杭嘉湖流域某源头沟渠沉积物氮及磷的吸附

为揭示氮、磷在农业沟渠中的迁移转化机制,研究沟渠沉积物的吸附特性。通过吸附实验,研究氨氮和磷酸盐的吸附动力学及吸附等温线特征。结果表明,沉积物对氨氮和磷酸盐的吸附是一个复合动力学过程,主要吸附过程发生在0~5 h之内,氨氮、磷酸盐最大吸附速率分别为160 m g.k-g 1.-h 1和300m g.kg-1.-h 1;在实验浓度范围内,氨氮和磷酸盐的吸附等温线均呈良好线性变化;与同流域内湖泊河流相比,氮、磷在农田沟渠中并未大量累积;当pH在5~9之间变化时,pH值升高有利于沟渠沉积物对氨氮的吸附,而磷酸盐的吸附能力随pH值的降低而增强。     

黄河表层沉积物对磷的吸附与释放研究

研究了黄河内蒙古包头段和喇嘛湾段沉积物对磷的吸附与释放动力学及吸附等温线,探讨了影响沉积物吸附磷的因素.结果表明:(1)各沉积物对磷的吸附不仅与沉积物种类和粒径有关,还直接受沉积物含量和初始磷酸盐浓度的影响,但这些影响各不相同.各沉积物对磷酸盐的吸附与释放均主要在前8 h内完成,在前0.5 h内无论是对P的吸附速率,还是释放速率均最快,并逐渐达到吸附及释放平衡;(2)沉积物对磷的吸附等温线很好地符合线性方程,且等温线穿越浓度轴,存在负吸附,由此获得沉积物对磷的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值),分别为0.011 mg.L-1和0.022 mg.L-1.通过EPC0值判断,所研究区域沉积物表现为磷"源",有向上覆水释磷的趋势.     

辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的形态与释放特征

利用化学提取方法测定分析辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的质量比及形态,并在实验室条件下模拟研究沉积物中氨氮和可溶性磷酸盐的释放过程.结果表明:除杨木水库与支流条子河的沉积物中总磷和总氮质量比较高(1.09~3.00g/kg)外,其他干支流沉积物中的总磷和总氮质量比均较低(0.25~0.70g/kg);氨氮的质量比在杨木水库中下游的沉积物中相对较高(0.044~0.052g/kg);钙结合态磷、有机磷和残渣磷是总磷的主要存在形态,可交换态磷、铝结合态磷和铁结合态磷的质量比较低;酸性条件可促进沉积物释放氨氮和磷酸盐,碱性条件有利于沉积物释放氨氮;释放过程受微生物活动、pH值和溶解氧含量的影响.     

辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的形态与释放特征

利用化学提取方法测定分析辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的质量比及形态, 并在实验室条件下模拟研究沉积物中氨氮和可溶性磷酸盐的释放过程. 结果表明： 除杨木水库与支流条子河的沉积物中总磷和总氮质量比较高（1.09~3.00  g/kg）外, 其他干支流沉积物中的总磷和总氮质量比均较低（0.25~0.70 g/kg）; 氨氮的质量比在杨木水库中下游的沉积物中相对较高（0.044~0.052 g/kg）; 钙结合态磷、 有机磷和残渣磷是总磷的主要存在形态, 可交换态磷、 铝结合态磷和铁结合态磷的质量比较低; 酸性条件可促进沉积物释放氨氮和磷[JP2]酸盐, 碱性条件有利于沉积物释放氨氮; 释放过程受微生物活动、 pH值和溶解氧含量的影响.     

三种氟喹诺酮类抗生素在黄河沉积物中的吸附行为

采用批平衡法研究了3种氟喹诺酮类抗生素环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星在黄河沉积物上的吸附特性.结果表明:环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星在沉积物中的吸附均呈现先快速增长后缓慢平衡的趋势,吸附平衡时间皆为12 h,平衡吸附量分别为88.97、76.25、54.53 mg/kg.吸附数据与准二级动力学方程有较好的拟合,反应速率常数为11.59~225.70g/(mg·h).吸附等温线能较好地符合Henry方程和Freundlich方程,沉积物对环丙沙星和诺氟沙星的吸附能力较强,对恩诺沙星的吸附效果较差.     

