检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学学报 2016年第3期36卷 907-913页

作者：胡小兵叶星饶强朱荣芳赵鑫周元凯钟梅英安徽工业大学建筑工程学院马鞍山243032 安徽工业大学能源与环境学院马鞍山243000

采用纯氧曝气序批式反应器（SBR）直接培养、驯化培养活性污泥,运用显微技术分析絮体当量直径（Deq）、规则度（Rd）、孔隙率（Po）和单位悬浮固体内总细丝长度（Ftl）在培养不同时期的变化规律,采用Pearson相关性分析法分析絮体结构参... 详细信息

采用纯氧曝气序批式反应器（SBR）直接培养、驯化培养活性污泥,运用显微技术分析絮体当量直径（Deq）、规则度（Rd）、孔隙率（Po）和单位悬浮固体内总细丝长度（Ftl）在培养不同时期的变化规律,采用Pearson相关性分析法分析絮体结构参数的相关性.结果表明：污泥直接培养过程中絮体Deq不断增大,驯化培养初期絮体Deq减小,中后期不断增大,驯化培养污泥絮体颗粒较大;污泥直接培养过程中絮体Rd不断减小,驯化污泥絮体Rd变化不大,在0.400-0.520内波动,两种方式培养的絮体规则度值相当;直接培养初期、中期絮体Po随絮体粒径增大而增大,驯化污泥絮体Po初期、后期呈减小趋势,中期呈增大趋势,直接培养法的絮体Po较小;污泥直接培养中、后期出现大量丝状菌,但很快又减少,污泥驯化整个过程中系统内均无大量丝状菌出现.污泥直接培养初期絮体Deq与Po显著正相关,Rd与Deq、Po显著负相关;中期丝状菌作用较大,Ftl与Po、Rd都显著负相关.污泥驯化初期,絮体Deq与Rd、Po均显著正相关,驯化后期Rd起较大作用,与其他参数均显著相关.

关键词：纯氧曝气活性污泥直接培养活性污泥驯化培养絮体结构

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絮体结构、强度与性状调控的理论和实验研究

絮体结构、强度与性状调控的理论和实验研究

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作者：武若冰中国科学院生态环境研究中心

学位级别：硕士

混凝是水处理过程的重要工艺。由于絮体结构和强度特征对于水处理工艺的重要影响，因此成为了目前混凝领域研究的重点和热点问题。深入了解絮体的结构和强度特征，将有助于有针对性的采取调控措施，改善絮体形状，提高处理效果。\n ... 详细信息

混凝是水处理过程的重要工艺。由于絮体结构和强度特征对于水处理工艺的重要影响，因此成为了目前混凝领域研究的重点和热点问题。深入了解絮体的结构和强度特征，将有助于有针对性的采取调控措施，改善絮体形状，提高处理效果。\n 本文根据统计力学的理论框架，分析了絮凝过程并从物理角度导出了絮体的分形结构，探讨了分形维数与外界控制条件的关系。在此基础之上，根据能量守恒对模型进行了理论计算，发现在湍流条件或外界能量交换强烈的情况下，分形维数较高；反之，若在层流条件或能量交换较弱的条件下，则分形维数较低。并将理论计算结果与实验结果进行比较，得到一致的结论。\n 本文利用几种不同的水力条件，考察了铝—高岭土絮体的结构、强度和粒径分布，引进了一种基于分形维数的絮体强度计算方法来表征絮体的强度。并将根据该计算方法所得的结果与传统的絮体强度因子进行了比较。实验结果显示絮体的分形维数随着剪切条件的增加而增加。而絮体的强度按照如下的次序排列：逐渐增加的剪切条件所形成的絮体强度＞60rpm条件下形成的絮体＞逐次递减的剪切条件所形成的絮体＞40rpm条件下所形成的絮体。\n 本文还利用SiO2-Alum絮体在电中和条件和卷扫条件下，根据几种不同的水力条件，考察了颗粒物形貌对絮体性状的影响。结果表明在相同的水力条件下，球形颗粒比无定形颗粒更容易形成结构密实的絮体。此外，本文还研究了不同混凝剂对于絮体性状的影响，并结合理论推导对实验结果进行了分析。

