人工湿地填料除砷效率及影响因素试验研究

人工湿地是净化含砷水体的重要途径之一,而填料是决定人工湿地除砷效果的关键因素。通过填料如砾石、锰砂、沸石和陶粒的理化性质的测定,以及各种填料的吸附动力学、吸附等温线和吸附影响因素试验,研究了填料的除砷性能及影响因素。结果表明:4种填料均能在24 h内达到吸附平衡,一级动力学方程和二级动力学方程能很好地拟合其吸附过程;锰砂、陶粒、沸石和砾石最大吸附容量依次为36.62,25.39,11.96,7.04 mg/kg,Freundlich方程能较好地拟合填料的等温吸附过程;在0.25~0.50 mm范围内,粒径对锰砂和陶粒吸附砷影响不显著;溶液中氨氮浓度在0.50~2.50 mg/L范围内几乎不影响填料对砷的吸附;当砷初始浓度低于0.4 mg/L时,磷酸盐在0.25~0.50 mg/L范围内对填料吸附砷的影响不显著;砷初始浓度高于0.4 mg/L时,随着磷酸盐浓度从0.25 mg/L增加至0.50 mg/L时,陶粒对砷的最大吸附量降低了2.57 mg/kg,对锰砂的吸附量降低了1.85 mg/kg。     

北运河河岸湿地土壤对磷的吸附解吸特性分析

采集了北运河河岸湿地的土壤,测试了土壤的基本理化特性,在实验室内开展了不同温度和p H值条件下磷的吸附解吸实验,分别采用吸附动力学3种经验方程和交叉型Langmuir吸附等温方程对实验数据进行拟合,研究结果表明:(1)土壤对磷的吸附在12 h内基本达到平衡,随着温度升高,土壤对磷的吸附量相应变小;(2)准二级吸附动力学方程能很好地反映北运河河岸土壤对磷的吸附行为;(3)随着p H值在6~9范围内的增大,动态平衡磷浓度(EPC0)基本呈现升高的趋势。     

黄河内蒙古段表层沉积物磷的吸附行为

为探明黄河内蒙古段表层沉积物对磷的吸附行为,模拟研究了内蒙古段6个采样点表层沉积物磷的动力学吸附和等温吸附行为,并分别运用动力学吸附模型、等温吸附模型对试验数据进行拟合,探究沉积物理化性质与磷最大吸附量的相关性。结果表明:沉积物磷的动力学吸附过程符合Lagergren准二级吸附动力学反应;沉积物磷的等温吸附过程用Langmuir等温吸附回归方程、Friendlich等温吸附回归方程均能较好地拟合,属于单分子层吸附;6个采样点吸附/解吸平衡浓度(EPC0)依次为0.114、0.089、0.140、0.098、0.065、0.082 mg/g,沉积物磷最大吸附量依次为0.246 0、0.109 6、0.049 5、0.189 9、0.284 9、0.033 0 mg/g。研究发现,在乌拉特前旗、老牛湾采样点,沉积物对磷吸附表现为"汇";乌海、临河、包头、呼市托县沉积物表现为水体中磷的"源",有向上覆水释放磷的潜力;内蒙古段6个采样点表层沉积物磷的最大吸附量与沉积物有机质含量呈正相关关系。     

人工湿地基质组合去除氨氮方案筛选及影响因素的动力学分析

采用等温吸附方程对6种基质吸附氨氮的能力进行筛选,并将效果较优的3种材料组合成人工湿地基质试样,通过筛选实验和不同因素影响下的动力学实验,得到不同组合基质的氨氮去除效果,分析不同温度、进水浓度和粒径下的动力学特征。结果表明:沸石、生物陶粒和石灰石质量比在3∶1∶1时除氨氮效果最优,吸附量达到283.814 mg/kg,去除率为94.61%。随着温度增高,氨氮吸附量减小。进水浓度的增加虽然可以增加吸附量,但会降低吸附效率。改变粒径对吸附量有一定影响,但并不显著。从相关系数来看,准二级比一级动力学能更好地模拟基质吸附氨氮的过程,在估算改变温度对平衡吸附量影响时,一级动力学估算更为准确,在改变进水浓度和粒径时,二级动力学较优。     

