酸洗-铁改性生物炭对水中NO3——N的吸附特性

以椰壳生物炭(CSB)为原料,采用酸洗及铁改性法制得改性生物炭,对其进行了表征,并以单因素批量吸附对NO_3~--N的吸附性能。结果表明,生物炭经酸洗和铁改性后表面形成α-Fe OOH。酸洗+铁改性生物炭(PICSB)对NO_3~--N吸附能力强于酸洗生物炭(PCSB)。PCSB和PICSB对水中NO_3~--N吸附量随pH升高而降低。吸附NO_3~--N在20 min时达到吸附平衡。PCSB对NO_3~--N吸附动力学过程符合准1级动力学模型;PICSB吸附NO_3~--N符合准2级动力学模型。Langmuir吸附方程可描述PICSB和PCSB对NO_3~--N等温吸附过程。PCSB主要通过静电吸引吸附NO_3~--N,为物理吸附;PICSB通过静电吸引和离子交换相结合方式吸附NO_3~--N,物理吸附和化学吸附共存。     

固体碳源联合反硝化菌脱氮的影响因素研究

采用聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠、谷壳、反硝化细菌等利用包埋固定化技术制备成3种不同成分的固定化反硝化细菌联合固体碳源的小球,分别在不同的条件下研究外加碳源和固定化反硝化菌对脱氮效果的影响。结果表明,在有外加碳源时,固体碳源小球能提高污水中的C/N,在相同的条件下,投加和未加含有固体碳源的小球对NO_3~--N的去除率分别达到95.22%和57.89%;在小球中固定化微生物时,其去除性能更好,在相同的条件下,固定和未固定微生物的小球对NO_3~--N的去除率分别为95.22%和87.11%。2种情形下的优化温度和p H分别为30℃和7.5。     

重金属离子对亚硝化的影响研究

研究Mn~(2+)质量浓度对亚硝化的影响,确定在Mn~(2+)条件下实现亚硝化的运行参数。采用实际生活污水,pH控制在7.0~8.0,温度维持在28℃,DO质量浓度为1.0 mg/L。通过静态实验在不同Mn~(2+)质量浓度(5、10、15、20mg/L)条件下,研究NH_4~+-N的去除效果和NO_2~--N累积效果。Mn~(2+)质量浓度在5~10 mg/L时,NH_4~+-N去除率和NO_2~--N累积率稳定在80%以上。当Mn~(2+)质量浓度超过15 mg/L时,NH_4~+-N去除率只能维持在60%以上,NO_2~--N累积率最低时只有21.157%。低浓度的Mn~(2+)通过微生物所需微量元素形式促进亚硝化细菌的活性,但是高浓度的Mn~(2+)会发挥其重金属离子的毒性作用,抑制亚硝化细菌的活性。     

添加零价铁的反硝化系统中发生的主要反应

分别采用零价铁、反硝化污泥及零价铁+反硝化污泥的系统处理含NO_3~--N的废水,探讨零价铁的添加对反硝化系统脱氮效果的影响及系统中发生的主要反应。结果表明,零价铁系统对废水中的NO_3~--N无去除效果;当零价铁+反硝化污泥系统对废水中NO_3~--N的去除率达到100%时,反硝化污泥系统对废水中的NO_3~--N去除率仅为60.1%。零价铁+反硝化污泥系统中主要发生零价铁参与的氧化还原反应及微生物参与的生物反硝化反应。     

Ca~(2+)对溶析结晶法处理高含量硝酸盐废水的影响

针对反渗透或离子交换等工艺排出的高含量硝酸盐废水,提出了采用溶析结晶法去除NO_3~--N技术。研究了Ca~(2+)、无水乙醇含量以及两者结合对NO_3~--N去除率的影响,并探讨了其基本机理。结果表明,硝酸钠的质量浓度为20 g/L时(即NO_3~--N的质量浓度3.29 g/L),仅加入无水乙醇,NO_3~--N的去除率为0;若同时加入无水乙醇和氧化钙,去除率为11.53%,说明无水乙醇与Ca~(2+)结合对NO_3~--N的去除具有协同作用。而当硝酸钠的质量浓度为300 g/L(即NO_3~--N的质量浓度49.40 g/L),NO_3~--N的去除率可以达到63.90%,表明溶析结晶法对高含量硝酸盐废水处理有效。     

