电化学除磷过程的条件优化与机理研究

为优化电化学除磷过程的条件并探究反应机理,通过模拟实际污水研究了初始pH值、初始磷浓度C_0及曝气强度j对电化学除磷过程的影响,同时对不同条件下电化学除磷过程进行了动力学分析。结果表明:随着初始pH值的增加,TP去除率先增加后减小;随着电解时间的增加,溶液pH值增大。当C_0为5 mg/L、电解时间为60 min、初始p H值为6～8时,TP去除率达到84. 5%以上;且当初始pH值为7时,TP去除率达到最高值,为87. 69%。C_0越高,TP去除率越低,但除磷的能耗也越低。当C_0为9 mg/L时,电解60 min后,TP去除率为72. 79%,去除单位质量磷的能耗仅为0. 059 kW·h/g,比C_0为5 mg/L时节约能耗0. 025 kW·h/g。当j为0. 14～0. 28 L/min时,电解60 min后,TP去除率达到86. 0%以上,比j为零时至少提高了43. 6%。动力学拟合结果表明,电化学除磷过程中存在着化学配位反应和吸附反应。当pH值为3～5时,除磷过程以化学配位反应为主,当pH值为7～11时,除磷过程则以吸附反应为主;且pH值增加不会减弱除磷过程中的吸附反应。当C_0为8～9 mg/L时,化学配位作用的除磷效果达到极限水平。曝气一方面有利于Fe~(2+)氧化为Fe~(3+),促进化学配位反应,另一方面可以缓解电极钝化,提高除磷效率。     

厌氧污泥胞外聚合物(EPS)对水中U(Ⅵ)的吸附试验研究

通过试验,探讨了以厌氧污泥胞外聚合物(EPS)为吸附材料,在溶液中的pH、EPS投加量、初始铀质量浓度及透析温度等因素影响下,该EPS对水中U(Ⅵ)的吸附效果与作用机制。试验结果表明:EPS吸附铀的最佳pH值为6,最高吸附量为0.891 mg/g EPS;当铀的初始质量浓度为20 mg/L,EPS投加量为56.1 g/L时,可以达到最佳去除率98.3%。     

改性钢渣的制备及其吸附除磷性能

研究了改性钢渣吸附除磷影响因素、等温吸附线特征和吸附动力学,并对生物处理后的出水进行吸附除磷研究。结果表明:在初始磷浓度10mg/L,投加量10g/L、pH为7时,改性钢渣吸附后总磷浓度为0.687mg/L,去除率达93%;改性钢渣对磷的吸附符合Langmuir模型,理论饱和吸附量是1.977mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型(R20.99);实际生活污水的吸附除磷中,投加量为50g/L,反应2h后出水总磷浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标的排放要求。     

CTS-ATP对含酚废水处理效果的研究

考察了苯酚初始浓度、投加量、溶液pH值、吸附温度及吸附时间对改性凹凸棒土吸附废水中苯酚性能的影响。结果表明:当苯酚溶液初始浓度为30 mg/L,pH为6.5~7.5,壳聚糖改性凹凸棒土投加量为2g/25mL,吸附温度为35℃以及吸附时间50min时,苯酚的去除率达到89.0%。通过吸附等温试验探讨了改性凹凸棒土的改性效果及其吸附机制,为凹凸棒土吸附含酚废水的研究提供理论依据。     

Ni~(2+)浓度对混合细菌发酵产氢的影响

研究了Ni^2＋浓度对混合细菌发酵产氢的影响。结果表明,在反应温度为35℃、初始pH值为7.0的条件下,当Ni^2＋浓度为0～0.2 mg/L时可以提高混合细菌的产氢速率;当Ni^2＋浓度为0～0.1 mg/L时,随着Ni^2＋浓度的提高则累积产氢量和比产氢量均增大,其最大值分别可达288.6 mL和296.1 mL/g葡萄糖。当Ni^2＋浓度为0～50 mg/L时,液相末端产物主要为乙醇、乙酸和丁酸,没有检测出丙酸,且在该浓度范围内Ni^2＋对葡萄糖降解率的影响不大。当Ni^2＋浓度为0～0.1 mg/L时,随着Ni^2＋浓度的提高则生物量增加,最大比生物量为232.5 mg/g葡萄糖。当Ni^2＋浓度为0～50 mg/L时,反应结束时的pH值都比初始的低。     

