冷季型禾草人工湿地处理生活污水的应用

禾草作为湿地植物对农村生活污水进行深度净化的研究鲜有报导,为探究冷季型禾草作为湿地植物的可行性,通过构建浅薄型人工湿地对4种冷季型禾草的脱氮除磷性能进行为期6个月的长期监测,并对此人工湿地系统的物料平衡和禾草应用价值进行分析。结果表明:种植多年生黑麦草(Loliumperenne L.)和苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)的冷季型禾草人工湿地在进水NH~+_4-N、TN、TP分别为10.23、23.43 mg/L和1.63 mg/L的条件下,出水浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,种植匍茎剪股颖(Agrostis palustris Huds.)和草地早熟禾(Poa pratensis L.)的人工湿地出水浓度达到了一级B标准;冷季型禾草人工湿地系统对磷的去除主要依靠基质的富集,对氮的去除主要依靠微生物作用;冷季型禾草在冬季污染物削减和增加农民经济收入方面具有明显优势。试验结果认为,4种冷季型禾草中黑麦草和苇状羊茅对农村生活污水有较好的净化效果,可作为冬季湿地植物,同时产生一定的经济价值,适宜在广大的农村地区推广。     

饲草植物对农村生活污水尾水氮磷营养盐吸收特性

随着农村生活污水生态化改造的不断推进,饲草的市场需求量逐年增大,因此,将饲草植物引入人工湿地。文中运用动力学试验研究3种饲草植物[巨菌草(Pennisetum giganteum)、甜象草(Sweet pennisetum purpureum)、皇竹草(Pennisetum hydridum)]对PO₄^3--P、NO₃^--N、氨氮的吸收特征及差异,并与经常应用于农村生活污水湿地单元的禾草型、观赏型、蔬菜型人工湿地植物对比,同时将饲草植物运用于湿地污水处理,这对开发新的湿地植物具有重要意义。结果表明:3种饲草植物的吸收特性存在较大差异,巨菌草适用于修复高PO₄^3--P浓度、不同氨氮浓度的污水,但对NO₃^--N吸收效果一般;甜象草适用于修复低PO₄^3--P浓度、高NO₃^--N浓度的污水,但对氨氮的吸收效果一般;皇竹草适用于低NO<...     

生物滞留池中6种植物的氮磷吸收动力学特征

为了筛选出对氮、磷等营养物具有高效吸收性能的生物滞留池植物,通过营养物耗竭法研究了翠芦莉、美人蕉、黄菖蒲、再力花、鸢尾和雨久花6种常见植物对硝态氮(NO^-₃-N)、氨氮、溶解性总磷(TSP)的吸收动力学特征。结果表明,48 h水力停留时间内6种受试植物对NO^-₃-N的去除率在12.89%～53.58%,对氨氮的去除率在36.38%～88.25%,6种植物对氨氮亲和力和吸收效果高于NO^-₃-N;对TSP的亲和力和吸收效果较好,去除率最高可达80%。考虑雨水中污染物的去除效果,NO^-₃-N含量较高时,宜选用黄菖蒲,低、中浓度NO^-₃-N含量宜选用鸢尾;氨氮含量较低时,宜选用翠芦莉,中、高浓度氨氮含量宜选用黄菖蒲;低浓度TSP宜选用翠芦莉,中、高浓度TSP宜选用雨久花。     

新型Li_4SiO_4高温吸收CO_2的动力学研究

高温固体CO2吸收剂硅酸锂材料以其较高的吸收容量、优良的循环吸收稳定性成为研究热点。文中以廉价的、具有丰富孔结构的硅藻土和碳酸锂为原料,采用高温固相法于600℃下合成了可在高温直接吸收CO2的硅酸锂材料。XRD结果分析表明所制备的材料由Li4SiO4和少量的LiAlSi2O6相组成,用同步热重分析仪(TG-DSC)研究了在等温条件下硅酸锂材料吸收CO2的性能。用双指数模型拟合了硅酸锂材料吸收CO2的过程。结果表明:吸收CO2的温度不同,硅酸锂材料吸收CO2反应的控制步也不相同。表面反应速率常数与扩散速率常数的相对大小在很大程度上影响了硅酸锂材料吸收CO2的性能。     

磷酸铵溶液吸收氨的气液平衡与吸收动力学

本文对氨－磷酸铵系统的气液平衡关系和吸收动力学进行了研究。     

Li4SiO4高温吸收CO2性能测试及动力学行为研究

采用高温固相反应法,制备出在高温450～750℃之间可直接可逆吸收CO2的Li4SiO4材料,借助扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射分析仪(XRD)分别对材料进行了表面形貌研究及结构特征分析,采用热重分析仪(TG)研究了材料吸收CO2的性能,并采用双指数模型对材料定温吸附CO2的行为进行了模拟.试验结果表明,采用固相法于700℃煅烧6h即可获得性能优异的Li4SiO4材料,材料对CO2的吸附过程主要受锂离子扩散速率的影响,在650℃材料具有较好的吸附性能,恒温110 min即可获得31％左右的吸收容量.     

