混凝沉淀法处理锑离子的影响因素及动力学研究

研究了聚合硫酸铁(PFS)对含锑(Sb)废水的处理效果,探讨了pH值、初始质量浓度、沉淀时间、石灰乳投加量及温度对PFS处理含锑废水的影响。结果表明,pH值对锑离子的去除有重要影响,碱性条件有利于锑离子的去除,当pH=9时,去除率达到96.81%。在PFS和石灰乳投加量一定的情况下,去除率随着初始质量浓度的升高而下降。沉淀时间对锑离子的去除有一定影响,随着时间的延长,去除率增大,当沉淀时间为90min时,水中锑离子基本沉降完全。石灰由于质优价廉,常被用来调节废水pH值,但大量石灰加入水中会引起沉渣过多,使得二次处理困难,因此选择用NaOH和HCl调节废水pH值,并定量投加石灰的方法处理废水。对初始质量浓度为5.0 mg/L的含锑废水,PFS和石灰乳投加量均为500.0 mg/L时去除率可达98.0%。温度对PFS处理含锑废水的效果影响不大,随着废水初始质量浓度的升高,温度的影响逐渐显著,温度升高导致去除率增大。PFS去除锑离子的过程符合二级线性动力学方程。     

顶空固相微萃取-气相色谱质谱法测定水中硫醚类研究

环境水体中的含硫有机物厌氧分解或藻类死亡腐烂后会产生硫醚类物质,这些物质对人体的中枢神经系统具有毒害作用.建立了顶空固相微萃取-气相色谱质谱法,是一种可以同时测定水中4种硫醚类的检测方法.4种硫醚类污染物的最佳固相微萃取条件:型号为85 μm CAR-PDMS涂层的纤维头,氯化钠加入量为4.00g,萃取温度为40℃,萃取时间25 min,萃取速度为20 mm/s,解析时间3 min.在此固相微萃取条件下,可以获得满意的4种硫醚类污染物的响应值和回收率.4种硫醚类的纯水加标回收率范围为81.1％ ～110％,地表水加标回收率范围为80.1％～100％,地下水加标回收率范围为80.0％ ～ 103％,污水加标回收率范围为80.3％ ～ 103％,相对标准偏差均小于10％,检出限为0.001～0.020 μg/L,4种硫醚在0～ 20.0 μg/L范围内线性良好,回归方程的相关系数均大于0.995.该方法简单实用、准确可靠,可用于地表水、地下水、污水中4种硫醚类的同时测定.     

饮用水中微囊藻毒素臭氧降解效能及影响因素研究

对臭氧氧化去除饮用水中微囊藻毒素RR及LR的降解效能、反应动力学进行了试验研究,讨论了藻毒素初始质量浓度、pH值、羟基自由基(·OH)抑制剂(HCO-3)、溶解性有机碳(DOC)质量浓度对降解的影响.结果表明:整个降解过程符合一级动力学反应方程,降解速率常数与藻毒素初始质量浓度无关;pH值的升高、HCO-3和DOC的存在都会降低藻毒素的降解效率.在液相臭氧质量浓度为8.20 mg·L-1,pH=7.0,温度为(25±1) ℃,反应时间30 min的条件下,MC-RR降解速率常数k=7.80×102 min-1,去除率达90.0%;MC-LR降解速率常数k=1.06×101 min-1,去除率达96.3%.     

天然浮石去除水中As(Ⅴ)的试验研究

通过静态吸附试验,研究了天然浮石对高砷地下水中As(Ⅴ)的吸附去除效果及影响因素.结果表明,增加浮石投加量,As(Ⅴ)的去除率随之逐渐升高,但当浮石投加量超过10 g/L时,继续增加浮石投加量,As(Ⅴ)的去除率趋于平稳.随吸附时间延长,As(Ⅴ)的去除率逐渐升高,9h后吸附达到平衡.浮石对As(Ⅴ)的吸附量随As(Ⅴ)初始质量浓度增大而升高,而As(Ⅴ)的去除率则随之降低.酸性条件下(pH=2～6),浮石对As(Ⅴ)的去除效果较好,当pH=4时,浮石对As(Ⅴ)的去除率最高;在碱性条件下(pH＞7),浮石去除As(Ⅴ)的效果较差,并且,随pH值增大,As(Ⅴ)的去除率降低.采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型分别对吸附数据进行拟合,浮石对As(Ⅴ)的吸附符合Langmuir等温吸附规律,其饱和吸附量为2.53 mg/g.采用准一级和准二级动力学模型对吸附平衡前的数据进行拟合,准二级动力学模型更符合浮石吸附As(Ⅴ)的动力学过程.研究表明,天然浮石是一种能够有效吸附高砷地下水中As(Ⅴ)的吸附剂.     

