生物除磷颗粒污泥去除Pb2+的效能机制

以好氧颗粒污泥的吸附作用和磷酸盐对重金属的螯合作用为基础,采用富含磷酸盐的生物除磷颗粒污泥作为吸附剂来处理含铅废水,考察了不同吸附条件（pH、Pb²⁺的初始浓度、吸附反应时间）下,颗粒污泥对Pb²⁺的去除效果。结果表明,除磷颗粒污泥在pH为4,初始Pb²⁺浓度为150 mg·L^-1时,对铅的去除率最高（为99.9%）;在吸附反应20 min时即可达到吸附平衡。生物除磷颗粒污泥对Pb²⁺的吸附可以用Langmuir模型拟合（R²=0.993）,最大吸附量为49.5 mg·g^-1。其中离子交换和磷酸盐与Pb²⁺的螯合作用对除磷颗粒污泥去除Pb²⁺起到重要作用;傅里叶变换红外光谱（FTIR）测定表明-COOH、-OH、磷酰基等多种官能团也参与了除磷颗粒污泥除Pb²⁺过程。     

生物除磷颗粒污泥对Zn~(2+)的去除特性研究

采用生物除磷颗粒污泥来去除Zn~(2+),考察了Zn~(2+)初始含量、污泥含量、p H、温度、反应时间和共存离子对Zn~(2+)去除效果的影响,并通过傅里叶变换红外光谱分析去除Zn~(2+)的主要官能团。结果表明,生物除磷颗粒污泥对质量浓度100 mg/L的Zn~(2+)的最大吸附量为29.55 mg/g,平衡吸附量为17.54 mg/g,优化p H为5、温度为25~35℃、污泥的质量浓度为1.0 g/L。Zn~(2+)的去除过程分为快速吸附、慢速吸附和吸附平衡3个过程,符合准2级动力学方程。Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)通过离子交换参与了Zn~(2+)的去除,去除Zn~(2+)的行为主要是依赖聚磷菌的作用来完成的,Zn~(2+)在细胞内的比例为33.52%;去除Zn~(2+)的主要官能团为脂碳链、羧基、伯醇、多聚糖、磷酸基和硫酸基团。     

巨大芽孢杆菌生物絮凝剂同时去除水中Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的研究

巨大芽孢杆菌絮凝剂(BMF)是一种能够同时有效地去除Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的生物絮凝剂,且在不同的条件下去除率高低为Pb~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)。这3种重金属离子的去除效率均受p H、BMF投加量、搅拌时间和温度的影响,其中温度影响较小。通过X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析可知,BMF的主要成分为蛋白质和多糖,在絮凝过程中起主要作用的是多糖上的羟基和羧基。阐述了BMF对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的絮凝机理包括化学反应、吸附架桥、氢键和静电引力作用等。     

氨氮对颗粒污泥生物除磷的影响及相关机制探究

为探究进水氨氮(NH₄⁺-N)对颗粒污泥生物除磷的影响,构建了序批式反应器(SBR),在中温条件下考察了进水NH₄⁺-N对生物除磷颗粒污泥的特征及其污染物去除规律的影响。结果表明,进水NH₄⁺-N质量浓度为40 mg/L时,颗粒污泥沉降性能最好、生物量最大,稳定运行期污泥体积指数(SVI)为52.9 m L/g,总悬浮固体(TSS)质量浓度达到5.7～5.9 g/L,显著高于其他组别。粒径分析表明,适当提高NH₄⁺-N质量浓度利于颗粒污泥粒径增大,且当进水NH₄⁺-N质量浓度为40 mg/L时,0.8～1.2 mm粒径占比升高至34.6%。进水NH₄⁺-N能影响颗粒污泥胞外聚合物的质量分数及组分,当进水NH₄⁺-N质量浓度为40 mg/L时,EPS质量分数可高达134 mg/g,而N...     

