人工湿地对污水中磷去除的研究进展

从基质、水生植物、微生物三个方面介绍了人工湿地对磷的净化机理，综述了人工湿地在磷去除方面的研究成果。     

新生态水合氧化铁去除水中磷酸根的效能研究

以新生态水合氧化铁(FHIO,由高铁酸钾和氯化亚铁配制)为混凝剂,考察了对水中磷酸根的处理效能,以及有机物浓度、pH、温度、浊度等参数对其去除磷酸根的影响。通过对原水pH和浊度变化的分析,发现FHIO的水解过程不同于普通铁盐,可形成细小、比表面积大、吸附能力强的铁氧体。在投加氯化铁进行混凝时,随着投量(6、7、8mg/L)的增加,对磷酸根的去除率分别达到了54%、59%、70%。而在相同的总铁投量下,FHIO对磷酸根的去除率分别提高了11%、13%、9%。水中有机物浓度的增加,对FHIO的除磷效果有一定的影响,这是因为有机物在一定程度上抑制了Fe(Ⅱ)的氧化,间接地影响了FHIO的生成,从而降低了除磷效果。在较低温度、pH和浊度时,FHIO对磷酸根的去除效果明显优于单独铁盐的,这是由于FHIO的无定形状态和细小的颗粒度决定其受这些因素的影响较小。     

纳米氧化铈对好氧污泥颗粒化进程的影响

采用序批式反应器（SBR）,研究不同浓度的纳米氧化铈（CeO₂NPs）对好氧污泥颗粒化的影响机制。结果表明,3个反应器（R0、R1、R2,CeO₂NPs浓度分别为0、1、5 mg/L）中好氧颗粒污泥出现的时间分别为28、24、21 d,CeO₂NPs的投加虽然能在短时间内刺激胞外聚合物（EPS）的分泌进而促进颗粒污泥的形成,但纳米材料的毒性会抑制微生物的生长,使得污泥结构松散且含水量大,最终颗粒污泥稳定时间分别为40、46和56 d。当成熟好氧颗粒污泥暴露于1、5 mg/L的CeO₂NPs环境时,其脱氮除磷能力会受到较大影响,总氮去除率分别比空白组低5.96%和11.49%,总磷去除率分别比空白组低16.79%和23.59%。通过高通量测序发现,当CeO₂NPs浓度为5 mg/L时,反硝化功能菌Thermomonas和Flavobacterium的相对丰度分别从空白组的2.16%和1.88%降至1.55%和1.27%,聚磷菌Burkholderia和Acinetobacter的...     

方解石去除废水中高浓度磷酸盐机理与影响因素

采用X射线衍射分析(XRD),透射电镜观测(TEM),红外光谱分析(FT IR),比表面积(BET)与孔径测试(BJH)分析结合理论计算探讨方解石除磷机理;通过实验考察主要影响因素,并对除磷机理加以验证。结果表明：反应时间、反应温度、pH值、投加量对除磷效率影响显著。BET,BJH与TEM测试表明方解石在整个除磷过程中未出现多孔性结构,比表面积均小于16.0 m2/g,孔容低于0.085 cm3/g,其吸附能力很弱,吸附作用不是除磷的主要机制;XRD与FT IR测试结果显示生成CaHPO4·2H2     

固定化小球藻去除污水中氮、磷的试验研究

采用海藻酸钙对蛋白核小球藻进行固定,并用于去除污水中的氮磷。氮磷比试验结果表明,固定化小球藻对氮磷的去除受氮磷比的影响,氮磷比越小则对氨氮的去除率也就越高,但去除量与初始浓度有关;氮磷形态试验结果显示,固定化小球藻对不同形态氮的去除能力顺序为：氨氮〉简单有机氮〉硝酸盐氮〉亚硝酸盐氮,对不同形态磷的去除能力顺序为：正磷酸盐〉偏磷酸盐〉焦磷酸盐〉有机磷酸盐。     

人工湿地废水处理中氮、磷去除机理研究

人工湿地是由基质、植物、微生物和水体组成污水处理生态系统,在脱氮除磷方面有着很好的效果。文中比较全面的总结了近几年来在人工湿地氮磷去除机理研究方面所取得的一些成果,着重讨论了基质、植物、微生物、水力负荷、温度、溶解氧等因素对人工湿地氮磷去除效果的影响。并提出了为了提高人工湿地脱氮除磷效果、扩大人工湿地应用范围,今后需要开展3方面工作：（1）进一步的深入研究氮磷去除机理;（2）考察更多环境因素对氮磷去除的影响;（3）研发、改进工艺。     

