环 境 工 程 学 报 第 卷 第 期 年 月 混 凝 技 术 去 除 水 中 新 兴 污 染 物 的 研 究 进 展 化 学 还 原 固 定 化 土 壤 地 下 水 中 六 价 铬 的 研 究 进 展 复 合 生 物 滞 留 介 质 对 雨 水 径 流 中 重 金 属 净 化 效 果 目 次 综 述 水 污 染 防 治 王 东 升 姜 巍 肖 峰 段 淑 璇 郑 建 中 石 美 李 娟 郭 彩 阳 张 良 王 建 龙 杨 丽 琼 黄 涛 电 絮 凝 超 滤 除 氟 工 艺 参 数 优 化 研 究 王 树 青 胡 承 志 杨 春 风 李 静 刘 会 娟 吸 附 对 超 滤 膜 去 除 再 生 水 中 有 机 物 影 响 不 同 黏 土 对 盐 酸 环 丙 沙 星 和 诺 氟 沙 星 的 吸 附 特 性 竹 炭 及 其 改 性 产 品 作 为 生 物 载 体 的 应 用 研 究 孙 丽 华 陈 雪 如 冯 萃 敏 张 雅 君 张 艳 红 王 风 贺 纪 营 雪 段 伦 超 赵 斌 胡 萃 邹 小 明 张 树 聪 黄 翔 峰 不 同 高 岭 土 体 系 混 凝 过 程 中 絮 体 形 态 的 变 化 徐 慧 肖 峰 王 东 升 牛 骨 粉 为 晶 种 的 磷 酸 钙 结 晶 法 回 收 污 泥 发 酵 液 中 磷 谷 彩 霞 张 超 杰 李 咏 梅 周 琪 微 波 促 进!! " 催 化 # $ 降 解 甲 基 橙 废 水 占 昌 朝 陈 义 严 平 谢 宝 华 曹 小 华 夏 祥 " 响 应 面 法 优 化 酵 母 菌 处 理 餐 饮 废 水 张 树 林 翁 建 男 陈 思 文 吕 文 洲 "! " 埃 洛 石 纳 米 管 的 制 备 及 其 对 罗 丹 明 的 吸 附 关 卫 省 吕 春 芳 孙 洋 洋 杨 茜 怡 高 盼 盼 " 混 凝 沉 淀 氧 化 深 度 处 理 垃 圾 渗 滤 液 苏 南 老 城 区 合 流 制 管 网 的 溢 流 污 染 特 征 聚 合 物 水 凝 胶 的 制 备 以 及 吸 附 废 水 中 铅 离 子 活 性 污 泥 胞 外 聚 合 物 在 污 水 处 理 过 程 中 的 荧 光 特 性 聂 发 辉 李 文 婷 刘 占 孟 刘 玉 清 周 美 成 陈 俊 董 良 飞 杨 云 安 许 光 明 张 一 品 朱 博 熊 波 文 张 云 燕 华 蓉 李 正 魁 李 志 华 刘 毅 张 芹 张 妍 再 生 水 中 硫 酸 盐 还 原 菌 对 碳 钢 的 腐 蚀 行 为 万 剑 梅 田 一 梅 郑 波 改 性 钛 白 石 膏 对 阳 离 子 染 料 罗 丹 明 的 吸 附 性 能 臭 氧 对 再 生 水 中 指 示 病 原 微 生 物 的 灭 活 特 性 蔡 宽 阮 长 城 李 瑞 萍 刘 立 明 赵 晓 蓉 黄 应 平 " 潘 观 连 张 逢 席 劲 瑛 黄 满 红 胡 洪 营 牛 粪 生 物 炭 对 ( ) 的 吸 附 影 响 因 素 及 特 性 王 丹 丹 林 静 雯 张 岩 王 禹 川 孙 丽 娜 王 英 刚 填 料 配 置 方 式 对 $* 运 行 效 能 的 影 响 水 平 潜 流 人 工 湿 地 流 场 数 值 模 拟 与 结 构 优 化 分 析 刘 畅 高 大 文 " 丁 彦 礼 何 珊 宋 志 鑫 白 少 元 解 庆 林 游 少 鸿 生 物 炭 对 水 中 +, 和 -, 的 吸 附 特 征 郭 素 华 许 中 坚 李 方 文 许 丹 丹 石 墨 烯 二 氧 化 钛 复 合 物 对 泰 乐 菌 素 的 光 解 作 用 曾 晓 明 郭 学 涛 杨 琛 党 志 胡 芸 连 续 微 滤 系 统 膜 垢 生 长 过 程 的 模 型 与 模 拟 防 渗 帷 幕 对 污 染 物 阻 滞 的 数 值 模 拟 许 丹 宇 包 洪 福 石 岩 邓 红 卫 贺 威. 