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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

钢渣填料人工湿地去除污水处理厂 尾水中磷的应用

为将污水厂出水总磷控制在0.2 mg/L以下,开展以钢渣为填料的人工湿地在去除污水处理厂尾水中磷的研究。结果表明:钢渣作为吸附剂,在8 h左右达到吸附平衡,平衡时吸磷量约为0.0012 mg TP/L;钢渣对磷的最大理论吸附量为1.706 5 mg/g,吸附强度为0.468 4。所建人工湿地出水满足提标改造要求。     

微纳米曝气强化碳纤维生态浮床水处理效果研究

采用微纳米曝气与微孔曝气对比的方式,研究了碳纤维湿地式人工浮床在以上2种曝气方式下净化水质效果及规律。结果表明,在相同HRT(1 d)和气水体积比(6:1)的条件下,微纳米碳纤维浮床比传统曝气浮床对水体中COD、NH4+-N和TP去除率分别提高7%、10%、9%,并且能够在更短的时间内完成碳纤维填料的挂膜过程,说明微纳米曝气对碳纤维人工浮床具有更好的强化去除效果。2种曝气方式下,COD的去除受HRT变化最小,NH4+-N、TP的去除均随着HRT的增加而增加,并且微纳米曝气条件下对各污染物的去除率始终优于传统曝气     

潮汐流人工湿地污水强化处理研究进展

人工湿地系统床体中的氧环境及湿地床体的复氧能力是决定有机物与氨氮去除的主要因素,直接影响湿地对污染物的净化效果及正常运转。作为一种新型强化人工湿地,潮汐流人工湿地可以通过潮汐运行过程中床体浸润面变化产生的孔隙吸力将大气氧吸入床体,进而明显提高了湿地床的氧传输量和污染物的净化效果。相比于传统的人工湿地,潮汐流人工湿地的复氧能力可达450 g/(m2·d),远高于传统的潜流型人工湿地和曝气型人工湿地(≤100g/(m2·d))。对潮汐流人工湿地的复氧机理和影响因素、污染物的去除机理进行了分析研究,并对潮汐流人工湿地的研究和应用现状、存在的问题进行了总结。结果表明,潮汐流人工湿地适合处理较高浓度污水,并可以应用于北方寒冷地区的污水中污染物的去除,且去除效果明显优于潜流等传统的人工湿地,具有较好的应用及发展前景。     

生物炭添加对人工湿地处理农村生活污水的影响

以生物炭作为基质填料构建垂直流人工湿地,探讨不同进水C/N和曝气量条件下,人工湿地处理农村生活污水的净化效果。结果表明：进水C/N减小会导致湿地出水NH₄⁺-N、TN和TP浓度显著升高;曝气量从0.2 L/min提高至0.6 L/min时,湿地对COD、NH₄⁺-N和TN的去除率增加,但是继续提高曝气量,出水TP浓度明显增大;间歇微曝气-改性生物炭添加的湿地系统对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率分别为85.09%、99.15%、99.41%和91.40%,出水水质达到《城镇污水处理厂排放标准》(GB18918-2002)一级B标及以上。以生物炭为人工湿地基质填料可提高农村生活污水的处理效果。     

红土焙烧颗粒造孔及其水处理除磷效果

基质填料是人工湿地系统除磷的关键,该文利用洱海流域内分布广泛的红土制备除磷填料,对其制备条件及其水处理除磷效果进行研究。试验优化了红土颗粒的造孔剂含量、焙烧温度及时间等参数,对制备的颗粒进行了动力学及等温吸附试验,并探讨了pH、有机物浓度对除磷效果的影响。结果表明在1及5mg／L磷初始浓度下,红土填料的磷吸附均可在32h达到平衡。造孔红土颗粒最大吸附量为13．3mg／g,纯红土颗粒为9．6mg／g。pH和有机物含量对红土颗粒的磷吸附均存在促进和抑制的作用。     

曝气人工湿地深度处理污水处理厂尾水中四环素的研究

采用陶粒、沸石和矿渣复合基质的人工湿地系统处理污水处理厂的尾水。考察了不同曝气位置、曝气量和水力负荷对系统运行效果的影响，研究了不同进水浓度对四环素的去除效果以及三种基质对四环素的吸附特性。结果表明，人工湿地的中段采用2.55 m³/h的曝气量，水力负荷0.48 m³/(m²·d)、四环素进水浓度200μg/L时，四环素的去除效率高达97.36%。三种基质中炉渣对四环素的吸附效果最佳，吸附平衡量约为2 943 mg/kg，吸附过程符合拟一级动力学，等温吸附过程符合Freudlich模型。     

曝气量对生物陶粒MBBR处理效能的影响

利用生物陶粒作为悬浮填料移动床反应器(MBBR)的填料处理南方城镇低浓度生活污水,通过试验考察了曝气量对生物陶粒悬浮填料移动床反应器(BCMBBR)去除有机物及脱氮效果的影响,并对在不同曝气量下BCMBBR载体生物膜量及悬浮污泥浓度进行了初步研究。试验结果表明:曝气量是影响BCMBBR处理效率的关键因素。当曝气量为7.7 L/h时,反应器DO的质量浓度约为3.0 mg/L,CODCr、NH3-N、TN的去除率分别达到86.1%、83.8%、61.6%,曝气量过高或过低均会对处理效率产生不同程度的影响。     

不同基质磷吸附性能及其在表流人工湿地中应用

选用煤渣和沙子两种基质进行等温吸附和吸附动力学试验,并结合表面流人工湿地处理含磷废水的效果,研究了煤渣和沙子对磷的吸附特性以及两种基质在表面流湿地中的除磷效果。结果表明:吸附实验中,Freundlich和Langmuir方程均能较好地拟合两种基质对磷的吸附特性,一级反应动力学方程能够很好拟合沙子的吸附动力学曲线,煤渣的动力学拟合情况较差。以煤渣为基质的表面流人工湿地对磷的平均去除率(35.79%)低于以沙子为基质的表面流人工湿地对磷的平均去除率(48.25%),并且沙子湿地除磷的稳定性好于煤渣湿地。