磁混凝技术在水处理领域中的研究与应用进展

系统总结磁混凝加载作用机理、磁种理化性质以及水处理工程应用现状,针对工程应用中出现溶解性有机物去除难、磁种吸附性低、药剂运行成本的问题,研究强化磁混凝技术,技术包括:磁种改性(磁性絮凝剂、磁性吸附剂)、磁混凝耦合技术,分析不同强化磁混凝技术优劣势和技术应用中存在的难点,总结出纳米磁性材料(粒径50~200 nm)、耦合技术是强化技术的发展方向,未来研发应着重进行特异性磁种机理研究,制备廉价、高稳定性、吸附性的纳米磁性材料,耦合技术推广应用以及超导磁分离设备的研发。

铁氧体应用于水中污染物去除的研究进展

针对铁氧体吸附去除水中重金属、无机非金属和有机污染物,并通过改性及官能化制成铁氧体复合材料提高其吸附容量的研究进行了归纳总结。对铁氧体吸附剂未来发展趋势进行了展望,认为铁氧体掺杂的稀土可拓展到稀土生产废弃物和稀土尾矿的利用,以实现废弃资源的再利用,提高经济效益;充分利用废水中的物质如金属离子,进一步研究铁氧体的原位生成技术,简化铁氧体的制备方法,同时达到"以废治废"的目的;寻找新型具有高吸附容量、低成本、可循环利用的官能化基质材料,以提升铁氧体的吸附性能;铁氧体除了可作为吸附剂且具有磁性以外,还可作为催化剂,若与其他物质(例如ZnO)结合,可以拓展可见光的吸收范围,以用来拓展污染物去除的种类及效果。

吸附架桥机理主导下APAM的多级絮凝效能

对吸附架桥机理主导下阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的絮凝过程进行了研究,通过改变絮凝剂投加工况,对比分析常规絮凝与多级絮凝在污染物去除效果、絮体性能、絮体生长动力学与污泥调理能耗等方面的差异。结果表明,相同投药量下,两级絮凝的出水浊度低于三级絮凝和常规絮凝,两级絮凝在最少的APAM投加量(2 mg/L)下达到最低的出水浊度(19.53 NTU);与常规絮凝相比,两级絮凝的絮体成长速率、平均粒径和沉降速率分别增加12.67%、30μm、36.74%。两级絮凝在投加间隔为240 s、投配比为1∶1条件下絮凝效能最优,出水浊度为15.34 NTU,絮体沉降速率为1.1 NTU/s,絮体密度达到1.123 4 g/cm^(3)。絮体破碎再絮凝过程中,两级絮凝与常规絮凝破碎后均能恢复至破碎前水平,但破碎后均出现不可逆的絮体结构破损,粒径在0~100μm的絮体颗粒增多,粒径>400μm的絮体减少,破碎后两级絮凝的絮体强度因子(68.15%)高于常规絮凝(41.63%),两级絮凝的絮体强度和抗破碎剪切能力更高。在剩余污泥调理方面,两级絮凝产生的污泥只需要投加40mg/L的APAM就可以达到最低的滤饼含水率(75.5%)。因此,两级絮凝可以显著提升除浊效能与絮体性能,是强化絮凝的发展方向。