固定化生物吸附剂处理含铜电镀废水的研究

通过平板涂布法,从电镀污泥中筛选得到1株吸附Cu~(2+)性能优良的菌株,鉴定其为假单胞菌,并将其制成固定化生物吸附剂。研究了包埋比、吸附时间、温度、Cu~(2+)初始质量浓度、pH值、投加量对固定化生物吸附剂去除Cu~(2+)的影响。结果表明:当包埋比为1∶5、吸附时间为60min、温度为35℃、Cu~(2+)初始质量浓度为100mg/L、pH值为6、投加量为10g/L时,固定化生物吸附剂对Cu~(2+)的去除率可达到85.2%。     

生物炭固定低温混合菌在人工湿地中的应用

为有效解决我国北方冬季污水处理效率低的问题,以低温混合菌为研究对象、以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)复合材料为包埋载体、700℃条件下制备的污泥生物炭为吸附载体,在6～8℃,通过正交实验设计,探索优化的固定化条件;探索污泥生物炭对低温混合菌吸附固定化、人工湿地水体中污染物去除效率的影响。结果表明,PVA、SA、污泥生物炭载体的质量分数分别为6%、2%、1.4%,交联时间4 h时,小球的固定化效果、对污水中污染物的去除率最好。在冬季人工湿地中,固定化小球适宜含菌量为15 m L,此时对污水中COD、TN、NH4+-N和TP有较高的去除率,且去除性能较稳定。生物炭固定化混合菌小球对人工湿地水体中污染物的吸附降解过程符合一级反应动力学模型。     

化学法去除硝酸盐Pd-Cu催化剂的制备与应用

以活性炭粉末做载体采用分步浸渍的方法制备Pd、Cu质量分数分别为5%、1.25%的Pd-Cu/AC催化剂,并用于催化还原实际废水中硝酸盐的反应。考察了实际废水中共存离子和所含杂质对去除硝酸盐反应的影响。结果表明,自制备的催化剂能实现实际废水中硝酸盐的有效去除,反应结束时NO_3~--N的去除率为71.9%。实际废水中微生物、有机物等杂质的存在会降低催化剂的活性和选择性;Cl~-、SO_4~(2-)的存在几乎不会对硝酸盐的去除产生影响,而HCO_3~-的存在会造成硝酸盐去除率降低18.5%,副产物NH_4~+-N的质量浓度升高4.2 mg/L;常见阳离子对硝酸盐还原速率的影响按K~+Na~+Ca~(2+)Mg~(2+)Al~(3+)的顺序逐渐增大,生成副产物NH_4~+-N的含量按Al~(3+)M~(2+)Ca~(2+)Na~+K~+顺序逐渐升高。     

活性污泥法+后置反硝化BAF处理电镀污水厂物化出水中试

针对某电镀污水处理厂物化出水,采用活性污泥法+后置反硝化曝气生物滤池(BAF)工艺进行脱氮深度处理中试研究,结果表明,活性污泥法单元COD和NH3-N平均去除率分别达49.37%和69.30%。反硝化BAF单元NO_3~--N和TN平均去除率分别达90.47%和60.42%,出水NO_3~--N的质量浓度基本在10 mg/L以内;停留时间对反硝化BAF脱氮效果影响不大,43 min出水时NO_3~--N容积负荷可达1.5 kg/(m3·d);去除单位氮(N)的碳源消耗量和碱度增加量与理论值相近,反硝化BAF运行成本(碳源部分)为0.41元/t,折合去除每10 mg/L的N运行成本较低,为0.08元/t左右。     

固定化活性污泥法处理氨氮废水的研究

研究了以聚乙烯醇（PVA）为骨架载体,添加适量的添加剂,利用活性炭吸附硝化细菌,采用包埋法制作固定化硝化小球,去除水中氨氮的方法。通过实验寻找出最优的实验条件,氨氮去除率最大可达到97.8%。该方法去除水中氨氮,具有效率高、稳定性强、生物浓度高、能保持高效菌种的优点,故在水处理领域有广泛的应用前景。     

