水力负荷对生物滞留系统渗流性能及孔隙率的影响

生物滞留池是处理初期雨水径流的主要手段,不仅能够滞水蓄水、对初期径流污染的削减也有着一定的效果,且其在水处理领域的应用范围正在不断扩大.本项试验研究4种不同进水负荷下生物滞留池系统的渗透系数、平均孔隙率的变化,结果表明:渗透系数随运行时间逐渐降低,平均孔隙率也随运行时间逐渐变小,并最终趋于稳定,当进水负荷小于2.0 m³/(m²·d)时渗透系数与平均孔隙率具有一定的相关性.生物滞留池在运行25 d左右时结构达到稳定.进水负荷大于等于4 m³/(m²·d)时,水力冲刷作用对生物滞留池内部结构影响较大,渗透系数与平均孔隙率的变化规律不明显.     

牡蛎壳粉及其铝盐、铁盐改性产物处理高浓度含磷废水研究

牡蛎壳广泛应用于污水中磷的去除,但是将牡蛎壳作为吸附剂来处理高浓度含磷废水的研究较少。本研究以天然牡蛎粉为实验对象,探究牡蛎壳粉及其铁盐、铝盐改性产物对1 000 mg·L^-1模拟含磷水的处理效果。结果表明,Langmuir和准二级动力学模型能更好地拟合牡蛎壳粉对高浓度含磷废水的吸附过程,R²值分别为0.992和0.983。牡蛎壳粉对磷的理论饱和吸附量达到212 mg·g^-1,且在pH为3时牡蛎壳粉对磷的吸附效果最好。当牡蛎壳粒径为100目时,其对磷的单位吸附量达到(41.96±4.58)mg·g^-1。在质量分数分别为1%～5%的铝盐、铁盐改性牡蛎壳粉获得的复合材料中,用1%Al(NO₃)₃溶液改性的牡蛎壳粉对磷的吸附效果最好,单位吸附量达到了(55.73±4.34)mg·g^-1,比未改性牡蛎壳粉提升了27%。本研究结果表明牡蛎壳及其铝盐、铁盐改性产物对高浓度含磷废水具有良好的除磷效果,值得进一步研究。     

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl₃和ZnCl₂改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120 mg·L^-1,反应时间为120 min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R²高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R²为0.987,表明是单分子层反应.     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

分段进水生物接触氧化工艺净化河道水质的旁路示范工程研究

针对滇池流域污染最严重的大清河,采用分段进水生物接触氧化工艺(SBCOP) 开展河道水体的旁路处理示范工程研究。SBCOP示范工程的设计规模为1000m³d,水力停留时间(HRT)为4.75h。2007年11月至2008年3月冬旱季期间,根据气候和进水水质条件调节分段进水比和气水比,示范工程共计运行了3 种工况。研究结果表明：SBCOP示范工程对COD和NH⁺₄ - N 具有较好的去除效果,平均去除率为37.7%和32.9%,1∶1∶1的分段进水比利于去除COD 和NH⁺₄ - N,NH⁺₄ - N去除率随进水NH⁺₄ - N浓度升高而降低;受到低温、低碳源、高进水DO浓度和生物膜生长不佳等因素影响,TN 去除效果较差,平均去除率为10.5%;TP的平均去除率为13.7%,由于示范工程未设排泥设施,TP的去除主要依靠底泥吸附和水绵吸收来实现,及时清除底泥和死亡的水绵利于去除TP 。进水为滇池湖水时,气水比为2∶1可以维持一定的去除效果。     

改性玉米芯及其对废水中Cr6+的吸附研究

选取玉米芯作为吸附剂,对废水中Cr⁶⁺进行吸附研究,因玉米芯本身吸附效果不佳,故对其进行改性。经H₃PO₄、NaOH、NaNO₂溶液改性后的玉米芯可以使其孔隙扩展、比表面积变大,能够较高效地去除废水中Cr⁶⁺。实验结果表明：当模拟废水中Cr⁶⁺初始浓度为20 mg/L、体积为50.00 mL时,玉米芯经NaOH溶液改性后,投加量为0.040 g,pH为5.00,吸附时间为20 min时,吸附效果最佳,废水中Cr⁶⁺的去除率为96.83%。此时,改性后玉米芯吸附Cr⁶⁺的过程与Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型拟合度较高。     

改性玉米芯及其对废水中Cr6+的吸附研究

选取玉米芯作为吸附剂,对废水中Cr⁶⁺进行吸附研究,因玉米芯本身吸附效果不佳,故对其进行改性。经H₃PO₄、NaOH、NaNO₂溶液改性后的玉米芯可以使其孔隙扩展、比表面积变大,能够较高效地去除废水中Cr⁶⁺。实验结果表明：当模拟废水中Cr⁶⁺初始浓度为20 mg/L、体积为50.00 mL时,玉米芯经NaOH溶液改性后,投加量为0.040 g,pH为5.00,吸附时间为20 min时,吸附效果最佳,废水中Cr⁶⁺的去除率为96.83%。此时,改性后玉米芯吸附Cr⁶⁺的过程与Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型拟合度较高。     