对 污 水 好 氧 处 理 过 程 产 生 的 影 响 闫 旭 李 琦 路 韩 云 平 郭 丽 刘 理 涛 孙 剑 辉 " 水 泥 潜 入 河 道 底 泥 对 重 金 属 镉 的 拦 截 作 用 基 于 $* 的 单 级 自 养 脱 氮 快 速 启 动 聚 硅 酸 阳 离 子 絮 凝 剂 处 理 印 染 废 水 段 智 霞 樊 贵 盛 " 张 小 玲 邓 杨 帆 冯 继 贵 王 靖 楠 李 强 李 冉 潘 杰 杨 江 秦 文 龙 贺 延 龄 低 碳 氮 比 对 生 物 膜 电 极 反 应 器 反 硝 化 的 影 响 彭 宏 刘 维 仪 刘 舒 心 陈 亚 豪 肖 鸿 焦 化 废 水 深 度 回 用 中 粉 末 活 性 炭 的 超 声 波 再 生 微 生 物 燃 料 电 池 化 学 阴 极 与 生 物 阴 极 处 理 含 铬 废 水 单 菌 种 和 混 合 菌 处 理 养 殖 污 水 的 效 果 斜 发 沸 石 的 改 性 及 吸 附 机 理 及 其 对 高 氟 水 的 去 除 自 然 通 风 条 件 下 无 砾 石 微 孔 管 地 下 渗 滤 系 统 除 污 效 果 污 泥 提 取 液 与 普 通 小 球 藻 相 互 影 响 的 特 性 溶 解 氧 对 氧 化 沟 同 步 硝 化 反 硝 化 脱 氮 比 率 的 影 响 连 子 如 于 海 琴 孙 慧 德 成 笠 萌 高 雄 英 吴 夏 芫 宋 天 顺 周 楚 新 韦 萍 宋 协 法 潘 玉 兰 马 真 董 登 攀 黄 志 涛 李 尚 蛟 王 银 叶 马 爽 肖 艳 华 骆 永 娜 周 小 波 王 志 帅 王 成 端 闫 龙 陈 秀 荣 王 璐 赵 骏 鲍 征 薛 武 丹 彭 党 聪 王 攀 董 涛 " 个 中 山 杉 品 种 对 富 营 养 化 水 体 的 净 化 作 用 韩 路 弯 华 建 峰 殷 云 龙 於 朝 广 施 钦! " 催 化 臭 氧 化 处 理 钻 井 废 水 王 兵 袁 增 李 永 涛 任 宏 洋 曾 扬 岳 丞 抗 生 素 类 污 染 物 对 硝 化 污 泥 的 生 物 抑 制 臭 氧 氧 化 处 理 养 猪 场 厌 氧 沼 液 李 娟 英 胡 谦 陈 美 娜 王 肖 颖 王 静 曾 鑫 呼 世 斌 屈 广 周 王 铁 成 庞 敏 柴 琴 琴 姜 洋 河 道 底 泥 重 金 属 浸 出 毒 性 分 析 及 其 固 化 稳 定 化 效 果 侯 浩 波 刘 柳 周 耿 军 军 汪 韦 兴 韩 毅 张 维 昊 叶 雨 朦 赵 水 纤
环 境 工 程 学 报 第 卷 第 期 年 月 水 污 染 防 治 生 物 增 效 结 合 $* 处 理 垃 圾 渗 滤 液 孙 铁 刚 孙 翼 虎 " 湖 泊 底 泥 磷 释 放 及 磷 形 态 变 化 高 湘 李 妍 何 怡 电 絮 凝 离 子 交 换 生 化 法 处 理 化 学 镀 铜 废 液 彭 娟 赵 陈 冬 冯 凡 让 张 庆 喜 郑 帅 飞 大 气 污 染 防 治 北 京 市 垃 圾 填 埋 气 体 排 放 模 拟 及 0! 现 状 分 析 孙 士 超 卢 宏 玮 任 丽 霞 何 理 张 嘉 琪 基 于 正 交 实 验 设 计 制 备 的 多 元 非 线 性 回 归 分 析 张 浩 曹 现 雷 唐 刚 刘 影 表 面 活 性 剂 对 叶 面 滞 尘 作 用 的 影 响 吴 桂 香 吴 超 石 东 平 潘 伟 廖 慧 敏 针 对 街 道 峡 谷 内 部 气 流 场 的 参 数 化 研 究 黄 欣 符 祥 文 刘 峻 峰 陶 澍 钛 基 催 化 剂 的 制 备 及 其 催 化 氧 化 苯 乙 烯 性 能 孙 启 猛 肖 丽 赵 朝 成 王 永 强 丁 翰 林 吴 昊 澜 深 圳 市 区 空 气 污 染 的 人 工 神 经 网 络 预 测 王 国 胜 郭 联 金 董 晓 清 朱 燕 茹 基 于 2 的 种 城 市 道 路 面 积 提 取 方 法 赵 文 霞 刘 娟 肖 捷 颖 " 酸 碱 改 性 对 活 性 焦 烧 结 烟 气 脱 硫 性 能 的 影 响 左 嫣 然 易 红 宏 唐 晓 龙 赵 顺 征 王 志 祥 张 波 文 高 凤 雨 " 柴 油 机 $ * 系 统 还 原 剂 喷 量 自 适 应 控 制 研 究 刘 胜 郭 晓 杰 张 兰 勇 " 燃 煤 发 电 厂 排 放 强 度 计 算 方 法 解 析 与 应 用 固 体 废 物 处 置 李 进 于 海 琴 陈 蕊 " 臭 氧 预 处 理 促 进 剩 余 污 泥 的 水 解 酸 化 李 斯 施 刘 东 方 赵 乐 军 张 国 威 刘 岩 高 芳 王 艺 " 强 化 污 泥 中 木 质 纤 维 素 产 甲 烷 实 验 研 究 郝 晓 地 王 吉 敏 胡 沅 胜 " 脱 硫 石 膏 与 碳 酸 铵 反 