负载型纳米铁化学反硝化法去除硝酸盐氮的研究

采用液相还原法制备了以石墨为载体的负载型纳米铁，并以其为还原剂进行化学反硝化，考察了此种材料还原硝酸盐氮的特性。结果表明，负载型纳米铁在中性条件下能够快速将硝酸盐氮还原而去除；铁量相同而不同铁碳比的负载型纳米铁还原硝酸盐氮的速率有所不同；体系初始pH值越低则负载型纳米铁还原硝酸盐氮的速率越快，pH值为2时可在15min内将浓度为80mg／L的硝酸盐氮全部去除；体系中的溶解氧会与NO3^-争夺电子，在pH值较低时NO3^-的还原受溶解氧的影响较大；负载型纳米铁可构成微小原电池，在化学反硝化反应中Fe起主要作用，Fe^2＋对反应有促进作用。     

零价铁还原法脱除地下水中硝酸盐的研究

利用零价铁还原法脱除地下水中的硝酸盐,研究了各种因素对硝酸盐去除率的影响.结果表明:较低的初始pH、较高的铁粉用量、较高的反应温度对零价铁还原脱氮反应均有促进作用;反应环境对脱氮也有一定的影响,而搅拌转速对零价铁还原脱氮的影响不大;固体表面的化学反应是速率控制步骤,零价铁还原脱氮反应符合一级动力学模型,表观速率常数为0.016 min-1,铁表面的电子转移是主要的还原反应机理.     

氢气还原针铁矿制备的纳米铁去除硝酸盐的研究

采用氢气还原天然针铁矿法制备出粒径为14 nm的单质铁纳米材料,考察了该纳米铁对水中硝酸盐的去除特性及影响因素,并与普通铁粉进行了对比.结果表明,与普通铁粉相比,纳米铁粉对硝酸盐的去除效果受pH值的影响较小;在纳米铁粉与硝酸盐的质量比为40:1、反应时间为5 h、硝酸盐初始浓度为60 mg/L的条件下,纳米铁对硝酸盐具有较高的还原活性,对硝酸盐的去除率可达90%以上,且还原产物中基本无亚硝酸盐;溶解氧和天然针铁矿粒径对纳米铁去除硝酸盐的影响不大.采用氢气还原天然针铁矿制备纳米铁的方法简单且成本较低,在去除地下水中的硝酸盐方面具有很好的应用前景.     

氢自养反硝化去除饮用水中硝酸盐的研究

基于氢自养反硝化脱氮原理,构建了生物陶粒反应器和生物电化学反应器模型去除水中硝酸盐,通过对两个反应器脱氮性能的研究,探讨了氢自养反硝化生物脱氮的实现过程,为氢自养反硝化技术去除水中的硝酸盐提供了依据。     

氢自养反硝化去除水中硝酸盐的影响因素研究

研究了氢自养反硝化细菌在不同条件下的反硝化性能,结果表明：反硝化的适宜温度为30—40℃,35℃时的效果最佳;pH值为7．7～8．2时对硝酸盐的降解速率最快,随着pH值的升高,逐渐产生亚硝酸盐的积累,pH〈6．3或pH〉9．2时反硝化基本停滞;当硝酸盐〈100mg／L时,反应24h后对总氮的去除率〉95％,而当硝酸盐〉120mg／L时则会抑制反硝化过程;此外,随着硝酸盐的降解,菌体浓度和pH值都呈缓慢上升趋势。     

零价铁还原水中硝酸盐的机理及影响因素

对零价铁(Fe0)化学反硝化法脱除水中NO-3的原理及其影响因素进行了全面综述,并提出了未来的研究方向.Fe0化学反硝化NO-3的含氮产物在酸性条件下以NH 为主,中性条件下以N2为主.pH是影响Fe0还原硝酸盐的主要因素,Fe0/NO-3负荷、Fe0的投量、搅拌强度等影响着反硝化速率,溶解氧基本不影响反硝化进程,而不同的共存离子则分别对反硝化过程起着不同的作用.仅用Fe0还原NO-3的效率较低,采用辅助手段的Fe0还原NO-3新技术将成为未来的研究方向.     