石英砂负载氧化铁吸附除磷的研究

通过小试摇床试验研究了石英砂负载氧化铁(IOCS)在不同的试验条件下(pH、吸附时间、背景离子等)对磷的吸附效果.结果表明:在中性条件下,IOCS吸附除磷效果最佳;锑与磷在IOCS上产生明显的竞争吸附.准二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述磷的吸附动力学及吸附等温线试验结果;再生试验表明:采用0.1 mol/L的NaOH溶液可以使得IOCS再生,且再生次数对吸附容量影响不大.     

两种湿地基质对磷的吸附性能对比研究

通过针对焦炭、石灰石物理特性与静态试验研究,重点分析2种基质填料对可溶性磷酸盐的吸附性能、稳定性;同时,探讨温度、吸附时间等条件对基质吸附效果的影响。结果表明:2种基质填料均以2~20 nm的介孔为主,比表面积3.004 m~2/g(焦炭)2.163 m~2/g(石灰石);初始磷浓度为3 mg/L,吸附时间6、12、24h条件下,焦炭和石灰石的吸附量G分别为22.3、26.1、26.5和8.2、13.8、14.4 mg/kg,吸附时间12 h后趋于稳定;采用Freundlich和Langmuir方程绘制等温吸附线,基质K值分别为957.41(焦炭)383.71(石灰石),理论饱和吸附量90.91mg/kg(焦炭)37.88mg/kg(石灰石);随着水温从5℃提升到25℃,焦炭和石灰石对磷的去除效果均逐渐升高,在实验条件下,焦炭和石灰石对磷的去除率分别由12%上升到88.3%、12%上升到48%。焦炭对可溶性磷酸盐吸附性能、效果均优于石灰石,且吸附稳定性更好。试验结果为人工湿地除磷基质的选取及工艺设计提供参考。     

玉米秸秆制备活性炭纤维及其对水中荧光素的吸附能力研究

玉米秸秆经高温碳化为炭纤维,采用1mol/L H3PO4活化制备成活性炭纤维吸附剂,荧光素为吸附质,研究ACF吸附性能的影响因素,并对吸附机理进行了探讨。研究结果表明:碳化温度为750℃,投加量为0.2 g,pH为3时,ACF对溶液中的荧光素具有较强的吸附能力;ACF对低浓度荧光素溶液具有显著吸附效果,Langmuir方程能很好地描述等温吸附特征,吸附强度因子a为正值,表明吸附过程在本试验条件下可自发进行,根据Langmuir方程计算的理论饱和吸附量为19.608mg/g;吸附在8 h后达到平衡,带入试验数据校对得出准二级动力学模型能更好的描述ACF对水中荧光素的吸附动力学过程。实验结果和吸附机理表明,玉米秸秆高温碳化ACF能有效处理含荧光素废水。本研究从影响因子、吸附动力学以及吸附热力学方面探讨了玉米秸秆活性炭纤维对荧光素的吸附过程,以期为吸附法处理此类废水提供理论基础。     

不同灌溉模式下太湖流域稻田土对氨氮的吸附特性

为了考察灌溉模式对稻田土吸附氨氮的影响,本文采集太湖流域不同灌溉模式下的稻田土,在室内开展氨氮的等温吸附试验。结果表明:氨氮在两种稻田土上的吸附动力学过程均可分为明显的快、慢两个阶段,且均以准二级吸附动力学方程的拟合结果最佳;控制灌溉模式下稻田土氨氮的理论平衡吸附量、试验平衡吸附量分别为454.5mg/kg和446.2mg/kg,均高于漫水灌溉模式。Freundlich方程对等温吸附数据的拟合结果最好。控制灌溉模式下稻田土的不均匀性、吸附氨氮的反应强度以及对氨氮的吸附容量均升高。     

