果.除模拟水样外,还考察了两种强化混凝工艺对实际微污染地表水的混凝效果,其均表现出良好的混凝性能,有效弥补单一混凝剂对有机微污染水体混凝效率较低的不足,进一步证实了该强化混凝工艺的有效性.此外,与处理模拟水样效果一致,St-CTA复合PSTZ的净化效果更佳,但PSA具有更低的应用成本.本研究提供了一种绿色环保的强化混凝工艺,可有效净化微污染水体,具有良好的应用前景.     

强化混凝与优化混凝在常规水处理中的运用

通过对强化混凝及优化混凝的机理、影响因素和研究实践情况的讨论综述,提出在常规水处理中强化及优化混凝环节是既能提高出水水质,又较为经济合理适合国情的方案.同时提出在水厂实际生产中实现强化/优化混凝需考虑进行的几方面的工作.     

优化混凝工艺及操作规范的研究与进展

水质的急剧恶化、科学技术的迅速发展与日趋严格的水质标准,对传统混凝工艺提出了严峻的挑战,同时也赋予其新的发展机遇.基于水源微污染现状和消毒副产物控制及安全供水的目标,针对性地提出优化混凝工艺及其操作规范成为目前推动水工业发展的重点所在.本文从评估体系、混凝剂优化、混凝过程优化、絮体结构形成优化以及系统优化控制等角度对优化混凝技术加以综合介绍,并进一步对若干主要研究进展与发展方向加以评述,以推动优化混凝工艺及操作规范的建立与发展.     

Hydrolysis of polyaluminum chloride prior to coagulation: Effects on coagulation behavior and implications for improving coagulation performance

The effects of polyaluminum chloride (PACl) hydrolysis prior to coagulation on both the coagulation zone and coagulation performance of a kaolin suspension were investigated by a novel jar test named the “reversed coagulation test”. The tests showed that PACl hydrolysis prior to coagulation decreased the performance of charge neutralization coagulation in the case of short-time slow mixing (10 min; G = 15 sec ?1 ) and increased the optimal dosage for charge neutralization and sweep coagulation. Moreover, the hydrolysis time had insignificant effects on the size and zeta potential of PACl precipitates and the residual turbidity of the raw water. However, PACl hydrolysis prior to coagulation and the size of PACl precipitates had a negligible effect on the performance of sweep coagulation.The results imply that, in practice, preparing a PACl solution with deionized water, rather than tap water or the outlet water from a wastewater treatment unit, can significantly save PACl consumption and improve the performance of charge neutralization coagulation,while preparing the PACl solution with tap or outlet water would not affect the performance of sweep coagulation. In addition, the optimal rapid mixing intensity appears to be deter-mined by a balance between the degree of coagulant hydrolysis before contacting the primary particles and the average size of flocs in the rapid mixing period. These results provide new insights into the role of PACl hydrolysis and will be useful for improving coagulation efficiency.     

显微镜电泳技术研究聚磷氯化铝的混凝特性

采用显微电泳技术和混凝实验研究聚磷氯化铝对100mg/L蒙脱土悬浊水的混凝过程。描述了聚磷氯化铝的电泳特征及其混凝作用特性,并在较低的、相同的碱磷化度B_p（B_p＜1.5）基础上比较聚磷氯化铝与普通聚合氯化铝的混凝特征过程。结果表明,聚磷氯化铝的混凝效能优于聚合氯化铝。     

Features and mechanism for coagulation - flocculationprocesses of polyaluminum chloride

Ｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ－ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅＴａｎｇＨｏｎｇｘｉａｏ；ＬｕａｎＺｈａｏｋｕｎ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎ...     

The effect of coupling coagulation and flocculation with membrane filtration in water treatment： A review

Water supply and sanitation demands are foreseen to face enormous challenges over the coming decades to meet the fast growing needs in a global perspective. Significant growth in the industry is predicted and membrane separation technologies have been identified as one of the possible solutions to meet future demands. Application and implementation of membrane technology is expected both in production of potable water as well as in treatment of wastewater. In potable water production membranes are substituting conventional separation technologies due the superior performance, potential for less chemical use and sludge production, as well as the potential to fulfill hygienic barrier requirements. Membrane Bio-Reactor (MBR) technology is probably the membrane process which has had most success and has the best prospects for the future in wastewater treatment. Trends and developments indicate that this technology is becoming accepted and is rapidly becoming the best available technology (BAT) for many wastewater treatment applications. A major drawback of MBR systems is membrane fouling. Studies have shown that fouling mitigation in MBR systems can potentially be done by coupling coagulation and flocculation to the process.     

