水合二氧化锰界面特性及其除污染效能

研究了水合二氧化锰(δMnO2)的界面特性及其吸附性能.考察了δMnO2的比表面积、粒径分布、表面官能团及ζ电位;探讨了δMnO2对水中亚砷酸盐及腐殖酸的吸附去除效能.结果表明:δMnO2的比表面积为117.4m2·g-1,体积平均粒径为0.11μm;δMnO2表面具有丰富的表面羟基(Mn-OH);随着pH值由1.9升高至10.7,δMnO2的ζ电位由+22.7mV降低至53.5mV,其零电荷点在pH3.0附近.δMnO2对亚砷酸盐(As(III))及腐殖酸(HA)均表现出优良的吸附去除效能,其单位δMnO2质量的最大吸附量分别为137μgAs(III)·mg-1δMnO2和1.01mgTOC·mg-1δMnO2.亚砷酸盐与腐殖酸共存时,腐殖酸的存在使得亚砷酸盐的去除率下降10%—28%;而亚砷酸盐对腐殖酸的去除无明显影响.

腐殖酸在水合二氧化锰表面的吸附行为

研究了腐殖酸在水合MnO2 (S) (δMnO2 )表面的吸附行为 .考察了不同分子量分布范围腐殖酸的吸附性能 ,探讨了阳离子对吸附行为的影响及其可能作用机理 ,并利用FTIR光谱对吸附行为进行了光谱学研究 .结果发现 ,具有较高分子量的腐殖酸HAa 的吸附去除率比具有较低分子量的腐殖酸HAb 高 3 0 % ,表明腐殖酸分子量越大越倾向于吸附在δMnO2 表面 .Ca2 + 较Mg2 + 更能促进腐殖酸在δMnO2 表面的吸附 ;紫外 -可见吸收光谱分析表明Ca2 + 较Mg2 + 具有更强的与腐殖酸络合的能力 ;此外 ,ζ电位测定发现 ,1 0mmol·L- 1 Mg2 + 使δMnO2 的 ζ电位由 -3 7mV(pH =7 9)升高至 -9mV(pH =6 5 ) ,而 1 0mmol·L- 1 Ca2 + 则使ζ电位升高至 + 7mV(pH =7 2 ) .FTIR光谱的结果证实了腐殖酸在δMnO2 表面的吸附 ,并表明腐殖酸的羧基及δMnO2 的表面羟基 (Mn OH)在吸附过程中起着重要作用 .上述结果表明 ,腐殖酸性质。

高锰酸钾强化三氯化铁共沉降法去除亚砷酸盐的效能与机理

研究了不同水质条件下KMnO4强化FeCl3 共沉降去除亚砷酸盐 [As(Ⅲ ) ]的效能与机理 .考察了pH值、天然有机物(NOM )等因素对As去除效能的影响 .结果表明 ,投加KMnO4显著提高了FeCl3 共沉降除砷 (FCP)工艺对As(Ⅲ )的去除效能 .随着Fe(Ⅲ )投量由 2 0mg/L增大到 8 0mg/L ,对于FCP工艺 ,As去除率由 4 1 3%提高到 75 4 %;而对于KMnO4 FeCl3共沉降除砷 (POFCP)工艺 ,As去除率则由 6 1 2 %提高至 99 3%.FCP及POFCP工艺对As的去除率均随着pH值的升高而升高 ;与FCP工艺比较 ,pH值对POFCP工艺除As效果影响较小 ;NOM降低了FCP工艺对As的去除率 ,而对POFCP工艺无明显影响 .KMnO4的氧化作用是强化As(Ⅲ )去除效能的主要因素 ,而KMnO4的还原产物水合MnO2 (s)对As(Ⅲ )也具有一定的去除能力 .POFCP工艺是强化去除水中As(Ⅲ ) ,以保障安全饮用水供给的有效方法 .

