聚合硅酸镧絮凝剂的制备及其在高浊水中的深度除磷应用

针对高浊污水深度处理中聚合氯化铝除磷低效问题,设计出一种新型高效除磷剂-聚合硅酸镧(PLSC)。样品表征数据显示,聚合硅酸分子结构中部分硅被镧取代形成La-OH和Si-OLa基团,对磷去除效果进一步强化。实验数据结果显示,在高浊水中PLSC深度除磷时pH、温度、离子强度等适用范围广,呈现出高效除磷行为。利用FTIR、Zeta电位和SEM-EDS手段分析PLSC除磷机理,探讨发现PLSC表面La-OH对磷具有极强吸附作用,其中La与P络合方式主要以双齿双核为主。当高岭土存在时La与P络合方式由双齿双核向单齿单核转变,促进PLSC对磷去除效果。

自动电位滴定法检测水中总碱度的应用

研究进行手工滴定法和自动电位滴定法检测水中总碱度的方法对比分析,对空白样品、质控样品和不同类型实际水样的总碱度进行检测,所有检测结果均符合试验要求,检测结果可靠。检测空白样品计算出手工滴定法检出限为2.4 mg/L,测定下限为9.5 mg/L。自动电位滴定法检出限为0.5 mg/L,测定下限为2.1 mg/L,明显低于手工滴定法。检测不同浓度质控样品,自动电位滴定法相对标准偏差≤0.46%,相对误差≤0.22%,手工滴定法相对标准偏差≤1.46%,相对误差≤2.79%;对实际样品进行平行双样分析,自动电位滴定法相对偏差为0.05%~0.43%,手工滴定法相对偏差为0~2.99%,皆可表明自动电位滴定法有更好的精密度和准确度,检测结果更稳定。对33组实际水样检测结果进行配对t检验,结果为P=0.146(>0.05),表明两种方法无显著差异。手工滴定法不同人员间检测结果相对偏差为0.30%~2.03%,人员偏差明显。对不同浑浊度水样进行加标回收试验,手工滴定法加标回收率为90.0%~108.0%,自动电位滴定法加标回收率为95.8%~104.2%。55 NTU以下水样摇匀和静置后检测结果间相对偏差,手工滴定法<3.7%,自动电位滴定法<1.5%,表明是否摇匀对检测结果无明显影响。相比于手工滴定法易被检测人员熟练程度、专业技术水平、对颜色敏感程度等因素影响,自动电位滴定法更能兼顾准确性和工作效率,实现智能化检测。生活饮用水领域需要尽快弥补总碱度国家标准方法空缺。

重力驱动超滤技术处理高浊水的效能及机制研究

重力驱动超滤工艺(GDM)具有低维护、免清洗等特点,是农村净水的实用技术;然而,季节型高浊/暴雨型高浊给GDM系统稳定性造成了巨大挑战。研究构建了间歇曝气耦合GDM工艺直接过滤高浑浊度水,并探究了GDM工艺长期运行的通量稳定机制和净水效能。结果表明,GDM工艺可在无反冲洗条件下长期稳定运行,且耦合曝气后显著提升GDM稳定通量(38.81%),对UV254、氨氮、高锰酸盐指数的平均去除率分别达62.22%、31.04%、33.86%。间歇曝气可促使滤饼层变得疏松多孔,提升滤饼层内的微生物多样性,强化了生物滤饼层对污染物的降解效能。因此,GDM工艺可有效应对水源水季节型高浊/暴雨型高浊问题。

洛川给水厂高浊水预处理效果研究及优化建议

陕西省洛川县地处渭北黄土高原沟壑区,县区内河流在春季融雪期和夏季暴雨期泥沙悬浮物含量高,浊度骤升,用作供水水源时,严重影响制水效率,影响出厂水质。基于此,洛川给水厂增设调蓄池,一方面可对原水进行预沉处理,一方面进行水量调控保障不间断供水。通过对比分析调蓄池投入运行前后降水量与进厂水浊度变化,对改善水厂进水水质,降低药剂投加成本效果显著,为汛期高浊地表水处理提供了解决思路。