关键词：水处理工艺絮凝过程絮体结构絮体强度分形维数性状调控

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海水淡化RO浓盐废水强化污泥絮体结构及脱水性能研究

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给水排水 2020年第4期46卷 106-113页

作者：庞鹤亮白玛索珍孙彬荃曹俊雄蒋馨心赫俊国李乐李坤仪田姿薛佳欣郭刘婷哈尔滨工业大学环境学院哈尔滨150090 广州大学土木工程学院广州511400

采用海水淡化过程的副产物反渗透(RO)浓盐废水对剩余污泥进行调理,分析其调理效能及可行性,以期提出一种"以废治废"的污泥调理方法。结果表明:RO浓盐废水对污泥调理效果显著,Ca^2+与污泥絮体表面负电位点结合,具有电中和压缩... 详细信息

采用海水淡化过程的副产物反渗透(RO)浓盐废水对剩余污泥进行调理,分析其调理效能及可行性,以期提出一种"以废治废"的污泥调理方法。结果表明:RO浓盐废水对污泥调理效果显著,Ca^2+与污泥絮体表面负电位点结合,具有电中和压缩双电层作用,提高Zeta电位,减弱污泥电负性,降低束缚水含量,并具有絮体骨架构建和强化作用,显著提高污泥离心脱水性和可脱水程度。投加比为1.4时,污泥脱水性能、絮体结构及理化性质的改善效果最好,污泥离心脱水率从86.61%提高至88.96%,底泥含水率从87.023%降低至84.317%,上清液Zeta电位从-9.92 mV升高至-3.63mV,束缚水含量从3.95kg水/kg DS降低至3.03kg水/kg DS。污泥絮体强度在投加比为1.8时达到最大,强度因子从0.651增大至0.762。当RO浓盐废水过量投加时,过高的Na+破坏污泥絮体结构,减弱絮体强度,并释放有机物引起Zeta电位降低和束缚水含量增大,污泥脱水性能恶化。同时,对高盐脱水滤液提出了3种处置途径。

关键词：剩余污泥反渗透浓盐废水污泥调理脱水性能絮体结构理化性质

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除磷剂对处理含盐废水污泥活性及絮体结构的影响

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中国给水排水 2015年第13期31卷 1-3页

作者：董建威何强司马卫平四川理工学院建筑工程学院四川自贡643000 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400045

采用CASS工艺协同处理高盐榨菜废水与城镇污水,研究了除磷剂对污泥活性及絮体结构的影响。结果表明:聚合硅酸铁、氯化铁和硫酸铝的投加改善了污泥的絮体结构,提高了污泥絮体的密实度;聚合硅酸铁、氯化铁和硫酸铝对异养菌和硝化菌的OUR... 详细信息

采用CASS工艺协同处理高盐榨菜废水与城镇污水,研究了除磷剂对污泥活性及絮体结构的影响。结果表明:聚合硅酸铁、氯化铁和硫酸铝的投加改善了污泥的絮体结构,提高了污泥絮体的密实度;聚合硅酸铁、氯化铁和硫酸铝对异养菌和硝化菌的OUR及污泥脱氢酶活性影响较小,硫酸铝对亚硝化菌OUR的影响明显强于聚合硅酸铁和氯化铁。

关键词：含盐废水污泥活性除磷剂絮体结构

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利用小角度激光光散射研究阳离子有机高分子絮凝剂的絮体粒径和絮体结构

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环境科学学报 2007年第5期27卷 770-774页

作者：余剑锋王东升叶长青杨敏葛小鹏汤鸿霄中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

利用小角度激光光散射在线监测技术研究了不同阳离子有机高分子絮凝剂对带负电荷的高岭土颗粒体系的絮凝动力学和絮体结构.对于高电荷密度的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),由于分子量低其初始絮凝反应速度较慢,最终形成的絮体也较小... 详细信息

利用小角度激光光散射在线监测技术研究了不同阳离子有机高分子絮凝剂对带负电荷的高岭土颗粒体系的絮凝动力学和絮体结构.对于高电荷密度的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),由于分子量低其初始絮凝反应速度较慢,最终形成的絮体也较小.絮凝过程中,其絮体结构发生重组和排列,分形维数从1.83升高到2.09,所形成的絮体密实.对于低电荷密度的2种阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),因其分子量大投药量高,絮凝反应速度较快;但其絮体的分形维数较小且在絮凝反应中基本保持不变,形成的絮体结构开放和松散.基于有机高分子对高岭土体系浊度和zeta电位的影响,结合絮凝动力学和絮体结构分析,结果表明,PDADMAC絮凝机理是电中和作用,而随着分子量的增加和电荷密度的降低,CPAM则主要通过吸附架桥作用产生絮凝.

