高钙粉煤灰陶粒对人工湿地强化除磷机制

为强化人工湿地除磷能力和扩大固体废弃物粉煤灰的利用,选择对磷吸附容量高的高钙粉煤灰陶粒作为人工湿地基质,考察除磷特性,探讨除磷机制.实验结果表明:高钙粉煤灰陶粒具有其巨大的比表面积和孔隙率,相对于传统基质具有较大的磷吸附容量,磷去除率可达90％,出水TP和PO43-质量浓度分别低于0.40 mg/L和0.22mg/L;粉煤灰陶粒吸附Ca-P达到总吸附磷量的90％,强化除磷的机制是陶粒内部的钙元素与水中的磷发生化学反应,造成磷在陶粒表面的沉积,进而达到从水中分离的目的,微生物分解和植物的进一步吸收能维持该过程的可持续性.     

多孔陶粒结晶床除磷试验研究

实验以多孔陶粒为载体，在一定条件下，利用非均相及二次成核作用在陶粒表面沉积一层羟基磷酸钙晶体，从而培养出初级晶种．实验将粒径为1．25mm多孔陶粒与石英砂相对比，结果表明采用多孔陶粒作载体形成结晶体效果较好．用该晶种的连续流固定床除磷，获得令人满意的效果．当原水含磷质量浓度在2～5mg/L范围内时，空床线速不大于2．5m/h，水力停留时间不小千12min时, 脱磷固定床除磷率较高且稳定，磷去除率可达90％以上．     

陶粒的FeCl3负载改性及对重金属的吸附行为

为提高多孔陶粒在高重金属离子含量环境中的吸附容量和稳定性,采用焙烧法对多孔陶粒负载改性,研究了陶粒在FeCl_3溶液中的浸渍次数、FeCl_3溶液浓度及焙烧温度对陶粒表面形貌和重金属离子去除率的影响,确定了负载制备改性陶粒的最优工艺参数:FeCl_3溶液浸渍3次、FeCl_3溶液浓度为1.5mol/L、焙烧温度为650℃.在高重金属离子含量条件下,改性前后陶粒对Cu~(2+)的吸附量由0.188mg/g增加至0.897mg/g,Cu~(2+)浸出率由3.52%降低至0.96%;改性陶粒对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的去除率分别为15.0%、22.4%、50.1%,较未改性时分别提高了6.7倍、7.9倍和8.7倍.     

钢渣滤料的制备及其吸附除磷性能

将转炉渣破碎、筛分后与粘结剂和造孔剂混合,制备钢渣滤料,并考察其除磷性能。结果表明,制备钢渣滤料的最佳原料配比为钢渣：粘土：淀粉=5：2：1,最佳烧结条件为1100℃,30min;对含磷2～25mg／L的水样,达到吸附平衡的时间随着浓度的升高而延长,反应2h可保证达到吸附平衡;对pH为3—7的废水均具有理想的吸附效果,对碱性废水的吸附效果下降;不同温度条件下钢渣滤料对磷的吸附过程属于单分子层吸附,以化学吸附为主,符合Langmuir模型（线性相关系数R2〉0．98）;且最大吸附量随着温度的上升而增加,升温有利于吸附进行;通过破碎和重新造粒,可有效提高钢渣的除磷效果。     

负载氢氧化镧的膨胀石墨除磷剂的制备、性能及再生

采用浸渍法成功制备了负载LaOH 的膨胀石墨除磷剂(expanded graphite-LaOH, EG-LaOH), 探讨了制备过程中的最优工艺条件, 考察了初始磷浓度、投加量、干扰离子和再生对吸附剂除磷性能的影响. 制备EG-LaOH 的最优工艺条件如下: 镧浓度为0.10 mol/L, 浸渍时间为40 min. 随着初始磷浓度的增加, EG-LaOH 的除磷吸附容量逐渐增大, 继而保持恒定. 随着吸附剂投加量的增加, 其除磷吸附容量逐渐降低. 溶液中F⁻, Cl⁻的存在对该吸附剂的除磷效果有一定的干扰. 该吸附剂在25 和90 ℃下再生一次后, 其除磷吸附容量分别为9.48 和14.40 mg/g.     