具氮、磷吸附特性的多孔混凝土材料优选

研究了粒径在25～30mm的天然沸石、浮石、钢渣、砾石在低浓度下对溶液中氮、磷的吸附特性,优选出具氮、磷高效吸附的多孔混凝土材料;通过静态试验和动态试验研究,对数据进行模型拟合及回归分析,得到了各材料对氮、磷的饱和吸附量.结果表明:4种材料对溶液中氨氮的吸附能力大小排列为沸石＞浮石＞钢渣＞砾石,对总磷的吸附能力大小依次为浮石＞钢渣＞沸石＞砾石.沸石对氨氮和浮石对总磷的吸附结果均能很好的拟合Lagergren准二级反应动力学模型.静态试验中当氨氮浓度为2 mg/L时,沸石对氨氮的吸附容量相应为116.28 mg/kg;浮石在总磷浓度为0.2 mg/L时,浮石对总磷的饱和吸附量为10.06 mg/kg.动态试验中各材料吸附效果明显优于静态吸附效果,在氨氮浓度为5 mg/L时,沸石对氨氮的吸附量达到了823 mg/kg,在总磷浓度为0.5 mg/L时浮石对总磷的吸附量为49 mg/kg.沸石和浮石可作为具氮、磷吸附特性的多孔混凝土优选材料.     

粉末活性炭对内吸磷的吸附性能研究

研究了粉末活性炭对內吸磷的吸附去除效果以及吸附时间、活性炭投加量和水质条件对吸附效果的影响.结果表明,当內吸磷质量浓度为0.30 mg/L,活性炭投加量为20 mg/L时,在去离子水中吸附60 min后,出水內吸磷为0.02 mg/L;在去离子水中的吸附效果优于原水,在实际应用中需根据原水水质适当调整活性炭投加量或吸附...     

磁性锆铁改性沸石吸附疏浚余水中磷酸盐的特性

采用共沉淀法制备了磁性锆铁改性沸石,在研究其对疏浚余水中磷酸盐吸附特性的基础上,采用X射线衍射仪(XRD)表征其结构,探讨吸附磷的特性。结果表明,Langmuir等温吸附模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型均可以较好地描述磁性锆铁改性沸石对疏浚余水中磷酸盐的吸附特征。当吸附剂投加量为18 mg/L、pH值为7时,疏浚余水中磷酸盐的饱和吸附量为11. 4 mg/g(以磷计);当pH值为5～7时,磁性锆铁改性沸石对磷酸盐的吸附效果较好,偏碱性条件下吸附量明显下降;当水温在10～30℃时,对磷酸盐的吸附效果随温度的升高而增加;磁性锆铁改性沸石吸附水中磷酸盐的过程属于化学吸附。     

钙改性膨润土对磷的动态吸附及其再生研究

以膨润土为原料,制备钙改性膨润土(Ca-B),采用动态吸附试验,研究了磷初始浓度、流量、初始p H值和共存离子对Ca-B吸附磷性能的影响。结果表明,一定程度上增加初始磷浓度有助于提高Ca-B的磷吸附量; pH值的升高和流量的增加均不利于Ca-B对磷的吸附;共存离子Cl~-和NO_3~-对Ca-B吸附磷的影响较小,但F-会抑制Ca-B对磷的吸附。采用NaOH溶液对Ca-B进行再生,增加NaOH浓度有利于磷酸根的洗脱,当NaOH浓度为1. 0 mol/L时对磷的洗脱率较高,达到了88. 4%。Ca-B具有较好的再生能力,经过5次循环吸附和再生后,对磷的吸附量仅下降了15. 7%。     

高铁酸盐预氧化强化混凝法去除苯胺的研究

采用高铁酸盐预氧化强化混凝法去除水体中的苯胺,考察了高铁酸盐投加量、投加时间、pH、氧化时间等因素对处理效果的影响.结果表明,高铁酸盐预氧化能显著提高混凝法对苯胺的去除效果,当苯胺浓度为5.5mg/L、混凝剂三氯化铁的投量为20mg/L时,投加0.6mg/L的高铁酸盐即可使苯胺浓度降至0.1mg/L以下;pH对高铁酸盐去除苯胺的影响不大,当pH值为5～11时,对苯胺的去除率均大于98%,其中当pH=7时去除率最高;适当延长高铁酸盐的氧化时间可提高对苯胺的去除效果,苯胺的初始浓度不同,最佳氧化时间也不同.     

多孔水泥石合成滤料的制备及其污水吸附除磷试验研究

以普通硅酸盐水泥为主要原料,经反应釜高温蒸汽养护制备出多孔水泥石合成滤料。通过正交实验得到最优工艺组合条件为水固比 0.25,成孔剂/水泥=0.3,反应釜内蒸养恒温温度为180 ℃,恒温时间为4 h。采用最优条件制备的多孔水泥石合成滤料进行污水除磷试验,考察了pH值、投加量及初始磷浓度对多孔水泥石合成滤料除磷的影响。结果发现,在实验条件下,滤料对浓度5~10 mg·L -1的含磷废水的去除率都在95.3%以上,最高达99.8%;废水浓度为50 mg·L -1,pH在中性条件下,每100 mL投加2.5 g滤料,磷去除率最高达89.6%。由吸附动力学过程分析可知,该滤料除磷吸附速率特性与准二级动力学模型拟合且吸附速率由颗粒内部扩散速率控制。     