关键词：絮凝粒径絮体结构分形维数阳离子有机高分子

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Fe(Ⅲ)对活性污泥絮体结构和生物絮凝作用的影响

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环境科学学报 2003年第5期23卷 582-587页

作者：李久义吴晓清陈福泰朱宝霞郭健栾兆坤中国科学院生态环境研究中心水质学国家重点实验室北京100085 中国人民解放军防化工程指挥学院北京昌平102204

采用序批式活性污泥法系统研究了Fe(Ⅲ )对活性污泥絮体结构和生物絮凝作用的影响 ,结果发现Fe(Ⅲ )降低了污泥沉降指数 ,同时也减弱了污泥的生物絮凝作用 .对细胞外高分子 (EPS)的电子能谱元素分析表明在EPS中发生了阳离子间的交换作用... 详细信息

采用序批式活性污泥法系统研究了Fe(Ⅲ )对活性污泥絮体结构和生物絮凝作用的影响 ,结果发现Fe(Ⅲ )降低了污泥沉降指数 ,同时也减弱了污泥的生物絮凝作用 .对细胞外高分子 (EPS)的电子能谱元素分析表明在EPS中发生了阳离子间的交换作用 ,Fe(Ⅲ )置换出EPS中一价和二价金属阳离子 .污泥絮体的扫描电镜显示Fe(Ⅲ )使活性污泥絮体颗粒变小变密实 ,但是Fe(Ⅲ )与EPS之间的作用和含磷沉淀物的生成削弱了污泥颗粒形成较大生物聚集体的能力 .Fe(Ⅲ )对生物絮凝作用的影响主要是通过架桥机理和藻酸盐理论来实现的。

关键词： Fe(Ⅲ) 活性污泥絮体结构生物絮凝污水处理

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复合铁酶促活性污泥絮体结构与生物多样性分析

复合铁酶促活性污泥絮体结构与生物多样性分析

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作者：李成明青岛理工大学

学位级别：硕士

上世纪70年代以来，水体富营养化已成为世人瞩目的水环境问题，2007年我国太湖的蓝藻爆发以及2008年山东半岛沿海的浒苔事件更是引起广泛关注。水体富营养化现象发生的机理虽然复杂，但其根本原因是水体中氮、磷等营养性物质含量过高造... 详细信息

