不同材料对磷和铁的吸附性能研究

文章以P、Fe为处理对象,考察了活性炭、沸石、陶粒和石英砂4种材料的吸附特性。结果表明:当pH为7.0时,P的饱和吸附量依次为活性炭(0.14 mg/g)沸石(0.09 mg/g)陶粒(0.08 mg/g)石英砂(0.06 mg/g),Fe的饱和吸附量依次为活性炭(0.79 mg/g)陶粒(0.76 mg/g)沸石(0.51 mg/g)石英砂(0.26 mg/g);颗粒内扩散模型表明各材料对P、Fe的吸附分为表面扩散和内扩散2个阶段,且内扩散为速率控制步骤,吸附饱和时间为240 min;(3)P和Fe的有利吸附条件分别为酸性和碱性,结合实际水体的pH和实验结果,pH为7.0最为合适;随材料投加量增加,P和Fe的单位吸附量减少,但去除率增大;吸附材料的最佳投加量为100 g/L。     

疏水性分子筛对焦化废水生物处理尾水的吸附过程解析

采用表面活性剂为模板剂常温一步合成疏水性介孔分子筛(MCM-41-dry)和通过煅烧去除模板剂得到亲水性介孔材料(MCM-41-cal).分别以制备的两种分子筛作为吸附剂吸附焦化废水生物出水中COD和TOC组分,考察吸附剂浓度、pH值等对吸附过程的影响,并对吸附过程进行动力学拟合.结果表明,MCM-41-dry的吸附效果远远强于MCM-41-cal,归因于含有模板剂的材料表面具有较强的疏水性及含有高吸附容量的季铵基团.在25℃、吸附剂浓度为2g·L-1时,MCM-41-dry对焦化废水中COD和TOC的去除率分别达53%和66%,吸附量分别为64mg·g-1和17mg·g-1.拟二级动力学模型能够真实反映整个吸附过程.水样吸附前后的GC/MS数据表明,焦化废水生物出水中残留了长链烷烃、卤代物、多环芳烃等难降解有机物,经MCM-41-dry吸附后,各种物质浓度均得到降低,MCM-41-dry尤其对疏水性烷烃类有较好的吸附效果,表明该吸附剂能够优先吸附疏水性物质.此外,吸附剂对水具有一定的润湿性能,能与废水充分接触,从而利于其吸附水中的污染物,这使其用于实际废水的处理成为可能.     

蛋壳静态吸附微污染饮用水中铁的实验研究

采用静态吸附实验考察了不同条件下废弃蛋壳吸附剂对总铁浓度为2.866mg/L的微污染饮用水处理效果的影响。实验结果表明,静态吸附总铁浓度为2.866mg/L的100mL微污染饮用水,当吸附剂用量为3.0g,介质pH值为5.0,吸附时间为2.0h时,铁的去除率可以达到98.81%。总铁浓度下降为0.034mg/L,达到了GB5749-85的标准。文章同时对吸附等温线等进行了实验说明。     

介孔分子筛MCM-41对污水中Cr(Ⅵ)吸附动力学研究

以介孔分子筛MCM-41为吸附剂,研究了水中Cr6+分别在不同pH,温度以及吸附时间的吸附行为。实验结果表明,pH为0,温度为35℃,吸附时间为3h,此时的吸附效果较好。吸附动力学分别拟合了Lagergren一级,二级反应模型,该吸附较符合Lagergren二级反应模型,相关系数高达0.9996。计算出饱和吸附量qe为995.76mg/g,二级反应速率常数k2为21.7689g/(mg·h)。该吸附反应是化学吸附且有多个吸附过程共同作用的结果。     

钢渣-蒙脱石复合吸附剂对水中Cd~(2+)的吸附去除

研究了钢渣-蒙脱石复合吸附剂对废水中Cd2+的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素和吸附机理.结果表明,钢渣蒙脱石质量比为1∶1的复合吸附剂对Cd2+的吸附效果优于钢渣及蒙脱石对Cd2+的单一吸附.当温度为25℃,废水pH=6~7时,1.2 g钢渣-蒙脱石复合吸附剂对100 mL Cd2+溶液(100 mg·L-1)吸附60 min后,Cd2+的去除率可达到96.99%.钢渣-蒙脱石复合吸附剂对镉离子的吸附反应符合二级动力学方程,可决系数为0.9991;符合Langmuir方程,可决系数为0.9725.对Cd2+的理论饱和吸附量为12.45 mg·g-1.溶液中Pb2+、Cu2+的存在会降低复合吸附剂对Cd2+的吸附量,且Cd2+受Cu2+的影响较大.吸附饱和的钢渣-蒙脱石颗粒材料用1 mol·L-1的氯化钠溶液再生效果好.     

