岸滤系统对氨氮的吸附作用及影响因素分析

岸滤系统对水质的净化作用是傍河取水过程中水质安全的重要保障.哈尔滨第一水源地为典型的松花江傍河水源地，本文以其岸滤系统为研究对象，通过静态吸附批实验分析不同深度含水层介质对氨氮的吸附去除特征，并研究了氨氮初始质量浓度、温度、pH等对含水层介质吸附氨氮的影响.结果表明：不同深度含水层介质对氨氮的吸附作用符合准二级动力学模型和Langmuir模型，吸附过程为单分子层吸附，受化学作用控制；随深度增加，含水层介质对氨氮的吸附能力减小，岸滤系统的净水能力减弱；氨氮吸附量与初始质量浓度呈正相关关系，含水层介质对NH₄⁺的吸附为放热反应，温度升高抑制了吸附作用；pH增加，H⁺对NH₄⁺的竞争吸附作用减小，且含水层介质表面电负性增大，对NH₄⁺的吸附能力增强.综合对比可知，在10℃的中性环境下，岸滤系统对氨氮污染物的吸附去除效果最佳.     

褐煤储层含气量计算

因我国褐煤中煤层气赋存特征认知程度较低,影响了较低煤级煤层气的开发,褐煤中含气量的研究显得尤为关键。基于此,文中对采自内蒙古海拉尔盆地4个褐煤H1,H2,H3,H4样品进行煤岩煤质分析,25℃平衡水等温吸附实验。计算埋深在400～2 000 m吸附气含量;模拟在储层温度、压力、矿化度、密度条件进行甲烷溶解度的测定结果表明甲烷溶解度随压力、温度的同时增加而增大(低于80℃),基于实验结果,计算了不同埋深(温度、压力)下褐煤储层的水溶气含量;测定4个褐煤样品孔隙度,根据马略特定律计算游离气含量。由吸附气、水溶气及游离气含量计算褐煤含气量。结果表明,埋深小于1 000 m的褐煤含气量随埋深增加而增大;埋深大于1 000m随埋深增加而减少。H1含气量较低,H2,H3,H4含气量较高,400～2 000 m埋深的褐煤含气量介于2.57～6.99 m3/t之间,且均随埋深增加而增大。含气量中吸附气、水溶气、游离气含量比例分别为78.7%,9.3%,12.0%.     

Fe~(2+)激活过氧单硫酸盐去除水中氨氮分析

为了有效地去除水中低浓度氨氮,采用二价铁(Fe~(2+))激活过氧单硫酸盐(PMS)的新型高级氧化工艺,对水中氨氮的去除进行研究分析。考察不同初始p H、氨氮浓度(c(NH4+-N)0)、Fe~(2+)与PMS物质的量比(n(Fe~(2+))/n(PMS))及供电子剂对Fe~(2+)/PMS体系去除水中氨氮的影响。研究结果表明:随着p H降低,Fe~(2+)/PMS体系对氨氮的去除效果增强;增加n(Fe~(2+))/n(PMS)可以促进体系对氨氮的去除;随着NH4+-N初始浓度升高,氨氮的去除率呈现下降趋势。当p H=3,PMS初始投量为0.22 mmol/L,n(Fe~(2+))/n(PMS)为1:1,NH4+-N初始浓度为0.044 mmol/L,反应60 min时,氨氮去除率达到最大,为88.27%。另一方面,分别向Fe~(2+)/PMS体系投加单宁酸、柠檬酸、抗坏血酸和草酸等供电子试剂,可以促进体系对氨氮的去除效果,其中单宁酸对其促进效果最佳,使氨氮去除率提高2.60%。Fe~(2+)向Fe3+转化的效率极高,约为91.8%。Fe~(2+)/PMS工艺去除氨氮符合拟一级动力学模型。     

颗粒赤泥吸附水中氨氮的实验研究

采用煅烧造粒方法制备了颗粒状赤泥吸附材料,用静态吸附法研究了颗粒赤泥对废水中氨氮的吸附性能,考察溶液初始p H值、氨氮浓度、反应时间等因素对吸附效果的影响,并分析赤泥颗粒对氨氮的吸附动力学特征。实验结果表明,碱性条件下赤泥颗粒对氨氮具有较好的吸附性能,当p H值为9时效果最佳,在180 min内可达到吸附平衡,并且随着温度的升高,赤泥颗粒对氨氮的平衡吸附量也有所提高。根据实验数据拟合吸附过程符合伪一级动力学模型和颗粒内扩散模型,温度为27℃和37℃时,赤泥颗粒的平衡吸附量分别为0.825 mg/g和0.866 mg/g,主要以物理吸附为主。     