去除水体中F-和SO2-4的吸附材料

选择火山渣、 骨炭、 粉煤灰和锰砂为吸附材料, 考察其去除水体中F^-和SO^2-₄的性能, 并将火山渣和骨炭进行改性, 研究其改性后的动力学规律. 结果表明： 火山渣和骨炭对F-的吸附量分别为0.092,0.041 mg/g, 对SO^2-₄的吸附量分别为5.72,3.99 mg/g; 粉煤灰和锰砂对F^-的吸附量均低于0.020 mg/g, 均未吸附SO^2-₄;Al₂(SO₄)₃可作为改性剂; 经质量分数为10%的Al₂(SO₄)₃联合热改性后火山渣对F^-的最大吸附量为0.099 mg/g; 经质量分数为10%的Al₂(SO₄)₃化学改性后火山渣对SO^2-₄的最大吸附量为5.93 mg/g; 二者动力学吸附规律均符合准二级方程.     

吸附强化焦炉荒煤气重整制氢的热力学分析

采用Aspen Plus软件对焦炉荒煤气重整制氢反应进行热力学分析.研究发现,普通重整(不添加CO₂吸附剂)和吸附强化重整(添加CO₂吸附剂CaO)最佳反应压强都为常压,温度和n_○S/n_○C(蒸汽与C物质的量比)的增加能促使H₂的产量和体积分数(干产气体积分数)增加,但n_○S/n_○C大于3以后增幅不大.CaO的添加会促进重整反应进程,降低最佳重整温度,提升H₂产量和浓度.当n_○S/n_○C=3时,吸附强化重整(n_○CaO/n_○C(CaO与C物质的量比)=1)的最佳反应温度由普通重整的650℃降为450℃,而每100mol焦炉荒煤气产氢量由186mol提升为212mol,氢气体积分数由74%提升为97%,而制氢能耗则由2.26kW·h/m³降为2.00kW·h/m³.     

两种炭化核桃壳对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用在氮气氛围、真空氛围炭化的核桃壳作为吸附剂,研究吸附剂对含Cr(Ⅵ)废水的吸附效果,并采用SEM和FTIR现代技术对吸附剂的表面结构进行表征.实验结果表明,氮气氛围、真空氛围下的炭化核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除效果较好,其去除率依次为99.1%、94.8%,其最大吸附量依次为8.751 mg/g、8.480 mg/g.线性拟合结果显示,Langmuir模型能更好地反映吸附过程特征.     

柴胡药渣对锌离子的吸附动力学特性

 为了探讨柴胡药渣对含锌废水的吸附特性和液相pH 值、电导率变化特性,以柴胡药渣为生物吸附剂,进行了Zn²⁺批量吸附实验研究。分析了液相pH 值、Zn²⁺初始浓度（C₀）、柴胡药渣加入质量浓度（ρ_m）、粒度（M_z）等因素对吸附效果的影响,并进行等温吸附模拟及吸附动力学相关分析。结果表明,实验室环境下的较佳的吸附条件为：pH 值为4.0～6.0,ρ_m 为4.0~8.0 g/L,M_z为40~100 目,C₀为0.1~2.0 mmol/L。柴胡药渣对Zn²⁺的等温吸附结果很好符合了Langmuir 和Freunlich 吸附模型,R²分别为0.978 和0.989;计算所得最大吸附量（q_max）达到19.96 mg/g,说明柴胡药渣对Zn²⁺有很好的吸附能力。动力学吸附分析表明,柴胡药渣对Zn²⁺的吸附是一个快速进行的反应过程,二级吸附速率方程拟合结果中R²均在0.997 以上,由此认为其吸附反应过程中限速步骤是化学吸附过程。柴胡药渣对Zn²⁺吸附过程中液相pH 值分析表明,pH 值呈现初始阶段迅速升高后进入缓慢变化的趋势。     

铅锌冶炼含铊废水铊形态分析及深度处理技术研究

以某铅锌冶炼企业的均化池内水、1号和2号回用水为研究对象,采用Factsage 8.0分析废水中Tl的主要价态和存在形态;制备MnO₂和Fe₃O₄@PB吸附剂,研究pH、初始浓度、吸附时间、吸附剂质量和共存离子等因素对模拟水中铊吸附效果的影响,开展吸附剂处理工业含铊废水综合扩大实验。研究结果表明,实际废水中Tl主要以Tl⁺存在,均化池内水中有少量[TlCl₄^-];在最佳pH条件下,100μg/L的模拟水中加入质量浓度为0.8 g/L的Fe₃O₄@PB和MnO₂吸附剂,浸出10 min后,溶液中铊的质量浓度分别为3.09μg/L和2.97μg/L;共存离子Na⁺和Cl^-对吸附剂除铊的影响较小;在最佳pH=5的条件下,采用Fe₃O₄@PB吸附30 min后,均化池内水铊的质量浓度小于2μg/L;在最佳pH条件...     