高铁酸钾-过硫酸钠降解萘的效能及机理研究

为了绿色且高效地治理多环芳烃萘污染地下水,采用高铁酸钾-过硫酸钠体系降解萘,考察高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比、pH值和温度对萘降解效果的影响,并探究反应动力学和降解机理。研究显示,当温度为25℃,pH值为5.0,高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比为1∶2时,在50 min时萘最佳降解率为82.3%。采用一级反应动力学方程对萘的降解曲线进行拟合,发现其反应速率k为0.030 2 min^-1,远高于高铁酸钾体系的0.007 4 min^-1和过硫酸钠体系的0.003 4 min^-1的总和,表明高铁酸钾-过硫酸钠体系存在协同作用。通过对高铁酸钾-过硫酸钠体系中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化测定,显示该体系可以活化过硫酸钠且Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化与萘的降解试验结果吻合。采用自由基猝灭试验和电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)技术探究高铁酸钾-过硫酸钠体系中的活性氧化物种,发现羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(·SO^-₄)都参与了...     

UASB去除猪场废水有机物影响因素研究

为有效解决畜禽养殖废水有机物的污染问题,采用UASB小试装置处理某猪场养殖废水,考察容积负荷、pH值、温度及回流比等因素对UASB去除有机物效果的影响,并对稳定运行期颗粒污泥的粒径和生物相进行观察。结果表明,UASB能有效去除猪场养殖废水中的有机物,其处理效果与容积负荷、pH值、温度、回流率等因素有关。在容积负荷、pH值、温度、回流率分别为3.68 kg COD/(m3.d)、7.0、35℃和40%的条件下,UASB对COD的去除率稳定在85%左右。厌氧颗粒污泥的形成(颗粒污泥粒径为1.0~2.0mm时,污泥质量占总量的69.56%)及污泥表面丰富的细菌群落为UASB高效的处理效能奠定了基础。     

饮用水中卡马西平的臭氧和二氧化氯降解研究

采用臭氧(O3)和二氧化氯(ClO2)2种消毒方式对饮用水中卡马西平(CBZ)进行氧化降解,考察了不同影响因素(pH值、温度)条件下的氧化动力学,并通过对CBZ降解副产物的确定推测了2种消毒条件下CBZ的降解途径.结果表明,序批式条件下O3和ClO2对CBZ的降解均遵循二级反应动力学.pH值的升高对CBZ的O3和ClO2降解有负面效果;在10 ～ 25℃范围内,温度对CBZ的O3降解速率常数影响较小,但CBZ的ClO2降解速率常数随温度升高显著升高.采用UPLC-Q-TOF-MS对CBZ的O3和ClO2降解前后样品溶液进行扫描,均检测到8种降解中间产物,2种氧化方式主要通过环化加成、亲电取代(羟基化和氯取代)及杂环上的重排等途径来实现对CBZ结构的破坏.     

改性腐殖酸去除水中氟化物性能研究

以腐殖酸(HA)为原材料,通过络合铝离子改性处理,制备了新型除氟吸附剂(HAAl)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线能谱(EDS)对该吸附剂进行了表征,并系统研究了该吸附剂对水中F-的吸附性能。结果表明:在p H值为4~10时HAAl均对水中F-表现出较高的吸附能力,其饱和吸附量为60.606 mg/g,吸附等温线符合Langmuir方程;吸附动力学可用准二级速率方程描述,表现为化学吸附;共存阴离子Cl-、HCO-3和NO-3对氟的吸附影响较小,HAAl吸附剂除氟率可达85.99%,出水氟质量浓度低于国家饮用水标准;此外,HAAl铝不易脱落,具有优良的稳定性。     

UV-PAC-UF对二级出水中抗生素抗性基因的去除效能及影响因素

针对污水处理厂二级出水中的抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)进行深入研究。采用紫外线(Ultraviolet, UV)结合粉末活性炭(Powdered Activated Carbon, PAC)与超滤(Ultrafiltration, UF)组合工艺对二级出水中的ARGs和有机物进行去除,评价其去除效能并对其影响因素进行分析。结果表明,ARGs经过UV氧化失活后,经过PAC吸附与UF膜的过滤能够得到更为有效的去除;在UV最佳紫外线剂量(40 mJ/cm²)条件下,组合工艺对二级出水中不同类型ARGs(tetA、tetC、tetG、sulI、sulII)的去除量为102.72～103.08 copies/mL,对ARGs去除效果明显增强;浊度和pH值的降低能够使组合工艺更有效的去除二级出水中的ARGs;且组合工艺对各类有机物去除率更高,从而加强对ARGs的去除效果。     

