近日，污水处理与资源化创新团队在有机物的混凝研究方面取得新进展，相关研究成果以The coagulation behavior and mechanism of low-coagulability organic matter (LCOM)为题发表于工程技术领域著名期刊Separation and Purification Technology (IF=8.6)。金鹏康教授和金鑫副教授为论文通讯作者，宗宇凯博士为论文第一作者，研究得到了国家自然科学基金和陕西省重点研发计划的资助。
题目：The coagulation behavior and mechanism of low-coagulability organic matter (LCOM)
发表时间：2023年9月
第一作者：宗宇凯博士
通讯作者：金鹏康教授 金鑫副教授
一、创新点
二、图文摘要
三、文章简介
混凝对于部分疏水性强、分子量大的有机物去除效果较好，但是难以去除一些亲水性强、分子量小的有机物，本研究将它们分别定义为易凝聚有机物(high-coagulability organic matter, HCOM)和难凝聚有机物(low-coagulability organic matter, LCOM)。当前的混凝研究主要关注HCOM（如腐殖酸），而忽视了对LCOM混凝行为与机理的探索。
本研究以腐殖酸作为典型HCOM，以水杨酸作为典型LCOM，以AlCl3和PACl作为混凝剂。结果表明，HCOM的混凝去除率大于75%，而LCOM的混凝去除率低于15%。电性中和与网扫絮凝是有机物混凝去除的主要机理。三维荧光、Zeta电位和絮体生长的结果表明，电性中和机理在HCOM混凝过程中发挥了重要作用，但是却不适用于LCOM混凝。LCOM往往具有更小的分子尺寸，只能和混凝剂结合生成溶解性络合物残留在水中，不能像HCOM一样形成絮体实现固液分离。HCOM和LCOM都可以通过网扫絮凝机理去除，但是LCOM和混凝剂之间的相互作用十分微弱。
絮体特性的分析表明，HCOM和混凝剂强烈结合形成了结构松散、表面粗糙的絮体。而LCOM絮体的各方面特性都和混凝剂自身形成的氢氧化物絮体十分相似。综上所述，HCOM的混凝过程受自身和混凝剂之间的相互作用控制，而LCOM的混凝过程被混凝剂的水解和聚合过程所主导。本研究是对现有LCOM混凝认识的一些补充，并且为其强化去除技术的开发奠定了基础。
图1 二级出水有机物(a)和水杨酸(b)的混凝去除效果；
水杨酸原水、AlCl3混凝水杨酸出水和PACl混凝
水杨酸出水的三维荧光强度(c)；
腐殖酸的混凝去除效果(d)
图2 AlCl3在pH 6(a)，7(b)和8(c)形成不同的
絮体的Zeta电位；
PACl在pH 6(d)，7(e)和8(f)形成不同的絮体的Zeta电位
图3 在电性中和(CN)工况(a)和网扫絮凝(SF)工况(b)下AlCl3混凝过程中絮体的粒径变化；
在电性中和(CN)工况(c)和网扫絮凝(SF)工况(d)下PACl
混凝过程中絮体的粒径变化；
AlCl3(e)和PACl(f)混凝过程中絮体的分形维数变化
图4 AlCl3(a)和PACl(b)混凝形成的空白絮体、水杨酸絮体和腐殖酸絮体的生长-破碎-再生过程；
不同工况下形成絮体的Sf (c)和Rf (d)值
图5 AlCl3形成的空白絮体(a)和SA-SF絮体(b)的SEM图；
PACl形成的空白絮体(c)和SA-SF絮体(d)的SEM图
图6 AlCl3(a)和PACl(b)混凝形成不同絮体中的
铝组分比例；
AlCl3(c)和PACl(d)混凝形成不同絮体中的氧组分比例
四、原文信息
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.125055
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