含细颗粒悬浮物矿井水的混凝沉淀参数优化

针对宝日希勒露天煤矿矿井水中悬浮颗粒物粒径小、难去除的问题,采用单因素与正交实验方法确定了混凝沉淀工艺的最佳参数,分析了矿井水中细颗粒物的混凝机理。结果表明,混凝沉淀的最佳工艺参数为聚合氯化铝(PAC)投加量50 mg/L,非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)投加量5.0 mg/L,快速搅拌(300 r/min)时间1 min,慢速搅拌(50 r/min)时间8 min,静置时间5 min;在最佳工艺条件下,悬浮物(SS)质量浓度为5.0 mg/L,去除率为99.1%,相比单独投加PAC时,10μm以下的细颗粒物去除率提高了25.9%,矿井水的ζ电位由-40.9 mV降低至-16.3 mV,说明细颗粒物的混凝机理主要为PAC吸附电中和作用和聚丙烯酰胺(PAM)吸附架桥作用。

PAC/PDM复合混凝剂对模拟印染废水混凝脱色效果研究

采用混凝烧杯实验,以脱色率和CODMn去除率为指标,研究特征黏度(0.63 dL/g、1.53 dL/g、2.63 dL/g)及复配比例(15:1、10:1、5:1)系列化的复合混凝剂PAC/PDM对模拟印染废水的混凝脱色效果和机理。结果表明,PAC/PDM具有良好的混凝脱色效果。其中,PAC/PDM(2.63/10:1)对活性红、活性蓝的混凝脱色效果最好,其最佳脱色率分别为98.67%、90.83%,最佳CODMn去除率分别为86.44%、80.79%;PAC/PDM(0.63/15:1)对分散红、分散深蓝的混凝脱色效果最好,其最佳脱色率分别为99.30%、99.18%,最佳CODMn去除率分别为86.49%、86.41%。结合Zeta电位测定及絮团形貌观察,PAC/PDM处理模拟印染废水的混凝机理主要是电中和吸附架桥。

油田废水的混凝处理技术研究进展

国内油田的开发关乎国家能源安全,油田开发与生产过程会产生大量废水,油田废水的高效处理与资源化利用是我国石油工业绿色低碳发展的关键。目前,混凝工艺因其成熟、经济、实用等特点成为油田废水处理中不可缺少的一项技术。综述了混凝工艺处理油田废水的研究现状与进展,重点介绍了油田废水处理中常用的混凝工艺,阐述了典型混凝剂在油田废水中的应用,并列举了新型复合混凝剂的处理效果与特点,在此基础上梳理了用于提升混凝效果的工艺技术。此外,结合实际工程应用,着重分析了混凝工艺处理油田废水存在的问题以及未来发展方向,以期为油田废水混凝处理技术的研究、开发与应用提供参考。

新型聚镧混凝剂的制备及其在低温低浊水中的深度除磷性能

针对铁铝盐混凝剂在低温低浊水中深度除磷性能欠佳的问题,基于镧和磷酸根具有特异性亲和力的特性,选用溶胶-凝胶法以不同镧源、有机配体和原料(酸、碱、醇、水)配比制备了一系列聚镧混凝剂(LXC),所得材料中镧的质量分数均为30%~33%,混凝絮体颗粒尺寸达1600μm,且在5 min内即可完成沉降过程。以LaCl_(3)和聚氯化铝(PAC)为对照样品,评估了LXC对学校河水[温度为4~6℃,磷质量浓度为(1.0±0.1)mg/L]、阳澄湖水[温度为4~6℃,磷质量浓度为(0.1±0.3)mg/L]和石湖水[温度为4~6℃,磷质量浓度为(0.8±0.2)mg/L]的深度除磷、除浊性能。结果表明,相同投加量下LXC对不同水样的除磷效果均优于LaCl_(3)和PAC,适宜条件下混凝出水中残余磷质量浓度低于0.02mg/L,均达到深度除磷效果。该研究为深度除磷、缓解水体富营养化提供新的解决思路。

热缩型纤维调控大体积混凝土抗裂性能研究

研究了高模量热缩型纤维与具有高微细连通孔的内养护集料协同作用对大体积混凝土力学性能、抗裂性能、收缩性能的影响,并进行了微观机理分析。结果表明:复掺热缩型纤维和内养护集料对大体积混凝土力学性能影响较小,但能明显提高大体积混凝土的抗裂性能并降低收缩变形,最大裂缝宽度和单位面积的总开裂面积较基准组分别降低了85.7%、94.9%,干燥收缩值降低了47.6%。SEM分析表明,热缩型纤维及内养护集料与胶凝浆体紧密结合、界面致密,从而提高了大体积混凝土的抗裂性能。