不同生态河道基质材料对氮磷的吸附对比研究

生态河道构建是一种有效的河流水体修复技术,选择合适的基质材料构建生态河道,能改善其对污染物质的净化效果.对比研究了砾石、砂子和沸石3种不同生态材料在不同氮磷水平下对氮磷的强化吸附性能,并对其吸附机理进行了初步探讨.试验结果表明,Freundlich等温吸附方程能较好地描述3种材料的吸附性能,对于氮、磷的饱和吸附能力依次为沸石＞砾石＞砂子.开发利用吸附能力较强的砾石或是利用吸附能力更强的沸石作为生态河道基质材料,是构建生态河道的一种有效措施.     

江阴城区河道沉积物氮磷吸附(解吸)特征分析

以江阴城区河道沉积物为研究对象,选取6条河道,设置6个检测点,通过84组吸附(解吸)试验研究了沉积物的氮、磷吸附(解吸)等温线特征。结果表明:在试验浓度范围内,沉积物的氮、磷吸附(解吸)等温线呈显著相关;沉积物对氨氮的吸附(解吸)平衡浓度为1.58～3.33 mg/L,对磷的吸附(解吸)平衡浓度为0.02～0.58 mg/L;沉积物对氨氮的本底吸附量为48.784～75.684 mg/kg,对磷的本底吸附量为1.070 6～37.270 mg/kg;沉积物对氨氮的吸附效率为17.627～40.599 L/kg,对磷的吸附效率为54.048～95.559 L/kg。各河道沉积物对氮、磷的吸附能力均差别不大。     

黄河泥沙吸附汞污染物静态试验

基于黄河天然混合沙的静水沉降吸附试验,研究了黄河泥沙对汞的吸附规律。结果表明:①质量浓度为5～25kg/m3的泥沙对汞的吸附在0.5 h内基本达到稳定,质量浓度为1 kg/m3的泥沙在0.5 h之后对汞污染物仍有一定的吸附能力,但吸附速率不大;②泥沙级配对汞的吸附有一定的影响,粗沙的吸附能力略低于细沙和中沙;③在中低含沙量时,含沙量增加会引起吸附表面积增加,吸附量和含沙量呈线性相关关系。     

页岩改性粘土作为垃圾填埋场防渗衬垫试验研究

为了研究页岩作为垃圾填埋场粘土防渗衬垫改性材料的可行性,通过页岩颗粒的吸附试验和粉碎页岩改性粘土材料的渗透试验,考察其对渗滤液中主要污染物NH4+、COD的吸附情况和确定满足填埋场衬垫渗透要求的粉碎页岩添加量。实验结果表明,页岩颗粒对垃圾渗滤液中NH4+达到吸附平衡需要24 h,对COD需要48 h。在吸附效果方面,页岩颗粒粒径在0.075mm以上时,对COD具有较强的吸附能力,吸附率在57.57%～61.75%之间,明显高于膨润土等土样;对NH4+吸附能力弱些,吸附率在27.21%～31.21%之间。粉碎页岩添加量在10%范围内时粉碎页岩改性粘土材料的渗透系数能够达到1×10-7cm/s以下,满足填埋场防渗衬垫的渗透要求。更多还原     

花生壳对模拟废水中Cr(Ⅵ)的动态吸附特性研究

采用废弃花生壳对质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)模拟水样进行动态吸附实验研究。结果表明:在室温条件下,用粒径为1.6～2.5 mm花生壳作吸附剂,用量为5.0 g,介质pH值为1.0,流量为3 mL/min,吸附后水样中Cr(Ⅵ)的去除率可以达到99.08%,Cr(Ⅵ)质量浓度为0.184 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的标准。对模型的拟合结果表明,Thomas模型能较好地反映吸附过程特征,花生壳饱和吸附容量为9.4 mg/g。从动态吸附穿透曲线中可见,219 min时达到吸附穿透点,1312 min时达到吸附衰竭点。     