镧基改性Fe_3O_4吸附废水中磷酸盐研究

使用镧基改性材料去除废水中磷酸盐已备受关注,然而,如何有效回收镧基吸附剂是有待解决的关键难题。本研究采用水热法合成磁性Fe_3O_4镧基改性复合材料,并以该复合材料作为吸附剂,深入研究了磷酸盐吸附动力学和等温吸附,以及竞争离子、溶液pH值对其吸附效果的影响。研究结果显示,该镧基改性复合材料在吸附磷酸盐120 min后即可达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型。吸附等温线可较好地为Langmuir模型所描述,当温度为25℃时,其最大磷吸附容量可达69.60 mg/g。溶液pH值对复合材料吸附能力有较大影响,在pH值为3～5范围内,其磷吸附能力最高。废水中常见的阴离子对磷酸盐的吸附影响可基本忽略,表明该复合材料对磷酸盐具有较好的选择性。     

厌氧氨氧化滤池中pH值与基质去除的相关性研究

以生物滤池为反应器,考察了厌氧氨氧化滤池的pH值与基质去除的变化规律.试验结果表明,pH值随滤层的加深而变化,在pH=7.58时,变化趋势较缓慢;pH>7.58时,pH值变化幅度较大,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除负荷较高,分别为0.97 kg/(m3·d)、1.06 kg/(m3·d);而pH<7.58时,pH值是先下降后上升,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除负荷较低,分别为0.56 kg/(m3·d)、0.73 kg/(m3·d).在pH=7.98时去除负荷达到最大,去除负荷分别为1.42 kg/(m3·d)、1.84 kg/(m3·d).     

泥沙质量浓度和pH对不同粒径泥沙吸附磷影响研究

以北京大兴南海子湖表层沉积物为研究对象,测试分析了粒径φ0.246mm、泥沙在含沙质量浓度为5、10、30、50g·L-1对磷的吸附过程,以及细砂(0.147～0.246 mm)、极细砂(0.074～0.147 mm)、粉粒(0.038 5～0.074 0mm)和粉粒粘粒混合物(≤0.038 5mm)4种粒径泥沙在不同pH值条件下对磷的吸附行为.研究结果表明:二级动力学方程能够比较理想地反映南海子泥沙对磷的吸附动力学过程(R20.98),吸附平衡时单位质量泥沙饱和吸附量由大到小排序为:粉粒黏粒混合物(0.107mg·g-1)、粉粒(0.096mg·g-1)、细砂(0.095mg·g-1)、极细砂(0.051mg·g-1)·pH值对极细砂、粉粒、粉粒黏粒混合物影响相似,pH值为4～10之间,吸附量变化不大,在pH10时,吸附量降低,pH4时,吸附量升高.在磷初始质量浓度ρ01.2mg·L-1时,随着泥沙质量浓度增大水溶液中磷吸附的绝对量升高,从最大吸附容量(Xm)来看,单位质量泥沙吸附磷量降低,泥沙之间对磷的吸附存在竞争且与磷初始质量浓度有关.     

天然沸石对雨水中氨氮的吸附性能

：以粒径为 1 ~1. 5 mm 和 2 ~4 mm 的细、粗两种天然斜发沸石为实验材料,进行氨氮吸附等温线实验和吸附动力学实验,探讨沸石对雨水中氨氮的吸附规律。结果表明,实验沸石对 NH+4的吸附等温线符合 Frundlich 公式,且细沸石和粗沸石对氨氮吸附量的极限值分别为 5. 83 mg/g 和 18. 375 mg/g;细沸石比粗沸石有更好的吸附效果;粗沸石对氨氮的吸附反应为一级反应,吸附速率常数为 0. 022 212 g. m 2. h 1。     

地下渗滤系统强化生活污水脱氮的生物基质研究

为强化污水地下渗滤系统(Subsurface wastewater infiltration system,SWIS)的脱氮效果,以活性污泥(d1.18mm)、炉渣(d=2~5mm)和草甸棕壤为主要组分,按体积比1∶8∶11配成一种生物基质,对比了该生物基质和草甸棕壤的理化性质、氨氮吸附能力、硝化及反硝化能力.结果表明:较草甸棕壤而言,生物基质具有适宜微生物生长的物理性质,氨化、硝化和反硝化菌群丰富;生物基质的理论最大氨氮吸附量为0.724mg/g,而草甸棕壤仅为0.403mg/g;生物基质的硝化强度由草甸棕壤的1.0mg/(kg·h)提高到4.2mg/(kg·h);反硝化强度从0.9mg/(kg·h)提高到2.9mg/(kg·h).相同进水水力负荷时,添加生物基质系统对氨氮和总氮的平均去除率比添加草甸棕壤的系统分别提高了15.7%和12.0%.     

