5种填料对污水中氮磷的吸附特性研究

针对富营养化水体,为筛选吸附氮磷效果较好的填料,选取5种人工湿地填料沸石、陶粒、轮胎颗粒、火山岩、蛭石,采用等温吸附和动态吸附,研究各填料的吸附特性,并模拟污水对5种填料的吸附效果进行分析。结果表明,Langmuir和Freundlich方程都能较好的描述各填料的吸附特征,通过Langmuir的拟合,理论上5种填料对氨氮的吸附量从大到小依次为沸石>火山岩>蛭石>陶粒>轮胎颗粒;对磷的吸附量从大到小依次为陶粒>火山岩>蛭石>沸石>轮胎颗粒;各填料对氮磷的吸附动力学特征可以用双常数方程和Elovich方程拟合,5种填料对污水进行处理时,沸石除氮能力较强,轮胎颗粒除磷能力较强;从吸附效果和经济适用的角度来看,5种填料中轮胎颗粒更适合作为人工湿地填料。     

10种人工湿地填料对磷的吸附特性比较

为筛选出更优质的人工湿地填料,采用等温吸附和动态吸附实验,测定了10种人工湿地填料火山石、砾石、碎石、碎砖、生物陶粒、无烟煤、高炉渣、活性炭和沸石的堆积密度和孔隙率以及各填料对磷的吸附特性。结果表明,火山石和活性炭的堆积密度较小分别为0.74 g/cm3和0.58 g/cm3,火山石的孔隙度最大为77%。Freundlich和Langmuir模型均能较好地拟合各填料对磷的吸附特征;通过Langmuir模型计算,各填料对磷的理论饱和吸附量大小依次为生物陶粒无烟煤碎石活性炭砾石沸石碎砖火山石高炉渣沙。无烟煤、生物陶粒、碎砖、活性炭、高炉渣的动态吸附特征可以用准2级动力学方程来进行描述。各填料对磷的吸附都包括快、中、慢3个阶段。火山石是湿地填料较好的选择之一;生物陶粒和无烟煤等除磷能力比较强的填料可以作为磷负荷比较大的湿地的填料。     

不同填料组合对污水中氮磷去除效果的研究

选用陶粒、火山岩、沸石、轮胎颗粒4种填料,通过单一填料的动态吸附实验分析模拟污水下各填料对氮磷的吸附效果,并在此基础上进行不同填料组合的优化配比,考察不同填料组合对氮磷去除效果的差异。结果表明,在单一填料动态吸附实验中,沸石对氨氮的去除效果较好,吸附平衡时去除率为97.2%,吸附量为15.06 mg/kg;轮胎颗粒对磷的去除效果较好,吸附平衡时去除率为98.9%,吸附量为5.44 mg/kg。在不同填料组合优化配比实验中,当陶粒∶火山岩∶沸石∶轮胎颗粒=1∶1∶1∶1时对氮磷的去除效果较好,吸附平衡时对氨氮的去除率为92.6%,吸附量为13.70 mg/kg;对磷的去除率为96.1%,吸附量为5.36 mg/kg。     

三种人工湿地填料对氨氮与磷的吸附特性

采用等温吸附、吸附动力学、填料饱和吸附后氨氮与磷解吸实验,研究了浮石、陶结和陶粒对氨氮和磷的吸附特征。结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好拟合各填料对氨氮和磷的吸附特征,各填料对氨氮的最大吸附量顺序依次为浮石(64.91 mg/kg)>陶结(36.11 mg/kg)>陶粒(22.23 mg/kg),对磷的最大吸附量顺序依次为浮石(127.77 mg/kg)>陶粒(15.38 mg/kg)>陶结(无吸附);各填料对氨氮与磷的全程平均吸附速率大小顺序与最大吸附量大小顺序一致;Bangham吸附速率方程能较好描述浮石与陶粒对氨氮与磷、陶结对氨氮的等温吸附动力学特征;氨氮解吸风险为陶粒>陶结>浮石,磷解吸风险为陶结>陶粒>浮石。综合考虑,浮石更适合作为去除污水中氨氮与磷的人工湿地填料。     