应 过 程 及 反 应 机 理 李 春 情 马 丽 萍 晏 晓 丹 彭 思 毅 王 倩 倩 连 艳 朱 斌 "" 电 子 废 弃 物 资 源 化 全 生 命 周 期 碳 减 排 效 益 评 估 以 废 弃 电 冰 箱 为 例 宋 小 龙 王 景 伟 吕 彬 吴 雯 杰 "" 山 西 省 城 市 污 泥 农 用 潜 力 与 安 全 施 用 李 桃 李 伟 李 筱 梅 董 志 新 刘 奋 武 张 吴 平 卜 玉 山 " 樟 树 叶 纤 维 素 液 态 发 酵 的 工 艺 优 化 曾 柏 全 冯 金 儒 朱 永 瑞 徐 甜 " 粉 煤 灰 与 生 石 灰 复 合 调 理 剂 对 市 政 污 泥 深 度 脱 水 性 能 的 影 响 刘 强 陈 晓 欢 傅 金 祥 张 晓 强 " 一 氯 苯 在 钒 钛 催 化 剂 表 面 亲 核 取 代 反 应 的 0 计 算 冯 昱 恒 蒋 旭 光 胡 雨 燕 陈 德 珍 " 味 精 生 产 过 程 中 产 生 的 废 弃 活 性 炭 的 再 生 张 利 波 程 松 夏 洪 应 张 声 洲 彭 金 辉 王 仕 兴 " 土 壤 污 染 防 治 " 三 氯 酚 在 盐 城 湿 地 土 壤 中 的 吸 附 行 为 马 建 永 吴 向 阳 丁 成 陈 天 明 李 朝 霞 严 金 龙 " 超 声 波 与 0 联 用 对 污 染 土 中 + 的 去 除 效 果 及 其 作 用 机 理 张 春 雷 费 小 通 程 成 3 4+(" 生 态 修 复 工 程 微 曝 气 生 物 滤 池 多 级 土 壤 渗 滤 系 统 强 化 脱 氮 处 理 新 运 粮 河 水 朱 擎 杨 飞 飞 吴 浩 恩 冯 传 平 吴 为 中 " 北 京 南 海 子 湖 藻 垫 在 春 夏 交 替 季 节 水 华 过 程 中 的 作 用 尹 涛 丁 爱 中 郑 蕾 黄 晓 龙 谢 恩 贯 泾 港 构 筑 根 孔 湿 地 水 质 净 化 效 果 王 宝 玲 潘 潇 张 荣 斌 陈 庆 华 周 春 东 沈 培 锋 王 为 东 尹 澄 清 氮 磷 比 对 石 油 污 染 沙 滩 中 3 去 除 的 影 响 夏 文 香 张 丹 峰 李 金 成 孟 晶 于 洋 太 湖 不 同 营 养 类 型 湖 区 沉 积 物 磷 的 形 态 与 吸 附 行 为 的 比 较 肖 文 娟 曹 秀 云 宋 春 雷 周 易 勇 三 峡 库 区 香 溪 河 流 域 磷 矿 废 石 磷 素 浸 出 特 性 姜 利 国 梁 冰 张 梦 舟 尹 成 薇 郑 泽 环 境 生 物 技 术 含 油 污 泥 中 石 油 降 解 菌 的 分 离 及 其 降 解 特 性 任 丽 君 刘 宪 斌 田 胜 艳 一 株 耐 铬 产 碱 菌 的 鉴 定 及 其 铬 解 毒 特 性 吴 颖 邓 鹏 贾 燕 白 群 华 肖 虹 " 一 株 铅 镉 抗 性 菌 株 的 分 离 鉴 定 及 其 生 物 学 特 性 金 忠 民 郝 宇 刘 丽 杰 张 艳 馥 赵 静 李 丹 胶 原 纤 维 固 定 酿 酒 酵 母 0 传 感 器 性 能 及 应 用 环 境 监 测 与 评 价 噪 声 污 染 防 治 赵 磊 金 若 芸 何 利 陈 姝 娟 刘 书 亮 韩 新 锋,$ 模 糊 评 价 模 型 在 城 市 声 功 能 区 划 分 中 的 应 用 相 关 研 究 林 国 锦 徐 明 德 赵 腊 梅 张 君 杰 电 化 学 阴 极 活 化 掺 硼 金 刚 石 膜 电 极 蒋 盈 盈 毛 本 将 李 启 彬 气 液 混 合 脉 冲 放 电 等 离 子 体 再 生 活 性 炭 系 统 优 化 研 究 王 慧 娟 依 成 武 刘 永 杰 郭 贺 储 金 宇