污泥-花生壳吸附颗粒对水中Pb~(2+)的吸附特性研究

以污泥和花生壳为原料,采用氯化锌为改性剂,于800 W的微波功率条件下热解10min,制备得到污泥-花生壳吸附颗粒。选取吸附时间、pH值和Pb~(2+)初始浓度3个因素,探究其对Pb~(2+)的吸附效果影响。结果表明,当吸附时间为80min时,pH值为6.54,Pb~(2+)溶液初始质量浓度为0.8mg·L~(-1)时,吸附颗粒对Pb~(2+)的吸附率最大,吸附效果最好。     

吸附法去除溶液中Mg~(2+)、Pb~(2+)的试验研究

以去除纯碱副产物氯化钙中的Mg2+和Pb2+,制取高纯氯化钙为目的,采用吸附的方法,研究了不同吸附剂对Mg2+、Pb2+的分离效果,以及吸附时间、温度、pH值等因素对改性斜发沸石吸附效果的影响。试验结果表明:改性斜发沸石对氯化钙中Mg2+、Pb2+有较好的吸附去除效果,吸附时间100min、温度30℃、100ml质量分数为0.5%的氯化钙溶液加吸附剂1.5g、pH10为最优吸附条件。     

诱导沉淀除Pb~(2+)载体选择方法的研究

以含Pb~(2+)配水为处理对象,Na_2S·9H_2O为沉淀剂,利用单因素法获得了无载体时Pb~(2+)去除的最佳条件。在相同条件下,考察了石英砂、长石、白云石诱导PbS沉淀效果及沉淀过程Zeta电位的变化;测定了石英砂、长石、白云石在去离子水体系、含Pb~(2+)配水体系、沉淀体系的等电点,分析了诱导效果与沉淀过程Zeta电位、不同体系中载体等电点的相关性。结果表明,3种载体诱导效果从大到小依次为:白云石长石石英砂;诱导效果指标沉淀平衡时间、Pb~(2+)平衡质量浓度与诱导沉淀过程中载体的Zeta电位相关,载体Zeta电位为负值且越接近等电态时,诱导效果越佳,可据此选择最佳载体;去离子水体系、含Pb~(2+)配水体系、沉淀体系中,载体等电点越大,诱导PbS沉淀效果越好,可据此选择最佳载体。去离子水体系中测定载体等电点最为简便,可作为载体选择的最佳体系及方法。     

活性污泥对Pb~(2+)的生物吸附特征研究

研究了活性污泥对重金属离子Pb2+的吸附特征。结果表明,当Pb2+的初始质量浓度为60mg/L时,Pb2+在活性污泥上吸附30min后基本达到平衡,吸附过程可以用准二级动力学方程来描述(R2=0.9994),平衡吸附量qe为50mg/g,准二级速率常数k2为0.0095g/(mg.min);吸附温度对吸附效果影响不大;pH值对吸附效果的影响很大,溶液pH值为3～4时吸附效果较好;活性污泥的投加量对吸附效果有很大的影响,在Pb2+的质量浓度一定的情况下随着污泥投加量的增加吸附效果反而减弱。     

生物炭对重金属离子Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附作用研究

以新疆棉杆为原料经热解制备了一种生物炭材料,用于工业废水中的重金属Pb2+和Cd2+的吸附去除,考察了时间和pH值对吸附性能的影响。采用扫面电镜(SEM)、N2物理低温吸附和X射线衍射技术(XRD)技术对材料的结构进行了表征,发现经硝酸处理后得到的生物炭材料为典型的介孔结构。当pH大于5.0时,Pb2+和Cd2+的去除率可以达到100%。     

碳源对除磷颗粒污泥除污效能和微生物特性的影响

采用厌氧-好氧间歇运行模式,在SBR反应器中分别以丙酸钠、乙酸钠、葡萄糖、蔗糖为单一碳源对生物除磷颗粒污泥进行培养驯化,并考察不同碳源下除磷颗粒污泥对水中磷的去除效果,同时结合高通量测序,探究不同碳源驯化的生物除磷颗粒污泥中微生物种群结构的变化情况。结果证明：碳源为丙酸钠时,系统对磷的去除效果最佳。高通量测序结果表明：碳源对除磷颗粒污泥的微生物种群结构影响显著,以丙酸钠为碳源的颗粒污泥中聚磷菌（PAOs）占比最高;以乙酸钠为碳源的颗粒污泥聚糖菌（GAOs）占比最高;以蔗糖为碳源的颗粒污泥PAOs含量最低,对磷的去除效果最差。     