玉米秸秆生物炭固化细菌对镉砷吸附

为了确保细菌对镉砷复合污染土壤的修复效果,对细菌进行固定化处理.本研究将细菌悬液(Delftia sp. B9, B9)、玉米秸秆生物炭(corn stalks biochar,CSB)以及玉米秸秆生物炭-细菌复合体(corn stalks biochar-bacteria complex,B-CSB)作为3种吸附材料,探究3种材料对镉和砷的吸附特性及pH对3种材料去除水中镉砷离子性能的影响,进行了等温吸附模型拟合,并采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱分析(XPS)对3种材料进行表征分析,同时探究添加B9、 CSB和B-CSB对土壤中镉和砷形态变化的影响.结果表明, 3种材料对Cd~(2+)的饱和吸附量分别为49.43、 82.68和75.38 mg·g~(-1);对As的饱和吸附量分别为24.67、 42.92和34.03 mg·g~(-1).添加B-CSB可使土壤中的弱酸可溶态Cd显著下降,残渣态Cd显著增加;铁型砷含量显著减少,残渣态砷含量增加.B-CSB是一种更有效地修复镉砷复合污染的材料.     

排水沟渠炉渣与底泥对水中氮、磷截留效应

通过等温热力学吸附实验,将炉渣、炉渣+30%底泥、排水沟渠底泥对水中氨氮的去除效果进行比较,并采用Langmuir等温吸附方程对3种基质吸附氨氮、磷酸盐的量进行拟合;通过动力学实验,比较3种基质吸附速率.结果表明,炉渣、炉渣+30%底泥、排水沟渠底泥对氨氮的最大吸附量分别为0.49,1.03,1.75mg/g,对磷酸盐的最大吸附量分别为0.99,2.33,1.88mg/g;4h内基质吸附氨氮速率分别为:0.10,0.11,0.54mg/(g·h),2h内基质吸附磷酸盐速率分别为:0.048,0.051,0.096mg/(g·h).由于沟渠底泥较为松散、遇水冲刷易流失,故选择炉渣作为沟渠基质坝的填充物.基质坝能够减缓渠水流速,延长渠水的水力停留时间(HRT).     

粉煤灰对印染废水的吸附处理研究

研究了粉煤灰对印染废水吸附脱色处理效果,确定了最佳脱色条件和穿透曲线的特征,并探讨了其对印染废水CODcr的去除率。结果表明：对色度都为700倍、CODcr分别为664.2 mg/L、947.1 mg/L的红、蓝色印染废水,粉煤灰处理的最佳用量分别为18 g和16 g,最佳吸附接触时间分别为2.0 h和2.5 h,最佳pH5－7,穿透体积分别为115 mL和120 mL,脱色率均可达到95（以上;CODcr的去除率分别为81.5%和41.1%。     

小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附特性及动力学、热力学分析

为实现农业废料资源化,解决含铬废水的污染问题,研究了小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附性能.试验考察了pH,小麦秸秆投加量,温度和初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕对吸附活性的影响,进而确定了小麦秸秆去除Cr(Ⅵ)的最优条件.结果表明:当pH=1.0,温度为50 ℃,固液比为40 g/L时,小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳.在pH=1.0,温度为30 ℃,固液比为4 g/L的条件下,初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕分别为50,100和150 mg/L时,吸附6 h达到平衡,饱和吸附量分别为6.281,11.942 和13.981 mg/g.吸附动力学反应符合准二级动力学方程.吸附热力学反应符合Langmuir吸附等温方程.结合FTIR谱图和SEM结果,推断小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附过程以化学吸附为主.      

改性介孔碳对饮用水中3种指标吸附性能分析

为探究改性介孔碳对饮用水中污染物的去除效果,利用氯化铁和氧化锰分别对介孔碳进行改性,对硫化物、二氯乙酸和大肠杆菌这3种指标的去除效能和时间、吸附剂投加量等影响因素进行了研究。结果表明除C-Mn O复合材料对单一硫化物的吸附量低于介孔碳外,在各种不同条件下改性材料均比介孔碳的吸附能力有一定提高。此外,对于硫化物、二氯乙酸和大肠杆菌的混合污染物,C-Fe复合材料和C-Mn O复合材料对硫化物的去除率在介孔碳98.6%基础上增加至99.98%和99.73%;C-Fe复合材料和C-Mn O复合材料对二氯乙酸去除率在介孔碳43.62%基础上分别提升到45.37%和44.92%;介孔碳能吸附90%的大肠杆菌,改性材料对大肠杆菌的吸附能力略有提升,均从90%升至95%,改性介孔碳去除污染物优势明显。     