第 卷 第 期 环 境 工 程 学 报 年 月!"#$ # $ #!" 电 絮 凝 * 超 滤 除 氟 工 艺 参 数 优 化 研 究 王 树 青 胡 承 志 杨 春 风 李 静 刘 会 娟 河 北 工 业 大 学 土 木 工 程 学 院 天 津, 8 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 摘 要 电 絮 凝 ) 超 滤 # $ "$ )" #$ #$ )= 工 艺 在 饮 用 水 除 氟 方 面 具 有 良 好 的 应 用 前 景 研 究 了 )= 除 氟 效 果 和 膜 污 染 过 程 考 察 了 电 流 密 度 水 力 停 留 时 间 初 始 初 始 氟 浓 度 对 除 氟 效 果 和 膜 污 染 的 影 响 结 果 表 明 在 连 续 流 下 )= 工 艺 除 氟 效 果 良 好 在 电 流 密 度, * 水 力 停 留 时 间 初 始 在 + 的 最 佳 工 艺 条 件 下 氟 的 去 除 率 达 到 以 上 膜 污 染 主 要 是 由 电 解 过 程 产 生 的 铝 絮 凝 剂 与 氟 离 子 形 成 的 颗 粒 物 质 导 致 上 述 结 果 为 )= 除 氟 工 艺 改 进 提 供 了 参 考 和 依 据 关 键 词 电 絮 凝 超 滤 饮 用 水 氟 膜 污 染 中 图 分 类 号 (, 文 献 标 识 码 * 文 章 编 号 +,) ),,) + $ "$ * -$ 0 "4 " @ A$ "! " "!"$ 0 # 3 = # 2 2 $, 8 $ $3#$ # *4"$ 0 $ 2 $# ## ) # $ 0 * $ 0 $!" 2 # $ "$ )" #$ #$ # )= $ 3 # @ $ $ # ) # "# # $# # $ #2 # $ "# 3 )=$ # 3#$" $ $ 0 " $" " # #$" # $ $" $ $"# #$ # $ 2 #" $ $ "" #" "# $ 3$# # 3 )= # 2 # $#$ "# $ " ) @ " #, * #$" # $ $ + $ 3) # $ 3#$" $ $ $" 3 $# "$ $" " $ "$ # # $ "# 2 $3#" # $## $ 3$ # )= "# $ # ) # #$ # $ "$ " #$ #$ # $ #"# 3#$" 我 国 和 世 界 许 多 国 家 都 存 在 饮 用 水 氟 污 染 问 题 饮 用 水 除 氟 是 国 内 外 供 水 行 业 广 泛 关 注 的 问 题 也 是 尚 未 解 决 的 难 题 我 国 西 北 边 远 地 区 和 部 分 农 村 等 无 集 中 式 供 水 的 地 区 饮 用 水 氟 污 染 问 题 更 加 突 出 解 决 难 度 大 电 絮 凝 水 处 理 效 率 高 操 作 简 便 灵 活 可 设 备 化 和 自 动 化 运 行 非 常 适 合 小 型 供 水 厂 或 农 村 分 散 型 饮 用 水 处 理 电 絮 凝 出 水 需 要 进 一 步 固 液 分 离 单 元 并 且 电 絮 凝 产 生 的 絮 体 较 小 不 容 易 沉 淀, 出 水 水 质 不 稳 定 此 外 做 成 比 较 大 的 沉 淀 池 不 易 设 备 化 不 符 合 分 散 性 水 处 理 设 备 紧 凑 灵 活 的 要 求 膜 分 离 处 理 水 可 不 需 要 沉 淀 直 接 过 滤 一 方 面 大 大 缩 短 了 水 处 理 流 程 8 另 一 方 面 电 絮 凝 作 为 前 处 理 单 元 可 以 缓 解 膜 污 染 + 因 此 膜 分 离 非 常 适 合 作 为 电 絮 凝 后 的 固 液 分 离 单 元 李 静 波 等 用 电 絮 凝 ) 微 滤 去 除 饮 用 水 中 的 氟 虽 然 可 以 达 到 一 定 的 除 氟 效 果 但 没 有 考 察 连 续 流 下 的 运 行 效 果 也 没 有 应 用 分 离 效 果 更 好 的 超 滤 膜 及 探 讨 其 相 应 的 污 染 情 况 " $ 等 考 察 了 纳 滤 除 氟 的 效 果 但 纳 滤 除 氟 需 要 提 供 的 压 力 高 且 易 造 成 膜 污 染 清 洗 难 成 本 高 对 于 电 絮 凝 ) 超 滤 联 用 除 基 金 项 目 环 境 水 质 学 国 家 重 点 实 验 室 专 项 经 费 资 助 项 目,B ) 0 2 国 家 水 体 污 染 控 制 与 治 理 科 技 重 大 专 项 B( 8 8) 收 稿 日 期 8 9 9 修 订 日 期 8 9 + 9 作 者 简 介 王 树 青 男 硕 士 研 究 生 主 要 从 事 城 市 给 水 排 水 理 论 与 技 术 ) $ $ "4 : + 通 讯 联 系 人 ) $ @ ":# $
