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。     

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。     

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。     

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。     

多介质地下渗滤系统基质对氨氮和磷吸附特性研究

为增强地下渗滤系统对氨氮和磷的去除效果,延长系统的服务年限,通过吸附等温实验,研究传统基质煤渣和新型基质膨润土对氨氮和磷的吸附特性。结果表明,氨氮和总磷的吸附等温曲线符合Freundlich和Langmuir方程。新型基质膨润土的吸附性能强于煤渣的吸附性能,其中两种基质对氨氮的饱和吸附量:膨润土(1335.09 mg/kg)煤渣+膨润土(1120.38 mg/kg)煤渣(736.30 mg/kg),对磷的饱和吸附量为:煤渣+膨润土(1120.38 mg/kg)膨润土(391.87 mg/kg)煤渣(350.47 mg/kg)。相比未添加膨润土地下渗滤,添加膨润土地下渗滤的服务年限可提高2.8倍,表明添加膨润土可以提高污染物的去除率和系统服务年限,并且煤渣和膨润土之间的吸附作用可以相互影响,对磷吸附具有相互促进作用。     

三种湿地填料对氨氮去除效果研究

填料是人工湿地除氮的主要组成部分,采用动态吸附试验,测定了轻质砖、陶粒和红砖三种填料对氨氮去除效果,研究表明,填料基质粒径越大,氨氮的去除率越小;对不同浓度的氨氮废水,轻质砖的去除率在80%左右,陶粒在25%左右,红砖波动较大;曝气有利于填料对氨氮的去除,其增幅依次是陶粒(20.84%)红砖(10.62%)轻质砖(7.71%);填料对氨氮的解吸率大小依次为轻质砖(57.32%)红砖(43.67%)陶粒(24.76%),研究显示,轻质砖适合作为人工湿地除氮填料。     

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。     

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。     

蜂巢石改性及其对Mn~(2+)吸附试验研究

为探讨硫酸对蜂巢石吸附材料改性的影响因素,以及改性蜂巢石对Mn~(2+)的吸附特性,采用正交试验法研究了硫酸改性条件对蜂巢石比表面积、孔容、孔径的影响;对改性蜂巢石和未改性蜂巢石做了SEM和XRD对比分析;通过静态吸附试验探讨了硫酸改性蜂巢石对Mn~(2+)的最佳吸附条件。试验结果表明,硫酸浓度为0.50mol/L,改性时间为30 min,温度为35℃时改性最佳,改性后蜂巢石比表面积、孔容分别达到21.15 m2/g、0.053cm3/g左右,平均孔径为5 nm;SEM和XRD对比分析发现,改性后蜂巢石表面变得粗糙蓬松,微孔增加,空隙率和孔道通透性提高,出现了Ca SO4·2H2O单斜晶体;改性蜂巢石投加量和溶液的p H值是影响吸附效果的重要因素,当溶液p H值为5,改性蜂巢石投加量为4 g/L,Mn~(2+)初始质量浓度为5 mg/L时,对Mn~(2+)的去除率达85%以上,吸附量超过10.0 mg/g。     

改性凹凸棒土处理垃圾渗滤液中氨氮的实验研究

采用NaCl和煅烧对凹凸棒土进行改性,研究改性凹凸棒土对洛阳市预处理后的垃圾渗滤液中氨氮的去除效果.对100 mL氨氮含量为97 mg/L的垃圾渗滤液的最佳吸附条件为:NaCl溶液浓度为10％,将预处理凹凸棒土在NaCl溶液中浸泡改性1h,干燥,煅烧500℃,调节水样的pH值为6,取改性凹凸棒土3.0g,吸附处理时间为40min,氨氮去除率可达94.8％.     

城市生活垃圾晚期渗滤液氨氮的常温短程去除

试验用水为典型的晚期城市生活垃圾渗滤液。第一阶段试验采用“两级UASB+A/O”系统，在一级UASB中进行回流处理水反硝化，二级UASB进行产甲烷反应，A/O反应器进行NH4+-N硝化反应。第一阶段研究表明可生化有机物在一级UASB几乎全部降解，所以第二阶段试验取消第二级UASB形成“一级UASB+A/O”系统。系统的有机物去除率＝50~70％，系统出水COD＝1000~1500 mg•L-1。当运行温度为17~29℃时，实现了稳定的NO2--N累积率为90~99％的短程硝化。试验期间 NH4+-N负荷（ALR）=0.28~0.60 kgNH4+-N•m-3•d-1，NH4+-N硝化率=90~100%。当ALR <0.45 kgNH4+-N•m-3•d-1，硝化率>98％，出水NH4+-N<15mg•L-1。在进水COD/NH4+-N＝2~3时，无机氮TIN去除率＝70~80％。采用荧光原位杂交技术（FISH）对活性污泥进行检测，结果表明，A/O工艺活性污泥中的NH4+-N氧化菌（AOB）为细菌总数的4％左右，NO2--N 氧化菌（NOB）数量不足细菌总量的0.2％。     