电化学产氢自养反硝化去除水中硝酸盐的研究

随着硝酸盐氮的污染问题日益严重,人们对水质的要求也逐渐提高,寻求高效且经济的方法来去除水中的硝酸盐氮成为了一个重要的课题。本研究以此出发,研究了建立在电极生物膜反应器中的氢自养反硝化去除水中硝酸盐的方法。本实验采用碳棒作为阳极,活性炭纤维毡为微生物载体,水被电解后在阴极表面产生氢气,供固定在阴极表面的反硝化细菌直接利用进行氢自养反硝化作用。无需外加有机碳源,即可去除水中的硝酸盐氮,具有处理费用低、无二次污染、剩余污泥少等特点。     

氢自养反硝化技术去除饮用水中高浓度的硝酸盐

考察了附着生长型氢自养反硝化反应器对饮用水中高浓度硝酸盐的去除能力,探讨了溶解氢气(DH)浓度对反硝化效果的影响.结果表明,对硝酸盐的去除效果稳定,平均出水浓度为1.49 mg/L,去除率为95.4％;在出水中检测到了亚硝酸盐,平均浓度为5.39 mg/L,且波动较大,导致对总氮的去除率仅为80.6％.亚硝酸盐可通过次氯酸钠快速氧化去除,计量关系为有效氯:亚硝酸盐=4.96:1.硝酸盐的去除几乎不受DH浓度的影响,但总氮的去除却受其影响很大,DH浓度的变化导致出水总氮值波动较大.填料堵塞是该反应器存在的主要问题,建议通过加强反冲洗来解决.     

不同pH下铁腐蚀产物对铁粉还原硝酸盐的影响

对不同初始pH下铁粉还原硝酸盐时所形成的腐蚀产物进行了试验研究.结果表明:腐蚀产物的主要成分是Fe3O4和FeO(OH),随反应体系初始pH值的降低,Fe3O4的比例逐渐增大;腐蚀产物表面呈多孔疏松结构,对Fe2+具有一定的吸附作用,可在一定程度上促进铁粉对硝酸盐的还原;铁腐蚀产物的形成总体上降低了铁对硝酸盐的还原效果,较低pH值条件下形成的铁腐蚀产物对硝酸盐去除效果的影响较小.     

传统与短程反硝化的影响因素及特性研究

分别研究了传统反硝化中硝酸盐氮负荷、COD N、pH值对反硝化速率及效率的影响 ,得出传统反硝化时最大硝酸盐氮负荷为 0 .0 8kg (kgMLSS·d) ,合适的COD N为 6～ 7,适宜的pH值为 7.5～ 8。对分别以NO-3 和NO-2 为初始基质的反硝化速率进行的对比试验结果表明 ,在温度为 2 5℃、pH值为 7、基质浓度 <30 0mg L时以NO-2 为初始基质的反硝化速率较快 ,但当基质浓度 >30 0mg L后反而是以NO-3 为初始基质的反硝化速率较快     

硫酸铝强化纳米铁还原硝酸盐氮的研究

在水体溶解氧较高的条件下,采用投加硫酸铝的方式强化纳米铁对硝酸盐氮的去除效果。结果表明,投加硫酸铝可明显提高纳米铁对硝酸盐氮的去除效果,当硝酸盐氮初始浓度为10mg/L、纳米铁投量为5g/L、硫酸铝投量为100mg/L时,反应6h后对硝酸盐氮的去除率可达到83%,而不投加硫酸铝的情况下仅为51%。纳米铁对硝酸盐氮的还原过程符合拟一级反应动力学规律,其反应速率常数k随纳米铁投量和硫酸铝投量的增加而增大;纳米铁对硝酸盐氮的去除率随pH的降低而升高,随初始硝酸盐氮浓度的增加而下降;纳米铁还原硝酸盐氮的表观活化能较低,还原反应在常温下即很容易进行;硝酸盐氮的最终还原产物为氨氮。     