老龄化垃圾渗滤液的理化特性及几种基质对其净化效果

老龄化垃圾渗滤液具有较高的碱度、离子浓度及高浓度的氨氮、总磷和COD。采用静态吸附实验研究煤矸石、粉煤灰、磷石膏、高岭土四种基质对垃圾渗滤液中不同污染物的去除效果。结果表明:四种基质的加入均能缓冲渗滤液中的高碱度,其中磷石膏表现出较好的中和效果;粉煤灰、高岭土对溶液的EC具有明显的降低效果,同时对氨氮、总磷、COD表现出较好的去除效果,优于煤矸石和磷石膏。渗滤液中重金属种类繁多,低使用量的基质对重金属表现出较好的去除效果,随着使用量的增加,渗滤液中金属离子浓度逐渐升高或趋于平衡。     

青草沙水库水华蓝藻生长的营养盐吸收动力学特征

基于AGP试验原理在青草沙水库原水中添加不同质量浓度的氮磷营养盐,对经过饥饿培养的5种水华蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、浮颤藻(Planktothrix sp.)、假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)、卷曲鱼腥藻(Anabaena circinalis)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)进行一次性培养,比较不同蓝藻对添加外源氮磷的生长反应,并应用Monod方程计算了5种藻的营养动力学参数(μ_m、K_s)。结果表明:青草沙水源水库原水对铜绿微囊藻表现出氮限制,对浮颤藻、假鱼腥藻表现出磷限制;氮充足时,青草沙水源水库中铜绿微囊藻易形成优势,氮不足时,假鱼腥藻易形成优势;磷充足时,浮颤藻易形成优势,磷不足时,水华束丝藻易形成优势。综上,控磷除氮可能导致不同水华蓝藻此消彼长。     

酸钠溶液对CO2的吸收动力学研究现状

碳酸钠溶液吸收CO2的过程为一带有化学反应的相际间对流传质过程。吸收速率不仅与CO2沿扩散途径的扩散速率有关,而且与液相本体中化学反应速率有关,过程的总推动力较物理吸收为大。近期国内外研究工作者依据不同的思路和数学方法,提出了各自的描述碳酸钠溶液吸收CO2动力学的传质-化学反应模型和计算方法,并与实验结果相对照。本文试以对流传质的溶质渗透、表面更新和双膜等三种理论模型将他们分类,并分别扼要介绍,供业内人士参考。     

AMP-PZ复合体系吸收CO2反应动力学研究

研究了AMP-PZ复合体系吸收CO_2反应动力学,测试了AMP-PZ复合体系吸收CO_2的物性参数、总反应速率、总反应速率常数、表观反应速率常数,拟合了两组分本征反应速率常数与温度的关系式,验证了拟一级反应边界条件。从传质的角度研究了添加PZ对复合溶液吸收CO_2速率的影响,研究结果表明PZ浓度和温度与传质系数正相关,在同一PZ浓度下,随温度的增长传质系数约为原溶液的1～1. 5倍;在同一温度下,随PZ浓度的增加,传质系数可提升至原溶液的2～4倍。研究结论可为CO_2捕集工程设计传质单元高度计算提供参考。     

电石渣喷淋吸收烟气二氧化硫工艺及动力学

在喷淋吸收装置中对电石渣浆液吸收SO₂进行了系统研究。研究结果表明：脱硫效率随烟气SO₂浓度的增加先升高,然后下降;随体系pH的增加而升高,pH从3升到13时,脱硫效率由52.3%升到94.7%;增加浆液电石渣浓度和减小电石渣粒径均有利于SO₂的吸收去除;液气比从10 L·m^-3增加到50 L·m^-3时,脱硫效率提高了59.9%;以电石渣烟气脱硫的化学反应为基础,建立电石渣烟气脱硫反应动力学模型,总反应级数n=α+β=1.67,反应活化能E_a=51396.59 J·mol^-1,频率因子k₀=0.37894×10⁶(mol·m^-3)^-0.67·s^-1。     