19种人工湿地填料对磷吸附解吸效果研究

为筛选吸附磷效果较好的填料,选取19种水处理中用到的填料进行吸附解吸实验。结果表明,Freundlich、Langmuir和Redlich-Peterson模型均能较好地拟合各填料对磷的吸附特征;通过Langmuir模型计算,钢渣、高岭土、麦饭石、无烟煤、火山岩、生物炭、瓷砂陶粒对磷的理论饱和吸附量较大;同时,同种填料,粒径越小,理论饱和吸附量越大。吸附饱和的火山岩、麦饭石、活性炭、海绵铁等填料对磷的稳定能力较差,易于释放到水中,粒径越小,稳定性越差。从吸附解吸性能的角度考虑,钢渣、无烟煤、高岭土、瓷砂陶粒等是湿地填料较好的选择。     

7种人工湿地填料对污水中营养盐吸附能力的评价

为筛选对污水中氮、磷吸附效果较好的填料,选取7种在污水处理中较常用到的填料(煤渣、火山岩、活性炭、沸石、牡蛎壳、钢渣和河沙)作为研究对象,考察其吸附、解吸特性。结果表明,Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合填料对氨氮(NH_4~+-N)和磷酸盐(PO_4~(3-))的吸附特征。通过Langmuir模型计算,沸石、活性炭、火山岩和牡蛎壳对NH_4~+-N的理论饱和吸附量较大;钢渣、牡蛎壳、沸石和煤渣对PO_4~(3-)盐的理论饱和吸附量较大。在动力学特征研究中,沸石和钢渣分别对NH_4~+-N和PO_4~(3-)保持了较高的吸附速率,同时其解吸风险也较其他填料大。综合评价填料对NH_4~+-N与PO_4~(3-)的等温吸附过程、吸附动力学特征及解吸风险,发现沸石和钢渣分别对NH_4~+-N和PO_4~(3-)具有很强吸附能力,可针对不同浓度含氮、磷废水进行适当选择及搭配使用,牡蛎壳对NH_4~+-N和PO_4~(3-)同时具有较强的吸附能力,是作为人工湿地填料的较好选择。     

人工快速渗滤系统对降雨径流净化效果研究

为提高人工快速渗滤系统的净化效果,选取绿沸石、牡蛎壳、黏土陶粒三种填料对径流中COD、氨氮、总磷等污染物进行等温吸附、动力学吸附试验,并进行Langmuir和Freundlich等温吸附模型拟合。结果表明,Langmuir和Freundlich模型均能较好拟合各填料对径流中各污染物的吸附特征,对氨氮及COD饱和吸附量由大到小依次为：绿沸石>黏土陶粒>牡蛎壳;对总磷饱和吸附量由大到小依次为：牡蛎壳>黏土陶粒>绿沸石。并以牡蛎壳及黏土陶粒作为特殊填料进行小试试验。实验结果表明,新型填料的人工快速渗滤系统对COD、氨氮、总氮、总磷的去除率分别为92.5%、77.4%、77.0%、75.6%,相较于传统填料的人工快速渗滤系统有较好的去除效果,可将牡蛎壳及黏土陶粒作为人工快速渗滤系统的特殊填料。     

5种生物滞留池填料的吸附性能分析

通过静态摇床试验研究了沸石、火山岩、煤渣、蛭石和珍珠岩对NH+4-N、TP、TN和COD等的吸附效果,进行了等温吸附曲线拟合和吸附动力学研究,并利用模拟降雨试验考察了实际的去污效果.试验结果表明,蛭石和沸石的总体吸附能力较强,其余填料的吸附能力相对较差.5种填料的等温吸附过程符合Langmuir模型.动力学研究表明,准二级动力学模型更符合5种填料的吸附速度特点.以上述5种材料作为填料分别进行模拟降雨试验,试验结果表明,沸石填充的生物滞留池对NH+4-N的去除率达到80％;煤渣和蛭石对TP去除率较高,在60％～70％;蛭石和火山岩系统对TN的去除率较高,达到80％～90％;蛭石对COD的去除效果最好,去除率在65％左右.     