一种铁-氮-碳材料的制备及其对磷的吸附效能研究

通过高温下在N_2中热解合成一种铁-氮-碳吸附材料,通过SEM、EDS、TEM和XRD等对其结构进行表征,试验了初始pH、投加量、吸附时间、温度和初始浓度等条件对吸附除磷效果的影响。结果表明,制备的材料在pH为1,温度25℃时,对磷的最大吸附容量可达3.47 mg·g~(-1)。吸附动力学符合准二级动力学方程,以单层的化学吸附为主,且材料对磷酸盐的吸附等温线符合Freundlich方程。该材料对富营养化水体磷吸附去除具有一定应用潜力。     

粉煤灰沸石颗粒滤柱去除氮和磷的动态运行

利用粉煤灰合成沸石,研究了其在去除污水中氨氮和磷酸盐方面的应用.结果表明,合成沸石对废水中的氨氮和磷酸盐具有显著的脱除效果.对氨氮和磷酸盐的吸附净化均随时间增加而变化,但均在24 h后基本达到平衡.随合成沸石投加量的增加,去除污水中氮、磷的效果越好,但在投加量为8 g·L-1 以上时去除率的增加明显放慢.合成沸石在pH为7～9时氨氮去除率最高,为60%以上,磷的去除相反,在pH为7～9时去除率最低,为85%左右.合成沸石对氨氮的吸附为放热反应,温度越高,氨氮去除率下降越明显;对磷的吸附为吸热反应,温度升高对合成沸石除磷有利.     

碳氮比改变对崇明东滩湿地反硝化与硝态氮氨化的影响

【目的】分析自然和人为活动加速影响下沿海湿地土壤碳氮比变化对硝态氮还原过程的影响。【方法】以崇明东滩典型滨海湿地为例,采集4种不同覆被类型下沉积物样品,添加C₆H₁₂O₆或KNO₃溶液,使沉积物有机碳与硝态氮比例($C/NO_3^--N$)增大30%和减小30%,借助 ¹⁵N同位素稀释技术,研究反硝化(Den)与硝态氮氨化(DNRA)的变化特征。【结果】$C/NO_3^--N$的升高或降低均引起芦苇和互花米草覆被下沉积物Den和DNRA速率的显著下降(P<0.05)。芦苇覆被下Den速率从原土的10.1 μg/(kg·h)降至1.0~3.1 μg /(kg·h),互花米草覆被下Den速率从原土的3.4 μg /(kg·h)降至0.3~0.4 μg /(kg·h)。相比较而言,芦苇植被下DNRA速率从原土的21.9 μg /(kg·h)降至12.7~14.5 μg /(kg·h),互花米草覆被下从原土的42.6 μg /(kg·h)降至3.1~5.8 μg /(kg·h)。【结论】4种覆被下沉积物DNRA/Den值均大于1,表明DNRA是湿地硝态氮还原的主要途径。与$C/NO_3^--N$减小相比,$C/NO_3^--N$增大使$NO_3^--N$的还原更趋向DNRA过程。崇明东滩湿地$C/NO_3^--N$的波动(±30%)可能并不会导致沉积物N₂O排放的显著增加。     

多因子对墨吉明对虾氮磷代谢的影响

对不同条件下的墨吉明对虾氮磷代谢进行了相关实验。实验结果表明:温度、体质量、盐度、p H、摄食状态和光照条件都对墨吉明对虾磷、硝酸氮、亚硝酸氮和氨氮代谢影响显著。在20~30℃范围内,随温度升高,墨吉明对虾磷、亚硝酸氮、氨氮代谢率均显著升高;硝酸氮代谢率在25℃条件下最大;磷、亚硝酸氮、硝酸氮代谢率随体质量增加而减慢,氨氮代谢加快;盐度在10~30范围内,随盐度升高,磷、亚硝酸氮代谢率提高,硝酸氮、氨氮代谢率下降;p H在7.5~9.0范围内,随p H值升高,磷代谢水平明显下降,氨氮代谢率显著升高,亚硝酸氮代谢率在p H 8.5时出现最大值(0.451±0.039)μg/(g·h);硝酸氮代谢率在p H 8.0时有最小值(1.364±0.028)μg/(g·h);饱食状态下墨吉明对虾磷、硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮代谢率相对于饥饿组分别提高了33.85%、68.07%、233.81%、72.22%;正常光照条件下墨吉明对虾磷、硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮代谢率相对于遮光组分别提高了130.79%、37.58%、120.23%、103.93%。     

沸石复合颗粒材料的制备方法优选及其脱氮除磷性能研究

开发一种具备氮、磷双重吸附能力的富营养化水体修复材料,以沸石为原料,将天然沸石碱洗后与Ca(OH)₂、膨润土进行混合,再通过调整混料比例、煅烧温度、煅烧时间、升温速率等过程,筛选出既具有脱氮、除磷能力,又具有一定机械强度的复合颗粒材料. 结果表明:复合颗粒材料最佳制备条件为沸石、Ca(OH)₂、膨润土混料质量比20︰1︰2,煅烧温度504 ℃,煅烧时间1.2 h,升温速率5.6 ℃·min?1. 通过单因素实验和相关性分析表明,各因素对材料磷酸盐吸附量、氨氮吸附量、散失率均有不同程度的影响,其中Ca(OH)₂与磷酸盐、氨氮吸附量均具有显著相关性. 当初始氮、磷质量浓度为25 mg·L?1时,新型复合材料对磷酸盐和氨氮理论吸附量分别为4.39、4.01 mg·g?1,去除率分别可达到87.7%和80.1%,散失率为11.4%.      