新型硫酸盐还原菌包埋填料对于Cd~(2+)和Pb~(2+)的去除效果

采用聚乙烯醇-硼酸二次交联的方式,制作了新型硫酸盐还原菌(SRB)生物活性填料。以人工配制的含Cd~(2+)和Pb~(2+)的废水为处理对象,利用该活性填料分别进行了单金属和混合金属去除实验。与未经包埋处理的原始填料相比,该新型填料能够有效提高SRB对于重金属的耐受性。单金属去除实验表明,该包埋填料对于Cd~(2+)和Pb~(2+)都具有较高的去除率,同时具有较好的硫化物通透性。金属混合去除实验表明,Cd~(2+)和Pb~(2+)的去除速率与单项实验相比都出现了下降,Pb~(2+)的去除速率大于Cd~(2+)。高通量测序表明,包埋填料中,脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)、脱硫肠状菌科(Desulfomicrobiaceae)和脱硫单胞菌科(Desulfuromonadaceae)是主要功能菌种。     

污泥-玉米秸秆热解制生物炭及其对Pb~(2+)的吸附特性

开展了脱水污泥单独热解及其与玉米秸秆共热解(泥秆质量分别为9∶1,8∶2,5∶5)制备生物炭吸附剂的研究。采用元素分析、扫描电镜和比表面积仪对4种生物炭的理化特性及微观形貌进行了全面分析。结果表明,在相同热解温度下,随着玉米秸秆掺杂量的增加,生物炭产率及灰分含量降低,全碳含量增加,pH值略有下降,生物炭比表面积和总孔体积增大,棒状残焦分布量增多,孔结构更加发达。生物炭对Pb~(2+)的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程分为快反应和慢反应两个阶段,吸附实验前10 min的吸附量达到饱和吸附量的80%以上。Dubinin-A模型较好地描述了生物炭对Pb~(2+)的等温吸附行为,4种生物炭对Pb~(2+)的饱和吸附量大小依次为:SSMT50%(44. 8 mg/g) SS-MT20%(38. 1 mg/g) SS-MT10%(30. 7 mg/g) SS(21. 7 mg/g),表明污泥-玉米秸秆生物炭有作为重金属Pb吸附剂的潜力。     

Fe~(2+)与Fe~(3+)对臭氧化污泥减量工艺出水的除磷研究

研究选用Fe~(2+)、Fe~(3+),以臭氧化污泥减量化工艺中出现的超标磷出水为水样,对不同n(TFe)/n(TP)、n(Fe~(2+))/n(TFe)、p H下的除磷效果进行了对比实验。结果表明,Fe~(3+)的效果优于Fe~(2+),其各自的适宜p H分别为7和8。Fe~(2+)与Fe~(3+)混合投加,n(Fe~(2+))/n(TFe)在0~0.5变化时,能得到较高的除磷率。对于TP质量浓度为2.7 mg/L的出水,在n(TFe)/n(TP)=3.6、n(Fe~(2+))/n(TFe)=0.5、p H=8条件下,除磷效果能达到GB 18918-2002的一级A排放标准。运用响应曲面设计对实验进行了模拟优化,得到除磷率与影响因素之间的关系方程并优化了工艺参数,通过实验验证了其准确性,优化的工艺条件为:n(TFe)/n(TP)=4.28,n(Fe~(2+))/n(TFe)=0.4,p H=8.42。     

污泥-玉米秸秆热解制生物炭及其对Pb~(2+)的吸附特性

开展了脱水污泥单独热解及其与玉米秸秆共热解(泥秆质量分别为9∶1,8∶2,5∶5)制备生物炭吸附剂的研究。采用元素分析、扫描电镜和比表面积仪对4种生物炭的理化特性及微观形貌进行了全面分析。结果表明,在相同热解温度下,随着玉米秸秆掺杂量的增加,生物炭产率及灰分含量降低,全碳含量增加,pH值略有下降,生物炭比表面积和总孔体积增大,棒状残焦分布量增多,孔结构更加发达。生物炭对Pb⁽²⁺⁾的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程分为快反应和慢反应两个阶段,吸附实验前10 min的吸附量达到饱和吸附量的80%以上。Dubinin-A模型较好地描述了生物炭对Pb(2+)的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程分为快反应和慢反应两个阶段,吸附实验前10 min的吸附量达到饱和吸附量的80%以上。Dubinin-A模型较好地描述了生物炭对Pb⁽²⁺⁾的等温吸附行为,4种生物炭对Pb(2+)的等温吸附行为,4种生物炭对Pb⁽²⁺⁾的饱和吸附量大小依次为:SSMT50%(44. 8 mg/g)> SS-MT20%(38. 1 mg/g)> SS-MT10%(30. 7 mg/g)> SS(21. 7 mg/g),表明污泥-玉米秸秆生物炭有作为重金属Pb吸附剂的潜力。     