NaCl对反硝化脱硫工艺运行效果的影响

采用UASB反应器研究当NaCl质量浓度为2~35 g/L时对反硝化脱硫工艺以及微生物群落结构的影响。结果表明:NaCl从2 g/L增加至35 g/L的过程中,提高S∶C∶N至1∶3∶1可以保持高的单质硫产率;反应器内异养反硝化菌属所占比例随NaCl质量浓度的增加而减小,而自养反硝化菌属所占比例却随之增加;NaCl存在时,有机物的增加能够影响亚硝酸盐还原速率,从而使硫化物氧化停留在单质硫阶段,且高质量浓度NaCl条件下兼性自养反硝化微生物能同时参与硫化物的氧化、硝酸盐的反硝化和有机物的降解,使反硝化脱硫工艺维持较好的处理效果。     

以碱处理玉米芯为碳源去除二级出水中硝酸盐

针对低碳氮比的污水厂二级出水,采用以碱处理玉米芯/零价铁/活性炭为复合填料的反硝化滤池去除其中的硝酸盐,并利用陶粒生物滤池去除反硝化滤池出水中残留的TOC等污染物。试验结果表明,碱处理玉米芯碳源能被微生物有效利用,并可获得较高的脱氮率,在反硝化滤池进水NO-3-N为20~30 mg/L、HRT为7.7 h、温度为28℃左右时,对TN的去除率可达到95%以上,出水TOC在18 mg/L左右;陶粒滤池能有效截留反硝化滤池出水中的悬浮物,控制出水TOC在5 mg/L以下。生物反硝化滤池与陶粒滤池组合系统能较好地去除二级出水中的硝酸盐并且能控制最终的出水水质,不会导致二次污染。     

光促零价铁/亚硫酸盐降解X-3B的效能研究

零价铁/亚硫酸盐体系在有氧气存在时可通过铁离子缓释而构成Fe-O_2-S(Ⅳ)体系,进而通过系列反应产生具有高氧化能力和选择性的硫酸根自由基(SO_4~(·-))。光照可以促进FeSO_3~+分解生成亚硫酸根自由基(SO_3~(·-)),进而促进SO_4~(·-)在后续系列反应中的生成,因此模拟自然光对零价铁/亚硫酸盐体系降解染料废水有着良好的促进效果。该体系降解X-3B时,零价铁和亚硫酸盐最佳投加量分别为0.5和1mmol/L。该体系在4~6的pH值范围内均能有效降解污染物,明显优于传统Fenton体系。该体系降解X-3B的效能受溶解氧和反应温度影响显著,增加体系溶解氧或提高温度均可显著提高X-3B的降解速率。     

零价铁降解水中聚乙烯醇的试验研究

针对含有高浓度聚乙烯醇(PVA)的印染退浆废水可生化性差的问题,采用零价铁(ZVI)降解PVA,研究了ZVI投加量、初始pH值、反应温度、DO浓度等因素的影响,采用加入羟基自由基屏蔽剂的间接方法和电子自旋共振波谱检测羟基自由基的直接方法探究了反应机理,并分析了ZVI降解PVA的反应动力学。结果表明,增加ZVI投加量、降低溶液初始pH值、升高反应温度、增加DO浓度能够提高零价铁对PVA的去除率,采用微气泡曝气可使PVA去除率提高10%,在酸性有氧条件下ZVI对PVA的去除作用主要归因于类芬顿反应中产生的羟基自由基。     

稳定化纳米零价铁活化过硫酸盐降解罗丹明B

选取柠檬酸根作为纳米零价铁的稳定剂,制备出具有核壳结构的柠檬酸根稳定化纳米零价铁(SC-nZVI),并用TEM和XRD对其形貌和结构进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究SC-nZVI活化过硫酸盐降解污染物的性能。结果表明,经过柠檬酸根稳定化的纳米零价铁抗氧化能力增强,能显著提高零价铁活化过硫酸盐的持久性,在重复利用6次以后,对RhB的降解率仍能达到96%。在室温条件下,当pH值为7. 0、罗丹明B初始浓度为50 mg/L、K_2S_2O_8浓度为2 mmol/L、稳定化纳米零价铁投加量为0. 5 g/L时,反应30 min后,罗丹明B降解率达到98. 0%;罗丹明B降解过程符合准一级反应动力学。水中无机阴离子的存在对罗丹明B降解过程有不同程度的抑制作用,排序为NO_3~-H_2PO_4~-Cl~-HCO_3~-。     