双金属-湿式氧化法去除垃圾渗滤液膜滤浓缩液中无机氮

针对垃圾渗滤液膜滤浓缩液中高含量的NO_3~--N、NO_2~--N及NH_4~+-N同时存在的水质特点,采用Zn-Cd初步还原-湿式氧化法(WAO)深度除氮法(2步法)去除其中的无机氮。以模拟浓缩液为研究对象,探讨了3种形态的无机氮在处理过程中的转化规律及其影响因素,并将该方法用于实际浓缩液的处理。结果表明,通过Zn-Cd双金属使废水中的NO_3~--N转化为NO_2~--N,通过WAO作用使体系中的NO_2~--N与NH_4~+-N转化为氮气的方式可将废水中的3种无机氮有效去除。在适宜的条件下,该方法可将体系中97.10%的NO_3~--N转化为NO_2~--N;体系中的NO_2~--N和NH_4~+-N在WAO阶段的去除率分别达到99.03%和69.23%。将该方法用于实际浓缩液的处理时,其无机氮的总去除率达到72.00%以上。     

改性玉米芯生物炭对废水中铜和氨氮的吸附

用KMnO_4改性玉米芯生物炭,并用改性生物炭吸附水中的Cu~(2+)和氨氮。结果表明:改性后,生物炭中的—OH基团数量增多且其表面有新生态MnO_2生成,吸附能力增强;生物炭吸附Cu~(2+)、氨氮的最佳pH为7;共存Na~+不影响生物炭对Cu~(2+)的吸附,但显著影响对氨氮的吸附。生物炭对Cu~(2+)、氨氮的吸附分别遵循准二级、一级动力学模型。Freundlich模型能更好地模拟生物炭对Cu~(2+)的吸附行为,Langmuir模型能更好地模拟生物炭对氨氮的吸附行为。     

漂浮型固定化微生物去除海洋石油污染物研究

以膨胀石墨、膨胀珍珠岩和竹炭为载体对T4、R4和D3三种石油菌进行吸附固定,研究柴油去除特性以及微生物在载体上的生长特性;用膨胀石墨-海藻酸钙法对三种石油菌进行包埋固定考察不同膨胀石墨掺杂量、交联掺氮方式对柴油去除效果的影响。研究结果表明,吸附固定微生物比悬浮生长微生物的柴油去除率更高,且以生物去除为主,其中膨胀石墨固定化石油菌和膨胀珍珠岩固定化石油菌的柴油去除率近100%。通过扫描电镜观察微生物在载体上的生长状态发现T4分泌有大量的胞外聚合物粘附在载体上,而R4和D3则没有。包埋固定得到的微生物菌剂对柴油的去除率均在80%以上,膨胀石墨掺杂量对T4影响明显,而采用交联掺氮的方式有利于D3对柴油的去除,0.1g膨胀石墨掺杂、交联掺氮处理后制得的D3菌剂对柴油的去除效果最好,达到了94.3%。     

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展

综述了生物炭吸附处理氨氮废水的研究现状,介绍了物理改性、酸碱改性、金属离子改性和生物改性生物炭,光催化与生物炭联合技术,生物炭固定化微生物技术,生物炭三维电极技术在氨氮废水处理领域的应用进展,详细地介绍了各种方法对氨氮废水的处理效果及其优缺点。展望了生物炭吸附法在氨氮废水处理领域未来的研究重点和发展趋势。     

硝铵比对水芹菜生长及去除氮磷的影响

采用批式水培实验方法,考察不同硝铵比工况下,水中N、P营养盐的去除特性、水芹菜的生长特性及其相关性。结果表明,水中TN、TP的去除率分别在硝铵质量比(m(NO_3~--N)/m(NH_4~+-N))为3:1、1:1时最大,分别为23.87%、15.89%;水芹菜的株高、根长分别在硝铵质量比为9:1、1:1时最大,分别为28.6、10.2 cm。株高和NO_3~--N去除率呈显著正相关(p0.05),TN去除率和NO_3~--N去除率呈极显著正相关(p0.01),根长、TP去除率均与NH_4~+-N去除率呈显著正相关(p0.05)。较高的NO_3~--N含量有利于茎叶部分的生长及N的去除;NH_4~+-N含量的增加有利于根系的生长及P的去除;综合考虑水芹菜生长和水质净化的效果,优化的硝铵质量比为1:1。     