油气田采出废水化学混凝处理技术研究

以西部某油田采出废水为研究对象,以废水中的含油量和悬浮物质量浓度为评价指标,室内开展了化学混凝处理试验,考察了处理条件对废水混凝处理效果的影响。结果表明,不同类型的混凝剂对目标废水均能起到一定的处理效果,其中复合混凝剂FHR-10的效果最好。适合目标废水化学混凝处理技术的最优试验参数为复合混凝剂FHR-10的加入量为80 mg/L,助凝剂膨润土的加入量为30 mg/L,废水pH值为7,试验温度为40℃,搅拌速率为80 r/min,沉降时间为10 min。在此最优工艺条件下废水中的含油量和悬浮物质量浓度可分别降低至5.3 mg/L和1.8 mg/L,能够达到污水回注的相关标准。化学混凝处理技术对目标油田采出废水具有较好的处理效果,可以进行进一步的推广应用。

混凝沉淀工艺对微塑料的去除性能和机理研究

为考察混凝沉淀工艺对水中微塑料的去除性能,试验选取了亲水性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和疏水性的聚氯乙烯(PVC)为研究对象,通过混凝烧杯试验,探究了聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝、硫酸铁3种混凝剂对微塑料的去除效果,考察了pH、原水浊度、粒径大小、塑料老化等因素对微塑料去除的影响并分析了其机理。结果表明,聚合氯化铝对PET和PVC的去除效果最好,在原水中微塑料初始浓度为1.61×10~4个/L时,最高去除率可分别达到52.59%和49.07%,电中和是水中微塑料去除的主导机制,pH=7.0时微塑料去除率为51.70%,原水浊度增加能够促进微塑料的去除效率,对于密度大于水的微塑料,粒径越大去除效果越好,混凝沉淀对老化微塑料的去除效果优于原始微塑料。

复合混凝剂中Ca^(2+)对高溶解态磷坑塘水混凝效果的影响

文章以Ca^(2+)改性后的AlCl_(3)和PACl作为混凝剂进行混凝实验,通过出水浊度、余铝、总磷、絮体粒径及有机物组成等分析改性后混凝剂的作用机理,探讨混凝剂中存在的Ca^(2+)对高磷坑塘水混凝效果的影响机制。浊度去除方面,低投加量下Ca^(2+)可明显降低出水浊度。当投加量为0.10 mmol/L时,PACl出水浊度下降了33.52 NTU,AlCl_(3)出水浊度下降了28.72 NTU。余铝去除方面,当AlCl_(3)作混凝剂时,Ca^(2+)可以通过增加混凝剂的电中和能力来降低出水余铝浓度。溶解态磷去除方面,Ca^(2+)与磷酸根反应或通过压缩双电层和吸附电中和作用来增加溶解态磷的去除率。当投加量为0.20 mmol/L时,Ca^(2+)浓度为0.9 mmol/L,PACl溶解态磷去除率较未改性前提高16.1%。絮体粒径方面,Ca^(2+)可以促进颗粒之间脱稳凝聚,增加絮体粒径和分形维数,AlCl_(3)在0.20 mmol/L投加量下絮体粒径增加79μm。并且Ca^(2+)的加入使AlCl_(3)生成的絮体抗剪切能力更强,但是絮体受到破坏后更不容易恢复,使PACl形成絮体强度因子和恢复因子变大。有机物去除方面,Ca^(2+)可以提高有机物的去除率。对于0.20 mmol/L投加量,Ca^(2+)为0.06 mmol/L投加量条件下AlCl_(3)改性后混凝剂荧光响应值由1100降至800。

扩散控制条件下铝基混凝剂除低浓度磷的效果研究

该研究比较了不同浓度AlCl_(3)和Al_(13)铝基混凝剂在深度不同的情况下对不同磷形态的去除特征。结果表明:AlCl_(3)表现出优异的控磷能力,AlCl_(3)能够在2 h静沉后使总磷(TP)下降至9μg/L,并可在较短时间内降低溶解态磷,而Al_(13)对吸附态磷的去除效果更好;AlCl_(3)和Al_(13)都有助于表层水中颗粒态磷的去除,在pH=7.5的条件下,磷以Al-P沉淀的形式得以去除;AlCl_(3)具有更优的有机物去除能力,能够在0.5 h时使DOC浓度快速降低。研究结果可为选择合适的控磷药剂和投药量提供参考,有助于制定原位磷污染控制策略及维护生态健康。