高锰酸钾与氯联用消毒控制饮用水中三卤甲烷生成量

主要考察了高锰酸钾与氯联用消毒工艺的化学安全性。研究了氯投量、高锰酸钾投量、Br^-浓度和pH值等因素对高锰酸钾与氯联用消毒工艺三卤甲烷(THMs)生成量及生成形态的影响。结果表明：氯投量对THMs生成量及生成形态有显著影响。随着氯投量的增大，THMs生成量显著升高，且溴代三卤甲烷(Br-THMs)占主要部分。高锰酸钾投量对THMs生成影响较小。THMs与Br-THMs的生成量随着Br^-浓度及pH值的升高而增加。与单独氯消毒工艺比较，高锰酸钾与氯联用消毒减少了氯投量，降低了THMs的生成量。高锰酸钾与氯联用消毒工艺在保障饮用水的化学安全性上优于单独氯消毒工艺。

优质饮用水供给及其健康风险控制技术系统

2008年北京奥运会是我国历史上主办的最重大国际赛事，对我国经济社会发展、展现我国现代化新形象具有重要意义。创造良好的政治、社会和人文环境是成功举办奥运会的重要保障。其中，保证奥运中心区生活饮用水的安全、健康、优质是奥运会成功的最基本条件之一，也是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”三大理念的具体体现。为了办好北京2008奥运会，共建设了包括国家体育场、国家游泳中心等在内的共计28个体育场馆和辅助设施，每个设施都对安全、优质的直接饮用水有重要需求。

铁锰复合氧化物的制备及其吸附除砷性能

采用共沉淀法制备了新型铁锰复合氧化物吸附剂,并对其表面特性及除砷性能进行了初步研究.ξ电位测试表明,铁锰复合氧化物pHzpc在6.0附近,SEM/EDX表征证明吸附剂表面Fe和Mn的相对摩尔比为3∶1;铁锰复合氧化物对As(V)和As(Ⅲ)均表现出很强的吸附能力,并且吸附速度快,在60min内即可达到平衡吸附容量的80%;该吸附剂在天然水环境pH范围内均有良好吸附除砷能力,磷酸根、硅酸根、碳酸根等阴离子对除砷效果有不同程度的影响,其余共存阴、阳离子及天然有机物在中性水环境中对除砷效果影响不大;采用Langmuir吸附等温线能较好地描述铁锰复合氧化物吸附As(V)的过程(R2=0.997),而Freundlich方程能较好地拟合As(Ⅲ)的吸附过程(R2=0.989),对As(V)与As(Ⅲ)的饱和吸附容量分别达到227mg·g-1和312mg·g-1.

活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料的制备及去除水中酸性橙Ⅱ的研究

为获得同时具有优良的吸附特性和磁分离性的吸附材料,把活性炭和铁氧化物进行复合,得到活性炭/铁氧化物磁性复合吸附材料.吸附饱和后,用简单的磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来.用共沉淀法制备了活性炭与铁氧化物质量比分别为3∶2和3∶1的磁性复合吸附材料,并用磁强计、BET比表面测定仪、XRD和扫描电镜对其进行了表征.考察了制备温度对复合吸附材料磁性的影响,研究了磁性复合材料吸附去除水中偶氮染料酸性橙Ⅱ的动力学、等温线及pH的影响.结果表明,不同温度条件下制备的复合吸附材料均有良好的磁性能,铁氧化物的存在对其比表面或者孔结构影响不大;活性炭铁氧化物磁性复合吸附材料对偶氮染料酸性橙Ⅱ的吸附动力学和吸附等温线也表明铁氧化的存在对活性炭的高吸附能力没有影响.

