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。     

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。     

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。     

基于保氮保磷理念下麦饭石填料在人工湿地的运用

通过比选麦饭石、沸石、磁铁矿和无烟煤4种填料,研究了对磷及氨氮的等温吸附性能,选择对氮磷吸附能力差的填料,装填在水平潜流人工湿地装置中,研究水平潜流人工湿地在水力停留时间分别为12、18、24 h工况下对污水中各项污染物的去除率。结果表明:4种填料对氮磷的吸附效果存在较大差异,对磷的吸附表现为无烟煤磁铁矿沸石麦饭石;对氨氮的吸附表现为沸石无烟煤磁铁矿麦饭石;水力停留时间从12 h增加到24 h的过程中,以麦饭石为水平潜流人工湿地填料对进水中COD、氨氮、TN及TP的去除率也增加。设置水力停留时间为12 h,能更大程度的保留氮磷素,去除有机物,处理后的出水用于农田灌溉。     

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。     

多级土壤渗滤系统填料的脱氮除磷性能研究

为筛选用于多级土壤渗滤系统的填料,选取活性炭、粉煤灰、膨润土、煤渣及红黏土作为土壤砖块材料,2种粒径(1～3 mm和3～5 mm)的生物陶粒和沸石作为渗滤层材料,进行渗透性、氮磷等温吸附以及硝化反硝化强度研究。结果表明,活性炭和煤渣的添加可以有效改良红黏土渗透性;Langmuir方程能更好地描述各填料对氮磷的吸附特征;通过拟合,红黏土、粉煤灰及活性炭对磷的理论饱和吸附量较大,沸石及红黏土对NH4+-N的吸附能力较强;室外接种2个月后,沸石的硝化能力明显高于其他填料,而活性炭、煤渣的反硝化能力显著高于其他填料。综合考虑,2种粒径的沸石均适宜作为多级土壤渗滤系统渗滤层材料,红黏土混合质量分数20%～40%的活性炭或煤渣更适合作为土壤砖块层填料。     

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。     

4种人工快速渗滤系统填料对氮磷的吸附和解吸特性研究

为筛选适合的人工快速渗滤系统填料,通过动态吸附、等温吸附和解吸实验,研究了黏土陶粒、页岩陶粒、细砂和粗砂的吸附和解吸特性。结果表明,Freundlich和Langmuir模型均能较好地拟合各填料对氨氮和磷的吸附特征,对氨氮和磷的饱和吸附量由大到小依次为:页岩陶粒细砂粗砂黏土陶粒,对氨氮和磷的解吸率由大到小依次为:黏土陶粒细砂粗砂页岩陶粒。对于人工快速渗滤系统而言,当其处理后的出水用于农灌时,为了提高其水力负荷、减少其堵塞的可能性,应该选择黏土陶粒和粗砂作为其填料。     

4种人工快速渗滤系统填料对氮磷的吸附和解吸特性研究

为筛选适合的人工快速渗滤系统填料,通过动态吸附、等温吸附和解吸实验,研究了黏土陶粒、页岩陶粒、细砂和粗砂的吸附和解吸特性。结果表明,Freundlich和Langmuir模型均能较好地拟合各填料对氨氮和磷的吸附特征,对氨氮和磷的饱和吸附量由大到小依次为:页岩陶粒>细砂>粗砂>黏土陶粒,对氨氮和磷的解吸率由大到小依次为:黏土陶粒>细砂>粗砂>页岩陶粒。对于人工快速渗滤系统而言,当其处理后的出水用于农灌时,为了提高其水力负荷、减少其堵塞的可能性,应该选择黏土陶粒和粗砂作为其填料。     

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。     

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。     

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。     

不同湿地基质生物膜法对混杂污浊水体氮磷的去除比较

为研究不同湿地基质对微生物成膜影响及处理混杂污浊水体的脱氮除磷效果,试验采用人工配制浊水,对MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)填料、沸石、火山岩、陶粒和砾石这5种湿地填料的去除氮磷的效果及微生物成膜效果进行了试验研究.结果 表明,所选的填料都能较好地吸收水中的营养物质,其中MBBR填料的挂膜效果最好,而且在48h对铵态氮和硝态氮的去除率接近95％,对TP去除效果较好,48h TP含量仅为1.21mg·L-1,去除率达到了73.1％,火山岩和沸石的除磷效果次之;陶粒对铵态氮的去除效果较好,但达到饱和状态又会释放出吸收的氮,不够稳定.5种基质填料去除氮磷的能力有很大区别.因此,在实际应用时可针对混杂污浊物的种类来选择基质填料,也可考虑对填料之间进行搭配组合用以修复混杂污浊水体.     