上世纪70年代以来，水体富营养化已成为世人瞩目的水环境问题，2007年我国太湖的蓝藻爆发以及2008年山东半岛沿海的浒苔事件更是引起广泛关注。水体富营养化现象发生的机理虽然复杂，但其根本原因是水体中氮、磷等营养性物质含量过高造成的，因此，控制氮、磷等植物性营养物质进入水体是解决富营养化问题的根本途径。针对城镇污水脱氮除磷处理技术难题，青岛理工大学污水处理与资源化课题组提出了复合铁酶促活性污泥法，其以提高污水处理微生物活性为切入点，采用人为调控铁离子介入的强化微生物活性的研究策略，利用铁离子参与电子传递作用与酶促反应激活剂作用的原理，强化铁离子介入微生物生化反应过程，达到提高功能微生物代谢反应活性的目的。其为解决污水生物脱氮除磷系统存在的固有矛盾与瓶颈问题提供了一种全新的思路。该技术在前期大量的实验室规模、现场小试以及半生产性实验研究中，在强化污水生物脱氮除磷能力方面均取得了较为突出的处理效果，特别在抵抗低温硝化方面取得了重要突破。本文主要应用能谱分析、PCR-DGGE、PCR-RFLP等16S rDNA分子生物学手段，结合复合铁酶促活性污泥技术在实际生产运行的城市污水处理厂的应用及现场小试试验系统，通过对复合铁酶促活性污泥与普通活性污泥的絮体结构和生物多样性的分析，目的在于解决微生物多样性与群落结构变化对系统功能的影响，探讨铁离子对微生物多样性与群落结构变化的影响。本研究利用PCR-DGGE、PCR-RFLP等16SrDNA分子生物学方法对不同含铁量复合铁酶促活性污泥的种群结构以及主要菌种的种属进行分析。研究结果表明，（1）不同含铁量复合铁酶促活性污泥的微生物种群结构之间存在差异性，其中0.05g Fe3+/gMLSS含铁量的复合铁酶促活性污泥中微生物多样性丰度最高；（2）复合铁酶促活性污泥微生物种群结构相对于普通活性污泥呈现出的差异性，说明铁离子对活性污泥微生物群落结构及其功能多样性产生一定影响，促进了微生物的生长，推动了功能微生物对环境的适应能力；（3）复合铁酶促活性污泥与普通活性污泥系统中微生物共分11大类。复合铁酶促活性污泥的优势菌群顺序为：β-变形菌纲、γ-变形菌纲、梭菌纲、δ-变形菌纲、暖绳菌纲（分别占79.79%，5.32%，5.32%，2.13%，2.13%）。普通活性污泥系统中优势菌群顺序为：β-变形菌纲、α-变形菌纲、γ-变形菌纲、梭菌纲（分别占78.89%，8.89%，5.56%，4.44%）。采用复合铁酶促活性污泥技术的城市污水处理厂实际生产系统微生物多样性研究表明，（1）复合铁酶促活性污泥实际生产系统的微生物多样性相当丰富，对外来的环境冲击影响表现出较强的动态稳定性。污泥的内外回流不可避免的造成了微生物在不同区域中的“流动”，因此大部分微生物在不同功能区域中的种群结构差别不大，在池中不同位置的分布都比较均一。（2）采用相同实际污水为进水的复合铁酶促活性污泥实际生产系统与小试试验系统的生物群落多样性具有较好的一致性，只是各种细菌所占比例发生微小波动。本研究采用絮体粒径分布测定、zeta电位测定、电子能谱元素分析（XPS）、电子能谱元素分析（EDS）等方法，分析了复合铁酶促活性污泥的絮体结构和存在形式。不同含铁量(0.01、0.03、0.05、0.08g Fe3+/gMLSS)的复合铁酶促活性污泥胞外聚合物EPS中均未发现铁元素。复合铁酶促活性污泥中的铁元素被微生物吸收利用，主要存在于微生物细胞内，并参与微生物的新陈代谢，进而提高了活性污泥微生物的代谢反应活性。X射线电子能谱（XPS）分析显示复合铁酶促活性污泥中铁元素的存在形式为一种金属有机化合物Fe（C5H5）(CO)3BPh（4Fe元素价态+2价），是微生物的一种新陈代谢产物，在生物氧化中通过Fe→Fe2+→Fe3+氧化还原反应起着电子传递作用，强化酶的催化活性。复合铁酶促活性污泥的形成对活性污泥Zeta电位的影响很小，不会导致活性污泥的表面电荷降低，说明复合铁酶促活性污泥良好的絮凝作用并不是由于电中和作用引起的。

关键词：复合铁酶促活性污泥絮体结构 16SrDNA PCR-DGGE PCR-PFLP

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基于拓展DLVO与絮体结构特征的化学调理对污泥脱水影响规律的研究

基于拓展DLVO与絮体结构特征的化学调理对污泥脱水影响规律的研究

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作者：王宇华中科技大学

学位级别：硕士

市政污泥是污水处理的副产物,由于其胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,简称EPS）中含有大量的亲水性有机物,导致其难以脱水,给后续的处理处置带来了困难。很多研究发现混凝剂、絮凝剂、高级氧化等化学调理方法能有效提... 详细信息