赤泥吸附去除淀粉废水中高浓度磷的研究

以铝矿工业废渣--赤泥为吸附剂去除高浓度淀粉废水中的磷,比较了三种原状赤泥的除磷效果,考察了反应时间、初始pH、NaOH投加顺序和赤泥投加量对除磷效果的影响.结果表明,赤泥具有很好的除磷能力,在投量为2 g/L、反应时间为2 h、反应结束前0.5 h投加2 mol/L的NaOH(25 mL/L)的条件下,除磷率可达98.2%.该研究在赤泥的资源化利用和淀粉废水中磷的去除方面有重要的意义.     

乙酸钠对厌氧段释磷过程的影响研究

以乙酸钠为唯一碳源,分别在污泥浓度为2 000和3 000 mg/L时,研究了乙酸钠投配量对厌氧/好氧SBR生物除磷系统厌氧段释磷过程的影响。结果表明:当乙酸钠负荷约为0.15gCOD/gVSS时,厌氧段聚磷菌释磷量相对最大,当乙酸钠负荷小于或大于此值时释磷量都相对较小;并且当乙酸钠负荷<0.24 gCOD/gVSS时,释磷时间随着碳源负荷的增加而越来越长,超过这个值之后,系统中周期内没有明显的厌氧释磷和好氧吸磷现象,其原因归结为乙酸钠浓度增大引起pH值过高,造成厌氧段聚磷菌不释磷,从而导致后续好氧吸磷过程遭到破坏。     

次氯酸钠氧化脱除河水低浓度氨氮研究

通过静态试验,分别研究了河水中氯与氨氮的质量比、反应时间、pH值及初始NH3-N浓度对NH3-N去除效果的影响。试验结果表明,对于不同天气情况下的水样,氯与氨氮的质量比(以Cl2∶N计)为10∶1~12∶1时,NH3-N浓度可降低至0.5 mg/L以下;反应时间20 min时,NH3-N浓度可达到0.3 mg/L,工程应用中可将反应时间延长至30 min;pH对NH3-N去除效果没有明显影响,一般不需要调节河水pH;在pH值为8.0,氯与氨氮的质量比为12∶1,初始NH3-N浓度为0.5~3.0 mg/L时,反应后NH3-N浓度均<0.3 mg/L。     

MLSS、pH及NO-2-N对反硝化除磷的影响

利用DPB反硝化聚磷污泥以SBR进行试验,以考察MLSS、pH值和NO-2-N浓度对聚磷菌厌氧放磷和缺氧吸磷过程的影响.结果表明:增大MLSS可缩短放磷和缺氧吸磷反应时间,但MLSS过高易导致反硝化吸磷后期出现磷的二次释放;随着pH值的升高(pH=6～8)则P/C值也升高,继续升高pH值到8以上时发生了磷酸盐的沉淀,影响到正常的放磷反应.此外,在反硝化吸磷过程中pH值的大幅升高也会对生物除磷效果造成干扰;控制NO-2-N浓度为5.5～9.5mg/L可使聚磷污泥以NO-2-N作为电子受体进行吸磷反应,当NO-2-N达到15 mg/L时反硝化和吸磷反应均受到了抑制.     

合成碳羟基磷灰石对废水中锰离子的吸附研究

利用废弃的蛋壳制备碳羟基磷灰石(CHAP),研究了其对废水中Mn2+的吸附作用,并探讨了CHAP用量、Mn2+浓度、温度、pH对吸附效果的影响.试验结果表明:在pH值为6、温度为30℃、搅拌时间为1 h、CHAP用量为3 g/L、Mn2+初始浓度为70 mg/L的条件下,CHAP对Mn2+的去除率可达到97.9%,吸附容量为22.84 mg/g;CHAP对Mn2+的吸附过程符合Langmuir和Fre-undlich吸附等温式,吸附反应是自发放热过程;H0准二级动力学模型能较好地描述CHAP对Mn2+的动力学吸附行为.     

预处理/厌氧生物处理敌百虫生产废水的研究

对敌百虫生产废水的处理工艺进行了研究,先采用破乳法和电解法进行预处理,然后再采用升流式厌氧污泥床(UASB)工艺进行厌氧处理,试验历时90 d,考察了系统的稳定性及pH值、温度和水力停留时间(HRT)等对反应器的影响。结果表明,当温度控制在30～35℃、pH值为6.8～7.5、进水COD为12 000 mg/L、HRT为72 h时,对COD的去除率可达到73%以上;厌氧处理后采用除磷药剂进行混凝沉淀,出水总磷浓度降为618 mg/L,对总磷的去除率为75.36%。