生态滤床深度处理生活污水和微生物随气温响应

通过构建室外生态滤床,探讨其深度处理生活污水特性及微生物种群对季节温度变化的响应。结果表明,COD、TP、NH_4~+-N、TN、色度等指标的平均去除率分别达到61.2%、92.5%、88.7%、52.6%、46.5%。COD、TN、NO_3~--N的去除率随季节性气温变化,呈现出高度相关性,气温降低,有机物降解、有机氮的氨化及反硝化过程受到抑制。NH_4~+-N、NO_2~--N去除率波动不明显,硝化过程未受到显著影响。TP的去除率稳定,未随季节性气温变化而变化,表层砂壤土的吸附是磷高效去除的主要途径。生态滤床上层基质微生物优势种群随季节性气温变化差异不大,而微生物优势种群丰度、均匀度、多样性指数随季节气温变化而变化,夏季高于冬季。     

生物炭固定黄假单胞菌剂SBR降解污染物动力学

利用水稻秸秆生物炭为载体,将黄假单胞菌(Pseudomonas flava WD-3)剂进行固定化,并应用到序批式活性污泥法(SBR)系统,研究系统其优化运行参数、去除效率和降解污染物动力学。结果表明,优化的生物炭固定化黄假单胞菌剂投加量和HRT分别为42 mg/L和3 d,在此条件下,生物炭固定化黄假单胞菌剂对SBR系统废水中TN、NH_4~+-N、TP和COD的去除率较游离菌时有显著的提高,分别为游离菌的1.39、1.51、1.47、1.28倍,且净化效果稳定。SBR系统中生物降解过程符合1级反应动力学模型,生物炭固定化黄假单胞菌剂的投加量、HRT与污染物的去除率呈正相关的1级反应关系。     

直接氧化生成锰氧化物去除水中铊的研究

分别利用水中DO氧化硝酸锰和硝酸溶解的锰尾矿生成锰氧化物,并直接对水中的Tl+进行吸附,探究了生成锰氧化物的投加量、p H、时间、初始含量、双氧水、共存Ca~(2+)、Mg~(2+)及重金属离子对去除Tl~+效能的影响。结果表明,在碱性条件下,直接氧化硝酸锰生成锰氧化物对水中Tl~+具有很好的去除效能,室温下反应10 min,初始质量浓度为10 mg/L的Tl+去除率可达到98.5%。水中高含量Ca~(2+)、Mg~(2+)会降低Tl+的去除效果,Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)对Tl~+的去除效能影响不明显。吸附过程可用Freundlich吸附等温模型描述。利用该方法对实际废水进行处理,铊的去除率达95.0%;在少量双氧水作用下,直接氧化锰尾矿生成锰氧化物,对多个实际废水处理效果显著,去除率可高达96.9%。     

不同热解温度生物炭对Cd2+的吸附影响

分别以香蕉秸秆(BS)、木薯秸秆(CS)为原料,采用限氧热解法在不同热解温度下制备生物炭,采用元素分析、Boehm滴定、BET、FTIR、XRD等方法分析了生物炭的基本特性,研究了生物炭对Cd~(2+)的吸附特性和作用机制。结果表明,热解温度能显著影响生物炭的产率、灰分、pH、孔径结构以及元素分布等性质;生物炭吸附过程符合准二级动力学;生物炭对Cd~(2+)的吸附作用机制主要表现为络合作用和沉淀作用,K~+、Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)共存会影响Cd~(2+)的吸附,且热解温度越低,影响作用越大。     

TFT-LCD生产废水深度处理组合工艺优化研究

采用臭氧氧化预处理和生物强化技术对E-A/O工艺处理某液晶面板厂区尾水进行优化,考察不同组合工艺对污染物的去除效果。结果表明,臭氧氧化和生物强化手段均可使工艺对废水中COD的去除能力得到提升,去除率可达60%,出水COD可降低至18.0 mg/L,达到GB 3838-2002地表水Ⅲ类标准。2种强化方式对氮指标的去除效果影响不大,NH_4~+-N、NO_3~--N和TN去除率保持稳定,NH_4~+-N去除率约为50%,NO_3~--N和TN去除率约为70%。生物强化处理与物化手段相比具有低成本、高效率的优点,而且易操作、针对性强。