天然有机物对混凝效果影响机制及絮体特性分析

混凝是降低水体中天然有机物浓度的有效手段.本研究旨在了解天然有机物的存在对混凝效果及絮体特性产生的影响.实验以PACl25作为混凝剂来模拟含有一定量天然有机物的典型代表物质腐殖酸或柠檬酸配水的水处理混凝过程.分析了混凝过程中这两种有机物的存在对絮体颗粒大小、分形维数、Zeta电位和水中剩余铝浓度的影响.结果表明,在一定浓度范围内,随着溶液中腐殖酸、柠檬酸浓度的增加,絮体颗粒的大小及其成长速率、Zeta电位以及分形维数均呈现出下降的趋势(腐殖酸质量浓度从0 mg·L-1增加到10 mg·L-1、柠檬酸浓度从0μmol·L-1增加到7μmol·L-1,破碎前絮体大小分别降低34.2%、53.1%;絮体Zeta电位从10 mV左右分别下降到-10 mV及-2.5 mV左右;絮体成长速率分别下降了42.6%、77.5%;分形维数分别降低了0.08和0.094),表明有机物占据了微絮体表面从而导致絮体活性及致密性的降低;而在此有机物浓度范围内溶液中剩余铝的浓度却不因絮凝能力的下降而变化.

聚苯乙烯微塑料对自来水厂混凝絮体的影响

混凝是净水工艺中不可或缺的环节,而微塑料在原水中客观存在。以聚苯乙烯(PS)为例,分析了微塑料对混凝过程中浊度去除效果、絮体大小和分形维数的影响。结果表明,当混凝剂投加量为14 mg/L时,微塑料的存在导致浊度去除率降低了7.1%,絮体大小与分形维数也相应降低;当投加量增加至26 mg/L时,微塑料可使浊度去除率提高0.8%,达到95.2%,分形维数增大至1.587,絮体粒径无明显变化。说明在混凝剂投加量较低时,微塑料的存在对浊度去除效果、絮体粒径及分形维数有负面影响,但随着混凝剂投加量的继续提高,负面影响减弱,微塑料的存在甚至还可以促进浊度去除和分形维数的提高。

有机羧酸对硫酸铝混凝絮体特性的影响分析

原水中有机物的成分对混凝絮体特性的影响直接关系到混凝工艺的处理效果。以草酸和柠檬酸为研究对象,分析了混凝过程中有机羧酸的存在对混凝过程形成的絮体颗粒大小、分形维数、Zeta电位的影响。结果表明:当有机羧酸浓度在一定范围内时,随着其浓度的增加,絮体颗粒的Zeta电位及分形维数降低,同时絮体颗粒的成长速率及其稳定成长后的大小均呈下降趋势,并且柠檬酸带来的这种抑制作用更加显著,这是因为有机羧酸占据了微絮体表面而导致絮体活性及致密性降低。

柠檬酸对不同混凝剂混凝效果的影响

通过对不同混凝剂(Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、PACl25)混凝过程中絮体粒径大小的测定,研究了在不同pH条件下柠檬酸浓度对3种混凝剂混凝效果的影响.结果发现,随着柠檬酸浓度的增加,3种混凝剂混凝过程中生成絮体的速率和粒径大小都在逐渐降低,但3种混凝剂受到抑制的程度不同:对于硫酸铝,当n(柠檬酸)/n(Al)=0.1时,混凝20min内没有絮体生成;对于硫酸铁,仅当n(柠檬酸)/n(Fe)=0.05时,絮体就不再生成;而当n(柠檬酸)/n(Al)=0.5时,PACl25絮体仍能很快地形成.不同的pH值下柠檬酸对混凝效果的抑制程度也不同:对于硫酸铝,pH=6时生成絮体最大,pH=8时没有絮体生成;对于硫酸铁,pH=5时产生絮体的情况和pH=6时相似,而pH=7时絮体消失;而对于PACl25,絮体大小随着pH值的升高而增大(pH在7～9之间).另外,通过对Zeta电位的测定可知,随着柠檬酸浓度的增加,3种混凝剂的Zeta电位都在降低,但降低的速率不同:硫酸铁>硫酸铝>PACl25,这与絮体粒径大小的变化规律一致.

阳极添加三价铁离子对沉积型微生物燃料电池运行特性的影响

以剩余污泥为底物和接种物,借助电化学交流阻抗等电化学分析方法,研究了阳极投加三价铁离子对沉积型微生物燃料电池(sediment microbial fuel cell,SMFC)电能输出及内阻分布的影响。结果表明,500 mg/L铁离子可有效改善SMFC的运行特性,功率密度峰值、底物降解速率和阳极污泥絮体大小分别上升到103.09 m W/m^2、35.68 mg VSS/(m^3/h)和190.33μm。电化学阻抗谱分析表明,阴极欧姆内阻及极化内阻随铁离子浓度增加而降低,阳极内阻则随铁离子浓度增加先降低后增加,当三价铁离子添加浓度为500 mg/L时,阳极欧姆内阻和活化内阻与对照组相比分别下降了45.28%和47.97%。