基于絮体结构调控的絮凝减缓超滤膜污染

采用自制的聚合氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PAC-PDMDAAC)复合絮凝剂处理受污染河水,研究了无机-有机组分复合比例、初始pH、慢速搅拌等最佳絮凝反应条件,并系统分析了絮凝过程中絮体分形维数、絮凝指数的变化情况以及絮凝预处理减缓超滤膜污染的作用机制。试验结果表明,复合絮凝剂在PAC与PDMDAAC质量比为5∶1、初始pH值为5.0、慢搅速度为80 r/min时絮凝效果最佳,其对浑浊度、CODMn的去除率分别达到94.6%、45.8%。复合絮凝剂能有效去除腐植酸类和蛋白类有机物,降低后续超滤处理的负荷;通过调控絮体结构,生成尺寸大、密实且抗剪切力强的絮体,能有效改善滤饼层的渗透性,使归一化膜比通量的衰减速度明显变缓,达到延缓膜污染的目的。

采用NI LabVIEW平台的新型絮凝分析系统的开发

采用透光脉动原理研制了光学传感器,并采用虚拟仪器的研发理念设计了一种适合评价填料絮凝的分析系统。利用此系统对纸机湿部助留系统中填料的絮凝进行了考察,并采用Malvern MS2000对絮凝分析系统的输出信号R值与被测絮团实际粒径之间的相关性进行了研究。结果表明,该系统的絮凝指数(R值)与被测絮团粒径具有很好的线性相关性,线性拟合方程:y=19.0x-16.8(相关系数R2为0.9711)。

用新型絮凝分析系统研究DCS对填料絮凝的影响

采用自主研发的絮凝分析系统,通过测量絮团大小,分析了DCS(溶解和胶体物质)含量对不同助留系统中填料絮凝的影响并对其絮凝机理进行探讨。结果表明,在一定范围内,DCS含量的增加可以提高阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、聚氧化乙烯(PEO)以及CPAM/PEI(聚乙烯亚胺)助留系统对填料的絮凝作用;由于改性磺化酚醛树脂(PFR)的"协同因子"作用,即使在DCS含量为0时,PEO/PFR助留系统也会表现出较强的絮凝能力。

三种常见混凝机理为主导条件下絮体特性研究

以模拟低浊微污染水为原水,硫酸铝[Al2(SO4)3]为混凝剂,考察了3种常见混凝机理(电性中和、吸附架桥和网捕卷扫)为主导条件下絮体的成长过程、二维边界分形维数(Dpf)和比表面积及其与混凝效果的相关性.结果表明:吸附架桥为主导机理下絮体最大增长速率S(0.951)最快,达到稳定后絮凝指数FI最大(3.7%),二维边界分形维数Dpf最大(1.587),絮体呈块状且絮体间出现孔状间隙,比表面积介于网捕卷扫和电性中和之间[网捕卷扫(83.646m2/g)>吸附架桥(98.808m2/g)>电性中和(116.046m2/g)];FI值、S及Dpf变化与浊度去除率相关性较好,其相关系数分别达0.979、0.982和0.963,同时比表面积大的絮体吸附容量大,有机物的去除率高.

模拟扰动条件下太湖水体悬浮物的结构特性

设计了1个水体扰动模拟实验装置，通过该装置中的光散射分析仪和图象采集、分析系统，能在线记录底泥受到不同强度扰动时水体中悬浮颗粒物的变化过程．利用该装置，研究了太湖梅梁湾3个采样点的底泥在受到不同强度扰动后，水体浊度变化规律和悬浮颗粒物结构特性．结果表明，底泥含水率及粒度分布对底泥受扰动后再悬浮的潜力有较大影响，含水率越高，再悬浮的潜力越大．随着扰动强度增大，水体的浊度相应增加，水体中悬浮颗粒物中值粒径也增大，分别从6．63，5．79，5．51μm上升到12．49，11．38，13．33μm．悬浮颗粒物图象分析表明，颗粒物在扰动中发生聚集、絮凝过程．颗粒物图象的形态学分析表明，悬浮颗粒物形状呈现分形现象，颗粒物的长短比在1．27．1．52之间，分形维数D2则在1．72～1．94之间．

Effect of a starch-based filter aid on the dewatering of fine clean coal

The dewatering of fine, flotation cleaned coals from Huaibei and Xuzhou (bituminous) and Yongcheng (anthracite) were studied. The supernatant and filter cake were examined to determine the rate and extent of flocculation and dewatering. A starch-based filter aid was used to increase flocculation and dewatering rates. The filtration constant, K, and compression index, s, of the Yongcheng slurry were measured under various conditions. A designed experiment was performed to determine optimum conditions for dewatering. The results showed that the filter aid enhanced flocculation and coagulation of the fine cleaned coal slurry, enhanced the structure of the filter cake and promoted dewatering of the cake. Moisture content in the cake was reduced to 17% after vacuum filtration.