具有pH自调节能力的陶粒在污水除铜中的应用

重金属污水对生态环境和人类健康构成了严重威胁,其中含铜污水因污染严重、回收价值高而受到重视。以造纸白泥和粉煤灰为主要原料,经高温固相反应制备具有pH自调节能力的陶粒,将其作为吸附剂用于含铜污水的处理。采用静态吸附法及单因素变量法,分析原料配比、Cu~(2+)初始质量浓度、吸附时间、初始pH对吸附效果的影响;结合XRD、SEM及EDS探究陶粒的除铜机制。结果表明:陶粒的主要矿物相为钙长石、钙铝黄长石和硅灰石;在水溶液中部分矿物相发生非全等水解,从而自主释放OH~-形成碱性氛围;在污水除铜时,Cu~(2+)形成氢氧化物沉淀并被陶粒吸附。当初始Cu~(2+)溶液为20 mg/L、陶粒投加量为4 g/200 mL时,含铜污水经静态吸附10 h后,剩余Cu~(2+)质量浓度为0.36 mg/L,Cu~(2+)去除率达98.2%,吸附容量达0.998 6 mg/g。除铜后污水符合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中的一级标准0.5 mg/L。     

镧铁复合吸附剂的制备及除磷性能

采用液相沉积法制备了复合除磷吸附剂——镧铁活性炭纤维(LaFe-activated carbon fiber, LaFe-ACF), 讨论了铁镧摩尔比、金属离子总浓度单因素对制备材料的影响. 结果表明, 制备LaFe-ACF 的最佳铁镧摩尔比为3∶7,最佳金属离子溶液浓度为0.15 mol/L. 分别采用静态法和动态法考察了LaFe-ACF的吸附除磷性能. LaFe-ACF 的静态吸附结果表明, Langmuir吸附等温线能很好地描述吸附过程, 说明LaFe-ACF除磷是单分子层吸附过程, 且其最大吸附量计算值为29.44 mg/g.     

高炉炉渣复合陶粒对Ni2 的吸附平衡及动力学研究

以高炉炉渣、污泥和黏土为原料制作复合陶粒,研究了复合陶粒对Ni2 的吸附平衡模型及吸附动力学等内容。结果表明,Langmuir方程与Freundlich方程均能较好描述高炉炉渣复合陶粒吸附Ni2 的吸附行为,但前者相对于后者具有更好的拟合性;复合陶粒吸附Ni2 动力学既符合准一级速率方程又符合准二级速率方程,且后者符合性更好;当溶液初始浓度为5mg/L与10 mg/L时,内扩散过程是陶粒吸附Ni2 的控制步骤,而浓度为15mg/L与20 mg/L时,内扩散过程不是其控制步骤。     

灰漠土人工湿地基质对磷的吸附性能研究

研究了灰漠土作为人工湿地基质对磷的吸附性能,并与炉渣基质进行了对比试验。结果表明,灰漠土具有比炉渣更快的吸附速度,当吸附磷溶液初始质量浓度为10mg/L时,灰漠土和炉渣对磷的最大吸附量分别为92mg/kg和78mg/kg,并且两者对pH影响与离子干扰影响的响应均表现出相似的变化规律。灰漠土在西北干旱地区广泛存在,因此,可以完全替代炉渣作为人工湿地的除磷基质。     

COD进水浓度对SBMBBR脱氮除磷效果影响

研究了序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)中COD进水浓度对同步脱氮除磷效果的影响.维持进水PO3-4-P浓度为10 mg/L、NH3-N浓度为40 mg/L左右,COD浓度为200～800 mg/L,研究了反应器的脱氮除磷效果.结果表明:厌氧释磷量在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为61.2 mg/L;之后,增加COD进水浓度不利于磷的释放.在厌氧段初期,TN便有超过30%的损失,可能是因生物吸附造成的.好氧时TN和磷均损失较大,说明在生物膜上很可能发生了同时硝化反硝化和反硝化聚磷.一定范围的COD浓度能促进TN的去除.TN去除率在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为87.8%,氮磷的去除与生物膜的生物量和生物膜厚度密切相关.     

