Influence of Water Treatment and Wastewater Treatment on the Changes in Residues of Important Elements in Drinking Water

Drinking water is the essential medium for food production, and is also needed for direct consumption; while it must be free of harmful substances, it also must have a composition that is beneficial to health. The aim of this study was to evaluate the influence of water and wastewater treatment on reducing the concentrations of zinc (Zn), nickel (Ni), iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), lead (Pb), and arsenic (As) in the Western Pomerania Voivodeship in Poland. The research was carried out in 2017–2019. The analysis was performed with inductively coupled plasma atomic emission spectrophotometry (ICP-AES). The concentrations of trace elements in drinking water were below maximum acceptable concentrations (MACs). Reductions in the most dangerous elements during water treatment fluctuated from 48.5% (As) to 97% (Pb). Wastewater treatment reduced the concentrations of analyzed elements by a range of 28.6 to 60.8%, and the most toxic elements (Pb and As) by over 50%. Trace element concentrations in treated wastewater were below MAC values, and ranged from 1.15% (Pb) to 6.23% (As) of MACs for toxic elements. The concentrations of both essential elements (Zn, Ni, Fe, Mn, Cu) and toxic elements (Pb, As) in drinking water were below the MACs. Water treatment had a significant (p < 0.05) effect on decreasing trace element concentrations.     

城市污水处理过程中有机污染物三维荧光特性的变化规律

采用三维荧光光谱法研究了城市污水处理过程中溶解性有机物的三维荧光特性变化规律。研究结果表明,生活污水中荧光类溶解性有机物主要以类蛋白有机物、UV腐殖质和可见腐殖质为主;污水生物处理前后特征荧光峰中心位置和强度均发生明显的改变,表明污水中有机物的相对组成和含量随生物处理过程而变化。三维特征荧光参数可以反映污水处理过程中污染物的种类、性质和含量变化等丰富信息。其测定迅速简便、灵敏度高,可用于污水处理效果的定性分析、定量评价,易于实现污水处理过程的实时在线监测,指导污水处理工艺的设计、运行、管理和控制。     

甜菜碱OSB-12@高岭土杂化材料对染料吸附机理研究

实验设计以硅酸铝为实体框架、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱(OSB-12)为功能有机物, 通过共沉淀法合成同时吸附阴、阳离子染料的纳米材料. 借助FT-IR, SEM以及比表面孔隙分析等多种手段表征该吸附材料的结构、形貌. 材料通过静电纺丝制备成微米纤维, 解决了材料的便捷、完全回收问题, 且对阴、阳离子染料均有良好吸附效果, 吸附速率快. 结果表明, 弱酸性桃红B和碱性艳蓝BO吸附量分别达到471和847 mg/g, 论文详细讨论了染料的吸附机理, 电荷作用在离子型染料吸附过程中起主导作用, 即包埋在材料中的两性表面活性剂OSB-12发挥着离子交换的功能. 从染料去除率和材料分离性能等可以预见, 该材料在实际染料废水处理中体现了良好的应用潜力.     

Anaerobic-anoxic-aerobic sequential degradation of synthetic wastewaters

This study was conducted in a continuous three-stage system of anaerobic (R1)-anoxic(R2)-aerobic (R3) reactors with synthetic wastewater containing phenol (1000 mg/L), chemical oxygen demand (COD) (3000 mg/L), CN⁻ (30 mg/L), SCN⁻(400 mg/L), and NH ₄ ⁺ -N (600 mg/L) as principal pollutants and well-acclimated heterogeneous microbial cultures. The final effluent was partially returned to R2 with a recycle ratio of 1. Anaerobic stage served to detoxify the feed by removing up to 80% of cyanide. Complete SCN⁻ removal and denitrification could be achieved in the anoxic stage by utilizing phenol as an internal source of carbon. Nitrification efficiency of 93% was obtained in the aerobic reactor. The results demonstrated that the three-stage system can give the desired final treated effluent quality (0 mg/L of phenol, 0.2 mg/L of CN⁻, 210 mg/L of COD, and 20 mg/L of NH ₄ ⁺ -N) and that the NO ₃ ⁻ -N concentration can be lowered by a higher recycle ratio.     

