微塑料赋存重金属及其在混凝-超滤净水工艺的迁移机制

被引量 : 0次 | 上传用户:wzxisno2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微塑料作为水环境中的新兴污染物之一,对水环境中重金属的迁移转化规律有显著影响,而混凝(CF)-超滤(UF)联用工艺由于其高效净水、可缓解膜污染等优势被广泛研究和应用。本研究首先借助吸附动力学、吸附等温模型及现代化表征技术研究了原生(PP-pris)及碱老化(PP-alka)聚丙烯微塑料对重金属Pb(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的携带作用,同时考察了微塑料在不同pH、共存离子、天然有机物和浊质颗粒条件下相应的赋存特征;基于上述研究,探究了微塑料的携带作用对CF-UF工艺去除重金属、浊度、腐殖酸和微塑料的影响;最后,研究了微塑料的老化状态、浓度及预吸附行为对CF-UF工艺絮体形态及膜污染调控机理的影响,继而综合评价微塑料与重金属的赋存作用及其在CF-UF工艺中的影响机制。通过研究PP-pris对Pb(Ⅱ)的携带效能及其对CF-UF工艺去除污染物的影响,发现Pb(Ⅱ)主要通过与PP-pris含氧官能团反应而完成吸附,两者之间的相互作用受环境中的pH、共存离子和天然有机物等因素的影响。对上述经过360 min吸附和未经吸附的水样进行CF-UF,探究了微塑料的预吸附行为对污染物去除率的影响,发现当水样中PP-pris浓度较低时,CF工艺本身即对Pb(Ⅱ)有较好的去除效果,高浓度PP-pris(高于0.5 g/L)对Pb(Ⅱ)的携带作用使混凝除Pb(Ⅱ)能力得到进一步提升。含有大量PP-pris的絮体密度相对较轻,沉降性能较差,因此吸附后混凝的实验组中CF-S阶段对浊度去除效果非常弱,出水浊度约为原水的14.95倍,超滤后可降至1.0 NTU以下;PP-pris在CF过程中将释放溶解性有机物,对CF-UF工艺产生较强的抑制作用,表现为随着其浓度的提高,出水UV254值显著增加,经预吸附的高浓度PP-pris实验组出水UV254值甚至提升至原水的2.33~4.16倍。基于称重法探究CF-UF各阶段对微塑料的去除率,发现CF-S工艺对低浓度PP-pris(0~0.5 g/L)去除率可达80%以上,但高浓度PP-pris(0.5~2.0 g/L)将抑制絮体的形成,继而失去对微塑料的去除能力,但UF工艺对各实验组中微塑料的去除率均可达到9 5%以上。相较于PP-pris,PP-alka对Mn(Ⅱ)有较好的吸附效果,两者之间主要由电子交换、络合或配位作用等机理主导,该过程同样受pH、共存离子和天然有机物等环境因素的影响较大。对上述经过360 min吸附和未经吸附水样进行CF-UF处理,发现Mn(Ⅱ)主要以自由离子形式存在,难以形成沉淀或氢氧络合胶体,且腐殖酸的空间位阻效应使Mn(Ⅱ)无法通过静电引力或络合作用被絮体捕获,因此PP-alka较好的携带性能并未改善CF-UF工艺对Mn(Ⅱ)的去除效果。低浓度PP-alka实验组CF-S工艺除浊效果优于PP-pris实验组,但经预吸附的微塑料进入CF工艺后更易与絮体结合,内部低密度微塑料(小于水)的含量随之提高,沉降性能显著下降,因此预吸附行为削弱了 CF-S工艺的对浊度的去除效果,而后续UF工艺通过截留作用仍可去除99%以上的浊质颗粒;CF-UF工艺对UV254的去除率随PP-alka浓度的增加而降低,但整体去除率均高于80%,并优于PP-pris实验组。CF-S工艺对0.5 g/L以下的PP-alka同样有较好的去除效果,但高于此浓度时CF-S工艺去除微塑料的能力有所下降,后续的UF工艺对其去除率可达95%以上。探讨了PP-pris、PP-alka与重金属的赋存作用对CF-UF工艺膜污染机制的影响,发现低浓度PP-pris(0~0.2 g/L)可促进絮体的成长,该絮体沉积于膜表面时可在一定程度上缓解膜污染,从而使超滤膜保持良好的过水性能。而高浓度PP-pris(0.2~2.0 g/L)在水处理过程中将释放大量的溶解性有机物,难以形成性能良好的絮体,该水样进入UF阶段时将形成较大的膜阻力,超滤膜的过水性能显著下降;与PP-p ris不同,絮体粒径随PP-alka浓度的增加而逐渐增大,高于0.2 g/L时絮体成长被抑制,但其粒径仍然远大于PP-pris实验组。值得注意的是,预吸附后进行混凝的PP-alka在各个浓度下中所形成的絮体粒径(d50=404~458 μm)均高于未添加微塑料的实验组(d50=346 μm),可以推测PP-alka在CF过程中相对均匀地分布于絮体内部,粒径和抗压缩性能随之增加。因此,含有PP-alka的絮体沉积于膜表面形成的滤饼层过水通道更多,所造成的膜阻力更小,可在一定程度上缓解膜污染。