不同氮磷水平下微小原甲藻对营养盐的吸收及光合特性

研究了微小原甲藻对无机氮、磷的吸收特性和在室内批量培养条件下,无机氮、磷浓度对微小原甲藻生长和光合作用的影响. 结果表明,低氮(0.0882 mmol/L NaNO3)条件下,微小原甲藻具有最高的比生长速率,为0.46 d 1,而中氮(0.882 mmol/L NaNO3)条件下具有最大的细胞密度,为54900个/mL,分别比低氮和高氮(2.646 mmol/L NaNO3)下增加7.2 和20.1 . 随着培养基中磷浓度的升高,最大细胞密度和比生长速率也增加,在高磷(0.108 mmol/L KH2PO4)条件下达到最大值,分别为57400个/mL和0.45 d 1. 高营养源(高氮或高磷)状态下生长的藻细胞具有更高的单位细胞和单位叶绿素a表示的光饱和的光合作用速率(Pmchl a和Pmcell)和光饱和点. 低氮和高氮条件下的藻细胞同样具有高的单位细胞和单位叶绿素a表示的光合效率( chl a和 cell),而单位叶绿素a表示的光合效率( chl a)则在高磷下最大. 在氮源充足条件下,低的N/P有利于微小原甲藻细胞的生长.     

活化碳酸钾溶液吸收CO2的动力学研究

化学溶剂吸收法是实现燃煤电厂烟气中CO2控制排放的有效途径之一。与有机胺溶剂相比,碳酸钾溶液吸收CO2具有溶剂成本和再生能耗等方面的优势,近年来再次受到人们的关注和重视。今在湿壁柱装置中,研究了碳酸钾溶液体系在不同浓度和不同温度下吸收CO2的速率,同时讨论了不同活化碳酸钾溶液对吸收CO2的归一化传质通量的影响。结果表明,加入1%(wt)硅酸钾可以明显提高碳酸钾溶液吸收CO2的速率,相同条件下活化后吸收CO2的归一化传质通量增加约1倍。采用快速拟一级吸收动力学模型,获得硅酸钾活化碳酸钾溶液吸收CO2的本征反应速率常数为8.35×1013exp(-6789.66/T)m3·kmol-1·s-1。     

有机胺吸收二氧化碳的热力学和动力学研究进展

二氧化碳捕集与封存技术（CCS）是针对大气CO₂含量增高导致的全球气候变暖而提出的全球性解决方案。有机胺吸收法作为经济与技术层面最成熟的技术,是实现二氧化碳捕集的重要工艺过程。从有机胺法吸收二氧化碳的基本反应机理出发,系统评述了应用有机胺法吸收捕集CO₂的热力学与动力学性质的研究进展,介绍了不同类型胺溶剂分子结构与CO₂捕集溶解度和反应速度的关系,并对今后CO₂吸收捕集的热力学和动力学的研究方向提出了展望。     

黄菖蒲人工湿地系统对含盐再生水中氮磷污染物的去除研究

为探讨湿地植物黄菖蒲对含盐再生水中氮磷污染物的去除效果,参照湿地系统结构,构建了CW1～CW5共5组植物、基质、灭菌剂不同组合的实验系统,分析了各系统对污染物的去除效果、黄菖蒲生物量、植物累积量等指标变化,研究了系统不同组成对污水中氮磷的去除差异及贡献率。结果表明植物与基质联合的CW2组对模拟含盐再生水的净化效果最好,其对水中TN、NH4+-N、TP的去除率分别达到56.52%、75.47%、64.53%,均优于其他4组。这可归因于基质的添加为氮磷吸附提供了接触位点,同时为黄菖蒲植株提供了适宜的生长环境,植物根系不断进行有氧呼吸进而促进植物生长,一方面加强了植物本身对氮磷污染物的吸收,另一方面生长状况良好的根系可为大量微生物提供附着载体,促进硝化-反硝化作用的进行。进一步研究发现,CW2组湿地系统中植物吸收去除的氮、磷分别占总输入的24.62%、22.62%,基质通过拦截、吸附等途径去除的氮、磷分别占总输入的13.33%和29%,植物吸收与基质去除均为主要的氮磷去除途径。     

有机胺非水溶液吸收CO2的动力学研究进展

有机胺水溶液吸收法是CO₂捕集最常用且成熟的方法之一,但是再生能耗高和吸收剂严重降解等关键问题阻碍了其大规模推广和应用。采用有机溶剂代替强极性水溶剂构建的非水吸收剂体系,在降低能耗方面具有巨大潜力,在近年来受到格外关注。非水吸收剂的CO₂吸收动力学研究有助于了解吸收过程的反应机理以及不同有机胺和溶剂类型对反应动力学的影响。本文从有机胺在非水溶剂中的反应机理出发,介绍了CO₂吸收动力学研究的典型实验方法和原理,系统评述了采用不同结构的有机胺在不同溶剂体系中吸收CO₂的动力学研究进展,深入分析了溶剂特性与胺的反应级数和反应动力学常数之间的关联性,并指出了普遍的规律性特征即有机伯胺和仲胺的反应级数随溶剂极性的降低而增大,反应速率常数随着溶剂的溶解度参数增大而呈现近似线性变化。在分析目前动力学研究中存在的问题基础上,对今后非水体系动力学的研究方向进行了展望。     