高锰酸钾净水的氧化副产物研究

在高锰酸钾预氧化条件下 ,对北京京密引水渠水和松花江水进行混凝处理 ,并将原水与出水水样经色谱 质谱联用仪分析 ,以 1997年美国国家环保局 (USEPA)提出的饮用水规程和健康建议为标准 ,初步探讨了高锰酸钾净水过程中产生的副产物是否对人体有毒害作用 .试验结果表明 :在试验条件下 ,尚未发现高锰酸钾氧化生成USEPA规定的有毒有害副产物 ,并认为其原因可能与高锰酸钾氧化作用方式以及氧化过程中生成的新生态水合二氧化锰的吸附作用有关 .

硫自养反硝化去除地下水中硝酸盐氮的研究

研究实际地下水硫自养反硝化动力学过程,考察季节因素(温度)对动力学的影响,实验结果表明,地下水升流式硫自养滤柱反硝化动力学符合1/2级动力学模型,其反应速率常数受温度的影响很大,用阿仑尼乌斯方程计算硫自养反硝化活化能为80.38 kJ/mol。硫自养反硝化产生的硫酸根与反硝化掉的硝酸根离子呈线性相关。在地下水不经任何预处理的条件下,硫自养反硝化仍能有效地脱除地下水中的硝酸盐,反应器出水的pH值仍维持在中性范围。

有机工业废水的电化学处理工艺技术原理与应用

该文综述了电氧化、电混凝、电气浮、光电催化等电化学处理有机工业废水的技术原理和应用;阐述了各种电化学水处理工艺及其优缺点;探讨了电化学水处理净化技术的发展方向和应用前景。

基于管网水力模型的独立计量分区优化

管网漏失和水质稳定性是影响供水安全的重要问题,科学合理的独立计量分区(Discrete Metering Area,DMA)管理,可以辅助漏失点定位,控制二次污染。根据北京市某区实际监测数据,开发了供水管网水力水质模型,并应用建立的模型针对该区分析了不同DMA方案的可行性,确定了优化的DMA模式。

北京市供水管网的老化漏失规律模型研究

供水管网漏失的监测难度大,维护费用高。为了有效减少管网漏失率,需要研发管网漏失模型,从而制定合理的监测模式和维护方案。针对管网老化过程,分析了其与管网漏失率的关系,应用决策树方法开发了包含管龄和管径两个因素在内的漏失规律模型。以北京市为例,对主城区19年间(1987年—2005年)由供水管网老化造成的漏失数据进行分析。结果表明,老化漏失管道的管龄服从Weibull分布,管龄为20年左右的管道更易产生漏失。利用建立的漏失规律模型,通过ArcGIS预测了2008年北京市区供水管网的老化漏失分布情况,其结果将用于漏失监测仪的优化布置。

高锰酸钾与氯联用预处理控制三卤甲烷形成的效能与机理

采用人工配水进行试验,探讨了高锰酸钾与氯联用预处理工艺控制THMs形成的效能及机理。结果表明,高锰酸钾与氯联用预处理能有效地控制THMs的形成,因此,采用该方法预处理受污染水源水,可以提高供水安全性。高锰酸钾对三卤甲烷形成的控制作用是多种作用机制共同作用的结果:一方面高锰酸钾的氧化作用对三卤甲烷的形成具有双重影响,另一方面其还原产物新生态二氧化锰在钙离子存在条件下作为凝聚核心吸附去除了部分腐殖酸分子,此外,新生态的二氧化锰明显改善了三氯化铁的凝聚性能,提高了混凝对三卤甲烷前质的去除率。

高锰酸钾强化氯胺消毒技术研究

以细菌及总大肠菌群作为检测指标,采用人工配水考察了氯胺、高锰酸钾单独消毒和二者联用灭活水中指示微生物的效果以及联用消毒时的三卤甲烷生成规律。结果表明,高锰酸钾与氯胺联用对指示微生物的灭活效果好于这两种消毒剂单独使用时的效果,且两者在降低细菌总数及总大肠菌群方面存在协同作用;在通常的高锰酸钾投量范围内( <2mg/L),高锰酸钾与氯胺联用可以进一步降低三卤甲烷的生成量,使处理出水的化学安全性和微生物安全性均得到了提高。

