热解温度对山地城市污泥生物炭吸附Cu(Ⅱ)及其固碳作用的影响

由我国典型山地城市重庆的某污水厂污泥热解制备生物炭。使用X射线衍射、X射线荧光和傅里叶变换红外光谱等对产物进行了物性测定,评价了热解温度对生物炭吸附Cu(Ⅱ)、碳保留率(Y_C)、固定碳产率(Y_FC)和热稳定性的影响。结果表明,热解温度低于300℃时,生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附能力差异较小;高于300℃时,随热解温度升高,生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附能力降低。由于生物炭中的灰分以SiO₂为主,并不影响生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附,其吸附机理主要受含氧官能团和比表面积的制约。此外,Y_FC比单独使用Y_C或热稳定性更能综合衡量生物炭固碳作用。热解温度为300℃时,生物炭的Y_FC值最大,固碳效果最佳。因此,从对Cu(Ⅱ)的吸附能力和固碳效果两方面考虑,山地城市污泥制备生物炭的热解温度为300℃。     

基于随机森林-投影寻踪法的生物滞留系统多目标评价方法

生物滞留系统性能受植物和介质土的影响显著,且各性能指标具有多样性和不相容性,而传统评价方法具有较强的主观性易导致评价结果出错。采用随机森林模型对原始数据进行特征筛选以降低数据维度,构建投影寻踪模型对不同植物和土壤的水力渗透性能和污染物去除性能进行多目标评价,并利用高鲁棒性的遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）进行模型求解。植物评价结果表明,风车草为生物滞留系统的最佳植物,且评价结果与层次分析模型和BP神经网络模型方法相似;介质土评价结果表明,RST2（9.8%壤砂土+88.2%细砂+2%蛭石）为生物滞留系统的最佳介质土配置方案,且评价结果与传统投影寻踪法相似。研究结果证实了随机森林-投影寻踪（RF-PP）模型适用于生物滞留系统多目标评价。     

生物炭负载纳米零价铁去除硝酸盐作用的研究

为探究生物炭负载纳米零价铁（nZVI/BC）去除水中硝酸盐的机制及其影响因素,采用小麦秸秆为载体制备吸附材料。通过XRD和SEM的表征分析知：铁被成功的负载在生物炭表面,生物炭作为载体分散了纳米零价铁颗粒,并减少了它们的团聚。吸附材料对硝酸盐去除效果的实验研究表明：负载纳米零价铁的小麦秸秆生物炭对硝酸盐的去除效果可达到100%,nZVI/BC氮气选择性为21%;铁炭比（w）为1:2时硝酸盐的去除效果最佳;在偏酸性条件下,氨氮选择性更高,对硝酸盐的去除效果更好;硝酸盐和氨氮去除率会随着硝酸盐初始浓度的升高而逐渐下降。     

长期干旱条件下生物滞留系统填料改良研究

生物滞留系统是海绵城市建设的优选设施之一,其填料种类对水质处理效果有非常重要的影响。通过设计生物滞留柱实验,以天然土壤、建筑砂、木屑混合作为基本填料,以绿沸石、粉煤灰作为改良材料,在前期干旱天数(ADD)为2个月的情况下,研究了在填料层中单独及同时添加绿沸石、粉煤灰改良,不同填料层构建下在干旱期后一段时间内的植物生长情况、系统渗透性、水质处理效果。结果表明,在6种填料组合中,在填料中单独添加绿沸石时植物生长状态最好;绿沸石和粉煤灰混合添加时填料的渗透性能最好;在填料中混合添加绿沸石和粉煤灰时对COD、NH₃-N的去除效果最好,去除率分别为75%～90%,75%～95%;不添加绿沸石和粉煤灰时对TP的去除效果最好,去除率为85%～90%。采取不同方式改良的填料性质有较大的差异,但相较于传统砂土填料,合理改良后的填料有更好的植物长势、渗透性、污染物综合处理能力。