三种常见混凝机理为主导条件下絮体特性研究

以模拟低浊微污染水为原水,硫酸铝[Al2 (SO4)3]为混凝剂,考察了3种常见混凝机理(电性中和、吸附架桥和网捕卷扫)为主导条件下絮体的成长过程、二维边界分形维数(Dpf)和比表面积及其与混凝效果的相关性.结果表明:吸附架桥为主导机理下絮体最大增长速率S (0.951)最快,达到稳定后絮凝指数FI最大(3.7%),二维边界分形维数Dpf最大(1.587),絮体呈块状且絮体间出现孔状间隙,比表面积介于网捕卷扫和电性中和之间[网捕卷扫(83.646m2/g)>吸附架桥(98.808m2/g)>电性中和(116.046m2/g)];FI值、S及Dpf变化与浊度去除率相关性较好,其相关系数分别达0.979、0.982和0.963,同时比表面积大的絮体吸附容量大,有机物的去除率高.     

Effects of pre-ozonation on organic matter removal by coagulation with IPF-PACI

Ozone plays an important role as a disinfectant and oxidant in potable water treatment practice and is increasingly being used as a pre-oxidant before coagulation. The purpose of this study is to obtain insight into the mechanisms that are operative in pre-ozonized coagulation. Effects ofpre-ozonation on organic matter removal during coagulation with IPF-PAC1 were investigated by using PDA （photometric disperse analysis）, apparent molecular weight distribution and chemical fractionation. The dynamic formation of flocs during coagulation process was detected. Changes of aquatic organic matter （AOM） structure resulted from the influence of pre-ozonation were evaluated. Results show that dosage of O3 and characteristics of AOM are two of the major factors influencing the performance of O3 on coagulation. No significant coagulation-aid effect of O3 was observed for all experiments using either A1C13 or PAC1. On the contrary, with the application of pre-ozonation, the coagulation efficiency of A1C13 was significantly deteriorated, reflected by the retardation of floc formation, and the removal decreases of turbidity, DOC, and UV254. However, if PACl was used instead of AlCl3, the adverse effects of pre-ozonation were mitigated obviously, particularly when the O3 dosage was less than 0.69 （mg O3/mg TOC）. The difference between removals of UV254, and DOC indicated that pre-ozonation greatly changed the molecular structure of AOM, but its capability of mineralization was not remarkable. Only 5% or so DOC was removed by pre-ozonation at 0.6--0.8 mg/L alone. Fractionation results showed that the organic products of pre-ozonation exhibited lower molecular weight and more hydrophilicity, which impaired the removal of DOC in the following coagulation process.     

混凝研究中的界面过程化学:IPF-颗粒物-水溶液的相互作用

仅以IPF 颗粒物 水溶液的相互作用为例 ,对混凝研究中二界面过程化学领域的进展加以介绍 .研究结果表明 ,经过预制的聚合铝在混凝过程中表现出较好的形态稳定性 ,而传统混凝剂则强烈地受溶液化学过程 ,尤其是溶液pH值的影响 .混凝剂水解聚合形态倾向于在颗粒物表面吸附沉积 ,而直接引发混凝作用 .单体形态则通过转化为聚合、沉淀形态起混凝作用     

不同涡流场形态下混凝效能研究

采用粒子成像速度场仪(PIV)对Taylor-Couette反应器中纯水力流场及添加不同混凝剂的混凝过程进行观测与研究,同时对比聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、三氯化铁(Fe Cl3)的混凝效能与化学条件、水力条件之间的相互关系.结果表明,几种絮凝剂的速度场都较接近于纯水力条件下的速度场,且在波状涡流场中混凝效能最好;Fe Cl3在较宽的转速范围内都能有较高的浊度去除率,而PFS在紊动强度稍大的流场中也能获得好的混凝效能.波状涡流场可为絮凝反应提供最佳的水力条件,而初期波状涡波较有利于产生大粒径絮体,可为后期絮凝反应提供更佳的水力条件.     

混凝处理防止膜污染的作用与机理

通过膜过滤混凝上清液的方法 ,并比较膜进水和透过水中有机物相对分子质量分布的变化 ,探讨了混凝防止膜污染的作用和机理 .结果表明 ,相对分子质量大于 10 0 0的有机物是造成膜污染的主要因素 ,而相对分子质量小于 10 0 0的有机物对膜污染的影响较小 .尽管混凝能有效地去除相对分子质量较大的有机物 ,但混凝防止膜污染的效果与其投加量有密切的关系 .较低的混凝投加量 (2 5mg·L- 1 )防止膜污染的效果较差 ,较大的投加量 (>5 0mg·L- 1 )防止膜污染的效果较好 .UV2 54能更好地反映有机物对膜污染的影响程度 ,如何有效地去除这类有机物是防止膜污染的关键 .混凝防止膜污染的效果与去除相对分子质量大于 10 0 0的UV2 54的程度密切相关 .试验结果表明 ,混凝去除这类有机物的效果达到 5 0 %时 ,可有效地防止膜污染