次氯酸钠氧化—磷酸铵镁沉淀法处理草甘膦废水并回收磷

针对草甘膦废水处理与磷回收难题,研究了次氯酸钠氧化草甘膦与磷酸铵镁沉淀法回收磷工艺的可行性。实验结果表明,次氯酸钠氧化草甘膦的最佳工艺条件为:次氯酸钠加入量109 g/L,溶液pH为9.0,氧化时间20 min。次氯酸钠氧化草甘膦的主要降解途径为:C—N键断裂生成羟基乙酸和乙酸;C—P键断裂生成磷酸(主要反应)。正交实验得到的磷酸铵镁沉淀法回收磷的最佳工艺条件为溶液pH 9.0、镁磷摩尔比1.2、氮磷摩尔比1.4、反应时间15 min,在此条件下磷酸盐回收率达99.3%。XRD图谱证实所得固体主要成分为磷酸铵镁。

高锰酸钾与氯胺联用预处理控制三卤甲烷生成

考察了高锰酸钾与氯胺联用预处理工艺对三卤甲烷(THM s)形成的控制作用.结果表明,在通常给水处理的高锰酸钾投量范围内(<2 mg/L),高锰酸钾与氯胺协同预处理可以有效降低THM s的生成量,高锰酸钾对三卤甲烷形成的控制作用是由多种作用机制共同作用的结果.与投药总量相同的单独氯胺工艺相比,采用高锰酸钾与氯胺联用预处理工艺,可以在提高消毒效果的前提下,进一步减少THM s的生成量.因此,采用该技术可以使预处理后水质的化学安全性和微生物安全性均得到提高.

五种预氧化工艺处理污染原水的消毒性能比较

观察了水中腐殖酸和乳糖蛋白胨培养液的含量变化对高锰酸钾、氯、氯胺单独处理工艺及高锰酸钾与氯或氯胺联用工艺消毒效果的影响.结果表明,有机物浓度越高,高锰酸钾与氯或氯胺联用工艺与单独氯或氯胺工艺消毒效能相比所占优势越明显,尤其是当水中含有大量有机氮化合物时,采取高锰酸钾与氯或氯胺联用能更有效提高预处理时消毒效能.对有机污染严重的水源水进行预处理时,高锰酸钾与氯或氯胺联用预氧化能够减少有机物对消毒效果的影响,发挥预处理工艺对致病微生物的多级屏障作用,保障供水安全.

北京市某区供水管网水质变化研究及模拟

管网水质稳定性是安全供水的一个重要问题,因此需要研究管网中水质变化规律。由于管道的封闭性,通常很难进行大面积管网水质监测。管网水力与水质模型为研究管网水质变化提供有力支持。通过实际监测和实验室内管段模拟试验分析了北京市某区供水管网中水质变化的规律,建立了供水管网水力水质模型,并应用建立的模型模拟了该区管网水质的变化过程。

应用遗传编程分析管网漏失监测信号

针对北京市供水管网漏失声学监测系统存在大量误报的问题,进行了现场信号衰减试验,并建立了信号在管道中传播的衰减模型;收集了报漏数据和实际漏失排查结果,采用遗传编程,开发了漏失监测信号判别模型,为辅助漏失排查提供了支持,提高了用户对管网漏失监测系统的使用效率。

高锰酸钾与氯协同预处理控制三卤甲烷的生成

采用气相色谱法,以实验室配水为试验水样探讨了KMnO4与Cl2协同预处理对THMs生成的控制作用．观察了Cl2投量、KMnO4投量对THMs生成量及生成形态的影响,并与单独Cl2消毒时进行比较．结果表明,Cl2投量是影响KMnO4与Cl2协同消毒工艺THMs生成的主要因素;与投药总量相同的单独Cl2消毒相比, 果用KMnO4与Cl2协同消毒,可以减少THMs的生成量,随消毒剂投量的增大,将显著控制THMs的生成．