市政污泥是污水处理的副产物,由于其胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,简称EPS）中含有大量的亲水性有机物,导致其难以脱水,给后续的处理处置带来了困难。很多研究发现混凝剂、絮凝剂、高级氧化等化学调理方法能有效提高污泥脱水性能。然而,不同污泥调理过程会改变污泥颗粒间相互吸引和排斥力,同时,对污泥絮体结构造成影响。针对上述问题,本文主要研究内容包括:1、不同价态阳离子、高分子聚合物及Fenton试剂调理对污泥脱水性能的影响选用不同价态的金属盐(Na+、K+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Al3+)、高分子聚合物絮凝剂（聚合氯化铝:Polyaluminium Chloride,缩写PAC）及高级氧化方法（Fenton试剂）对污泥进行化学调理。以CST（Capillary Suction Time,简称CST）、SRF（Specific Resistance to Filtration,简称SRF）为污泥脱水性能评价指标,同时测定调理污泥的粒径分布、Zeta电位及沉降性能。结果表明:Fe3+、Al3+、Fenton试剂能够大幅提高污泥脱水性能,在投加量分别为1.2 mmol Fe3+/g VS、1.2 mmol Al3+/g VS、2 mmol Fe2+/g VS与2.5 mmol H2O2/g VS时,调理污泥CST分别由原泥的220.0 s降至33.5、54.1、24.4 s,SRF分别由原泥的2.0×10～133 m/kg降至0.4×1013、0.5×1013、0.4×1013 m/kg。2、基于表面热力学分析的拓展DLVO（Derjaguin-Landan-Venvey-Overbeek）理论解析方法探讨污泥脱水性能的变化对不同价态阳离子、高分子聚合物及Fenton试剂调理剂在最优投加量下调理污泥接触角进行了测定,通过表面热力学分析得到不同调理污泥的拓展DLVO曲线。结果表明,经Fe3+、Al3+、Fenton试剂调理后,污泥的界面吸附自由能△Gadh从原泥的9.5 mJ/m2分别降低为-33.4、-10.8、-38.0 mJ/m2,说明污泥絮体表面由亲水性转变为疏水性(△Gadh<0);调理污泥的能垒从原泥的7.7×10～5 KT(K为玻尔兹曼常数,其值为1.38×10-23 J/K,T为绝对温度,其值为298 K)降低至小于0 KT,说明调理污泥絮体颗粒间的能垒消失,污泥颗粒可以自发进行碰撞挤压,大幅减小污泥的间隙水,从而提高污泥的脱水性能。作为对比,单独投加Na+、K+、Ca2+、Mn2+、PAC调理污泥的能垒分别为7.6×10～5 KT、6.6×10～5 KT、7.2×10～5 KT、1.1×10～5 KT、1.1×10～5 KT,均在0 KT以上,表明上述化学调理剂并不能改变污泥絮体的亲水特性,该结果与脱水性能的结果一致。3、不同化学调理方式对污泥絮体结构变化影响机理的探讨对不同调理污泥中金属元素在固液相分布、调理污泥的EPS含量分布、结合水含量、分形维数、动态形貌等进行表征,结果表明:外加的一价金属元素、二价Ca2+大部分分布在污泥液相中;而二价Mn元素、三价金属元素与Fenton试剂调理污泥中外加的Fe大部分分布在固相中,对污泥起到了压缩双电层与混凝的作用。分形维数（fractal dimension,简称D_f）的结果进一步表明单独投加Fe3+、Al3+与Fenton试剂调理污泥的污泥絮体更加密实,D_f值分别为2.67、2.61与2.63,明显大于原泥（2.45）以及Na+（2.46）、K+（2.47）、Ca2+（2.46）等调理污泥。EPS与结合水含量的实验结果表明:Fe3+、Al3+、Fenton试剂调理污泥后Bound-EPS中蛋白质和多糖含量明显降低,结合水含量也由原泥的2.92 g/g DS降低至2.13、2.22与2.22 g/g DS。因此,密实化的污泥絮体可以有效减少污泥Bound-EPS含量,释放污泥Bound-EPS所束缚的结合水。污泥絮体结构变化观测的结果表明Na+、K+、Ca2+、Mn2+、Al3+试剂调理污泥过程中在前15 s内污泥粒径无显著变化,Fe3+调理污泥粒径在第15 s明显变大,Fenton试剂调理污泥在前15 s内粒径呈现波动式变化,可能存在污泥有机絮体解离-重构的现象。相关性分析的结果表明不同调理污泥中结合水含量与污泥絮体吸附自由能△Gadh（r=0.81,p<0.01）和能垒（r=0.9,p<0.01）存在显著的正相关性,进一步说明污泥絮体亲水特性会使污泥絮体间的排斥力增加,增加污泥结合水含量。通过主成分分析,发现影响污泥主成分得分结果最大的是其第一公因子（F1）,在主成分中所占比例为68.3%。而第一公因子（F1）主要是