氨基化MCM-41介孔分子筛改性超滤膜去除水中Cr（VI）的研究

采用氨基化MCM-41介孔分子筛（NH2-MCM-41）接枝改性聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜,并用于水中重金属Cr（VI）的去除。NH2-MCM-41成功接枝于超滤膜表面,并在表面形成均匀的亲水层,显著提高了膜的抗污染性能,过水通量衰减率从51.4%降低到了24.8%。在pH值3.5,初始浓度20 mg/L时,改性超滤膜对Cr（VI）的吸附可以在5 min达到快速平衡,吸附容量达到2.8 mg/g。超滤实验表明,NH2-MCM-41改性超滤膜对低浓度Cr（VI）进水可以实现进一步净化,在超滤运行时长达到11 h,出水Cr（VI）浓度始终维持在0.5 mg/L以下。因此,本研究通过在膜表面接枝氨基化的MCM-41分子筛,可以有效提升膜的抗污染能力和对重金属的去除能力。     

石膏基陶粒吸附石蜡复合储能材料制备及性能

采用常温相变储能石蜡作为复合相变材料的储能介质,以多孔陶粒作为吸附载体,再通过海藻酸钠反应包封陶粒,复合制成热稳定性能良好、便于在建筑结构上应用、成本低廉的颗粒型相变储能材料.将该种复合的相变储热材料加入到石膏中,能明显提高石膏板的储能密度,延长储能材料的储热时间,同时明显降低石膏的水化热峰值温度并延缓其出现时间,对石膏水化过程温度峰值的控制有良好效果.     

焙烧态镁铝水滑石去除水中磷酸根的研究

采用液相双滴共沉淀法制备镁铝水滑石,在350℃下焙烧成为焙烧态水滑石(CHTlc-350)样品。采用XRD、FT—IR对样品进行分析,研究了CHTlc-350对磷酸根的吸附特性;探讨了时间、pH、吸附剂投加量对吸附磷酸根性能的影响。结果表明,当初始pH为5,吸附剂与溶液接触24 h时,CHTlc-350对磷酸根的吸附效果最佳。CHTlc-350对磷酸根的吸附符合Langmuir吸附等温线和伪二级动力学模型;其最大理论吸附量达到90.09 mg/g。CHTlc-350可有效去除废水中的磷酸根,磷浓度为40 mg/L,吸附剂浓度为1.0 g/L时,其去除率可达99.44%。     

改性河砂过滤处理高锰地下水

 以改性河砂为除锰滤料,对模拟地下水进行过滤处理,研究了水力停留时间、pH值、溶解氧含量、Mn²⁺质量浓度等对除锰效率的影响。结果表明,水力停留时间为24min、溶解氧为7mg／L、中性及弱碱性、原水Mn²⁺质量浓度不大于2mg／L等条件下,改性河砂过滤可使出水Mn²⁺质量浓度持续稳定在0.1mg／L以下,符合国家饮用水标准。通过对改性河砂表面滤膜的电镜扫描和X射线能谱分析,初步确定了改性河砂表面滤膜对除锰发挥了重要作用,主要机理为吸附和自催化作用。     

一株堆肥高效解磷菌的筛选、鉴定及其溶磷特性

磷是植物必需的营养元素之一,但大多数耕地土壤中磷素易与Fe、Ca和Al等结合成无效态磷,植物难以直接吸收利用。解磷微生物可活化难溶性磷,将其接种于堆肥,有助于提高堆肥产品磷素植物可利用程度。从鸡粪好氧堆肥中筛选获得高效解磷细菌,为生物强化富磷堆肥的制备提供菌种。利用NBRIY培养基初筛获得解磷菌,利用PVK培养基复筛获得高效解磷菌株,对其进行16S rDNA分子生物学鉴定,并研究不同碳源、氮源、初始pH、难溶性磷种类、难溶性磷添加量、可溶性磷浓度对菌株溶磷能力的影响。初筛获得7株解磷细菌,分别命名为PSB1~PSB7;复筛后,PSB6的溶磷量最大(126.37 mg/L);其余菌株的溶磷量在50.12~109.56 mg/L之间。PSB6经16S rDNA初步鉴定为Bacillus sp.(MW513386)。PSB6最适碳源为葡萄糖、最适N源为硫酸铵、最适生长初始pH为7.0,不同难溶性磷中,PSB6对磷酸三钙溶解效果最好,溶磷量为126.37 mg/L。当磷酸三钙添加量为2.5 g/L时,具有最大溶磷量170.5 mg/L。当培养液初始可溶性磷浓度为1 mmol/L,PSB6的溶磷量达到200.2 mg/L;培养液初始可溶性磷浓度超过10 mmol/L时,菌株不发挥解磷效果。解磷菌PSB6对磷酸三钙具有良好的溶磷能力,可应用于生物强化富磷堆肥的制备。     