不同林龄杨树人工林土壤有效氮对 模拟氮沉降的初期响应

为了解森林生态系统对持续氮增长和快速氮循环的响应模式及反馈机制,选择3种林龄杨树人工林作为试验样地,设置N₀(0 g/(m²·a))、N₁(5 g/(m²·a))、N₂(10 g/(m²·a))、N₃(15 g/(m²·a))、N₄(30 g/(m²·a))共5个不同浓度进行模拟氮沉降实验,探讨3种林龄杨树人工林土壤有效氮含量及对模拟氮沉降的响应。结果表明:①幼龄林、中龄林和过熟林的铵态氮占总有效氮含量的比例分别为18.50%～28.81%、23.14%～34.52%和32.60%～49.92%; ②随着外源氮浓度的不断增加,3种林龄土壤硝态氮含量都呈显著的增加趋势,且高氮处理对有效氮的影响高于低氮处理,而铵态氮只在幼龄林和中龄林中高氮处理(N₃和N₄)之间差异显著; ③幼龄林土壤硝态氮含量对不同浓度的氮沉降响应比中龄林和过熟林更为敏感,而铵态氮在3种林龄之间无显著规律; ④3种林龄土壤表层(0～10 cm)的铵态氮、硝态氮含量对氮沉降响应更加敏感。     

曝气铁炭内电解处理电镀废水

采用曝气铁炭内电解工艺处理电镀废水,探讨不同的曝气方法、Fe/C体积比、进水酸度、水力停留时间等因素对电镀废水中Cr(Ⅵ)和CN-去除率的影响.结果表明:1)在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为62.013mg·L~(-1)的电镀废水中,控制Fe/C体积比为1∶1,调节进水pH为1,选择连续曝气方式,并设定水力停留时间为100min,Cr(Ⅵ)去除率可达96.0%,处理效果最佳;2)当CN-进水质量浓度为162.361mg·L~(-1)时,控制Fe/C体积比为1∶1,调节进水pH为4,连续曝气运行2.5h后,CN-去除率达76.3%.     

水锰矿吸附法去除水中Cr（Ⅲ）的研究

以合成的水锰矿(γ-MnOOH)为吸附剂,研究了pH、吸附时间、投加量和质量浓度对Cr(Ⅲ)吸附去除效果的影响,并测定了吸附等温线.结果表明:吸附率-pH曲线呈"S"形,当Cr(Ⅲ)初始质量浓度为10 mg/L时,发生吸附突跃的pH范围为3.3～6.5,pH>6.5时容易出现Cr(OH)3沉淀;反应4 h时达到吸附平衡;吸附去除率随吸附剂投加量的增加而提高;吸附等温线符合Langmuir方程,在25 ℃、吸附体系pH=5.0、ρ(吸附剂)为1 g/L的条件下,γ-MnOOH对Cr(Ⅲ)的饱和吸附量为34.01 mg/g.     

微波煅烧酸活化改性赤泥的制备及其除Cr(Ⅵ)性能研究

以拜耳法赤泥为原料,通过微波煅烧-酸活化联合处理制备改性赤泥,重点考察改性赤泥吸附剂的制备条件及其加入量、废水p H值、反应时间对吸附去除废水中Cr(Ⅵ)效果的影响;采用比表面积仪(BET)和X-射线粉末衍射仪(XRD)对改性赤泥吸附剂进行表征,探讨了赤泥改性机理。结果表明:在微波煅烧-酸活化联合作用下,赤泥比表面积显著增大,其吸附除Cr(Ⅵ)的能力增强。微波功率为300 W、煅烧时间为20 min、盐酸浓度为3.0 mol/L、吸附剂粒径为120~180μm的改性赤泥吸附剂除Cr(Ⅵ)的能力最佳;在25℃,废水p H值为5.0,吸附反应时间为120 min,吸附剂加入量为12 g/L时,废水中Cr(Ⅵ)去除率达98.9%,溶液p H显著影响Cr(Ⅵ)去除效果。此外,吸附饱和的改性赤泥可通过0.2 mol/L Na OH溶液脱附,脱附率达到95.1%。     

磁性碳材料制备及其对六价铬吸附性能

通过一步碳化法合成磁性碳纳米吸附剂(MCNs),对不同温度下合成的纳米碳材料的微观结构进行分析,探究了不同MCNs制备温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,获得吸附动力学规律,进一步对材料进行了循环吸附-解吸实验.实验结果表明:在25℃、pH=2、Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、吸附剂用量0.05 g下,接触时间为2 h时,MCN700对Cr(Ⅵ)的吸附率和吸附量分别可达96.90%和56.28 mg/g.吸附动力学拟合结果更贴合伪二级动力学方程,表明MCN700对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附以化学吸附为主.MCN700经过6次吸附-解吸实验后吸附率下降11.61%,表明材料具有较好的稳定性和再生能力.因此,MCN700适用于酸性六价铬废水的处理.     

