阳离子改性木质素混凝剂污泥脱水性能研究

混凝调理是一种成本低廉、操作方便的污泥调理方法.而传统无机盐混凝剂和合成有机高分子混凝剂在使用过程中存在金属离子及高毒性单体残留等问题.本文以自然界中来源广泛的一种可再生资源——木质素为原材,以丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为改性单体,采用接枝共聚技术,制得一系列电荷密度(CD)不同的阳离子改性木质素混凝剂(LN-CD).以南京仙林某市政污水处理厂活性污泥为研究对象,测定了活性污泥经系列LN-CD调理后的泥饼含水率(FCMC)、污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)和压缩系数(s),系统考察了LN-CD污泥调理性能;结合污泥絮体结构、泥饼表面形貌和污泥中胞外聚合物(EPS)不同形态及成分含量与分布变化情况,详细讨论了LN-CD混凝剂的污泥脱水机理.研究结果表明,LN-CD具有良好的污泥调理效果,CD是影响LN-CD脱水性能的重要因素,CD越高污泥脱水效果越佳,其中经CD最高的LN-CD1调理后,FCMC、SRF、CST和s分别为:68.91%、0.89×10^(12)m·kg^(−1)、15.0 s及0.81;且获得的污泥絮体尺寸最大结构也最为紧密,污泥中不同形态EPS含量及蛋白质与多糖组分也均有效下降.这是由于LN-CD通过电中和及粘结架桥作用有效聚集污泥颗粒,对EPS结构造成破坏,释放出结合水;此外,木质素本身特有的芳环结构不仅可利用其刚性结构特征起到骨料支撑作用有利于改善泥饼可压缩性,增强其泥饼渗透性,同时其疏水性能还可通过疏水缔合作用与EPS中疏水片段结合有效压缩EPS,从而进一步提高其污泥脱水性能.综上所述,LN-CD制备简单,绿色环保,污泥调理性能优良,其在污泥脱水中应具有良好的应用前景.

纳米改性混凝剂的研制与应用探讨

为提高混凝剂的混凝效果,本试验以绿矾为原料,自制固体与溶胶态的纳米α-FeOOH,与常用混凝剂硫酸铝和聚合氯化铝充分混合,得到纳米改性混凝剂,应用于造纸黑液处理。试验发现,纳米材料以溶胶态形式添加的混凝效果比固态形式的效果好;其废水的CODCr去除率比常用混凝剂提高10%～30%。

硅改性混凝剂处理煤矿废水的实验研究

根据煤矿生产废水中硬度和SO2-4含量较高的水质特点,通过实验对聚合氯化铁PFC改性制得硅改性聚合氯化铁Si-PFC。采用单因素分析方法,从混凝剂的投加量、温度、p H值3个方面进行对比分析,确定Si-PFC和PFC混凝反应的最佳条件。煤矿废水的混凝实验表明:Si-PFC混凝剂对煤矿废水的处理效果好于PFC混凝剂;在温度为25℃,p H值为7.5,Si-PFC混凝剂投加量为30 mg/L时,达到最佳实验效果,SO2-4去除率达到65%、总硬度去除率达到56%。

改性膨润土混凝剂处理阳离子染料染色废水的研究

介绍了自制的复合改性膨润土对阳离子染料染色废水的吸附絮凝特性，考察了ｐＨ值、反应温度、反应时间、复合改性膨润土用量、助剂、无机盐等因素的影响。结果表明，复合改性性膨润土对阳离子染料染色废水具有优异的吸附性能，以聚丙烯酸胺作助凝剂可使脱色率达９９．９％，ＣＯＤ去除率达 ９３ ％，污泥沉降比仅为 １～ ２％，并且具有沉降快、适应性强、操作简单、费用低廉等优点。

改性混凝剂处理煤矿废水的实验及其应用

煤矿废水悬浮物的主要贡献是其中的细小煤粉。仅依靠自重沉淀的方式去除是较难达标的,采用混凝剂助沉的方式可提高悬浮物的去除率。以湖南某煤矿废水为研究对象,采用混凝沉淀法,从混凝剂种类、投加量研究悬浮物的去除效果,得出最佳用量。混凝实验表明:改性混凝剂对煤矿废水的最佳实验条件是加入量为3.5mg/L,静置时间20min,悬浮物去除率达到78%。将工艺参数进行工程应用,采用“预沉淀调节池+高密度沉淀池+无阀滤池”组合工艺对该矿废水进行处理,可使出水水质达到《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426—2006)中现有生产线执行要求。