离子交换法处理含氟氨氮硫酸根废水技术研究与应用

对钽铌湿法冶炼含氟氨氮硫酸根废水进行了离子交换试验研究。研究结果表明,通过吸附-淋洗-解吸,能实现NH+4、F-、SO2-4三者有效分离:通过吸附过程,能将NH+4与F-、SO2-4分离;通过淋洗过程,用一定浓度的H2SO4淋洗交换柱,能实现F-与SO2-4分离。工业应用表明:离子交换过程中产生的含低浓度NH3·H2O溶液、含低浓度HF溶液及含Na2SO4溶液分别用于蒸馏提浓、洗渣、多效蒸发生产Na2SO4。     

壳聚糖对Pb2+吸附性能研究

以壳聚糖为吸附剂,考察溶液pH值、Pb2+初始浓度等条件对壳聚糖吸附性能的影响,研究不同温度下壳聚糖对Pb2+的吸附等温线、热力学和动力学行为,并研究表观活化能.结果表明,当pH为5~6时,壳聚糖对Pb2+的吸附能力达到最大值;随着Pb2+初始浓度增加,平衡吸附量随之增加并达到最大值,此后基本不变;当温度在298~313 K变化时,平衡吸附量随Pb2+平衡浓度增大而增大,达到最大值后基本不变,吸附行为符合Langmuir方程;不同温度下的△G均小于零,且温度越高,△G越小,△H大于零,温度越高越有利于吸附;随着吸附时间延长,初始阶段吸附速率较快,此后逐渐下降,吸附动力学行为符合拟二级速率模型,吸附表观活化能为18.658 kJ/mol.     

铀在红壤实性成分上的吸附行为研究

通过制备红壤实性成分样品,研究铀在红壤实性成分上的吸附行为,讨论固液比、p H、接触时间、离子强度、腐殖酸、温度等条件对铀在红壤样品上吸附行为的影响。结果表明,吸附在4 h可达平衡;在p H8.5时,吸附率随p H的增大而增加;在p H8.5时,吸附百分率则出现递减。在p H6时,随腐殖酸浓度增加,红壤实性成分对铀的吸附增强;在p H6时,HA存在下,吸附率反而减少。以Freundlich吸附模型对吸附过程进行了描述,并绘制了不同温度下的吸附等温线,计算了相应的热力学函数。由热力学函数计算结果可知吸附是吸热且自发的过程。     

内循环三相流化床反应器处理味精废水的研究

研究以陶粒粒子为载体,采用快速排泥挂膜法,在内循环三相流化床反应器运行过程中逐渐加大进水量和进水浓度,使微生物适应高氨氮废水环境;研究了水力停留时间、NH4+-N浓度负荷冲击对NH4+-N去除率的影响.结果表明:内循环三相流化床可用于处理高NH4+-N废水;底物浓度越高水力停留时间越长;内循环三相流化床具有较好的抗负荷冲击能力,有利于解决实际废水水质不稳定难以达标排放的困难.     

化学沉淀法脱除焦化废水中的氨氮

研究了pH值、温度、化学试剂Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O的加入量等对焦化废水中氨氮脱除效果的影响。实验结果表明,当焦化废水中添加的Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O使NH4+∶Mg2+∶PO3-4的比率为1∶1∶1时,在pH=8～10的条件下,无论是均合池的生化进水还是混沉池的生化外排水,都可以将其氨氮含量脱除至10mg/L以下。     

复配表面活性剂对布敦岩沥青与水界面性质的影响

目的将两种表面活性剂复配,拟减少碱用量,研究表面活性剂在布敦岩沥青与水界面的吸附性能,为热碱水洗分离布敦岩沥青技术的应用提供指导.方法采用热碱水洗法分离天然沥青油,分析碱度、固液比、温度、吸附时间等条件对布敦岩沥青与水界面吸附性能的影响.结果复配表面活性剂质量分数为2%时,在p H值为8、固液比为1∶40、温度为75℃、吸附时间为90 min等条件下吸附效果较好.结论吸附动力学表明,p H值为8时吸附速率常数Ka比p H值为4时大,而吸附活化能Ea却比p H值为4时小,说明p H值为8时更利于反应的进行.吸附热力学表明,表面活性剂在布敦岩沥青与水界面的吸附过程是吸热、且自发的过程.红外光谱显示,表面活性剂在布敦岩沥青与水界面的吸附是物理吸附.     