, 8 环 境 工 程 学 报 第 卷 氟 的 相 关 研 究 还 很 有 限 极 板 与 膜 材 料 实 验 中 阳 极 阴 极 均 采 用 铝 板 极 板 尺 寸 为 + 平 板 式 超 滤 膜 组 件 由 北 京 清 大 膜 科 膜 公 司 提 供 超 滤 膜 材 质 为 聚 偏 氟 乙 烯. 截 留 分 子 量 为.$ 实 验 用 水 向 自 来 水 中 加 入 $ 使 氟 离 子 初 始 结 果 与 讨 论 浓 度 保 持 在 )? 并 加 入 电 解 液 $ 实 验 装 置 实 验 装 置 如 图 所 示 图 工 艺 流 程 图 0 $ # # $ )= # 本 研 究 采 用 自 制 有 机 玻 璃 槽 + 8 有 效 容 积 为 8 作 为 反 应 器 极 板 间 距 为 极 板 浸 入 水 中 的 有 效 深 度 为 有 效 絮 凝 面 积 为 + 反 应 器 上 部 设 置 溢 流 孔 在 进 水 流 量 恒 定 的 情 况 下 用 来 排 放 因 膜 通 量 降 低 而 逐 渐 滞 留 在 反 应 器 中 的 水 实 验 仪 器 及 分 析 方 法 实 验 中 电 解 采 用. *)+ 型 直 流 稳 压 稳 流 电 源 测 定 采 用 测 定 仪 *2 # # 本 研 究 采 用 电 絮 凝 ) 超 滤 # $ "$ )") =0* 氟 离 子 浓 度 采 用 氟 离 子 选 择 电 极 法 测 定 #$ #$ )= 联 用 工 艺 去 除 饮 用 水 中 过 量 的 膜 污 染 用 跨 膜 压 差 2> 衡 量 2> 测 定 采 用 压 力 氟 考 察 了 电 流 密 度! 水 力 停 留 时 间 #$" 传 感 器 与 相 应 的 数 据 采 集 软 件 总 铝 浓 度 的 测 定 采 # 2 初 始 初 始 氟 浓 度 对 )= 用 电 感 耦 合 等 离 子 ) 原 子 发 射 光 谱 ) 0 2) 除 氟 的 影 响 分 析 了 电 絮 凝 与 超 滤 组 合 除 氟 的 机 理 >*) # #=0* 膜 表 面 污 染 情 况 采 用 并 探 讨 了 膜 污 染 情 况 为 )= 的 实 际 应 用 及 改 进 场 发 射 扫 描 电 镜 与 能 谱 0>).0 表 征 提 供 了 技 术 基 础 实 验 中 采 用 磁 力 搅 拌 器 对 溶 液 进 行 搅 拌 以 使 电 解 液 能 够 均 匀 传 质 每 次 实 验 前 极 板 均 通 过, 材 料 与 方 法 的 浸 泡 与 钢 丝 球 的 机 械 摩 擦 避 免 极 板 实 验 材 料 上 其 他 残 留 杂 质 的 干 扰 如 无 特 殊 说 明 电 絮 凝 ) 超 滤 实 验 均 按 以 下 条 件 进 行 初 始 为 电 流 密 度! 为, * 水 力 停 留 时 间 #$" # 2 为 极 板 间 距 为 氟 离 子 初 始 浓 度 为 与 $, 的 混 合 溶 超 滤 对 电 絮 凝 除 氟 的 影 响 液 实 验 初 始 的 改 变 采 用 为 考 察 超 滤 对 电 絮 凝 除 氟 效 果 的 影 响 对 比 研 的 与 $ 溶 液 进 行 调 节 究 了 )= 和 的 除 氟 效 果 结 果 如 图 从 图 $ 中 可 以 看 出 在 连 续 流 的 条 件 下 )= 除 氟 的 效 率 在 过 滤 后 便 可 达 到 左 右 随 着 电 解 的 进 行 除 氟 效 率 会 稳 定 在 左 右 且 出 水 水 质 稳 定 滤 液 余 铝 浓 度 可 以 达 到 生 活 饮 用 水 标 准 而 除 氟 效 率 不 到 超 滤 膜 有 效 提 升 了 电 絮 凝 除 氟 效 能 图 3 显 示 超 滤 膜 的 跨 膜 压 差 的 变 化 趋 势 在 运 行 8 后 跨 膜 压 差 增 长 变 缓 且 趋 于 稳 定 这 说 明 超 滤 膜 达 到 了 临 界 通 量 在 此 时 已 经 形 成 了 较 稳 定 的 滤 饼 层 电 流 密 度 对 除 氟 效 果 的 影 响 改 变 电 流 密 度 探 讨 其 对 除 氟 效 果 的 影 响 实 验 结 果 见 图, $ 根 据 理 论 产 铝 量 的 计 算 公 式, * #!