建筑废料粉煤灰砖块作为人工湿地填料的除磷能力研究

试验以建筑废料粉煤灰砖块为研究对象,通过静态吸附试验考察其对磷的吸附能力;并构建以粉煤灰砖块为填料的多级串联复合垂直流人工湿地反应器探索对磷的去除效果。填料的吸附等温特性利用Langmuir,Freundlich和Temkin等温模型进行分析,其中Langmuir方程最适合描述吸附过程,计算的饱和吸附量达44.62mg/g。动态湿地反应器的原水采用西安建筑科技大学校园生活污水,其中磷酸盐平均为2.43 mg/L,在水力负荷为0.012、0.017及0.023 m3/(m2.d)条件下系统对磷的去除率均可达到99%以上。粉煤灰砖块的吸附沉淀作用是湿地系统除磷的主要途径。结果表明,粉煤灰砖块作为湿地填料对磷具有较强的去除能力,同时又可减少固体废弃物的数量,是一种以废治废的新技术。     

不同基质磷吸附性能及其在表流人工湿地中应用

选用煤渣和沙子两种基质进行等温吸附和吸附动力学试验,并结合表面流人工湿地处理含磷废水的效果,研究了煤渣和沙子对磷的吸附特性以及两种基质在表面流湿地中的除磷效果。结果表明:吸附实验中,Freundlich和Langmuir方程均能较好地拟合两种基质对磷的吸附特性,一级反应动力学方程能够很好拟合沙子的吸附动力学曲线,煤渣的动力学拟合情况较差。以煤渣为基质的表面流人工湿地对磷的平均去除率(35.79%)低于以沙子为基质的表面流人工湿地对磷的平均去除率(48.25%),并且沙子湿地除磷的稳定性好于煤渣湿地。     

钴基催化剂上氢解反应的研究

制备了一系列不同金属含量的Co/SiO2加氢催化剂,考察了催化剂非原位还原条件、进料空速、氢分压变化对其氢解反应影响。结果发现,钴基催化剂在非原位还原后进行反应时有氢解反应伴随发生。催化剂上金属含量越高、还原温度升高和还原时间延长,氢解反应越明显;较高的进料空速及较高的氢分压有助于抑制氢解反应的发生。     

基于环糊精的纳米功能组装体的研究进展

通过分子自组装形成稳定和结构可控的材料是现在功能材料学、生物学的焦点,构筑纳米尺寸的功能性分子自组装体更是接近生命现象和过程的本质。基于环糊精的超分子组装以其选择性、可调控性和生物相容性等优势引起了广泛关注。本文就近十年来基于环糊精的纳米尺寸的功能组装体的研究进展进行简要综述,包括修饰环糊精的软连接自组装,环糊精轮烷、聚轮烷、纳米线、纳米管、纳米笼的设计、构筑及其更高级组装,以及环糊精与纳米粒子的分子组装和基于环糊精的分子机器。     

Studies on oxidative dehydrogenation of n-butane on bismuth molybdate on alumina

Oslefins and diolefins are important intermediates in the petrochemical industry and the future promises a further substantial increase in demand. While several catalysts have been formulated in the past for the abstraction of hydrogen from butenes and propylene, these catalysts are inefficient in the abstraction of first hydrogen from butane. Bismuth molybdates (β and γ-phases) containing iron oxide and supported on alumina are used as catalysts in the present investigation on the oxidative dehydrogenation of n-butane. Effects of catalyst content, temperature and oxygen: n-butane ratio on conversion and selectivity to butadiene and (C₄H₈ + C₄H₆) are studied in the following ranges of experimental conditions: β-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 3–9; γ-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 5-20; temperature, 400–500°C; O₂: butane ratio, 0.6:1.7.     

Micro-viscometer based on electrowetting on dielectric

A viscometer used to measure the viscosity of 10 μl of a liquid, must be miniaturized down, and the liquid velocity gradient in the channel used to determine the viscosity coefficient. Two major factors that affect the liquid velocity are the mechanical forces exerted by the mechanical motors and electromagnetic forces. In this study, electrowetting on dielectric (EWOD) is adopted to drive liquids. Variously sized electrodes on a chip, and two shapes of channel are employed to measure the velocity gradient to determine the viscosity coefficient. The device is fabricated by microelectromechanical system (MEMS) technology. The dielectric layer used in EWOD has a high dielectric constant, BST (Ba_0.7Sr_0.3TiO₃), to reduce the required applied voltage; its surface is coated with hydrophobic polymer, polytetrafluoro-ethylene (PTFE, Teflon^® AF DuPont). Experimental results demonstrate that liquids can be pulled at 660 μm/s in linear channels by applying a voltage of 15 V.     

