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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

煅烧温度对牡蛎壳陶粒磷吸附效果的影响

研究主要是制备一种牡蛎壳陶粒,并考察煅烧温度对牡蛎壳陶粒除磷性能的影响。结果表明煅烧温度对牡蛎壳载体磷吸附效果的影响较大,当牡蛎壳粉末∶粘土∶九水硅酸钠=7∶2∶1,煅烧温度为450℃时,制备的牡蛎壳陶粒对磷的吸附量为0.155 mg·g-1。牡蛎壳陶粒对磷的吸附符合Langmuir等温吸附模型,且在25℃下最大吸附量为0.432 mg·g-1。最佳条件下制备的牡蛎壳陶粒具有良好的亲水性,吸水率可以达到18.64%、载体的抗压强度可以达到2.15 MPa、空隙率为41.2%、比表面积为5.71 m2·g-1、破碎率与磨损率之和为2.95%、含泥量为0.61%,这些指标均满足《水处理用人工陶粒滤料CJ/T 299-2008》的指标,可以将此牡蛎壳陶粒用到水处理当中。     

沸石对氨氮的吸附及解吸效果研究

沸石作为一种性能优良的填料常被用于人工湿地。通过对人工湿地常用填料——沸石进行氨氮吸附及解吸试验得出,沸石的吸附性能优于石灰石等常用填料的吸附性能;在不同标准铵浓度溶液中,沸石对氨氮的最大吸附浓度可达到1.58 mg/g,随着氨氮浓度增加,吸附量也有相应增加;在吸附饱和以后通过强制干燥或自然风干,均能得到较好的恢复,解吸率分别高达80%和73%。     

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。     

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。     

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。     

超声与改性沸石强化处理高浓度氨氮废水

在对人造沸石进行NaCl溶液浸泡改性处理的基础上,采用超声强化吸附氨氮的传质过程。通过氨氮吸附试验、表征分析和吸附等温线拟合,进一步考察了改性沸石在超声和非超声条件下对氨氮的吸附特性,叠加超声作用后,溶液中氨氮去除效果更显著。试验结果表明,浓度为0.8 mol/L的NaCl溶液对人造沸石改性效果最佳;当改性沸石投加量为50g/L、吸附时间为40 min、常温为25℃、pH呈中性、超声功率为240 W时,氨氮去除效果最好。Langmuir和Freundlich吸附等温曲线皆可较好描述改性沸石对氨氮的吸附过程。     

水平潜流与垂直潜流人工湿地系统污水处理效果研究

研究水平潜流湿地和垂直潜流湿地两种不同的人工湿地系统,通过对进出水中COD、氨氮及总磷浓度的测定,分析各组湿地系统的净化效果及净化稳定性。结果表明,两种人工湿地系统对污水中COD、氨氮和总磷的去除效果都比较理想,水平潜流湿地对COD、氨氮和总磷的去除率分别达到81.8%、77.6%和80.5%,垂直潜流湿地对COD、氨氮和总磷的去除率分别达到85.4%、80.1%和83.9%;对比发现垂直潜流湿地比水平潜流湿地具有更好的污染物去除效果;潜流式人工湿地对污染物的净化稳定性较高,具有较强的抗冲击负荷的能力。     

纤维陶粒作为填料在生物滤池中的快速挂膜

以小麦秸秆和电厂粉煤灰为主要原料,辅以外加药剂(水泥、石灰、石膏、水玻璃),经混合、成球、陈化和养护工序,制得免烧秸秆-粉煤灰纤维陶粒(简称纤维陶粒),并将其作为曝气生物滤池(BAF)的载体填料进行挂膜启动。试验考察了外加药剂对纤维陶粒比表面积的影响及挂膜过程中COD、氨氮和总磷的去除情况。结果表明,外加药剂对纤维陶粒比表面积的影响主次顺序为:石灰>水玻璃>水泥>石膏;优组合为(质量分数):石灰8%,水玻璃2%,水泥3%,石膏2.5%;在优组合下制得的纤维陶粒的比表面积为7.925 m2/g;挂膜启动后,COD、氨氮和总磷的去除率呈增加趋势,10 d后趋于平稳,平均去除率分别为87.3%、74.64%和80.01%,出水水质良好。     

人工快速地下渗滤系统处理农村生活污水的实验研究

以河砂、粉煤灰、钢渣和煤渣为渗滤介质,模拟研究了人工快速地下渗滤系统在不同水力负荷条件下对农村生活污水中主要污染组分的处理效果。结果表明,系统对污染物的平均去除率随水力负荷的增加呈现先升高后下降的趋势;在水力负荷为1.6 m/d时,系统对污染物的平均去除效果最佳,对总磷、氨氮和COD的去除率分别为66.73%~90.06%、26.04%~89.32%和11.76%~91.51%。     

四种填料对生活污水的吸附性能分析

通过实验分析了粉煤灰、空心砖屑、煤渣和活性炭四种填料对生活污水中污染物（COD、NH3-N、TP）的吸附能力与吸附类型。实验结果显示：空心砖屑对氨氮和总磷的吸附容量明显大于其它几种填料，且四种填料的吸附容量都是随着吸附剂量的增大而增大；活性炭对COD的吸附容量稍大于其它几种填料，吸附剂量对各填料吸附COD效果的影响存在差异。同时，实验发现四种填料对COD、NH3-N、TP的吸附均符合Freundich规律。     

牡蛎壳填料曝气生物滤池对城市生活污水的处理

利用原牡蛎壳、破碎牡蛎壳、塑料球分别为填料的曝气生物滤池(BAF)对城市生活污水进行处理,考察牡蛎壳作为BAF填料的可行性。结果表明,在COD和NH3-N去除方面,牡蛎壳填料要优于塑料球填料,原牡蛎壳、破碎牡蛎壳、塑料球填料BAF对COD的平均去除率分别为78.1%、77.8%、74.5%;当HRT大于4 h时,3种填料BAF对NH3-N的去除率分别为97.7%、97.3%和93%;HRT为2h时,对NH3-N去除率分别为55.5%、89.8%、35.1%;3种填料BAF对TP的去除主要通过磷作为微生物繁殖生长的营养成分而被去除;当HRT大于4h,由于牡蛎壳可中和NH3-N硝化过程产生的H+,2种牡蛎壳填料BAF出水的pH均高于塑料球填料BAF出水的pH,这也是牡蛎壳填料BAF对NH3-N具有较高去除率的原因。牡蛎壳可以作为BAF的填料,且在COD、NH3-N的去除率以及出水pH方面优于塑料球填料。