化学沉淀法去除木薯制备酒精废水中氨氮的试验研究

针对NH_3-N质量浓度为500~900mg/L木薯制备酒精的废水,采用正交试验及单因素试验研究了用化学沉淀法去除废水中氨氮的工艺条件,结果表明:以MgCl_2·6H_2O和Na2HPO4·12H_2O为沉淀剂,在pH=9.0时废水溶液中PO_4~(3-)与Mg~(2+)和NH_4~+一起发生沉淀反应生成MgNH4PO4·6H_2O,从而达到去除废水中的氨氮的目的;影响废水中的氨氮去除率的因素依次为n(Mg~(2+):NH_4~+),反应时间,n(PO_4~(3-)∶NH_4~+)和pH值。最佳反应条件是当pH=9.0,n(Mg~(2+))∶n(NH_4~+)∶n(PO_4~(3-))=1.4∶1.0∶1.2,常温下反应30min,静置30min,该工艺条件下,对初始氨氮为644.5mg/L的木薯制备酒精的废水进行处理,其氨氮的去除率90%。     

兰坪低品位氧化锌矿NH_3-(NH_4)_2SO_4体系浸出

研究NH3-(NH4)2SO4体系pH、总氨浓度、液固比、温度、矿物粒径、搅拌速度等因素对兰坪低品位氧化锌矿中锌及主要杂质元素浸出行为的影响,并在较低pH和总氨浓度条件下,采用二段逆流浸出工艺对该矿进行处理。实验结果表明:pH、总氨浓度、液固比是影响锌及杂质浸出的主要因素,浸出液中硅、铁、镉、铅等杂质离子的含量都较低。在浸出剂总氨浓度为3 mol/L,pH为9.60,液固比为4,反应时间为4 h的条件下,通过二段逆流浸出工艺处理,锌的浸出率>90%,浸出液pH<9.0,能很好地满足萃取工序的处理要求。     

膨胀蛭石吸附氨氮的研究

研究了膨胀蛭石对氨氮的吸附容量及pH、温度、进水氨氮浓度和膨胀蛭石用量对氨氮去除率的影响.结果表明,膨胀蛭石对氨氮的饱和吸附量为17.32 mg.g-1;氨氮去除率在pH 4.0~7.0范围内大于65%;在进水氨氮浓度低于200 mg.L-1时,氨氮去除率随着进水氨氮浓度增加而增大,为膨胀蛭石作为一种新型填料提供了基础数据和理论依据.     

不同人工湿地填料对氨氮的吸附特性分析

采用等温吸附、吸附动力学实验分别研究了泥灰页岩、黑色页岩、蜂窝煤渣和河砂等不同填料对城市生活污水中氨氮的吸附特征.结果表明:4种不同填料对氨氮的吸附量均随着氨氮起始浓度的增加而增大,且各填料对氨氮的最大吸附量大小次序依次为蜂窝煤渣(1.02 mg/g)泥灰页岩(0.86 mg/g)黑色页岩(0.77 mg/g)河砂(0.74 mg/g).当进水中氨氮浓度低于50 mg/L时,氨氮去除率随着进水氨氮浓度的增加而增大,当进水中氨氮浓度大于50 mg/L时,氨氮去除率随进水氨氮浓度的增加逐渐降低.4种填料对氨氮的吸附是快速吸附、缓慢平衡的过程.研究表明,蜂窝煤渣更适合作为人工湿地污水去除氨氮的填料.     