全自动高锰酸盐指数分析仪在高浊度环境水样分析中的应用

为了提高高浊度环境水样中高锰酸盐指数测定的效率,并保证分析结果的准确度,采用全自动高锰酸盐指数分析仪测定高浊度环境水样高锰酸盐指数。重点考察了该分析仪对高浊度环境水样高锰酸盐指数测定的适用性,并与手工法进行了比较。结果表明:根据高锰酸盐指数有证标准物质的测定结果,使用全自动高锰酸盐指数分析仪进行分析,测量偏差小,准确度良好。根据不同浊度水样对于高锰酸盐指数测定结果,测定值随着水样浊度的增加而明显变大,但全自动法比手工法更接近于真值。当仪器应用于高浊度环境水样(>100 NTU)高锰酸盐指数测定时,重复性测试相对标准偏差(RSD)在3.31%~5.26%之间;采用手工法分析相同样品,RSD在10.02%~13.42%之间。与手工法相比,基于全自动高锰酸盐指数分析仪的分析技术对高浊度水样高锰酸盐指数分析具有更好的准确度与重复性。本方法兼具分析效率高、操作简单等诸多优点,可以在环境监测高浊度水样高锰酸盐指数分析领域广泛应用。

季节性高浑浊度原水的处理研究

西江流域在每年5月-8月间,上游的强降水导致下游原水浑浊度上升,对下游水司的生产造成影响。通过静态混凝搅拌试验,研究了聚合氯化铝铁(PAFC)和聚合硫酸铁(PFS)2种絮凝剂和高锰酸钾复合盐(PPC)助凝剂对高浊度原水的处理效果。结果表明:PAFC对中高浊度原水的处理效果较好,原水浑浊度200 NTU以下,建议投加量为10~20 mg/L;PFS对中高浊度原水的处理效果同PAFC相当,对更高浊度原水的处理更有优势,原水浑浊度达到500 NTU,单独投加PFS 80 mg/L或复合投加PFS 40 mg/L、PPC 0.5 mg/L,处理后的剩余浊度可以满足滤前水的要求。

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.

含沙高浊水架桥絮体的质量分形

处理含沙量在20～30kg/m3以上的高浊水时须采用高分子絮凝剂,然而对架桥絮体的构造特征却知之甚少,为此采用沉降及图像分析技术,探讨了含沙高浊水架桥絮体的分形结构特征。结果表明,稳态絮体具有多孔、开放的分形结构,渗透率较大。这种分形构造对絮体的混凝及沉降性能影响显著,质量分维值不同则沉速差异较大。

高浊度水混凝动力学机理与工艺设计

高浊度水混凝属吸附架桥作用机理 ,与常规低浊度水混凝工艺有显著差异 ,通过研究提出了其动力学作用机理 ,阐述了其最佳混凝工艺设计、运行要点。

含沙高浊水最佳絮凝条件的确定

在含沙量为85kg/m3的悬浊液中投加阳离子高分子聚合物,研究不同絮凝条件下絮体的自由沉速、结构密实程度、浑液面沉速与上清液余浊等的变化规律。利用“分维”作为定量控制参数研究含沙高浊水絮凝效果达最佳时的絮凝条件(如搅拌速率、搅拌时间、高分子浓度等),探讨了最佳絮凝条件下不同原始泥沙浓度对絮体分形结构的影响规律。实验得出85kg/m3泥沙絮体结构密实性达最佳时的水力剪切强度Gt值存在两个临界值:快速絮凝阶段G1t1=2350,慢速絮凝阶段G2t2=12420。

纳米级Al_2O_3陶瓷膜通量衰变实验研究

实验研究了纳米级氧化铝陶瓷膜处理高浊度水时膜通量衰减变化规律,比较了几种酸碱清洗剂(HCl、NaClO、 HNO3、NaOH)的作用及效果。发现在周期性反冲洗条件下,膜通量衰减明显减缓,而HNO3虽然清洗效果好,但由于具有很 强的腐蚀性,不宜作清洗剂。

超滤处理高浊度原水系统的正交试验设计

利用正交试验设计原理对超滤处理高浊度原水系统运行的操作参数进行了试验研究,通过4因素3水平的正交试验,找到了较优的操作条件,并对系统设计、选择操作参数进行了分析探讨。结果表明影响超滤处理高浊度原水系统运行的操作参数从主到次的顺序为:浓缩口压力(C)、进水口压力(B)、运行时间(D)及原水浊度(A);优方案为A1B3C3D1,即原水浊度为150NTU、进水口压力为90 kPa、浓缩口压力为50 kPa、运行时间为30 min。