净水污泥对水中氨氮的吸附效能研究

采用自来水厂产生的废弃物——净水污泥制备吸附剂,研究了吸附剂制备条件及改性方法对氨氮去除效果的影响。通过EDX、XRD、FTIR、SEM和BET分析可知,净水污泥富含金属元素,表面粗糙,比表面积较大。正交试验结果表明,当焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h、净水污泥吸附剂的粒径为125~150μm时,净水污泥吸附剂对模拟废水中氨氮的去除效果最佳。分别采用酸、碱、盐对净水污泥进行改性,发现经3种物质改性的净水污泥吸附剂对氨氮的去除效果均优于未改性净水污泥,且碱改性净水污泥的去除效果最优,对氨氮的吸附量是未改性净水污泥的2.13倍。分别将吸附试验数据与Langmuir方程和Freundlich方程拟合,得出净水污泥对氨氮的吸附符合Langmuir方程。     

偏二甲肼超临界水氧化动力学研究

利用一套连续式超临界水氧化实验装置,以H2O2为氧化剂,在480～550℃、30 MPa条件下,进行了超临界水氧化偏二甲肼实验,建立了COD去除宏观动力学方程.实验结果表明,在超临界条件下,偏二甲肼氧化分解很快,当温度为550℃、压力为30 MPa、停留时间为5.8 s时,COD去除率可高达93.5%以上.偏二甲肼的去除率随反应温度升高、停留时间延长而提高.在H2O2过量50%的情况下,偏二甲肼氧化分解反应对有机物为1.13级,对氧气为0.29级;反应活化能Ea为44.65 kJ·mol-1;指前因子A为4.93×103.     

生物接触氧化技术处理二级出水中的氨氮

采用生物接触氧化技术,以污水处理厂二级出水为处理对象,研究工艺的生物降解过程及脱氮效果,并分析了影响NH3-N去除效果的几种因素.实验结果表明,水力停留时间3 h,进水COD 80 mg/L,进水NH3-N 15 mg/L的情况下,生物接触氧化技术能有效去除二级出水中的NH3-N,平均去除率为47.6%,出水满足GB/T 18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》中的洗车、清扫的要求.     

高锰酸钾与氯胺联合预氧化强化低温低浊水处理

为了探讨对低温、低浊水更为有效的预氧化技术,通过小试考察了高锰酸钾与氯胺联合预氧化工艺在助凝、助滤、去除有机物及减少氯化消毒副产物方面的效能.结果表明:与单独氯胺预氧化工艺相比,高锰酸钾与氯胺联合预氧化具有明显的强化助凝和助滤作用,在最佳质量浓度时,可使沉后及滤后水浊度去除率分别达到94%和98%以上;并具有明显地降低沉后有机污染指标的效能,使沉后水中UV254和CODMn指标分别降低23%和32%;还能够有效地控制THMs的生成,KMnO4质量浓度为2 mg/L时,THMs去除率达85.2%,同时还可去除CHBr2Cl、CHBr3两种副产物.因此高锰酸钾与氯胺联合预氧化是一种对低温低浊水十分有效的水处理技术.     

白酒糟稻壳吸附剂去除水面油污的研究

白酒糟稻壳活性炭吸附剂是一种产率高、悬浮率高、不存在二次污染、对水面油污吸附量大的良好吸附剂.该吸附剂对不同油脂吸附性能不同.本文对两种润滑油进行研究,发现吸附剂对二硫化钼润滑油的吸附容量比钙基润滑脂的大,对二硫化钼润滑油,仅10 min便达到其饱和吸油量6.26 g/g.白酒糟稻壳吸附剂吸收水蒸汽后,对二硫化钼润滑油的饱和吸油量仍为原吸油量的80%～90%.对特定油脂,白酒糟稻壳吸附剂是一种优良的亲油疏水吸附剂.研究结果为废弃物白酒糟稻壳资源化开辟了一条新途径,同时也为水面油污的去除提供了一种新方法.     