人造石英石尾泥改性制备混凝剂方法及水处理效能

本研究以人造石英石尾泥为研究对象,通过化学改性制备出了人造石英石尾泥改性混凝剂。未改性尾泥具有一定的混凝作用,改性后尾泥粒径减小、表面粗糙多孔隙、比表面积增大,这些性质的改变均有助于提升混凝效果;尾泥改性混凝剂对印染工业园区污水、校园污水处理厂二沉出水均具有良好的浊度、TP去除效果;混凝活性物质的电性中和作用、疏松表面多孔隙的结构以及惰性尾泥颗粒形成絮体后的吸附、卷扫及网捕作用是混凝反应主要机理。以人造石英石尾泥为原料改性制备混凝剂具有改性条件温和、生产成本低、水处理效果好等优势。

淀粉改性混凝剂复合硅酸盐对微污染水强化混凝性能研究

传统混凝工艺对微污染地表水净化效果有限,此外,近年来淀粉等天然高分子混凝剂由于绿色环保等特点而备受关注.本研究采用一种阳离子改性淀粉材料(淀粉⁃3⁃氯⁃2⁃羟丙基三甲基氯化铵,St⁃CTA)为混凝剂,分别与实验室自制的聚硅酸(PSA)及聚硅酸钛锌(PSTZ)进行复合强化混凝,应用于处理微污染水体.首先以高岭土⁃腐殖酸(HA)混合液为模拟水样,基于表观混凝性能、絮体特征及混凝后上清液ζ电位等,详细考察了强化混凝工艺的净水效果及混凝机制.结果表明,St⁃CTA分别复合两种不同硅酸盐的强化混凝工艺均对模拟水样具有良好的净水效果;St⁃CTA与PSTZ复合优于其与PSA组合工艺的混凝性能,且St⁃CTA/PSTZ复合工艺能缓解St⁃CTA过量引起的再稳定效应,具有较宽的有效混凝范围.St⁃CTA通过电中和作用与污染物结合,可有效压缩表面双电层;而带正电性的PSTZ,相比于负电性的PSA,不仅具有粘结架桥强化效应,还具有电中和作用,且与HA可形成Zn⁃HA复合物,实现高效净水效果.除模拟水样外,还考察了两种强化混凝工艺对实际微污染地表水的混凝效果,其均表现出良好的混凝性能,有效弥补单一混凝剂对有机微污染水体混凝效率较低的不足,进一步证实了该强化混凝工艺的有效性.此外,与处理模拟水样效果一致,St⁃CTA复合PSTZ的净化效果更佳,但PSA具有更低的应用成本.本研究提供了一种绿色环保的强化混凝工艺,可有效净化微污染水体,具有良好的应用前景.

改性淀粉混凝剂的疏水性对水中不同污染物混凝性能的影响与机理研究

我国部分江、河、湖泊等地表水呈有机微污染特征,这已成为制约水环境质量进一步提升的关键因素.混凝工艺因其具有成本低廉及操作简便等特点,是处理地表水的常见工艺之一.针对传统无机混凝剂及有机合成高分子混凝剂去除地表水中有机微污染物效率不高,且使用过程中存在二次污染风险等问题,同时考虑到有机微污染物分子结构上不仅含有亲水基团还含有大量疏水基团,本文以一种兼具绿色环保、来源广泛且成本低廉等特点的天然高分子——淀粉为原材,以丙烯酰胺及含有不同长度碳链的季铵盐单体为改性剂,通过接枝共聚技术,制得四种具有相同电荷密度不同疏水程度且水溶性良好的系列改性淀粉混凝剂(CS-DMRCs).选取高岭土(Kaolin)、腐殖酸钠(NaHA)和牛血清蛋白(BSA)分别模拟地表水中常见无机胶体颗粒和有机微污染物,系统探究了不同疏水程度的改性淀粉混凝剂对Kaolin,NaHA和BSA在单一及其二元和三元混合污染物模拟水样的混凝性能.进一步通过同步检测混凝后模拟水样上清液zeta电位、产生絮体的絮体尺寸和分形维数、絮体表面形貌以及絮体实时生长过程中尺寸变化情况等,详细探讨了CS-DMRCs疏水性对其混凝性能影响及混凝机理.发现本文制得的四种CS-DMRCs中,疏水性最强的改性淀粉混凝剂具有最佳的混凝性能,这是由于其不仅具有良好的电中和及黏结架桥作用,其侧链疏水基团可通过疏水缔合作用增强改性淀粉混凝剂与有机微污染物间的相互作用,形成大而密实的絮体,进而有效提高混凝性能.还采用CS-DMRCs尝试处理一种实际地表水:南京九乡河河水,进一步证实了该改性淀粉混凝剂净化有机微污染地表水的有效性.综上,CS-DMRCs制备方法高效简便,对地表水中无机及有机污染物均具有良好的去除效果,在实际应用中应具有广阔的前景.