$ 式 中 * 表 示 理 论 产 铝 量 为 电 流 强 度 * 为 电 解 时 间 从 公 式 可 以 看 出 产 铝 量 与 电 流 强 度 和 电 解 时 间 成 正 比 在 极 板 有 效 面 积 不 变 的 条 件 下 产 铝 量 与 电 流 密 度 成 正 比 增 大 电 流 密 度 相 当 于 单 位 时 间 投 加 更 多 的 铝 絮 凝 剂 可 以 产 生 更 多 的 羟 基 铝 络 合 物 具 有 更 大 的 絮 体 粒 径,, 从 而 可 以 更 加 有 效 地 凝 聚 吸 附 更 多 的 氟 离 子 提 高 除 氟 效 率 但 从 图, 3 可 以 看 出 增 加 电 流 密 度 造 成 跨 膜 压 差 的 迅 速 增 加 即 加 剧 了 膜 污 染 这 主
第 # 期 王树青等电絮凝A 超滤除氟工艺参数优化研究 D*!, 要是由于增大电流密度!产生了更多的絮体!迅速形 成尺寸较大 的 颗 粒! 沉 积 吸 附 在 膜 孔 内 部 和 膜 表 面$ 综合考虑!选择电流密度 3cD* B[ :) $ :?9停留时间对除氟效果的影响 在连续流运行条件下!研究不同?JP时除 氟效 果!结果 见 图 V " # $ 根 据 理 论 产 铝 量 的 计 算 公 式 "+# + D!+),!增加停留时 间!相 当 于 在 单 位 体 积 内 投 加 更多的铝絮凝剂!可以产生更多的羟基铝络合物!从 而可以凝聚吸附更多的氟离子!提高除氟效率$ 但 从图 V" Q# 可以 看 出!增 大 停 留 时 间!同 样 极 大 地 造 成跨膜压差的增加!即加剧了膜污染!这主要是由于 增大停留时间!增 加 了 滤 饼 层 的 阻 力!综 合 考 虑!选 0$ 择水力停留时间?JPc)* : " 3cD* B[ :)!?JPc)* : 0! >?* c# *# 图 )"超滤对电絮凝除氟的影响 G )"8 ag 0 L 4 " 3cD* B[ :)! >?* c# *# 图 V"停留时间对电絮凝除氟的影响 G V"8?JP 0 L 4 : A9@ 对除氟效果的影响 >?对 8-A ag除氟 效 果 的 影 响 见 图,$ 可 以 看 出在中性和弱酸性 >?条件下除氟效果较好!>?* c C 时除氟效率最高$ 已有 研 究 证 明!>? 对 铝 形 态 有 Dy 经 显著影响!在一定的 >?范围内!电 解出 来的 B 过水解聚合或配合 反 应 可 形 成 多 种 形 态 的 配 位 化 "?JPc)* : 0! >?* c# *# 图 D"电流密度对电絮凝除氟的影响 G D"8 4 0L 02 M 0 L 4 合物或聚合物以及 B " Z?# D!见反应方程式")# $ Dy Vy B " Z?# ( D ( y# B # B # B ) " Z?# ) +D 聚合体 # B " Z?# D ")#
D*!C 环 境 工 程 学 报 第! 卷 ""弱酸性条件下单体铝离子会水解生成大量的中 \和,* :[ \ 看出!在 氟 离 子 初 始 浓 度 为 D* :[ 聚体铝形态!尤其 B +D 聚合体可成为 优势 铝形态!它 时!8-A ag联 用 处 理 后 出 水 可 以 达 到 饮 用 水 标 准! 被认为是铝盐的最有效絮凝成分 + +VA +C,!这可能是 而在氟离子初始浓度 # * :[ \时!氟离子去除率达 8-A ag在弱酸性 条 件 下 除 氟 效 果 高 的 原 因$ 当 >? 不到 =*`$ 这主 要 是 由 于 在 不 改 变 电 流 密 度 与 水 过低时会导致铝离 子 溶 出!溶 解 态 铝 盐 难 以 有 效 发 力停留时间的条件 下 改 变 氟 的 初 始 浓 度!即 改 变 铝 挥作用!与此同时生 成 的 氟 化 氢 等 络 合 物 负 电 性 减 与氟之间的比例!铝 氟 比 的 改 变 对 各 自 的 形 态 分 布 W 规律具有重要的影响$ 氟离子浓度的增加能够促进 浓度升高!Z? 会 与 氟 离 子 发 生 竞 争 吸 附 作 用! 甚 铝氟之间络合作用 的 发 生!生 成 了 许 多 溶 解 态 的 铝 至把已经 吸 附 在 氢 氧 化 铝 表 面 的 颗 粒 态 氟 置 换 出 氟络合物同时!由 于 铝 絮 凝 剂 的 量 不 足!不 足 以 络 弱!抑制了静电吸引等作 用$ >?过 高!