其他文献
<正>“以学增智,就是要从党的科学理论中悟规律、明方向、学方法、增智慧,把看家本领、兴党本领、强国本领学到手。”在听取陕西省委和省政府工作汇报时,习近平总书记深刻阐明“以学增智,就是要从党的科学理论中悟规律、明方向、学方法、增智慧,把看家本领、兴党本领、强国本领学到手”,并从提升政治能力、提升思维能力、提升实践能力三个方面提出明确要求。
期刊
近年来,我国的历史教学方式获得了较大程度的改革,许多新颖的教学方式也出现在了现今的历史课党教学之中,其中,多元智能理论是一项非常适合应用于历史教学的一种方式。本文将结合笔者多年高中历史教育经验,对多元智能理论在高中历史教学中的应用做逐一深入阐述,为广大教育工作者解疑答惑。
期刊
报纸
作为国土空间规划全生命周期中的关键一环,规划评估是完善规划编制、反思规划实施、动态规划维护、强化规划管理的重要手段。在辨明规划评估“重城市而轻乡村”,以及多头管理下的村庄规划评估研究尚未展开等已有问题基础上,考虑当前村庄规划主线工作已由编制审批转向实施监督的总体形势,本文尝试从实施前、实施中、实施后三个阶段探索构建村庄规划“预估—体检—评估”综合框架体系,并结合乡村特质在统筹组织、优化周期、分类施
期刊
国土空间规划体系逐渐完善的过程中,随着“三区三线”成果划定,乡村振兴战略逐步实施,村庄规划的编制也提到更加重要的位置。该文以都匀市双新村乡村振兴集成示范试点村庄规划的编制为例,探讨国土空间规划背景下实用性村庄规划的编制内容,针对其面临的困境,探索应对策略。
期刊
国产电视剧“出海”是讲好中国故事,弘扬中国传统文化,树立中华文化自信的重要契机和途径。成功“出海”的电视剧《人世间》以生活细节真实地反映了中国形象的变迁、以人物塑造展现了中华民族传统美德、以历史真实引发了跨文化的共情。将这些优秀影视资源融入国际中文教育,可以有效利用其中既能激发共情共鸣,又能反映时代变迁和国家形象的素材,实现国际中文教育途径和范围的有效拓展。
期刊
高中历史课程研究性学习是指在老师的引导下,将特定的历史问题作为载体,通过类比进行材料的获取和问题的解决,是一种积极的探索式的学习方式和活动。过程性评价需要从学生自我评价、相互评价出发进行探讨,教师评价所占比例较少。对应评价方案需要结合定量和定性两方面要素,可综合化的反应学生的研究活动和情感体验,对历史研究性学习活动的顺利进展具有保障性价值。
期刊
党的政治领导力是习近平总书记提出的重大时代命题,具有深刻的政治内涵和重大的时代价值。党的政治领导力是举旗定向、总揽全局、协调各方、推动实现国家重大发展战略与目标的能力,探索研究党的政治领导力的建设路径,对如期完成中国式现代化的建设目标、实现中华民族伟大复兴具有至关重要的意义。
期刊
为了推动乡村规划顺利进行,进而更快实现乡村振兴战略发展目标,采用文献研究法、案例分析法等方法,基于国土空间规划背景下村庄发展与规划面临的新态势与新要求,研究了某地国土空间规划背景下的村庄规划策略。结果表明,在国土空间规划背景下,建议相关单位应当结合自身实际情况,按照乡村规划困境分析、建设规划编制体系、突出规划重点内容、区别开展规划编制、确定具体规划内容的逻辑流程进行村庄规划设计。
期刊
5G时代的到来给运营商贡献大量流量收入,同时对运营商的传统业务也带来了巨大的冲击。因此,通信运营商的转型之路必须将目光转向承接新时代“5G+”所带来的市场商机做深度的挖掘和分析。相比于体系成熟的传统业务,创新业务是一种全新的业务形态,国内外相关市场仍处于摸索阶段,缺乏可借鉴的成功经验。为探索新的利润增长点,2017年CSLT成立发展创新业务为主体的相关部门。但由于创新业务项目形式多样,项目的成功交
学位