考登钢表面涂搪瓷的研究

考登钢作为一种高耐候结构钢,广泛应用于各个领域。在火力发电方面,考登钢主要应用在工作环境比较恶劣的烟气加热器和空气预热器中。考登钢表面涂搪的目的就是进一步提高其耐腐蚀性能,延长使用寿命。为了提高考登钢元件的使用寿命,对考登钢表面涂搪瓷的可行性、密着性能、瓷釉、工艺控制、质量保证等方面进行了研究。     

Reflection on medium effects on photochemical reactivity

In reexamining medium effects on photochemical reactions, we have emphasized those on unequilibrated excited species such as the Franck-Condon species. Despite recent advances in femtochemistry, such a discussion in molecular photochemistry is uncommon, and the problem remains challenging on account of the extremely short-lived excited species. However, in such cases, a small perturbation resulting from, for example, weak guest-host interactions could turn into a determining factor in dictating the course of a photochemical channel of deactivation. Examples of medium-directed diabatic processes have been examined with this idea in mind. A modified view on rhodopsin photoisomerization is presented along with the consideration that confinement does not necessarily lead to inhibition of reactions of the trapped substrate.     

漆酶用于木质纤维板结合的研究

研究了温度和pH值对漆酶酶活以及漆酶处理纤维压制纤维板性能的影响。结果表明,pH较低、温度较高时漆酶酶活较高,压制的纤维板强度性能较好。但温度太高(60～80℃),延长加热时间,漆酶稳定性变差,酶活明显降低,压制纤维板的强度下降。     

基于密度泛函理论研究H共吸附对丙烷脱氢的影响

采用密度泛函理论(DFT)考察了丙烷在Pt(111)表面上脱氢生成丙烯的反应机理。通过在Pt(111)面上预吸附一定数量H原子模拟共吸附H对丙烷脱氢过程的影响。结果表明:H共吸附能降低丙烷及其脱氢产物的吸附能,促进丙烯脱附,有利于提高丙烯的选择性;H共吸附会导致丙烷脱氢能垒变大,降低催化剂的脱氢活性;共吸附的影响随着H覆盖率增加而增大。     

工艺参数对沉降斑影响的实验研究

采用实验方法考察工艺参数对沉降斑的影响。基于一个带凸台的平板模具,采用L27(313)正交矩阵进行实验,研究了几何尺寸、熔体温度、注射时间、保压压力及保压时间对厚度突变处沉降斑形成的影响,同时还考虑了熔体温度和注射时间以及保压压力和注射时间之间的交互作用影响;通过性噪比分析和F检验优化成型工艺条件并对工艺参数的影响进行显著性分析。结果表明,对于厚度突变的平板制品,厚度突变的程度对其沉降斑形成的影响最大,其次为熔体温度,保压压力,保压时间等;采取减小厚度变化,降低熔体温度或增加保压压力和保压时间等措施,可以减小厚度突变处沉降斑,从而减少其对外观质量的影响;因素之间的交互作用对制品沉降斑的形成有一定的影响,熔体温度B和注射时间C之间的交互作用影响较为明显,而保压压力D和注射时间C之间的交互作用对该质量指标的影响最小,可以并入误差。     

脱硫石膏压块造粒处理试验研究

以煅烧脱硫石膏为胶结剂,通过掺加一定量煅烧脱硫石膏探索研究脱硫石膏压块造粒处理的可行性。结果表明：掺加一定量煅烧脱硫石膏能有效实现脱硫石膏的压块造粒处理;从技术参数和节约能耗综合考虑,煅烧脱硫石膏适宜煅烧温度为160℃。掺加30％煅烧脱硫石膏,脱硫石膏试件强度可达到约4MPa;提高成型压力可进一步提高脱硫石膏试件强度。