水 中 的 Z? W ++, $ 从图," Q# 中可以看到不 合 过 剩 的 氟 离 子! 对 去 除 总 氟 具 有 不 利 的 影 同的初始 >?下!其跨膜压 差 增 长 不 同!这 可 能 是 由 响 + +!+#!+=, $ 此外!增 加 氟 离 子 浓 度 超 滤 膜 跨 膜 压 差 于不同的初 始 >? 下! 不 同 形 态 的 铝 盐 与 的 氟 离 子 也较大一些!如图 C" Q# 所示$ 来!导致除氟效率下降 通过络合吸附等形成不同粒径的颗粒物!而其与一 定孔径的膜匹配不同进而表现在跨膜压差增长上的 不同$ >?* cv 时! 跨 膜 压 差 增 长 最 为 缓 慢! 在 弱 酸 性和中性 >? 条 件 下 跨 膜 压 差 增 长 较 为 缓 慢! 这 可 能是在这种情况下!颗 粒 物 的 粒 径 小 于 或 等 于 膜 孔 径!发生过渡堵塞而 在 碱 性 条 件 下!颗 粒 物 粒 径 迅 速增大到大于膜孔径从而在膜表面形成滤饼$ 图 C"氟初始浓度对电絮凝除氟的影响 "?JPc)* : 0! >?* c# *# G C"8 0 4 L 0 0 0 0 L 4 : G9膜污染情况分析和膜的清洗 膜污染表征如图 # 所示$ 其中图 #" # #" #和 " 3cD* B[ :)!?JPc)* : 0# 图,"初始 >?对电絮凝除氟的影响 G,"8 0 >? 0 L 4 #" # 分别 为 新 膜 膜 污 染 后 经 海 绵 擦 拭 和 水 力 清 洗 + ++!+!, 后的膜 H8b 图!图 #" Q# # " L# 和 # " # 分 别 为其相对应 的 8FH 图! 图 # " # 为 新 膜 和 清 洗 后 膜 除氟效果的对比图!图 #".# 为新膜和清洗后 膜跨 膜 : H9初始浓度对除氟效果的影响 初始浓度对 除 氟 效 果 的 影 响 见 图 C " # $ 可 以 压差变化图$ 聚偏氟乙烯" Y$FG# 膜氟 含量 在,*` 左 右 $膜 的 污 染 按 污 染 物 组 成 可 粗 略 的 分 为 有 机
第 # 期 王树青等电絮凝A 超滤除氟工艺参数优化研究 D*!# 图 #"不同情况下膜的表征 "?JPc)* : 0!>?* c# *!3cD* B[ :) # G #"-. 2 2 : :Q 040L L 0 0L 02 污 染 无 机 污 染 胶 体 和 颗 粒 物 污 染 以 及 生 物 污 + ++, 附及沉积 在 膜 孔 内 部 或 在 膜 表 面 形 成 滤 饼 层 所 导 $ 这里无机污染 主 要 来 至 于 自 来 水 中 的 钙 镁 致!这类污 染 同 时 取 决 于 胶 体 颗 粒 物 和 膜 孔 的 尺 金 属 离 子! 从 图 # " L # 可 以 看 出 膜 表 面 的 钙 镁 的 寸$ 对比图 #" # 与 # " #!可 以 发 现 污 染 后 部 分 膜 存在$ 孔被堵塞!对比图 #" L# 与 #" Q#!可以看 到污 染后 的 染 胶体和颗粒物对膜的污染是由电解形成的铝絮 膜表面的铝氟元素含量显著升高!这可能是由电解 凝剂对氟的络合凝 聚 和 吸 附 等 形 成 的 颗 粒 物 质 吸 过程产生 的 铝 絮 凝 剂 与 氟 离 子 形 成 的 颗 粒 物 质 沉
, 环 境 工 程 学 报 第 卷 积 吸 附 于 膜 孔 内 部 或 在 膜 表 面 形 成 滤 饼 层 所 导 致 图 显 示 污 染 后 的 膜 经 过 海 绵 擦 拭 并 用 去 离 子 水 浸 泡 后 大 部 分 膜 孔 被 打 开 图 也 反 映 了 膜 表 面 和 膜 孔 内 的 残 留 铝 较 低 氟 含 量 接 近 新 膜 的 水 平 残 留 钙 镁 几 乎 为 零 图 比 较 了 经 过 擦 拭 和 水 力 清 洗 的 膜 与 新 膜 的 除 氟 效 果 图 比 较 了 清 洗 后 的 膜 与 新 膜 跨 膜 压 差 的 变 化 可 以 看 出 相 对 于 新 膜 清 洗 后 膜 除 氟 效 果 略 有 降 低 但 氟 离 子 降 低 趋 势 一 致 而 对 于 跨 膜 压 差 在 初 始 阶 段 清 洗 后 的 膜 的 跨 膜 压 差 增 长 的 较 快 一 些 之 后 清 洗 后 的 膜 与 新 膜 的 跨 膜 压 差 变 化 相 似 这 说 明 在 )= 