硫酸铝作为混凝剂时絮体破碎与再絮凝的研究

以硫酸铝为混凝剂,采用智能光散射分析仪(IPDA)对絮体破碎与再絮凝过程进行连续在线监测,考察了pH值和硫酸铝投量对絮体形成及破碎后再絮凝的影响。结果表明:当电性中和作用占主导时(硫酸铝投量为0.12 mmol/L,以Al计),絮体破碎后能继续再絮凝,高岭土-铝体系中产生的絮体恢复因子高达117%,高岭土-腐殖酸-铝体系中产生的絮体恢复因子高达110%;当网捕卷扫作用占主导时(硫酸铝投量≥0.2 mmol/L),絮体破碎后不能完全恢复,恢复效果不如电性中和作用下的;腐殖酸的存在明显影响絮体形成和破碎后再絮凝过程的絮凝指数。

混凝剂投加量及污泥回流量对絮体破碎再絮凝的影响

以聚合硫酸铁为混凝剂,利用智能光散射分析仪(IPDA)对絮凝过程进行连续在线监测。考察不同混凝剂投加量、污泥回流量对絮体形成及破碎再絮凝的影响。结果表明:电性中和起主导作用时(聚合硫酸铁投加量为0.08 mg/L),形成絮体强度较大,破碎后恢复能力较强,而网捕卷扫占据主导作用(聚合硫酸铁投加量为>0.2 mg/L)形成的絮体比较松散,恢复因子低至49%,再次形成的絮体FI值较低;污泥回流时,絮凝过程絮体生长速度加快,稳定期絮体FI值大幅提高;回流污泥量越大,絮体的强度因子越大,恢复因子越低,浊度去除率与絮体破碎后恢复能力相关性较大。

高锰酸盐复合剂强化混凝对水中天然有机物的去除机制研究

利用流动电流、絮凝脉动颗粒检测技术、分子量分布及XAD树脂分类技术对高锰酸盐复合剂强化混凝去除水中天然有机物的机制进行了研究.结果表明,高锰酸盐复合剂提高了硫酸铝的混凝效果,投加0.75 mg/L高锰酸盐复合剂后,较单独投加硫酸铝对天然有机物的去除率可提高13个百分点.流动电流(SC)检测结果表明,高锰酸盐复合剂使有机物表面所带的负电性减弱,稳定性降低.如单独投加60 mg/L硫酸铝时SC值为55.2,而投加0.50、0.75和1.0 mg/L的高锰酸盐复合剂预氧化处理后,SC值分别升高至61.4、69.6和87.0.投加高锰酸盐复合剂后,絮凝指数增加,表明高锰酸盐复合剂及反应过程中生成的新生态水合二氧化锰对混凝起到了强化作用.分子质量分布及XAD树脂分类结果表明,高锰酸盐复合剂提高了混凝过程对小分子质量和亲水性有机物的去除能力,如硫酸铝混凝后亲水性有机物的含量为1.90 mg/L,而投加高锰酸盐复合剂后,可使其含量降至1.32 mg/L.

三种典型混凝剂处理带正电胶粒絮体性能的影响因素

采用光学散射絮凝度测定仪(IPDA2000型)研究3种典型混凝剂(PAC、PFS、FeCl_3)在不同pH值和混凝剂投加量下处理带正电胶粒时的絮体絮凝特性、絮体强度以及破碎后恢复性能。结果表明:过低和过高的pH值及投加量都不利于絮体形成;PAC投加量50 mg/L(pH=8.5),PFS投加量50 mg/L(pH=8),FeCl_3投加量30 mg/L(pH=7)条件下,絮凝速度最快,絮体尺寸最大,且FeCl_3絮体的稳定尺寸为PAC和PFS的1.5倍,絮体形成速度更快,达到最优条件需要碱度更低。投药量是影响絮体强度和恢复性能的重要因素,随着投加量增加,FeCl_3、PFS、PAC絮体强度增大,但恢复性能降低;同条件下FeCl_3的恢复因子为PFS和PAC的0.5倍。