改性净水污泥负载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

以净水污泥为原材料,通过高温煅烧和盐酸活化制备得到改性净水污泥。利用液相还原法,以NaBH_4为还原剂还原Fe~(3+)合成改性净水污泥负载纳米零价铁(MWS-nZVI)吸附剂,将其用于去除水中的Cr(Ⅵ);并将MWS-nZVI与净水污泥负载纳米零价铁(WS-nZVI)作对比,考察了溶液pH值、吸附剂投加量和Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附效果的影响;另外,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段,分析吸附材料的物理特性和化学组成。结果表明,MWS-n ZVI对Cr(Ⅵ)具有良好的去除效果,当投加量为0.3 g/L、pH值为2、Cr(Ⅵ)初始浓度为20 mg/L、反应时间为3.5 h时,对Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达到26.0mg/g。表征结果显示,MWS-n ZVI的比表面积较大,且对纳米零价铁的负载效果更好。通过拟合发现,Freundlich吸附等温方程更适合模拟MWS-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除过程。     

中空纤维膜生物反应器去除地下水中硝酸盐的效能

采用聚氯乙烯中空纤维膜生物反应器处理受硝酸盐污染的地下水,在生物膜驯化成熟后硝酸盐还原得较彻底.在进水硝酸盐浓度为10 mgN/L和HRT为37.5 min的条件下,平均反硝化速率达383.01 gN/(m<'3>·d),平均表面去除负荷达1.39 gN/(m<'2>·d).反应器运行稳定阶段的出水水质好,出水中氢气散逸所致空气中的氢气浓度低于其爆炸极限.这表明,将聚氯乙烯中空纤维膜生物反应器用于净化受硝酸盐污染的地下水具有经济和技术上的可行性.     

零价铁用于砷污染地下水修复的影响因素及效果

针对地下水无机砷污染,借助批试验和柱试验,利用铁粉(325目)开展了零价铁去除五价砷的室内研究,探讨了初始pH值、无机阴离子、重金属和腐殖酸对除砷能力的影响,考察了动态运行条件下除砷效果及水质指标的变化。批试验结果表明,当pH值=3.7时,反应120 min后对As的去除率达到78.8%,而pH值=6.9时,反应120 min后去除率达到93.9%;溶液初始pH值显著影响零价铁除砷效果,且与酸性相比中性pH值更有利于除砷;硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、铬和铅均显著加快且促进了零价铁除砷,而腐殖酸显著抑制了除砷能力,且其浓度越高则抑制作用越明显。柱试验结果表明,零价铁除砷效果良好且稳定,对As的去除率始终大于95.0%,出水As浓度始终低于9.5μg/L,出水pH值升至7.6~8.1,出水Eh值降至110~145 m V,出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。零价铁法具有潜在的地下水原位修复工程应用潜力。     

乙酸钠为碳源时的污水反硝化规律研究

利用序批式反应器,以CH3 COONa为唯一碳源,对反硝化污泥进行了50 d的长期驯化.之后,利用缓冲溶液将反硝化过程中pH值的上升幅度控制在0.5范围内,研究了不同碳氮比下的反硝化规律.结果表明,无论碳源是否充足,反硝化过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的变化趋势基本相同,即反硝化过程中均会出现亚硝酸盐氮积累且随后逐渐消失的现象.硝酸盐氮还原完毕时,亚硝酸盐氮会出现最大积累量,同时反硝化速率出现拐点,速率开始明显加快.当碳氮比从1.0增加到3.7时,反硝化速率明显增加.反硝化菌可过量吸附CH3COONa,因此在以CH3COONa为外加碳源进行反硝化时,即使CH3COONa投加过量,出水COD值也能维持在较低水平.