污泥复合玉米芯碳化吸附剂对Pb~(2+)的吸附特性

采用城市污水处理厂脱水污泥和玉米芯复合碳化制备吸附剂,利用BET、SEM和FTIR对吸附剂进行表征,通过吸附因素影响实验、解吸实验、选择性吸附实验、吸附动力学和等温模型拟合考察其对废水中Pb⁽²⁺⁾的吸附特性,并对实际废水进行了吸附研究。结果表明,污泥复合玉米芯碳化吸附剂比表面积为991.20 m(2+)的吸附特性,并对实际废水进行了吸附研究。结果表明,污泥复合玉米芯碳化吸附剂比表面积为991.20 m²/g,以中孔为主,其对模拟废水中Pb2/g,以中孔为主,其对模拟废水中Pb⁽²⁺⁾的较佳吸附条件:初始pH、吸附温度和吸附时间分别为4.0～5.5、25℃和4.0 h,当Pb(2+)的较佳吸附条件:初始pH、吸附温度和吸附时间分别为4.0～5.5、25℃和4.0 h,当Pb⁽²⁺⁾初始浓度为10 mg/L、较佳吸附剂投加量为6 g/L时,Pb(2+)初始浓度为10 mg/L、较佳吸附剂投加量为6 g/L时,Pb⁽²⁺⁾去除率为90.10%,吸附量为1.50 mg/g。经0.5 mol/L的HCl解吸6次,吸附剂对Pb(2+)去除率为90.10%,吸附量为1.50 mg/g。经0.5 mol/L的HCl解吸6次,吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的去除率仍达92%以上。污泥复合玉米芯碳化吸附剂对Pb(2+)的去除率仍达92%以上。污泥复合玉米芯碳化吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附符合准二级动力学模型(R(2+)的吸附符合准二级动力学模型(R²为0.997 1～0.999 5)和Freundlich吸附等温模型(R2为0.997 1～0.999 5)和Freundlich吸附等温模型(R²为0.992 0～0.996 6),为非均匀化学吸附,羟基和羧基起主要作用。Cu2为0.992 0～0.996 6),为非均匀化学吸附,羟基和羧基起主要作用。Cu⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾和Ni(2+)和Ni⁽²⁺⁾对Pb(2+)对Pb⁽²⁺⁾产生竞争吸附作用,选择性吸附顺序为:Cu(2+)产生竞争吸附作用,选择性吸附顺序为:Cu⁽²⁺⁾>Pb(2+)>Pb⁽²⁺⁾>Ni(2+)>Ni⁽²⁺⁾>Cd(2+)>Cd⁽²⁺⁾。实际废水(COD、Pb(2+)。实际废水(COD、Pb⁽²⁺⁾和Cu(2+)和Cu⁽²⁺⁾初始浓度分别为563,23.20,29.86 mg/L)处理结果表明,当吸附剂投加量为32 g/L时,Pb(2+)初始浓度分别为563,23.20,29.86 mg/L)处理结果表明,当吸附剂投加量为32 g/L时,Pb⁽²⁺⁾去除率达96.10%,剩余浓度为0.90 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)第一类污染物最高允许排放浓度限值,此时Cu(2+)去除率达96.10%,剩余浓度为0.90 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)第一类污染物最高允许排放浓度限值,此时Cu⁽²⁺⁾几乎被完全吸附。     