椰壳炭吸附去除四环素性能及机理研究

资源化利用椰壳炭作为吸附剂去除水中四环素,对其进行了详细表征,研究了pH值、椰壳炭投加量、四环素初始质量浓度对吸附性能的影响,并探究了吸附机理.结果表明,椰壳炭以微孔和介孔为主,比表面积达478.45 m²·g^-1.初始质量浓度为50 mg·L^-1的四环素废水,投加500 mg·L^-1椰壳炭,处理15 min,去除率可达98%.椰壳炭对四环素的吸附符合Langmuir等温吸附模型,以单分子层表面吸附为主,吸附过程符合准一级吸附动力学模型,主要为物理吸附.     

熔盐电解法制备PPy/3R-MoS2纳米片及对U(VI)吸附效果的研究

为提高水溶液中铀的分离能力,本文采用熔盐电解法制备3R-MoS₂纳米片,并用聚吡咯(PPy)对其进行改性,采用水热法合成了复合纳米吸附剂(PPy/3R-MoS₂)。在700 K温度下,以Mo丝为阴极,C棒为阳极,调节恒电流电位仪电流大小为2 A,对KCl–NaCl–Na₂MoO₄–KSCN熔盐体系进行恒电流电解1 h。待电解产物冷却至室温后,用去离子水洗涤过滤,在60℃下真空干燥2 h,得到3R-MoS₂纳米片。将制备的3R-MoS₂纳米片(1.0 g)分散在50 mL含PPy(2.34 mL)的去离子水中,加入10 mL(1 mol/L) FeCl₃溶液,在10℃下放置24 h。将反应后的样品在5000 r/min下离心20 min,用无水乙醇和去离子水分散两次后,在70°C下真空干燥2 h,得到PPy/3R-MoS₂纳米片。通过批次吸附实验,探究了制备的纳米片在不同pH、反应时间、U(VI)初始浓度和温度条件下对U(VI)的吸附效果,并利用SEM、HRTEM、XRD、FTIR和XPS对其进行表征。在不同实验条件下,与3R-MoS₂和聚吡咯(PPy)相比,复合纳米吸附剂(PPy/3R-MoS₂)对U(VI)的吸附能力增强。当U(VI)初始浓度为80–100 mg/L时, PPy、3R-MoS₂和PPy/3R-MoS₂的吸附均达到平衡,最大吸附量分别为30.9、58.7和200.4 mg/g。XPS和FTIR分析阐明了其吸附机理:1) 带负电的PPy/3R-MoS₂纳米片通过静电吸引捕获UO₂2+);2) 裸露的C,N,Mo,S原子通过配位作用与U(VI)络合;3) 络合物中的Mo将吸附的U(VI)部分还原为U(IV),再生了吸附位点,从而连续吸附U(VI)。具有高吸附容量和化学稳定性的PPy/3R-MoS₂复合材料的设计为放射性核素的去除提供了新的方向。     

纳米Al2O3/膨胀石墨的制备及吸附性能

针对Al₂O₃和膨胀石墨（EG）单独作为吸附剂时存在不易分离和吸附性能较差等问题, 以EG为骨料、  Al(NO₃)₃9H₂O为铝源、  NH₃H₂O为沉淀剂、  无水乙醇为分散剂制备纳米Al₂O₃/EG, 并用Fourier变换红外光谱(FT-IR)、  X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等方法对吸附剂进行表征; 以Al₂O₃/EG为吸附剂, 对刚果红溶液进行吸附, 并考察加氨水方式、  活化温度、  活化时间、  Al₂O₃与EG质量比和浸渍时间对吸附性能的影响. 结果表明：  纳米级Al₂O₃成功负载在EG上; 逐滴加入氨水、  活化温度170 ℃、  活化时间3 h、  Al₂O₃与EG质量比为0.06∶1、  浸渍时间为20 min时, 吸附效果最好, 脱色率约为86%;  Al₂O₃/EG明显优于EG的吸附效果, 其脱色率是EG的2倍以上; 与Al₂O₃相比, 在吸附后的分离操作中, Al₂O₃/EG更易分离.