粉煤灰对苯酚废水的吸附研究

在静态条件下研究了粉煤灰对苯酚的吸附性能,结果表明:平均粒径29.06μm,孔隙率64.0686%,在吸附时间50min,粉煤灰用量120 g/L,pH=7.45条件下,对75 mL浓度为30 mg/L的苯酚模拟废水,吸附效果最好,可达82.4%。粉煤灰吸附苯酚机理复杂,偏向于单分子层吸附的Langmuir吸附等温线模式:q=0.042Ce/(1+0.095Ce),吸附反应为一级反应,速率方程为lnC=-0.0096t+3.3097(C0=30 mg/L)。     

城镇污水处理厂除磷影响因素及优化运行研究

随着全国重点流域城镇污水处理厂迎来新一轮提标改造,其中部分污水处理厂对出水总磷（TP）的排放限值由0.5 mg/L降低为0.3 mg/L,甚至降至0.2 mg/L,这对城镇污水处理厂除磷提出了新的挑战。通过对全国58座执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的城镇污水处理厂进行调研分析,探讨了目前污水处理厂在实际生产运行中除磷存在的主要问题并给出相应对策,为今后高TP标准排放下污水处理厂的运行管理提供技术指导。调研结果表明:各污水处理厂的释磷潜力为0.01~23.98 mg/（g·h）,其平均值为2.77 mg/（g·h）,释磷潜力普遍较弱。生物除磷效果较差的主要原因为进水碳源不足、厌氧区存在高浓度硝态氮及同步化学除磷的抑制作用。基于上述调查分析,有针对性地提出了具体的调控措施,并建议污水处理厂要根据进水水质情况,通过静态实验确定最佳除磷药剂种类及合适的投加量,有效控制化学除磷过程,从而达到节省药耗的目的。     

SBR反应器中全自养硝化颗粒污泥的特性研究

在SBR反应器中接种硝化污泥,研究了污泥颗粒化过程中某些性能的变化,包括沉降性能、胞外聚合物、氧利用速率等.结果表明,当SBR沉淀时间由39min缩短至10min时,污泥SVI由接种时的110mL/g降低至24～42mL/g.EPS(以VSS计)中蛋白质含量由接种时的163mg/g增长到250～270mg/g;而EPS中多糖变化不大,基本在20～30mg/g;硝化颗粒污泥中EPS的蛋白质/多糖的比例基本在9～13左右.反应器中污泥浓度(以VSS计)约2.5g/L,VSS/SS基本保持在85%～90%.在反应器运行初期,污泥中氨氧化菌的活性(SOUR-A)和亚硝酸氧化菌的活性(SOUR-N)不断升高,在第17d,SOUR-A和SOUR-N分别达到259mg/(g·h)和119mg/(g·h);为接种污泥的2.4和5.3倍.当硝化颗粒形成且粒径不断增大后,污泥的SOUR-A和SOUR-N开始降低.污泥中异养菌的活性(SOUR-H)和内源呼吸活性(SOUR-E)在颗粒化过程中都保持在10mg/(g·h).     

处理悬浮聚合法聚氯乙烯离心母液的EGSB反应器中的污泥性质

在EGSB反应器处理低质量浓度PVC离心母液废水的试验研究中,着重检测了反应器内颗粒污泥的性质及其活性影响因素,并用扫描电镜观测了颗粒污泥表面菌体分布情况.结果表明:反应器运行180 d后,当HRT为8 h时,EGSB反应器对PVC离心母液TOC去除率稳定在50%以上;EGSB反应器中颗粒污泥的形状、颜色、粒径分布、沉降速度、元素成分等方面都发生了变化;污泥最大比产甲烷活性为115 mL/(g·d);通过扫描电镜,在颗粒污泥表面观察到一些丝状菌和短杆菌等,但菌体密度不高;营养物质对颗粒污泥活性影响十分明显.      

选择性生物强化处理二元互抑体系中苯胺和硝基苯

采用树脂吸附与生物强化相组合的方法处理含有苯胺和硝基苯的混合废水,对苯胺和硝基苯的降解抑制类型、吸附分离条件、生物强化降解过程与树脂性能变化等进行了研究.结果表明,硝基苯与苯胺均对对方的生物降解产生抑制;当进水中苯胺与硝基苯浓度分别为330与44mg/L时,在pH为4且流速为110mL/h条件下,通过装填有10mL吸附树脂NDA-150(7.2g)的吸附柱,吸附出水中硝基苯浓度低于4mg/L;吸附出水中苯胺的浓度保持不变,可通过生物强化而得到降解;吸附过程中约有597mg的硝基苯被树脂所吸附,其中约有224mg可通过生物强化方法得到脱附降解,系统降解硝基苯的容积负荷为315mg/(L·d);在此过程中树脂吸附能力获得部分恢复,其再生程度受到微生物对硝基苯降解能力的限制;70d的重复性实验证明,树脂性能保持稳定.     