钢渣滤料对磷的吸附动力学和热力学

以钢渣为主要原料,添加少量粘土和造孔剂制备钢渣滤料。通过批次吸附实验,研究了钢渣滤料对废水中磷的吸附特性。结果表明,不同温度条件下钢渣滤料对磷的吸附过程均符合准二级反应动力学方程,反应的活化能〉40kJ／mol。等温吸附过程符合Langmuir方程,在20℃、30℃和40℃时的最大吸附量分别为1．166、1．826和2．422mg／g。热力学参数△G^0、△H^0和△S^0表明,该过程是自发、吸热、熵增型反应,且磷的吸附以化学吸附为主。     

河砂对径流污染物吸附效果试验研究

河砂是透水铺装、生物滞留池及树池等海绵城市建设用设施的主要原材料之一,对其吸附去除径流污染物的效果进行了试验研究。结果表明,随着污染物初始浓度的增加,河砂对COD、TN、TP、Cu的吸附量均呈现先增加后趋于平稳的趋势。当初始溶液浓度达到160 mg/L以上时,河砂对COD、TN、Cu的最大吸附量分别保持在1.83、1.19、1.22 mg/g左右,当初始溶液浓度达到80 mg/L以上时,河砂对TP的最大吸附量维持在0.50 mg/g左右。同时在去除率方面,河砂对小于20 mg/L的低浓度TN、TP的去除效果较好;当初始溶液浓度为100 mg/L时,河砂对COD的最高去除率为74%;不同初始溶液浓度下河砂对铜的去除率在77%~98%之间。结果表明,河砂对径流污染物均具有一定的吸附效果,尤其对重金属Cu的吸附去除效果最佳。这为进一步推广应用涉及以砂为原材料的海绵城市相关技术及设施提供了技术支持。     

石墨烯气凝胶对四溴双酚A的吸附研究

为了解决石墨烯吸附剂在水中易团聚、流失及难以回收利用的问题,以NaHSO3为还原剂,通过化学还原自组装的方法制备了石墨烯气凝胶吸附剂（S-RGA）. 采用SEM和BET对S-RGA和其孔径进行了表征,结果表明S-RGA是具有细密均匀多孔的块状结构体,比表面积达到98.37m2/g,平均孔径为7.48 nm. S-RGA对四溴双酚A（TBBPA）的吸附研究结果表明,S-RGA对TBBPA有较高的吸附容量和较好的重复利用率,在初始TBBPA质量浓度为0.25 mg/L时,随吸附剂的量增加,S-RGA的吸附容量先增加后减少,当吸附剂的量为15 mg/L时,达到最大吸附效率;当溶液pH＞7,随着pH的增大,由于S-RGA与TBBPA之间的静电斥力作用,其吸附容量随之减少;S-RGA对 TBBPA的吸附也受离子强度影响,随着离子强度的增大,其吸附容量呈现先减少后增加的趋势. S-RGA对TBBPA吸附过程符合准二级动力学和Freundlich吸附等温线,经过5次循环吸附试验,S-RGA对TBBPA吸附容量仅损失6.83%.     

土霉素菌渣活性炭吸附处理低浓度含铬废水

采用活化法制备土霉素菌渣活性炭(菌渣炭),并用于处理低浓度含铬废水。经过组分测定可以看出土霉素菌渣含有较高的挥发分,灰分含量较低;元素分析中C、O元素的含量较高,表明土霉素菌渣含有大量的有机物和菌体蛋白;BET测得菌渣炭的比表面积、孔容和孔径都较大,通过扫描电镜可观察出菌渣炭具有较多的微孔和中孔,有利于对Cr(VI)定的吸附。通过单因素实验确定在初始Cr(VI)浓度为2mg/L时菌渣炭对Cr(VI)的最佳吸附pH、吸附剂投加量、吸附时间分别为4、0.5g/L、 50min, Cr(VI)的最高去除率为96.2%。热力学和动力学分析结果表明菌渣炭对Cr(VI)的吸附符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型。菌渣炭的饱和吸附量为17.93 mg/g,对Cr(VI)的吸附速率与吸附剂上未被占据的吸附位点的平方成正比。用1mol/L的HCl对菌渣炭进行洗脱再生,经过4次循环实验Cr(VI)的去除率为77.1%,剩余溶液中Cr(VI)浓度为0.459 mg/L,满足污水综合排放标准0.5 mg/L,菌渣炭的饱和吸附量为2.018 mg/g,表明菌渣炭的再生性能良好。