强化水旋澄清池技术处理黄河高浊度水的试验研究

由于兰州段夏季黄河水的浊度较高,直接影响了自来水厂的正常运行,而目前水厂所用工艺无法满足高浊度水的处理要求,因此,采用自主研究开发的具有特殊结构的水旋澄清池对黄河高浊度水进行了强化处理的试验研究。研究结果表明:在多点投药混合方式下,强化水旋澄清池可提高浊度的处理效果;若在投加无机絮凝剂PAC后,再投加有机絮凝剂PAM进行复配作用,不仅可降低无机絮凝剂的用量,节约制水成本,而且提高了自来水厂的出水水质;结果也表明该水旋澄清池技术能够推广应用于黄河高浊度水的强化处理工艺中。

两性聚电解质在黄河高浊度水中的应用

本文合成了一系列不同阴、阳离子度的强碱弱酸型的两性聚电解质[丙烯酰胺(AM)-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)-丙烯酸(AA)共聚物]。研究了阴、阳离子单体的配比对两性聚电解质分子量的影响;以及两性聚电解质阴、阳离子度对絮凝效果的影响。并将所合成的两性聚电解质作为絮凝剂,首次应用到黄河高浊度水的处理中。填补了国内两性聚电解质高分子絮凝剂应用于上水的空白。研究结果表明:在等电点范围内的两性聚电解质对黄河高浊度水的絮凝效果明显优于传统的非离子型、阳离子型及阴离子型絮凝剂。

几种絮凝剂的透光脉动性能研究

通过理论分析和实验研究,以流动高浊度原水为研究对象,首次考察了PAM、PAC、PAF和PFS几种絮凝剂在絮凝过程中的透光脉动值变化。结果表明,不同种类絮凝剂投加条件下所形成的絮凝体具有不同的特性,能及时反映各种变化因素对混凝效果的影响。

高浊高铁锰矿井水回用处理实验研究

针对高浊高铁锰矿井水的水质特性，分别采用普通石英砂、普通锰砂以及经过KMnO4溶液改性后的石英砂和锰砂等滤料进行除浊、除铁和除锰的过滤实验研究．结果表明，以上几种滤料具有良好的除浊效果，去除率达99％以上；且均能有效除铁，对铁的去除率在93％以上．经5％KMnO4改性后的锰砂滤料（滤速为6～8m／h）具有较好的去除铁和锰的效果，出水铁和锰浓度都在0．1mg／L以下，能够满足回用水的水质要求，且滤池启动快、除锰效果持续时间长．

混凝浑液面沉速与混凝剂投加量的关系研究

探讨了黄河高浊度水混凝沉淀浑液面沉速与自然沉速之间的相关性,经过对实验数据进行线性回归提出了混凝过程中浑液面沉速与自然沉速、含沙量、PAM投加量之间的经验公式。运用该经验公式得出的浑液面沉速计算值与实测相对误差在0.43%～12.27%之间。

高浊度矿井水处理中絮凝剂的优选研究

针对高浊度矿井水悬浮物含量大、粒径小、体积质量小、与絮凝剂亲和能力弱的水质特点,开展了以自制粉煤灰基复合高分子絮凝剂、聚合氯化铝、聚合硫酸铁为对象的优选试验研究.采用烧杯试验与反应器连续进样扩大试验相结合的方法,并就絮凝效果与综合成本进行分析.结果表明:在相同反应条件下,自制粉煤灰基复合高分子絮凝剂无论在普适性、处理效果,还是在处理成本方面都具有优势,适合在高浊度矿井水处理中推广拥有.

基于量纲分析的氧化铝陶瓷膜通量关联式的研究

通过量纲分析,建立了氧化铝陶瓷膜在处理高浊度水时,影响膜通量变化的压力、膜孔径、膜管长度、膜面流速、原水浊度、工作时间以及温度等因素之间的关联式.并通过试验,针对膜通量的快速衰减期以及相对平缓期,分别分析求解了各项系数.通过分析比较发现,20℃时关联式相对于实测数据的平均相对误差仅为1.5%,由此证明利用量纲分析得出的膜通量衰减关联式较好地反映了实验结果.

改性粉煤灰负载壳聚糖处理高浊水的研究

利用改性粉煤灰负载壳聚糖处理高浊水,研究了质量比、搅拌时间、投加量和pH对除浊性能的影响。结果表明,当壳聚糖与改性粉煤灰质量比为0.1、搅拌时间为30 min、投加量为3 g/L、pH为7~8时,除浊效果最佳,除浊率高达98%。