常温低基质厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动

采用低基质模拟废水〔NH_4~+-N、NO_2~--N分别为(25±0.4)、(33±0.6)mg/L〕,在温度为(23±0.5)℃的条件下,研究了厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动。第Ⅰ阶段HRT为24 h,pH不控制,菌体自溶期出水NH_4~+-N为69 mg/L,活性停滞期出水NH_4~+-N与进水几乎相等;第Ⅱ~Ⅲ阶段,菌体处于活性提高期,HRT分别为12、8 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N降低到1.6 mg/L,NO_2~--N均先升高后降低;第Ⅳ阶段HRT为4 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N和NO_2~--N均低于1 mg/L,TN去除负荷为352.3 mg/(L·d),△m(NH_4~+-N)∶△m(NO_2~--N)∶△m(NO_3~--N)=1∶(1.33±0.02)∶(0.26±0.02),反应器启动成功。     

Preparation and evaluation of α-Al2O3 supported lithium ion sieve membranes for Li+ extraction

Spinel lithium manganese oxide ion-sieves have been considered the most promising adsorbents to extract Li⁺ from brines and sea water. Here, we report a lithium ion-sieve which was successfully loaded onto tubular α-Al₂O₃ ceramic substrates by dipping crystallization and post-calcination method. The lithium manganese oxide Li₄Mn₅O₁₂ was first synthesized onto tubular α-Al₂O₃ ceramic substrates as the ion-sieve precursor (i.e. L-AA), and the corresponding lithium ion-sieve (i.e. H-AA) was obtained after acid pickling. The chemical and morphological properties of the ion-sieve were confirmed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Both L-AA and H-AA showed characteristic peaks of α-Al₂O₃ and cubic phase Li₄Mn₅O₁₂, and the peaks representing cubic phase could still exist after pickling. The lithium manganese oxide Li₄Mn₅O₁₂ could be uniformly loaded not only on the surface of α-Al₂O₃ substrates but also inside the pores. Moreover, we found that the equilibrium adsorption capacity of H-AA was 22.9 mg·g^-1. After 12 h adsorption, the adsorption balance was reached. After 5 cycles of adsorption, the adsorption capacity of H-AA was 60.88% of the initial adsorption capacity. The process of H-AA adsorption for Li⁺ correlated with pseudo-second order kinetic model and Langmuir model. Adsorption thermodynamic parameters regarding enthalpy (ΔH), Gibbs free energy (ΔG) and entropy (ΔS) were calculated. For the dynamic adsorption- desorption process of H-AA, the H-AA exhibited excellent adsorption performance to Li⁺ with the Li⁺ dynamic adsorption capacity of 9.74 mg·g^-1 and the Mn²⁺ dissolution loss rate of 0.99%. After 3 dynamic adsorption-desorption cycles, 80% of the initial dynamic adsorption capacity was still kept.     

一步法制备Mg改性玉米芯生物炭吸附磷酸盐研究

研究通过MgCl2溶液浸泡玉米芯后在450℃下慢速热解1 h 一步法制备获得Mg改性生物炭(Mg-BC),探究其对磷酸盐的吸附和影响因素.结果表明,Mg-BC吸附磷符合准1级、准2级动力学模型,说明吸附过程主要受物理、化学作用控制.Mg-BC对磷的等温吸附符合Langmuir方程,吸附类型为单分子层吸附,最大吸附量为5...     

花生壳对Pb~(2+)的吸附特性研究

以花生壳为吸附物质,研究了吸附pH值,吸附时间对3种不同产地花生壳吸附水溶液中Pb2+的影响,同时进行解吸研究。研究结果表明:在25℃,Pb2+的质量浓度为30mg/L条件下得出最佳吸附pH值为4.5,吸附平衡时间为30min。花生壳对Pb2+的吸附符合准二级动力学模型,Freundlich模型能很好的拟合等温吸附试验数据。吸附后的花生壳在600℃灼烧灰化回收,Pb2+的回收率达到93%以上。     

珊瑚砂BAF-活性焦吸附深度处理一级A出水研究

采用珊瑚砂曝气生物滤池(BAF)-活性焦吸附工艺深度处理GB 18918-2002一级A出水,研究其性能特点及运行效果。结果表明,珊瑚砂BAF在A/O容积比为1:1、水力负荷0.60 m³/(m²·h)、回流体积比200%、气水体积比5:1时获得较好的处理效果。在此工况下,组合工艺对尾水中COD、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率分别为77.09%、88.87%、56.06%和57.22%,出水COD平均为10.18 mg/L,出水NH₄⁺-N、TN、TP的质量浓度分别为0.53、6.36、0.192mg/L。出水中COD、NH₄⁺-N和TP满足GB 3838-2002的Ⅳ类水质要求,TN满足准Ⅳ类水质要求。珊瑚砂BAF-活性焦吸附是一种能满足深度处理GB 18918-2002一级A出水要求,投资少、能耗低和设备简单的组合工艺。     

活性炭吸附法分离纯化ADN

采用静态吸附试验,研究了3种活性炭(AC、BC、CC)的静态吸附与解吸,筛选出一种较好的活性炭AC;通过动态吸附和解吸实验,对二硝酰胺铵(ADN)的吸附、解吸工艺条件进行了优化。结果表明,AC的吸附能力与解吸能力均优于活性炭BC与CC,是分离纯化ADN的理想吸附剂;当上样溶液质量浓度为30 155.32mg/L、流速为5mL/min时,活性炭AC对ADN的吸附量较大。以80℃热水为洗脱溶剂,洗脱至第10个柱体积时,总洗脱率达95.64%。