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。     

火山渣作为人工湿地基质除磷效果的比较研究

对火山渣、砾石、麦饭石等人工湿地基质材料的除磷性能进行了比较研究.结果表明:火山渣的磷吸附功能强于其他两种基质,但随着粒径的增大,吸附能力减弱;3~5和8~10mm粒径的火山渣对磷的去除率分别为76.54%和38.10%,而砾石和麦饭石则几乎没有去除效果,去除率仅为3.34%和1.13%.对火山渣的功能强化方法进行的研究发现,酸浸泡可以有效提高火山渣对磷的去除能力,并且随着盐酸处理浓度的增大,基质对磷的去除作用逐渐增强;5mol/L HCl处理后的基质对质量浓度为5mg/L的磷的去除率达到了99%以上,能够实现对磷污染的深度处理.研究结果对于人工湿地基质的筛选、功能强化及高效除磷提供了科学依据.     

基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究

构建了粉煤灰+石灰石混合基质床人工湿地处理养殖废水,并与石灰石单一基质床相比较,结果表明,粉煤灰是一种磷吸附能力很强的基质,在人工湿地中填充粉煤灰和石灰石组成的混合基质可以明显提高磷去除效率,而且粉煤灰还可以作为碱源供应碱而有利于氮的去除;磷素在人工湿地中的主要去除机理是基质吸附,因此加大基质填充深度增加基质填充量可以明显提高磷的去除;而氨氮的主要去除机理为硝化/反硝化反应,湿地内部溶解氧是限制其去除的关键因素,因此增加基质填充高度虽然能增强反硝化作用,但不能增加复氧而强化硝化作用,故对氨氮的去除影响很小。     

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。     

人工湿地不同的水流方式和基质对氮和磷的净化的比较

比较了在两种污水浓度下,人工湿地选用不同基质和水流方式时的处理效果,旨在通过试验,找到处理污水的最佳基质和水流方式.结果表明,对于高浓度污水,将陶粒和蛭石结合作为人工湿地基质,对总氮和COD的处理效果较好;水流方式采用表面流和垂直流串联搭配时,污水处理负荷较大,出水水质高.对于低浓度污水,选用陶粒和腐殖质作为基质,出水水质较好.人工湿地基质是影响磷的处理效果的主要因素,选用富含氧化铁的炉渣作为基质时处理效果最好,通过合理的操作方式可以最终从污水中除磷.     

热改性砂对水中磷的吸附研究

通过小试振荡实验,研究了经573℃热改性的颗粒状石英砂(热改性砂)对水中低浓度磷的吸附效果.对原砂和热改性砂的XRD图谱分析,验证了石英砂的同质异晶转变.研究结果表明,实验时段内热改性砂对水中低浓度磷(1mg/L)的去除率达到99%,磷吸附动力学和等温吸附实验结果可分别由准二级反应动力学模型和Langmuir吸附等温线非线性模拟,相关系数R2均大于0.95.25℃时,热改性砂最大吸附容量(qm)为0.71 mg/g(磷/吸附剂),D-R吸附模型计算的吸附平均自由能E=7.21kJ/mol,物理吸附为优势吸附行为.热改性颗粒状石英砂吸附除磷实现了不引入二次污染的除磷过程,拓宽了颗粒状石英砂在水处理中的应用,为再生水中磷的去除提供了理论支持.     

5种人工湿地基质对磷的吸附特性研究

吸附和沉淀作用是基质除磷的主要方式。文章选取陶粒、火山岩、砾石、麦饭石和钢渣为对象,通过静态吸附实验研究它们对磷的吸附能力和影响去除效率的因素。结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程均能合理地描述各基质的等温吸附特性。30℃时Langmuir方程中表征理论饱和吸附量的G0由大到小依次为钢渣>陶粒>火山岩>麦饭石>砾石,Freundlich方程中反应吸附能力的k由大到小的规律同G0一致,表明富含Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al 3+的基质吸附能力强。随着温度的升高,各基质对磷的吸附能力和去除效率均增加。pH值对各基质除磷效率的影响各异,因为pH值对人工湿地系统的影响体现在多方面,具体表现取决于哪方面是控制因素。陶粒对pH值的缓冲性能最好,钢渣系统的出水pH值偏碱,需要进行调节。除砾石外各基质在风干后对磷的去除效率均得到一定程度的恢复,说明干湿交替是有效的基质强化和再生的方式。用钢渣作为载体,水泥和陶粒做成浆体的基质复配方法行之有效,既保证了去除效率,又降低了出水pH值。     

TBX 多孔陶粒滤料制备及废水吸附除磷试验研究

提供微碱性氛围和足够的钙离子浓度是实现高效吸附除磷的重要条件。以白色硅酸钙水泥、硬硅钙石、粉煤灰、黏土和氧化钙等为主要原料, 经水热反应和高温蒸汽养护制备了TBX 多孔陶粒滤料。通过考察试验材料的钙离子浸出速度和浸出液 pH 值变化过程, 确定了高效吸磷滤料的制备工艺。应用制备滤料处理低浓度含磷废水的试验结果显示:在投加量质量分数为 1% , 磷酸盐溶液浓度为10 mg/ L, 吸附 2 小时后, 残 留液磷含量可达0.2mg/L以下, 远低于城镇污水处理厂综合排放一级 A 标准。由于高效吸附除磷特性和低廉造价, 在城市污水除磷和富营养化水体修复领域, TBX 多孔陶粒滤料将有着 良好的工程应用前景。     

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.     

5种改性硅酸盐填料对磷的吸附性研究

对沸石、膨胀蛭石、瓷砂陶粒、页岩陶粒和黏土陶粒5种硅酸盐填料改性前后对水中磷的吸附性进行了研究,并分析了硅酸盐填料投加量、吸附时间和pH等因素对磷去除率的影响.结果表明:改性前,膨胀蛭石对磷的吸附性最好,瓷砂陶粒次之,黏土陶粒、页岩陶粒和沸石较差.经过镁盐和铝盐改性后,改性膨胀蛭石除磷效果最好,其最佳使用条件为:填料用量10 g/L,pH 5～9,吸附时间60 min,此时磷去除率可达97%以上.