低温活性炭对养殖废水吸附特性

针对我国北方寒冷地区农村分散源养殖废水污染,以粒状活性炭为吸附剂,研究了低温（10℃）和常温（25℃）两种工况下静态吸附对养殖废水COD的去除效果和吸附特性。结果表明,低温下活性炭对废水COD的吸附饱和量为14.472mg/L,常温下饱和吸附量为7.564mg/L;二级吸附动力学方程可较好地描述该吸附过程;Langmuir等温吸附方程比Freundlich等温吸附方程能更好地拟合实验结果。本研究可为北方寒冷地区农村分散源养殖废水的处理提供数据参考和理论指导。     

木质纤维素对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能

以木质纤维素为吸附剂,分析吸附时间、初始浓度、pH值、温度等因素对木质纤维素吸附亚甲基蓝阳离子染料的影响.结果表明:木质纤维素对亚甲基蓝吸附300min后达到平衡,初始浓度超过180mg/L后吸附量不再增加,pH值由2增加到8时,吸附量由23.0mg/g增加到40.1 mg/g,温度对吸附量呈现先增大后减小的趋势.讨论...     

微生物吸附低温水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究

利用从活性污泥中分离、纯化、筛选得到的霉菌,进行吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究。结果表明:在Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)质量浓度分别为300mg/L时,菌种生长良好。吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)的最佳条件:pH值5.0,时间1h,温度10℃。吸附规律符合Langmuir等温吸附模型,由回归方程得到Cr(Ⅵ)的表观最大吸附量为14mg/g;Cd(Ⅱ)的表观最大吸附量为52mg/g。对菌种吸附低温水体中两种重金属离子时pH值变化影响及其吸附动力学进行了研究。证明该菌可以有效地去除低温水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子。     

改性陶土颗粒吸附砷的实验研究

以赤玉土为骨料烧制陶土材料,经FeCl3溶液浸渍及热处理改性后制备成新型的改性陶土颗粒吸附剂,对其表面特征及除砷性能进行初步研究:BET测定得出该吸附剂比表面积为36.493m2/g,孔容量为0.070mL/g;SEM EDX显示吸附剂表面有大量铁、氧元素分布;对比该吸附剂和HCl溶液改性吸附剂表面的微观数码照片及3D影像图,表明该吸附剂表面存在大量铁氧化物;该吸附剂在中性pH范围内有良好吸附除砷能力,共存的氟离子、磷酸根离子对除砷效果有不同程度的竞争影响,碳酸根离子对除砷效果无显著影响;Freundlich等温线方程能较好地拟合As(V)的吸附过程(R2=0.9927),吸附平衡时的饱和吸附容量可达43.491mg/g。低成本高效的改性陶土颗粒应用于实际的砷吸附处理,具有较好的应用前景。     

Nutrients removal in hybrid fluidised bed bioreactors operated with aeration cycles.

Abstract Two hybrid fluidised bed reactors filled with sepiolite and granular activated carbon (GAC) were operated with short cycled aeration for removing organic matter, total nitrogen and phosphorous, respectively. Both reactors were continuously operated with synthetic and/or industrial wastewater containing 350-500 mg COD/L, 110-130 mg NKT/L, 90-100 mg NH3-N/L and 12-15 mg P/L for 8 months. The reactor filled with sepiolite, treating only synthetic wastewater, removed COD, ammonia, total nitrogen and phosphorous up to 88, 91, 55 and 80% with a hydraulic retention time (HRT) of 10 h, respectively. These efficiencies correspond to removal rates of 0.95 kgCODm(-3)d(-1) and 0.16 kg total N m(-3)d(-1).The reactor filled with GAC was operated for 4 months with synthetic wastewater and 4 months with industrial wastewater, removing 98% of COD, 96% of ammonia, and 66% of total nitrogen, with an HRT of 13.6 h. No significant phosphorous removing activity was observed in this reactor. Microbial communities growing with both reactors were followed using polymerase chain reaction (PCR) and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) techniques. The microbial fingerprints, i.e. DGGE profiles, indicated that biological communities in both reactors were stable along the operational period even when the operating conditions were changed.