洪湖沉积物内源污染及其氮磷释放特征

为研究洪湖沉积物污染特征及内源营养盐释放规律,在不同季节对洪湖13个沉积物采样点进行调查,并利用柱状沉积物采样器原位采集沉积物开展静态模拟释放试验. 结果表明:①洪湖沉积物有机质、总氮和总磷含量的平均值分别为19%、4 407.4 mg/kg和1421.0 mg/kg,内源污染严重;②洪湖沉积物污染可能是水体中氮磷营养盐的重要来源之一,在5 d的静态释放模拟试验中,夏季上覆水中总氮和总磷平均浓度分别升高1.467和0.042 mg/L,冬季分别升高0.224和0.036 mg/L;③洪湖沉积物中氮磷的释放表现出显著的时空差异,夏季洪湖沉积物总氮、总磷的平均释放速率分别为133.9和4.0 mg/(m2·d),冬季分别为32.1和3.4 mg/(m2·d);④根据试验结果估算,洪湖沉积物氮的释放潜力为3 500~14 000 t/a,磷的释放潜力为350~400 t/a. 研究显示,在控制流域外源污染输入和减少湖区面源污染的同时,应从根本上改善洪湖水质并重塑洪湖湿地生态系统结构与功能,在科学指导下采取远近结合的方式分区域在洪湖开展受污染沉积物的修复工作.      

自固定化技术强化高效菌种活性的保持

以邻苯二甲酸二甲酯（ＤＭＰ）为唯一碳源驯化ＤＭＰ降解菌,并将其接种到复合式完全混合反应器中以处理ＤＭＰ和葡萄糖人工配水．进水ＣＯＤ负荷约１．０ｇ／（Ｌ·ｄ）,逐渐提高葡萄糖浓度（０～６００ｍ ｇ／Ｌ）,同时降低ＤＭＰ浓度（３００～０ｍ ｇ／Ｌ）,分别测试附着相和悬浮相菌种降解ＤＭＰ活性的变化．结果表明：反应器ＣＯＤ去除率均达９０％ 以上,葡萄糖引入后,悬浮相菌种降解ＤＭＰ比耗氧速率迅速降低,由４９．５降至４．０ｍ ｇ／（ｇ·ｈ）,而附着相菌种则逐渐变化,由６４．１降至４８．０ｍ ｇ／（ｇ·ｈ）．镜检结果表明：葡萄糖引入后,悬浮相菌种中丝状菌大量出现,而附着相菌种则几乎未出现丝状菌．由此可见,在基质变化后由吸附在陶粒载体上引起的自固定化能够强化菌种的高效降解活性．     

微压流化式复合生物反应器处理含酚废水效能的研究

通过连续动态试验,对新型微压流化式复合生物反应器(MP-FHBR)处理模拟苯酚废水的效能进行研究.结果表明,MP-FHBR的COD容积负荷可达4.86kg/(m3·d)、苯酚容积负荷可达1.96kg/(m3·d),出水COD低于200mg/L、出水苯酚浓度低于1mg/L,COD和苯酚去除率分别达到90%和99%以上.当苯酚容积负荷达到2.04kg/(m3·d),苯酚在反应器中逐渐累积,反应器内微生物的TTC-比脱氢酶活性下降.当MP-FHBR进水苯酚浓度为800mg/L时,最佳水力停留时间为9～10h.水力负荷对反应器沉淀池的泥水分离效果影响较大,限制了反应器的进水量,所以MP-FHBR主要适用于处理较高浓度的含酚废水.     

动态膜-生物反应器对城市污水的处理

应用动态膜原理,以0.1mm孔径的普通筛网代替固定膜材料构成一体式动态膜-生物反应器(DMBR)处理实际城市污水.HRT＝3.5h时,出水水质良好.DMBR在小于数cm的液位差下自流出水,出水中的SS最高检测值为4.05mg/L,但在多数情况下为0.在MLSS约7000～8000mg/L下,当动态膜通量为14.9L/(m²·h)时,出水水头仅为5.8mm;27d连续运行,出水水头没有明显改变.动态膜对反应器上清液中的COD和TOC的平均去除率分别为28.74%和36.9%.当溶解氧浓度大于2～3mg/L时,氨氮去除率大于96%.