工 艺 中 的 超 滤 膜 污 染 是 可 逆 的 即 通 过 海 绵 擦 拭 和 水 力 反 冲 洗 膜 通 量 可 得 到 显 著 恢 复 结 论 利 用 电 絮 凝 ) 超 滤 工 艺 可 以 有 效 地 去 除 饮 用 水 中 过 量 的 氟 离 子 超 滤 膜 分 离 单 元 发 挥 了 重 要 作 用 随 着 电 流 密 度 和 水 力 停 留 时 间 的 增 加 能 够 提 高 氟 离 子 的 去 除 效 率 但 同 时 这 也 加 剧 了 膜 的 污 染 在 最 佳 工 艺 条 件 下 电 流 密 度!?, * 水 力 停 留 时 间 2? 初 始 为 + 氟 离 子 的 去 除 率 可 达 到 + 同 时 超 滤 参 数 最 佳, 膜 污 染 主 要 是 由 电 解 过 程 产 生 的 铝 絮 凝 剂 与 氟 离 子 形 成 的 颗 粒 物 质 导 致 参 考 文 献 巩 文 信 铝 氟 形 态 相 互 作 用 与 混 凝 吸 附 除 氟 机 制 研 究 北 京 中 国 科 学 院 研 究 生 院 博 士 学 位 论 文 + D - 0 #$ 3 $" " $ ") # $ $ "# # $3 $ "$ $ $ #. #. # $ D#$ "$ = ) # * $ 0 + 曲 久 辉 刘 会 娟 水 处 理 电 化 学 原 理 与 技 术 北 京 科 学 出 版 社 ++-, $# 2 $ > * * # $ "$ #" $ $ "$ $ "$ "$ $ $ #" $#$ # -$ # $# + 8+, ), 8 董 秉 直 曹 达 文 陈 艳 饮 用 水 膜 深 度 处 理 技 术 北 京 化 学 工 业 出 版 社 ++ 黄 维 菊 魏 星 膜 分 离 技 术 概 论 北 京 国 防 工 业 出 版 社 ++. + D$ $ $ $ 0*" " # $ "$ # #$ # " " "# "#$ $ # # ) #$!"#$> 3#$0 +, ) ) 2$#" #! $ 00 "$ $ $ # #" $" " "# # ) $ #$ # # "#$ $ # # #$ #) $0 F 2 + 8 8+ )8+ 李 静 波 赵 璇 李 福 志 电 絮 凝 ) 微 滤 去 除 饮 用 水 中 的 氟 清 华 大 学 学 报 自 然 科 学 版 ++-8 8 ) 8! 3 B $("$ "@."# $ # $ #" # $ "$ ) # #$!"#$2) "$= # 0 $ 2 ++- 8 8 ) 8 " $.!>$ #$ 3#$ ## ) $ "# # $# $ #!"#$> 3#$ 0 ++ ) ), 国 家 环 境 保 护 总 局 水 和 废 水 监 测 分 析 方 法 第 8 版 北 京 中 国 环 境 科 学 出 版 社 ++ B $ 4 -$. 2$ $" #" "# $ "$ ) # #$ ## $ * $ $#$ # * 0 $#$ $ "# $ 2 ++ ) " A 0 "$ - ) $ ) "# # $ # $ "$ # " $" " # -$ # $# ++, 8,)8,, $# 2* *0 @$ #" "#" $ )*, # "$ # * " ") $ $ # -$ # $# + 8 + )+ + 8 $C @$# >$# @! @ $ $# $" " $ $$ # ) $ # " # $F # # $# ++8 + 8) + -$. 0" - (" A $ $0 $ $3 # $ # "$ )* $ 0"#$ * $$ # * ++)8, ), ) + B $ " " "$ "! " " $") " $ # "# $ "$ # # $) $ # $" "!"#$ $ #$ 0 ++,,, ) B $ "$@ $ A$ - B "!" $."# $ # $ #3 3 # $ "$ $##$ $$ $ "# * # ++,8, ), " A 0 "$ - $##$ # $ "# * "# # $ 3 $ "$ $ # $ "$!"#$ $ #$ 0 ++0, 8)8+ ( $ ( $ B $ - " $ 3 $) " $ " 3# $ "$ # #$ 3#$ # 2 #) $ $" " $ 0"#$ * ) $$ # * +)8+ ) 8