关键词：污泥脱水混凝/絮凝剂高级氧化表面热力学分析絮体结构

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污水处理及其冲击过程中絮体结构的变化规律研究

污水处理及其冲击过程中絮体结构的变化规律研究

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作者：樊龙西安建筑科技大学

学位级别：硕士

活性污泥法作为生物处理过程中广泛应用的技术,首要面对的问题是脱氮除磷效率较低且能耗过高,系统的耐冲击负荷稳定性较差。而絮体结构作为絮凝工艺中最重要的基本参数之一,不仅在微生物生化反应过程中影响污水中有机底物的吸附作用和... 详细信息

活性污泥法作为生物处理过程中广泛应用的技术,首要面对的问题是脱氮除磷效率较低且能耗过高,系统的耐冲击负荷稳定性较差。而絮体结构作为絮凝工艺中最重要的基本参数之一,不仅在微生物生化反应过程中影响污水中有机底物的吸附作用和传质效果等,还在宏观上决定了污泥的压缩,沉降效果以及污泥的稳定性等,对水处理效率有重要影响。本文以絮体结构这一参数为视角,对一种新型改良A2/O工艺的运行特性和机理,及其后续不同絮体结构受冲击影响规律进行了研究,为污水处理过程效率的提高和系统稳定性的改进提供了新思路。研究的内容及结果包括:1、通过调整改良型A2/O工艺反应器的生物选择器,并对生物选择器内上升流速变化发生的40天内参数进行监测,发现:（1）通过加大改良型A2/O工艺中生物选择器的上升流速可以实现对密实絮体富集。加大上升流速的40天内,好氧池的絮体粒径峰值从280μm增长到410μm,增大了46%,SV5、SV30以及SVI等沉降性参数分别下降了44%,48%和78%,微生物絮体尺寸也相应增长。（2）因生物选择器而筛选的密实絮体更容易使自养菌依附生长,通过密实絮体的富集可以实现硝化细菌的富集,进而提高脱氮效率。在密实絮体开始富集的40天过程里,总氮去除率从42%升高到62%,提高了20%。（3）在本次实验生物选择器实现密实絮体富集的过程中,除磷效果的变化没有特别明显的规律,去除率基本都在40%50%之间波动。可能是受温度和泥龄等因素影响,无法比较疏松与密实絮体的除磷效果,仍需进一步研究。2、为了进一步探究分析改良工艺所筛选的絮体对环境影响程度的敏感性,继续对不同絮体结构的代表污泥进行改变基质短期冲击试验进行分析,结果表明:（1）短期冲击发生后,疏松絮体污泥密度变小,沉淀性变差;而密实絮体密度则持续变大,沉淀性变好。通过基质的选择,可在短期内改变絮体的密度和沉降性能。而密实絮体在受冲击后,污泥的密实程度和沉降性能好转,对后续的沉降和脱水过程影响较小,不易发生污泥膨胀等问题。（2）疏松絮体异养菌活性持续下降,其所占的呼吸比例也明显下降,而密实絮体异养菌活性在出现短暂抑制后快速上升,最终异养菌所占的呼吸比例略有上升。在冲击过程中异养菌的活性对絮体结构变化起关键作用,密实絮体在受到短期冲击时总呼吸速率恢复更快,而这部分呼吸速率恢复中以异养菌为主。（3）荧光强度方面,腐殖酸类物质区的峰B在基质变化冲击后,变化趋势都是减小甚至消失,因此峰B与原水组分有关;色氨酸区的峰A在受到冲击后变化不大。总体来说,EPS的荧光峰虽然存在一定变化,但絮体结构的改变关联性不大。