用13X分子筛去除废水中Pb~(2+)的研究

用13X分子筛作为去除铅离子吸附剂,研究各实验条件下对废水中Pb~(2+)的去除效果。考查了废水的pH、Pb~(2+)起始浓度对去除率的影响,Pb~(2+)起始浓度和吸附时间对吸附容量的影响。优化最佳条件为:控制废水的pH=8,Pb~(2+)浓度为200mg/L,搅拌时间为30min,分子筛投加量在5~6g/L时,13X分子筛对Pb~(2+)的去除率可达到92%左右。研究表明,13X分子筛对Pb~(2+)的吸附机理以离子交换吸附为主,符合Langmuir等温吸附模型。     

固定化生物吸附剂对废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能

从含重金属废渣堆积区的土壤中筛选分离出一种对重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)具有高耐受性的功能菌株,采用包埋法制成固定化生物吸附剂,用于吸附废水中的重金属,考察了重金属的初始浓度、吸附时间、废水pH值及吸附剂添加量等因素对吸附性能的影响.结果表明,筛选出的菌株为短杆菌,对Pb~(2+)和Cd~(2+)的最大耐受浓度分别为2200和700 mg/L;吸附剂投加量为10 g/L、废水pH为6时,Pb~(2+)和Cd~(2+)达最大吸附率,分别为87.77%和57.50%;Pb~(2+)和Cd~(2+)基本可在40 min内被快速吸附达平衡,最大吸附量分别为114.3和82.12 mg/g;废水初始pH为5?7利于吸附;Pb~(2+)和Cd~(2+)初始浓度增加使吸附率降低,且Pb~(2+)初始浓度比Cd~(2+)初始浓度对吸附速率影响更大.Langmuir和Freundlich吸附方程拟合表明,Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附主要为单分子层表面吸附;Pseudo-second order动力学方程拟合表明,吸附过程的限速步骤主要为化学吸附,且Pb~(2+)比Cd~(2+)更易被吸附.     

肉骨生物炭对重金属Pb~(2+)的吸附特性

为研究以病死猪以炭化焚烧法制备的肉骨生物炭对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,分析了吸附时间、吸附剂用量、Pb~(2+)的初始含量等因素对吸附效果的影响。结果表明,对于50 mL质量浓度400 mg/L的Pb~(2+)溶液,当溶液初始pH为5.5、肉骨生物炭投加量为200 mg、吸附时间为240 min时,肉骨生物炭对Pb~(2+)的吸附效果达到最佳,吸附量为99.37 mg/g,Pb~(2+)去除率达到99%以上。肉骨生物炭对Pb~(2+)的动力吸附过程可以由准2级动力学模型很好地拟合;Langmuir方程描述的单分子层吸附模型能更好地拟合其等温吸附过程,饱和吸附量为106.4 mg/g。相比于玉米秸秆生物炭,肉骨生物炭对Pb~(2+)有更大的吸附容量和更快的吸附速率,是性能较好的Pb~(2+)吸附材料。     

强化生物除磷体系中颗粒污泥的形成及机理探讨

以实验室小试SBR反应器为载体接种普通活性污泥,研究了强化生物除磷系统对颗粒污泥形成的促进作用并探讨了其形成机理。试验结果发现：在生物脱氮运行阶段,SBR中的活性污泥能维持较稳定的絮体状态,平均SVI为138.9 ml·g^-1;当系统转为生物除磷方式运行时,随着除磷效果的好转,反应器中的污泥逐渐转化为颗粒污泥,平均SVI降低至74.1 ml·g^-1,颗粒污泥的平均粒径为0.8 mm。因此,SBR生物除磷系统有利于颗粒污泥的形成。试验发现在强化生物除磷系统厌氧释磷的过程中会有带正电的微粒大量生成,它们可以作为颗粒污泥的晶核吸附带负电的细胞体,进而促进颗粒污泥的形成。强化生物除磷颗粒污泥系统有着较为稳定的磷去除性能,除磷效率接近100%。     

强化生物除磷系统中好氧颗粒污泥形成与研究

好氧颗粒是一种大型的生物聚集体,内部结构紧凑,可用于高效的废水处理。通过好氧颗粒化工艺的发展、颗粒化机理、强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal,EBPR)系统中颗粒污泥形成研究、颗粒污泥菌群结构研究和颗粒稳定性等方面进行了新的综述。