人工湿地对印染达标尾水中低浓度锑的再削减

本研究通过水培实验和等温吸附实验分别考察了7种湿地植物和7种湿地填料对于印染达标尾水中低浓度锑及典型污染物的削减效果。通过动态实验考察不同湿地系统对各污染物的削减效果。结果表明,滴水观音和香蒲可作为印染达标尾水生态净化的优先考虑植物;无烟煤与沸石以质量比2∶1混合的填料在组合填料中具有较好的吸附效果;种植滴水观音的表面流湿地和种植香蒲的水平潜流湿地的组合湿地系统对印染达标尾水中低浓度锑具有较好的再削减能力。     

植物秸秆碳源强化人工湿地脱氮除磷

城市污水厂排放尾水中普遍存在氮磷含量较高的现象,利用人工湿地去除氮、磷元素易受碳源不足的限制.试验目的 在于从预处理后的玉米秆和美人蕉秆中选出强化人工湿地脱氮除磷的生物质材料.文中以NaOH浓度、加热时间和加热温度为影响因素研究玉米秆和美人蕉秆的释碳性能,并将最优预处理条件下的碳源分别投入塑料、沸石和陶粒的人工湿地中测定进出水污染物浓度,选出最适合的预处理方法及填料.结果 显示,玉米秆在4％NaOH、95℃加热0.5 h的最优预处理条件下更适合作为人工湿地的外加碳源,并以陶粒为填料时,装置去除氮磷的效果更优.     

曝气对水平潜流人工湿地填料吸附磷性能影响

为研究曝气对人工湿地填料吸附磷性能的影响,对运行近3 a的曝气及未曝气人工湿地填料进行直接解吸、直接吸附和吸附后再解吸能力的实验研究。结果表明,两人工湿地磷吸附量在床体中的分布由进水端到出水端、表层到底层呈逐渐降低的趋势。曝气对人工湿地磷的吸附具有促进作用,床体各处填料量有不同程度的吸附量,且相比未曝气人工湿地磷的吸附量增加了8.93%~18.15%。人工湿地填料对磷吸附的同时伴有解吸过程,解吸量占总吸附量的2%~10%。     

填料厚度对垂直流人工湿地工艺处理猪场养殖废水效果的影响研究

本试验选用沸石、碎石和火山石混合物做湿地填料,构建了4个不同填料厚度的人工湿地单元,栽植芦苇,考察湿地运行期间对厌氧消化后猪场养殖废水中污染物的净化效果。在设计水力停留时间4 d,间歇进出水的情况下,结果表明:运行期间4个湿地单元对COD、NH3-N、TP的去除率分别为34.3%~55.4%、32.7%~47.2%和45.6%~67.1%,各湿地单元对废水中COD、NH3-N、TP的去除率与填料厚度均存在密切关系,填料层越厚,去除率越高。COD和氨氮的去除率受气温变化的影响很大。植物在对COD、NH3-N、TP的总去除率中的贡献分别为9.3%、12.8%和4.2%左右,填料层越薄,贡献率越大。本研究可为构建大规模的垂直流人工湿地处理猪场养殖废水提供设计依据。     

不同人工湿地基质对磷的吸附特性研究

以石灰石、沸石、粉煤灰和煤渣四种人工湿地基质为研究对象,研究了其对磷的吸附特性。结果表明:粉煤灰、沸石和石灰石对磷的吸附用Langmuir吸附等温方程描述较好;而煤渣对磷的吸附用Freundlich吸附等温方程描述较好;四种基质对磷吸附能力大小为:煤渣﹥粉煤灰﹥沸石﹥石灰石。     

人工湿地填料选择及其性能研究

随着城市生活污水的排放量不断增加,人工湿地技术因其投资和运行费用低廉、可有效去除氮磷等优点被越来越多的学者所关注。人工湿地填料采用石灰石、火山渣和砂,其中,试验表明,火山渣吸附能力最强,石灰石次之,砂最小。是人工湿地微生物栖息的载体。有机污染物在湿地中的去除是填料、植物、微生物协同作用的结果,填料对生物膜的物化除磷有辅助作用。     

碎石、沸石和页岩陶粒构建人工湿地的除磷效果

由碎石、页岩陶粒、沸石3种基质和芦苇构建4个潜流湿地处理单元,研究不同处理单元对污水中磷的去除效果。在设计水力停留时间3d,连续进出水的情况下,结果表明碎石单元对污水中总磷的去除效果最好．页岩陶粒单元次之,沸石单元效果最差。栽种芦苇碎石单元对磷去除效果优于不栽种芦苇碎石单元．当进水中磷含量较低时,总磷的去除率随质量浓度升高而升高,总磷的质量浓度升高至一定程度时,去除率开始下降。