无水氨基酸类离子液体-聚乙二醇混合溶剂吸收CO2的动力学

以聚乙二醇400（PEG400）为溶剂,氨基酸类离子液体（AAILs）作为化学吸收剂的混合体系具有蒸汽压极低、热稳定性好、黏度和再生能耗低、CO₂吸收量和选择性高等优点,适用于燃烧前CO₂捕集过程的高温高压吸收条件。本文采用压降法,测定了以四正丁基膦（[P₄₄₄₄]⁺）为阳离子,甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）和脯氨酸（Pro）作为阴离子的3种氨基酸类离子液体的混合溶剂体系对CO₂的吸收速率,并建立了该无水体系的CO₂吸收动力学模型。对于反应速率而言,在333.15K时,[P₄₄₄₄][Gly]-PEG400 > [P₄₄₄₄][Pro]-PEG400 > [P₄₄₄₄][Ala]-PEG400,温度升高至373.15K时,[P₄₄₄₄][Pro]-PEG400 > [P4444][Gly]-PEG400 > [P₄₄₄₄][Ala]-PEG400;根据相关吸收动力学参数,推测出CO₂在AAILs-PEG400中的反应均为快反应。通过研究其吸收动力学,获得了关键的吸收动力学数据,为后续的工业开发设计提供基础数据和设计依据。     

铁碳微电解材料微污染水体净化试验研究

我国部分城市中小河湖由于流量小、补水少等原因,形成了微污染水体,此类水体自净能力弱,易发生富营养化和黑臭等现象,从而影响城市水体的水生态环境功能和景观使用功能。文中使用自制铁碳微电解材料开展微污染水体修复试验研究。首先通过小试试验筛选最佳工艺条件,即材料投加比为10∶100(材料体积∶水体积)、反应初始pH值为7.0和反应时间为8.0 h,此条件下NO^-₃-N、TN、TP及叶绿素a的去除率分别达到97.2%、86.3%、99.1%和68.8%。随后利用该微电解材料开展实际自然景观微污染水体原位修复试验,通过铁碳微电解材料的投加,水体中的氮、磷含量大幅度减少,并可原位持续修复70 d以上,水体中氨氮、TN和TP去除率分别达到94.9%、81.4%和高于91.0%。与此同时,微电解的电化学特性对藻类细胞表现出良好的抑制作用,叶绿素a质量浓度由初始的288.64μg/L降至59.60μg/L,去除率达到79.0%以上,并随着修复时间的延长含量持续降低。该研究扩大了铁碳微电解技术的应用范围,为微污染水体净化领域提供新的技术方法。     

人工湿地基质对氮磷的吸附特性研究

选取火山石和红砖屑作为人工湿地基质研究其氮磷吸附特性。结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程都能很好的拟合两种基质的磷素和氮素吸附数据。基质对含磷溶液的吸附过程中,火山石最大吸附容量达到2.0000mg/g,红砖屑为3.1818mg/g;在基质对含氮溶液的吸附过程中,火山石最大吸附容量达到0.5435mg/g,红砖屑为0.3016mg/g。两种基质对磷素的吸附能力远大于对氮素的吸附,火山石和红砖屑对氮素的最大吸附量仅占其各自对磷素最大吸附量的27%和9.4%。     

臭氧降解土壤2，4-D污染物的动力学分析

为了控制土壤有机物污染,对负载污染物2,4-D（2,4-二氯苯氧乙酸）的模拟土壤柱进行臭氧化修复研究,通过考察羟基自由基抑制剂的加入、土壤粒径的影响以及混合气体中臭氧产生量的影响,分析了2,4-D污染土 壤的臭氧修复动力学,研究了土壤含水量对动力学的影响。研究结果表明,液膜内羟基自由基、气液相臭氧、 土壤颗粒表面的活性位均对降解2,4-D发挥作用。经过合理简化和假设,推导可知2,4-D降解符合拟一级动 力学,对实验数据采用拟一级动力学进行拟合,相关系数均大于0.9。基于土壤含水量,提出动力学模型。实际的实验数据指出在土壤质量含水量低于9.38%范围内,拟一级动力学速率常数和水分含量之间基本符合二次多项式关系。