多级人工湿地对生活污水中磷素的去除规律

以生活污水为处理对象,探究总磷、颗粒磷、可溶无机磷和可溶有机磷在多级人工湿地中的去除过程。结果表明,湿地对总磷的去除速率能够稳定达到0.83～0.93 g/(m2·d),总磷去除速率与污水总磷浓度显著正相关,第一级湿地能够去除57%的总磷。分析湿地进出水中磷的形态发现,湿地对污水中的颗粒磷和可溶无机磷的去除效果较好。污水中的颗粒磷和可溶有机磷主要在第一级湿地中被去除,而污水中的可溶无机磷在第二、三级湿地中被去除。因此,第一级湿地基质可采用廉价的碎石基质,而第二、三级湿地基质可采用对无机磷去除效果更好的基质。     

碳酸钙和铁碳复合填料去除农村生活污水中的磷

采用碳酸钙和铁碳复合填料(简称复合填料)去除农村生活污水中的TP,以解决TP排放不达标问题。试验结果表明,当复合填料滤床水力停留时间(HRT)为4 h时,TP平均去除率在73%以上。通过XRD和XRF分析发现,复合填料中铁碳微电解产生OH-促进碳酸钙与磷酸根生成羟基磷酸钙沉积物是TP去除的重要方式。将该复合填料用于人工湿地或生物滤池后能提高对TP的去除。     

矿化垃圾填料对污水中氮磷去除能力的动力学研究

矿化垃圾填料具备良好的粒径级配,表面为不规则的多面体,Fe、Al和Ca成分含量高,具备成为优良磷库的条件。培养实验结果可采用Langmuir吸附等温线模拟,计算所得矿化垃圾磷的饱和吸附量为2 914 mg.kg-1。矿化垃圾吸附磷的饱和吸附量和吸附速率均为粘土的3倍多,磷的解析率仅约为30%。硝化培养实验前24 h内,矿化垃圾中氨氮的浓度从129 mg N.kg-1下降到83.0 mgN.kg-1;硝酸盐氮含量相应地从137 mg N.kg-1上升到170 mg N.kg-1。而同期内粘土中氨氮的浓度下降和硝酸盐氮含量的上升幅度分别为矿化垃圾的1/2和1/6。反硝化培养过程中,矿化垃圾中硝酸盐氮零级动力学降解速率常数K值为粘土7.5倍。     

实验模拟条件下不同粒径海泡石对渔业环境中重金属镉的去除效果研究

为了研究纳米级别的海泡石是否可用于去除渔业环境中的重金属镉。本研究在实验室模拟条件下,构建了暴露有2种环境浓度镉(50μg/L和100μg/L)的渔业水生生态系统,并比较了普通粒径和纳米粒径2种海泡石对渔业水体和水产品中重金属镉的去除效果。结果表明,在该生态系统运行的10天,镉从水体向鱼体产生生物浓缩过程;试验接下来利用0.03 g/L浓度的海泡石粉末对水体进行泼洒,发现纳米粒径的海泡石对镉的吸附去除能力优于普通粒径,吸附的稳定性也更好;经过吸附去除作用,鱼体可食部位肌肉中镉含量虽然与处理前(10天时)相比数值有所下降,但不显著,且高浓度处理组数值仍超过相关标准。虽然利用海泡石,特别是纳米粒径的海泡石可有效去除渔业水体中的镉,但由于生物浓缩和积累效应,镉在鱼体中的含量并不会显著得到降低。建议在渔业养殖开始前就对镉的污染水体进行修复,以期达到渔业水质标准,从而保证水产品上市时的质量安全。     

复合还原剂制备的胶态水合二氧化锰的混凝除污机制

通过烧杯混凝试验考察了以高锰酸钾与复合还原剂制备的胶态水合MnO2的除污效能;采用透射电镜观察了胶态水合MnO2凝聚粒子的形态结构,并研究了胶态水合MnO2絮凝沉淀的电荷特征及水合MnO2颗粒的红外谱图,探讨了其除污机制。结果表明：较低投量的胶态水合MnO2即表现出了优异的混凝除浊效能。该胶态水合MnO2凝聚粒子的直径约为10nm,并具有丰富的表面羟基,其絮凝沉淀物的表面呈电负性;胶态水合MnO2的混凝除浊机制主要为吸附架桥和网捕卷扫作用,去除有机物的机制主要为粒子表面的特性吸附作用。     

水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附水中磷酸盐研究

以水化普通硅酸盐水泥颗粒为吸附剂,研究了时间、温度和粒径等因素对其吸附PO3-4效果的影响.结果表明:在20℃,粒径0.5~1.0mm,初始PO3-4质量浓度100mg/L条件下,水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附平衡时间为192h,平衡吸附量高达16.06mg/g;经0.25mol/L盐酸活化后,水化水泥颗粒对PO3-4的平衡吸附量增至18.54mg/g;粒径2.0~3.0mm的颗粒对PO3-4的吸附效果优于0.5~1.0mm和5.0~60mm的颗粒.吸附过程遵循假二级动力学模型,符合Freundlich等温方程.热力学解析的结果表明:酸活化水化水泥颗粒吸附PO3-4时焓变ΔH=7.56kJ/mol,熵变ΔS=0.0416kJ/（mol·K）;4,20℃的吉布斯自由能ΔG分别为-3.98,-4.65kJ/mol;酸活化水化水泥颗粒对PO3-4的吸附是一个以吸热、化学吸附为主,熵推动且自发的过程.     