基于氧化/混凝的污泥和疏浚泥浆泥水分离技术探讨

在污水处理、河湖疏浚过程中,必不可免会产生副产物污泥和疏浚泥浆,其体积大且含水率高。为避免对环境二次污染,减少堆放面积,国内外研究者均对污泥和疏浚泥浆高效泥水分离减容方法展开了系统研究。本文综述了采用氧化、混凝以及氧化协同混凝方法进行污泥和疏浚泥浆泥水分离的研究进展,并提出了基于氧化/混凝的污泥和疏浚泥浆泥水分离技术研究和发展方向。

污水混凝处理实验PAC实验参数优化

混凝沉淀实验工艺根据污水中胶质颗粒和细小悬浮颗粒的性质及浓度,正确选择混凝剂和控制混凝过程的工艺条件以提高混凝沉淀效果。本文主要研究污水原液配制类型、混凝剂的种类(无机混凝剂和有机混凝剂)、混凝剂及助凝剂的投加量、pH值等因素对混凝沉淀效果的影响,优化实验参数,为降低水处理成本提供参考。

混凝-共沉淀法处理含铀钍废水的研究

在核燃料元件研制和生产过程中,由于各种先进燃料元件掺杂元素种类不同,废液中除放射性污染物铀化合物外,还含有由燃料掺杂产生的钍(Th)等金属元素化合物。在含铀钍废液共沉淀过程中,钍盐还可以作为混凝剂对铀进行去除和净化。实验结果表明:对于含铀钍废液混凝-共沉淀体系,壳聚糖作为絮凝剂絮凝效果较好,废液中初始铀浓度越高,铀去除率越高,但铀浓度增加至60 mg·L^(-1)时,铀浓度的升高对铀去除率的影响就不再显著;钍铀比在低浓度铀([U]=20~60 mg·L^(-1))废液中对铀去除率影响较为显著,当钍铀比为1∶1时,铀去除率趋于平衡,在较高浓度铀([U]=60~100 mg·L^(-1))废液中没有显著影响。壳聚糖的加入量控制在0.5~1 mg·mgU^(-1)左右;pH值控制在8左右处理效果较好。温度对铀去除率影响较小,温度升高铀去除率略有下降,总体而言铀去除率>92%,钍去除率>96%。

基于混凝预处理的超滤净水工艺研究进展

膜污染是超滤工艺大规模运用的主要限制性因素,介绍超滤膜净水工艺膜污染的原理及其污染物。详述基于混凝预处理的三种超滤膜工艺:传统超滤工艺、短流程超滤工艺、一体式絮体-超滤工艺。以短流程超滤工艺为重点,阐述近年来以混凝预处理工艺来缓解超滤净水工艺膜污染的研究成果。总结了滤饼层结构对膜污染的影响,以及混凝预处理缓解超滤膜污染的作用原理,为膜法水处理工艺技术工程应用提供参考。

响应曲面法优化混凝-吸附工艺的条件研究

以江苏省句容市某污水厂的进水为研究对象,应用响应曲面法对混凝-吸附组合工艺强化一级处理时脱氮除磷和“碳捕捉”效果及影响因素进行研究。借助Design-expert软件中的Miscellaneous模型建立了以化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)去除率为响应值的多元二次回归模型,对絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和吸附剂硅藻土(DE)的复配比、水力条件-搅拌强度2个影响因素进行优化。结果表明:混凝—吸附组合工艺降碳、脱氮、除磷效果均优于单一吸附工艺和常规的混凝工艺,其效果主要受药剂间的复配比的影响,回归模型具有较高的显著性,预测结果与工程实际有较好的吻合度。经模型优化,在总投药量不变的情况下,PAC和DE最佳复配比为1∶1.92,最佳水力条件——搅拌强度为388 r/min,此时CODCr、NH3-N和TP去除率分别达到了72.4%、52.1%和71.5%。

混凝除氟技术研究及应用进展

氟化物在自然界中广泛存在,工业生产活动的快速发展也产生了大量含氟废水,严重危害人体健康和生态环境。在众多除氟方法中,混凝法以其成本低、效率高、操作简单等优点被广泛采用。综述了除氟混凝剂研究进展、影响混凝除氟的主要因素及混凝联合工艺除氟技术现状,并对未来混凝除氟的研究方向进行了展望。