含铍污水处理方法研究

为了满足生产需要,保证含铍污水达标排放,采用一种无机高分子和有机高分子组成的混凝剂改性聚合氯化铝[Al2(OH)nCl6-n.H2O].[Fe2(OH)nCl6-nH2O].M,用于含铍污水的预处理,通过与硫酸亚铁、聚合硫酸铁的对比研究表明,改性聚合氯化铝表现出高效、矾花紧密、沉淀快、耗药量低的特点,比硫酸亚铁、聚合硫酸亚铁更好的除Be能力,可有效地去除含铍污水中的Be,并能缩短沉降时间。最佳工艺条件为:改性聚合氯化铝的投加量在25 mg.L-1左右,pH值为8.5左右,沉降时间在2 h的条件下,Be去除率可达到90%以上,为含铍污水深度处理提供了条件,同时因改性聚合氯化铝用量少(硫酸亚铁投加量为85~100 mg.L-1),产生的渣量少,工业成本比使用硫酸亚铁成本低。通过活性炭,可以看出含铍污水预处理后,增加精密过滤器装置,能去除微小的Be(OH)2颗粒;活性炭在pH值≥7时对含铍污水中铍具有吸附作用,可作为污水中微量铍的深度处理,最终确保污水经处理后达到国家排放标准。

高铁酸钾预氧化联用改性木质素混凝工艺的污泥脱水性能研究

污水处理过程中产生大量亟需减量化处理的活性污泥,而污泥中胞外聚合物(EPS)是影响污泥脱水性能的关键因素.传统混凝预处理工艺难以有效地破坏EPS,释放结合水.本研究以南京市仙林某市政污水处理厂活性污泥为研究对象,先采用高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))对污泥进行预氧化,再以一种阳离子改性木质素(LN-CD)为混凝剂对污泥进行混凝处理.系统考察了K_(2)FeO_(4)预氧化联用LN-CD混凝工艺对活性污泥的调理性能及其协同污泥脱水机制.研究结果表明,K_(2)FeO_(4)预氧化联用LN-CD混凝工艺具有良好的污泥调理效果,氧化剂投加量和混凝剂电荷密度(CD)是影响脱水性能的重要因素.经适量K_(2)FeO_(4)预氧化并联用CD最高的LN-CD1混凝处理,混凝剂用量最少而脱水效果最佳,且获得的污泥絮体尺寸最大结构也最为紧密.EPS不同形态中蛋白质(PN)二级结构分析结果表明,经预氧化-混凝工艺处理后PN结构从有序紧密转变为松散结构,有利于进一步脱水.这是由于经K_(2)FeO_(4)氧化作用,EPS结构被破坏,EPS中结合水得以释放,并且K_(2)FeO_(4)氧化后生成的三价铁还可起到一定协同混凝作用;而LN-CD通过电中和及黏结架桥作用有效抑制EPS,进一步聚集污泥颗粒实现有效脱水;此外,LN-CD还可利用其刚性结构特征起到骨料支撑作用,有利于改善泥饼可压缩性,协同促进污泥脱水.综上,K_(2)FeO_(4)预氧化联用LN-CD混凝工艺在污泥脱水工艺中具有良好的应用前景.