羧酸型离子交换纤维吸附L-精氨酸

测定羧酸型离子交换纤维吸附L-精氨酸的动力学曲线和吸附等温线,详细考察温度、pH值、氯化铵和氯化钠浓度等因素对其吸附L-精氨酸的影响,结果表明,离子交换纤维吸附L-精氨酸20min后,基本上达到平衡,L-精氨酸在纤维上的吸附,可以用Langmuir方程来描述;温度对吸附影响很小,在实验pH范围内,随着pH升高吸附量增大,直到pH为9时达到最大;而当pH高于10后吸附量迅速下降．溶液中铵离子或钠离子浓度增大,L-精氨酸的吸附量迅速下降。     

茶渣对Ni(II)的吸附性能研究

研究了茶渣对Ni(Ⅱ)的吸附性能。分别考察了吸附时间、茶渣投加量、Ni(Ⅱ初始浓度、茶渣粒径、温度、pH值等因素对茶渣吸附Ni(Ⅱ)的影响。在吸附时间1 h、茶渣投加量1.2 g、Ni(Ⅱ)初始浓度200 mg/L、茶渣粒径60目、pH值11.2情况下,吸附率可达81%。表明了茶渣对Ni(Ⅱ)有较好的吸附性能。     

纳米四氧化三铁吸附水中汞离子的研究

以纳米Fe₃O₄颗粒作吸附剂,研究其用量、粒径、吸附温度以及pH值等因素对Hg²⁺吸附效果的影响,考察了纳米Fe₃O₄颗粒对水中Hg²⁺的吸附性能,并对吸附结果的重现性和吸附机理进行了研究。结果表明：纳米Fe₃O₄颗粒对水中Hg²⁺的吸附去除率随其用量的增加、粒径的减小而增大;对Hg²⁺吸附的最佳温度为19℃、最佳pH值为3.5,此pH值不需要经过酸或碱调节,便于控制;实验的重现性良好;纳米Fe₃O₄颗粒吸附水中Hg²⁺以物理吸附为主。纳米Fe₃O₄颗粒对Hg²⁺的吸附符合Freundlich吸附方程,显示了很强的纳米效应,是一种具有较好应用前景的Hg²⁺吸附剂。     

常温低基质下厌氧氨氧化反应器的影响因素研究

以上向流生物滤柱为反应器,实验室内氧化沟回流污泥为接种污泥,在常温低基质下成功启动了厌氧氨氧化反应器.在此基础上,研究了pH,亚硝酸盐氮与氨氮之比和HRT对厌氧氨氧化反应的影响.结果表明:厌氧氨氧化反应的最适pH值为6.7～8.7;亚硝酸盐氮与氨氮的最适比值为(1.35～1.37)∶1;厌氧氨氧化反应的临界HRT是2h,随着HRT的缩短,总氮的去除率迅速降低.     

原位制备磁性壳聚糖纳米粒子及其对Ag(I)的吸附性能

以壳聚糖、Fe2+/Fe3+盐为水相,环已烷/正已醇为油相,TritonX-100为乳化剂,通过在W/O微乳体系中加NaOH溶液沉淀剂,原位制备磁性壳聚糖纳米粒子(MCN),用于吸附Ag(I)。考察了pH值、Ag(I)浓度和温度对MCN吸附Ag(I)的影响。结果表明,MCN分散良好,粒径15～40nm,饱和磁化强度25.6emu·g-1,pH6.0时吸附最佳,Ag(I)吸附容量随温度升高而降低。吸附动力学符合拟二级方程,且为自发放热过程。吸附等温线分别用Langmuir,Freundich和D-R模型拟合,表明Langmuir模型拟合最好,为单分子层吸附,最大吸附容量2.06mmol/g。吸附活化能E为8.94～9.10kJ/mol,表明以化学吸附为主。     

纳米分子筛和硅藻土去除水中氨氮的比较研究

为了解纳米分子筛和硅藻土去除水中氨氮的可行性,分别进行了单独投加纳米分子筛和硅藻土去除水中氨氮的研究,而且考察了纳米分子筛和硅藻土复配去除氨氮的可行性,结果表明,单独投加纳米分子筛时,纳米分子筛对溶液中氨氮具有吸附速度快的特点,在吸附时间5 min时即可达吸附容量的90%,但存在着反应后溶液偏碱性,溶液浊度大幅度增高的现象,且反应后溶液pH值和溶液中浊度与纳米分子筛投加量间存在良好的函数关系;单独投加硅藻土时,硅藻土对溶液中氨氮几乎没有作用,反应前后溶液中氨氮质量浓度几乎没变,但投加硅藻土后溶液显酸性,而且硅藻土的沉降速度比较快;纳米分子筛和硅藻土复配后大大改善了溶液的pH环境,对氨氮的去除率明显高于单独投加纳米分子筛的去除率.