数据驱动的污水处理高密池混凝加药预测研究

高密池是污水处理工艺流程中关键且复杂的一个环节,而混凝加药过程在高密池中扮演重要的角色,针对混凝加药非线性、大迟滞性、不确定因素较多的特性,为实现加药量的预测控制,达到降低成本的目的。提出主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)以及长短记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)残差组合预测方法,PCA降维和LSTM残差优化能够有效提高ELM的预测精度,同时对模型参数进行优化可以得到最优方法。利用污水处理数据进行验证,所提预测方法的平均绝对误差为0.14%,均方误差根为0.63%。试验结果表明,该方法在预测精度上明显优于随机森林等机器学习预测方法,为混凝加药量的预测和控制提供了可靠的依据,并具有实际应用价值。

CFRP-UHPC加固混凝土柱的轴压性能有限元分析

为了进一步研究加固混凝土柱的轴压性能,利用ABAQUS有限元分析软件对碳纤维(CFRP)、超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土构件进行了静态模拟,着重探讨了UHPC加固和CFRP加固对混凝土柱轴向抗压性能的影响。模拟结果显示,UHPC与CFRP加固的混凝土柱相较于未加固柱在承载力上显著提升,尤其是采用CFRP包裹加固方式,其承载能力相比仅用UHPC加固提高19.9%。研究为超高性能混凝土柱的有效加固提供理论依据。

粉煤灰不同掺量对高性能混凝土耐久性影响研究

为了研究粉煤灰掺量对高性能混凝土材料耐久性影响,在P·O42.5级高性能混凝土中掺入10%、20%、30%、50%的粉煤灰。设计混凝土、粉煤灰掺量的试验配合比,将粉煤灰掺量和高性能混凝土配合比作为正交试验的2个变量。试验结果表明,正常环境下10%、20%、30%时的混凝土渗透率较低,抗压强度大,50%的混凝土渗透率较高且抗压强度有所减小,冻融环境下的各个数据值均小于正常环境,说明适量掺入粉煤灰掺量能够提高混凝土材料耐久性。通过对试验数据整理可知,使用所研究方法混凝土渗透率、抗压强度与统计数据均存在最大仅为1%和0.1 MPa的误差,能够将试验研究结果作为实际工程可行的条件。

镧离子辅助混凝沉淀去除水体中氟离子的研究

通过在含氟废水中投加可溶性镧盐,形成La-F胶体,再利用氯化铁-氧化钙-聚丙烯酰胺(PAM)混凝体系沉淀去除水体中的氟离子。利用较优的除氟工艺,即La^(3+)∶F-(摩尔比)=2∶3,pH=5,PAM∶F-(质量比)=5∶1,处理初始氟离子浓度为20~200 mg/L的含氟废水,可将出水氟离子浓度控制在1 mg/L以下。由于La^(3+)与F-之间较强的亲和作用,二者在水中可形成以LaF_(x)(OH)_(3-x)形式存在的胶体颗粒,后续加入的氯化铁和氧化钙破坏了胶体体系的稳定状态,并通过Fe^(3+)和PAM的凝聚-絮凝作用去除水体中的氟离子。该工艺的沉淀副产物可作为染料废水脱色用吸附剂,其对模拟污染物刚果红的吸附容量达337.8 mg/g,且大部分有效吸附发生在前3 min。

基于两级强化化学混凝沉淀法的低浓度含氟工业废水深度除氟研究

针对低浓度含氟工业废水处理厂深度除氟至1.5 mg/L的需求,充分利用CaCl_(2)和废水处理厂内PAC、PAM等常规混凝剂及投加设施,考察在废水处理工艺流程的前端与尾端分别采用化学沉淀法除氟、一级/两级化学絮凝沉淀法除氟的效能。结果表明:化学沉淀法不适合处理低浓度含氟废水,投加200 mg/LCaCl_(2)仅能将[F-]由10 mg/L降至6.8 mg/L;一级化学混凝沉淀法采用120 mg/LCaCl_(2)+600 mg/L PAC+3 mg/L PAM组合投加,能将[F-]由10 mg/L降至3.8 mg/L;两级化学混凝沉淀工艺的除氟效率明显优于一级,将120 mg/L CaCl_(2)+600 mg/L PAC+3 mg/L PAM按1:1分两段投加时,能将[F-]由10 mg/L降至1.38 mg/L,可达到深度除氟的目标浓度1.5 mg/L。研究可为含氟工业废水处理项目提供深度除氟工艺设计参考。