形貌、晶粒大小不同的ZSM-5分子筛的表征及催化性能的研究

对3种不同形貌、晶粒大小的ZSM—5分子筛催化剂进行了表征和催化性能的研究．用XRD、SEM和NH3—TPD等方法对ZSM—5分子筛进行表征，结果表明小品粒分子筛的结晶度优于大晶粒分子筛，其酸性随着晶粒的减小而增强．对于MTG反应，ZSM—5分子筛酸性、晶粒大小和晶体形貌等因素对其催化活性产生显著影响．小晶粒的ZSM—5分子筛更有利于C5 和C9 的生成，而大晶粒的ZSM—5分子筛对对二甲苯的选择性高．TG结果表明ZSM—5分子筛上积炭覆盖酸性中心是导致催化失活的主要因素．     

一种复合絮凝剂的絮凝性能及应用研究

以淀粉为原料，通过化学改性研制出同时兼含羟基、氰基、酰胺基和季铵盐基团的两亲型高分子絮凝剂(ASF)，然后加入铝酸纳和硅酸钠，以一定的比例进行复配，制得复合型高分子絮凝剂CF-1，并综合研究了CF-l的絮凝性能。结果表明，CF-1对印染、造纸、皮革、制药等工业废水具有很强的絮凝和脱色效果，废水的色度去除率达96％以上，SS去除率达95％以上，CODCr去除率达74％以上。而且其絮凝性能明显优于阳离子聚丙烯蠢胺(CPAM)、聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝以及硫酸亚铁等絮凝剂。     

阻燃剂废水的处理研究

阻燃剂生产过程中产生大量的工业废水,通过对比处理实验研究表明：电解Fenton法是处理阻燃剂生产中产生的高浓度有机废水（CODCr=17108mg／L）的有效方法,它既利用了电氧化、电气浮作用,又利用了Fenton试剂的强氧化作用和化学絮凝作用。其处理废水的条件实验结果表明：pH：2．0～2．6;电流密度10．8～14．3A/dm^2;H2O2初始浓度27～42mmol／L;FeSO4初始质量浓度660～990mg／L;电解5h。CODCr去除率达98．34％,色度去除率达74．19％。色质联用分析显示废水处理后的降解产物是无毒害的醋酸。     

规模化养殖场废水中抗生素种类及残留特征研究

2010年调查了海南省6家规模化养猪场抗生素使用品种及来源,并采集养殖废水样品,用高效液相色谱紫外检测器检测了样品中4种四环素(四环素、土霉素、金霉素和强力霉素)和8种磺胺类药物(磺胺嘧啶、磺胺甲噻唑、磺胺噻唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺氯哒嗪、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺间二甲氧嘧啶和磺胺喹恶啉)的残留浓度水平。结果显示,6家养殖场废水中土霉素、四环素和磺胺嘧啶的检出率及检出浓度较高,其中土霉素检出率为100%,最高浓度为71.75μg/L;四环素检出率为63%,最高检出浓度为24.83μg/L;磺胺嘧啶检出率为83%,最高检出浓度为17.69μg/L。4种四环素类检出总量变化范围为18.25～99.64μg/L,8种磺胺类检出总量变化范围为3.45～24.49μg/L;从养殖规模上看,小规模养殖场抗生素类检出品种较多,检出浓度也较高。     

离子液体处理含油污水实验研究

合成出了适合于含油污水处理的憎水性离子液体,研究了离子液体对含油污水的处理条件。当离子液体与含油污水体积比为1∶5,pH值为5,处理15min后,水中油的去除率为95.6%,COD_Cr的去除率为93.5%,表明应用离子液体可以有效地去除油田采出水中的有机物。同时考察了再生离子液体对除油效果的影响,其五次平行实验的除油率达95.4%,COD_Cr去除率为93.2%,表明离子液体可以回收利用。在此基础上,分析了离子液体对含油污水处理的作用机理。     

核壳Fenton催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu的制备、表征及其活化H_2O_2降解染料的性能

为得到新型高效多相催化剂,有效去除废水中的染料,以Cu(Ac)_2与CuFe_2O_4@PDA为原料制备了催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu.通过IR、XRD、XPS、UV-Vis、DRS技术对催化剂的性能进行了表征,考察了温度、H_2O_2用量、催化剂用量、pH值、盐等对催化活性的影响.利用HPLC测定降解产物,采用自由基捕获和抑制实验进行机理验证,发现催化剂是核壳结构.温度升高、pH值升高、H_2O_2和催化剂用量的增加均有利于提高催化活性;氯化物、硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐不影响催化效果,溴化物和亚硝酸盐降低了催化效果.得到的最优降解条件为:T=30℃,催化剂用量10mg·L~(-1),pH=9,过氧化氢用量10mmol·L~(-1),染料浓度30mg·L~(-1).最优条件下催化剂可循环使用4次以上;甲基橙、茜素红和罗丹明B的去除率为100%;染料R0213、O0118和B0115的去除率大于60%.降解产物有草酸、马来酸和CO_2.甲基橙、茜素红和罗丹明B降解后COD_(Mn)=2~4mg·L~(-1).水杨酸捕获·OH生成2.5-二羟基苯甲酸,叔丁醇抑制染料降解.结果表明,催化剂可活化H_2O_2产生·OH,·OH攻击染料分子开环降解直至矿化.该研究为开发高效多相催化剂,有效去除废水中的染料提供了科学依据.