改性凹凸棒土去除废水中磷酸根的研究

对贵州大方的凹凸棒土进行热重分析,经过煅烧、碱、酸、盐改性,用改性凹凸棒土处理高浓度含磷废水,试验结果表明：经碱、盐改性凹凸棒土及煅烧凹凸棒土对磷酸根的去除率明显增加;而经酸改性凹凸棒土对磷酸根的去除率增加不明显。用经过500℃煅烧的凹凸棒土对洛阳市某企业排放水（含磷11.2mg/L）处理,去除率可达92.7%,符合国家二级排放标准。     

铁-铈复合除磷剂的合成及高效吸附机理

为找到一种除磷的高效吸附剂，通过铁盐与铈盐的混合溶液与碱溶液反应合成了对水溶液中磷酸盐具有高效吸附作用的吸附剂粉末。经正交试验发现，盐溶液中铁、铈离子含量是影响除磷效果的最重要因素，此外合成温度、干燥温度也对吸附性能有一定影响。通过各种测试证明，结晶破碎是复合除磷剂比表面积增大的主要原因，而比表面积增大又是高效吸附除磷的主要原因。     

新生态铁锰氧化物混凝除磷效果研究

采用FeSO_4和KMnO_4反应制备新生态铁锰氧化物除磷,比较了Fe_2(SO_4)_3和FeSO_4/KMnO_4两种混凝工艺的除磷效果,并考察了FeSO_4/KMnO_4除磷过程中的影响因素.结果表明,在相同条件下,FeSO_4/KMnO_4的除磷效果比Fe_2(SO_4)_3的要好,当铁盐投量(以Fe计)为5mg/L时,FeSO_4/KMnO_4和Fe_2(SO_4)_3对磷的去除率分别为90.2%和82.3%;KMnO_4与FeSO_4的最佳物质的量比为0.33;FeSO_4/KMnO_4的除磷效果随Fe~(2+)投量的增加而升高,随初始TP浓度和pH的增加而降低;当混凝时间由10 min增至60 min时,FeSO_4/KMnO_4对磷的去除率无明显变化.     

方解石去除水中磷酸盐的影响因素研究

通过试验研究了方解石去除水中磷酸盐的影响因素。结果表明：Ca^2＋促进了方解石对磷酸盐的去除，并且Ca^2＋浓度越高，对磷酸盐去除的促进作用越强；当碳酸钙饱和度（SICaCO3）〈0时，方解石的除磷效率随HCO3^-浓度的增加而降低，而当SICaCO3≥0时，HCO3^-浓度的增加反而会使方解石的除磷效率提高；温度越高、反应时间越长，方解石对磷的去除率越高；重复使用可以提高方解石去除磷酸盐的效率；当Ca^2＋浓度较低时，随着pH值（5～9）的增加方解石的除磷效率明显下降，而当Ca^2＋浓度较高时，pH值（5～9）对方解石除磷性能的影响则较小；方解石去除磷酸盐的性能受粒径和温度的影响较大。     

MAP沉淀法回收磷化废水中的磷

金属磷化废水中磷酸盐浓度高,不适合生化处理,因此采用MAP沉淀法处理,并以卤片和氯化铵为沉淀剂,对反应装置的运行效果进行了研究.结果表明,最佳运行条件是：搅拌强度为200 r/min、HRT=2.5 h、pH值为9.5、[Mg2^＋]：[NH4^＋]：[PO4^3-]为1.2：1：1,在最佳运行条件下系统对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到97.5%、98%.     

萃取法去除油页岩干馏污水中酚类物质的研究

采用乙酸丁酯萃取油页岩干馏污水中的酚类物质,考察了pH、油水比、温度、搅拌强度、搅拌时间、萃取剂的重复使用次数对除酚效果的影响.试验结果表明,采用乙酸丁酯对油页岩干馏污水进行处理是可行的,其最佳处理条件为:pH值为6.50、油水比为1:5、温度为30～40℃、搅拌强度为200～300 r/min、搅拌时间为10～20 min,在此条件下平均除酚率可达90%以上.用乙酸丁酯萃取油页岩干馏污水,不但萃取时间短、除酚效率高,还为后续生化处理创造了条件.