关键词：絮体结构冲击负荷 A2/O工艺呼吸图谱胞外聚合物

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基于絮体结构和产量调控的电絮凝水处理技术

基于絮体结构和产量调控的电絮凝水处理技术

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作者：徐秋玲江苏科技大学

学位级别：硕士

电絮凝技术作为一种环境友好型的水处理技术,利用原位生成的絮体通过吸附、网捕卷扫和表面络合反应等作用可以有效地去除废水中的污染物质。目前已有很多关于优化电絮凝技术处理废水效果的研究,但都只针对含特定污染物的废水。废水中污... 详细信息

电絮凝技术作为一种环境友好型的水处理技术,利用原位生成的絮体通过吸附、网捕卷扫和表面络合反应等作用可以有效地去除废水中的污染物质。目前已有很多关于优化电絮凝技术处理废水效果的研究,但都只针对含特定污染物的废水。废水中污染物种类繁多,针对每一种污染物进行工艺优化是十分困难的。本文提出通过调节絮体结构和产量来提升各种污染物的去除效率。以重金属离子(Ni)、有机物(MO)、无机阴离子(F)为目标污染物,探究絮体产量对污染物去除效果的影响以及不同结构絮体对污染物的吸附能力,通过调控絮体找出适用于不同种类污染物的操作条件。研究发现,可以通过絮体产量最大化实现不同污染物去除效率的提高,铁絮体的产量取决于三个关键的操作条件即曝气速率、水样初始p H和电解后的沉淀时间。絮体结构会随曝气速率的变化而变化,絮体在不曝气时以绿锈(GR)为主,由于GR是由铁氢氧化物和无机阴离子共同组成,因此絮体产量在不曝气时最高;强酸和强碱条件下不利于絮体的生成,因此絮体产量在p H为5～7时最高;电絮凝结束后额外的沉淀时间会导致絮体的溶解,因此絮体产量在不沉淀时最高。F和MO去除率的变化趋势与絮体产量的变化趋势一致,表明提高絮体产量可以有效提高阴离子和有机物的去除率。但对重金属离子Ni而言,由于絮体吸附和共沉淀都有助于重金属离子的去除,其去除率随初始p H的变化与絮体产量的变化不一致。在不同曝气速率和沉淀时间的条件下,絮体产量决定了Ni的去除率。电絮凝过程中通过调节水样初始溶解氧(DO)可以生成不同结构的絮体(GR、FeO、α-Fe OOH)。絮体的结构不同,对污染物的吸附能力也不同。但利用电絮凝法去除污染物的过程中除了絮体的吸附作用还有电解氧化还原、共沉淀等作用,无法直接比较絮体对污染物的吸附能力,因此本文提出通过原位处理废水即电絮凝法直接处理废水的方法和异位处理废水即电絮凝过程中水样仅为电解质溶液,电解结束后再投加污染物至溶液中的方法,探究各类絮体对污染物的吸附能力。结果表明,当DO<12 mg/L时,絮体以GR为主;当12 mg/L絮体由GR和FeO组成;当16 mg/L絮体以FeO为主;当20 mg/L絮体由FeO和α-Fe OOH组成;当DO>24 mg/L时,絮体以α-Fe OOH为主。絮体原位/异位去除三种污染物时,GR的去除效果最好,FeO的效果次之,α-Fe OOH的效果最差。Ni和MO可以通过絮体异位吸附的方式来去除,而F不能通过絮体异位处理的方式来去除。絮体在电絮凝处理废水的过程中有着至关重要的作用,而高盐度会影响絮体吸附污染物的效果。实验选用不同盐度电解液配制废水,研究絮体产量和组成以及污染物去除率的变化。结果表明电絮凝过程中絮体吸附了水样中的无机盐离子(SO)。当原位或异位处理废水时,随着盐度的增大,三个污染物的去除率都随之下降,盐度对于MO的去除影响最小。水样的盐度越高,SO与污染物之间的竞争吸附越激烈,絮体对污染物的吸附越少,对SO的吸附越多,导致污染物的去除效果变差。

关键词：电絮凝铁絮体絮体产量絮体结构盐度

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