内蒙古部分河段表层沉积物对氨氮的吸附/解吸行为研究

通过实验室模拟的方法研究了老哈河、霍林河和乌梁素海(入湖口和湖中)的沉积物对NH~+_4-N的吸附特征.结果显示:(1)沉积物吸附氨氮的过程可以用Lagergren准二级吸附动力学方程描述,拟合得出平衡时最大吸附量为23.64 mg/kg;(2) Langmuir等温方程拟合的吸附等温线表明沉积物吸附NH~+_4-N的最大吸附容量范围是1428.75～3333.33 mg/kg,属于单分子层吸附.吸水过程及表面形貌可能对NH~+_4-N的吸附能力有影响.Freundlich吸附等温模型拟合得出常数0.8206(1/n)1.1100,说明沉积物对NH~+_4-N的吸附过程均易于进行;(3)采样点的吸附解吸平衡浓度均大于水体中的NH~+_4-N浓度,为"氮源",且对氨氮的吸附均属于不可逆反应.     

斜发沸石深度处理氨氮废水及其再生

分别用粉末状沸石和颗粒状沸石在静态和动态条件下吸附处理废水中的氨氮,进行沸石吸附氨氮的吸附等温线、吸附动力学、动态吸附及再生实验。结果表明:Freundlich方程和Langmuir方程均能描述沸石对氨氮的吸附行为,但Langmuir方程的拟合相关性优于Freundlich方程;用假二级方程能很好地拟合沸石吸附氨氮的吸附动力学实验数据;在其他实验条件相同的条件下,粒径为0.8~1 mm的沸石去除氨氮效果明显优于粒径为3~5 mm和1~2 mm的沸石,同一粒径的沸石在废水流速为4 m/h时吸附效果最好;当沸石质量为35 g时,以0.9 mol/L NaCl做再生液,再生时间5 h,再生液用量为0.7 L的条件下,沸石经5次再生后仍具有较好的吸附效果。     

香溪河库湾沉积物及库岸土壤对磷的吸附特征

采集香溪河沉积物及库岸土壤,进行磷的吸附动力学实验和等温吸附实验,研究吸附特性.结果表明准二级动力学模型为描述香溪河土壤磷吸附的最优方程(R2:0.997 9~0.999 8);垂直方向上,沉积物对磷的吸附能力较库岸土壤更强;时间上,夏季沉积物对磷的最大吸附量为273.16mg/kg,秋季最大吸附量为415.31mg/kg,夏季沉积物对磷的吸附能力较秋季弱.根据Langmuir模型对等温吸附线性拟合得到的最大吸附量(Q_(max))、平衡吸附系数(KL)和最大缓冲容量(MBC)空间差异较大,Q_(max)所得规律与等温吸附线实际规律一致;Q_(max)、KL和MBC均表现为秋季吸附量大于夏季吸附量.沉积物的本底吸附态磷NAP和沉积物对磷的吸附解吸平衡浓度EPC0高于消落带及上缘土壤,其磷释放风险更大;沉积物EPC0浓度高于上覆水P浓度,香溪河沉积物表现为"源".     

长江口泥沙与沉积物对磷酸盐的吸附和解吸研究

在长江口河段布点采样、实验室分析的基础上，从动力学、磷的等温吸附、pH值、盐度和泥沙含量对磷酸盐的吸附和解吸的影响诸方面，对长江口泥沙和沉积物对磷酸盐的吸附和解吸进行分析研究，确定了相应的关系式及变化规律，并计算得到磷酸盐的吸附-解吸平衡时间、泥沙的饱和吸附量、解吸量及细颗粒泥沙对磷的表观等量吸附热。实验分析结果有助于长江口及临近海域富营养问题的研究，对长江口水质管理、污染控制具有指导意义。     

三种人工湿地基质吸附氮磷的基础实验研究

选用广西平果某铝厂三种废渣作为基质材料进行磷素和氮素等温吸附实验和动力学实验研究,结果表明:当氮溶液浓度和磷溶液浓度分别为5～500 mg/L时,磷素和氮素的理论最大吸附量均为1#废渣,分别达到9 240 mg/kg和6 062 mg/kg.动力学实验表明在当磷溶液浓度为5 mg/L时,三种废渣中对磷的吸附去除率以1#废渣最大达到了96%;当初始氮溶液浓度为50 mg/L时,以2#废渣的吸附去除率最大, 为52%. 相比之下,对氮素的实际吸附容量和去除率都没有达到磷素的水平.