连续型超临界水氧化系统出水酸碱性分流试验研究

在用连续型超临界水氧化设备处理废水时,经常发现系统的净化出水pH值变小、排盐出水pH值变大。为了深入研究并揭示其机理,选择原碱性废水中和水、原酸性废水中和水、弱碱性废水、NaCl水溶液、纯自来水和纯NaOH水溶液6种典型水样进行定量试验。结果表明,连续型超临界水氧化系统存在净化出水和排盐出水pH值变化的现象,即使废水在进入系统前调整为中性(pH=7),反应后依然是净化出水pH7,排盐出水pH7。该现象很可能是由于在超临界状态下原水中无机酸根离子和金属阳离子的结晶盐离解生成了H~+、OH~-,随后各自缔合成酸性和碱性物质。缔合的酸性物质留在超临界水中,并随之从净化水出口排出,降低了出水的pH值;缔合的碱性物质混入盐结晶析出物中,随之在亚临界区溶解并经过排盐口流出,而重新溶解的金属氢氧化物增加了排水的pH值。另外,在超临界水氧化反应器复杂的氧化腐蚀环境下也生成了一定量的OH~-和酸缔合物,它们对改变出水pH值有一定作用。酸根离子极难从超临界水氧化系统中分离,因此对碱性废水要慎重中和,特别要慎重选择酸根离子,最好不要用盐酸中和,这是因为其带入的Cl~-会引起超临界系统内的氯腐和系统净化出水口的酸腐。研究表明,因为存在出水pH值的变化,对超临界水氧化系统出水的纯净程度必须予以重新考虑。     

理化因素对锰细菌Arthrobacter chlorophenolicus MN1409氧化Mn2+的影响

Arthrobacter chlorophenolicus MN1409是1株分离自锰矿样品的高效锰氧化细菌。为了建立该菌株氧化Mn2+的适宜条件,研究了接种量、装液量、摇床转速、温度、pH值、Fe2+初始质量浓度和Mn2+初始质量浓度等理化因素对其锰氧化效率的影响。结果表明,接种量、装液量、转速和Mn2+初始质量浓度在一定范围内变化对锰氧化率影响不大;而温度、pH值和Fe2+初始质量浓度变化对锰氧化率有较大影响。当接种量为4%,装液量为60 mL,温度为25℃,摇床转速为100r/min,pH值为7,且有一定的Fe2+存在时,Arthrobacter chlorophenolicusMN1409对锰的氧化效率最高。     

水质对UV/H2O2降解邻苯二甲酸二甲酯反应动力学的影响

研究了不同初始pH值、浊度与常见阴离子浓度等水质条件对UV/H2O2工艺降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)反应速率的影响,并进一步比较了去离子水和自来水中DMP的降解速率.结果表明,UV/H2O2对DMP的光降解过程符合一级反应动力学模型,不同水质条件对降解速率有不同程度的影响.酸性条件较碱性条件更有利于DMP降解; 水的浊度大于7 NTU时,光降解速率常数迅速下降; NO3-、Cl3-、HCO3-等阴离子对DMP降解有抑制作用,且随离子浓度增大,抑制作用增强,3种离子对DMP光降解的抑制程度顺序为HCO3-＞NO3-＞Cl3-.在5个30 W低压汞灯照射下,当H2O2的浓度为20 mg·L-1时,DMP在去离子水和自来水中光降解速率常数分别为0.042 8 min-1和0.031 5 min-1,自来水中的光降解速率常数较去离子水中的低,这可能是水中多种离子影响的结果.     

聚硅酸铝镁锌混凝剂的制备及去除抗生索性能和机理初探

为提高混凝剂对含有抗生素废水的处理效果,首次以氯化铝、氯化镁、硫酸锌、硅酸钠为原料,制备了新型混凝剂聚硅酸铝镁锌(PSAMZ),分别以碳酸氢钠、硝酸钠、高岭土调节碱度(以p(CaCO3)计)、离子强度、浊度,进行混凝模拟试验.研究了混凝剂投加量、碱度、浊度对PSAMZ去除四环素(TC)及土霉素(OTC)的影响.结果表明,混凝剂投加量为0.02 mol/L,碱度为25 mg/L,浊度为10 NTU,OTC最高去除率可达到91.95％;混凝剂投加量为0.03 mmol/L,碱度为25 mg/L,浊度为10 NTU,TC最高去除率可达到90.03％.用光学显微镜和能谱分析等仪器对混凝剂进行表征,并分析混凝剂去除抗生素TC和OTC的作用机理,得出吸附架桥和电中和可能是该混凝剂去除抗生素的主要作用机理.     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。