水合氧化镧吸附除磷的试验研究

以开发新型高效除磷吸附剂材料为目的,以金属水合氧化物MeH(metal hydrate)为试验对象,对所选材料进行了吸附除磷性能评价.通过对多种水合金属氧化物吸附除磷性能的比较研究,发现水合氧化镧LaH(lan-thanum hydrate)具有优异的除磷吸附容量,其吸附容量大约为参照物粉末活性氧化铝的十几倍.该吸附剂的吸附容量随pH值变化显著,在pH=3附近达最大值;吸附等温线较符合Langmuir方程;进行了抗无机阴离子干扰能力测试,给出了干扰离子的影响顺序;该吸附剂对正磷酸根的去除性能优越,但对聚磷酸根的去除效果不理想.试验结果表明,水合氧化镧在平衡吸附容量、pH适应范围等方面与参照物活性氧化铝相比较,具有优异的性能.     

镧改性吸附剂废水除磷技术研究进展

磷是水体富营养化的重要限制性因子,也是废水中难以去除的物质。当前世界水体富营养化形势十分严峻,部分地区出现的水质性缺水已经影响到人们的生活和健康。随着社会对水体富营养化的关注不断提高和国家对水体富营养化的治理不断加强,排放废水中的磷含量控制越来越严格。因此,寻找高效、廉价、可行的废水除磷方法显得尤为重要。镧改性吸附剂除磷在费用投入和除磷效果等方面都具有明显优势,应用前景十分广阔。为进一步促进镧改性吸附剂除磷研究的深入开展,文章综述了镧改性吸附剂除磷的原理、常用镧改性吸附剂的种类及其研究现状、镧改性吸附剂除磷的影响因素等,展望了镧改性吸附剂除磷的应用前景,并指出了镧改性吸附剂除磷的不足和今后需要重点研究的方向。     

复合吸附材料TLA的制备及其砷氟共除性能的研究

以硫酸钛、硝酸镧和活性炭为原料,制备了新型的TLA复合吸附剂.比较了TLA和活性氧化铝除砷除氟吸附等温线、吸附动力学和pH对除砷除氟效果的影响;通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对吸附剂进行了表征,并对吸附机理进行了探讨.结果表明,TLA对砷氟的吸附容量显著优于活性氧化铝.在pH为7,砷氟单独存在时,TLA对砷和氟的Langmuir吸附容量分别是30.3mg.g-1和27.8mg.g-1;当砷氟共存时,TLA对砷和氟的Langmuir吸附容量分别是25.1mg.g-1和17.0mg.g-1.TLA对砷、氟的吸附符合拟二级动力学方程.溶液pH值显著影响砷、氟去除效果.电荷分布多位络合模型(Charge-distribution multisite complexation model,CDMUSIC)能准确模拟砷、氟的吸附行为.     

镧负载沸石壳聚糖复合吸附剂高效除磷性能研究

本研究制备合成一种新型可高效除磷的镧负载复合吸附剂材料（La-MZ/CTS）,考察了材料的表面特性以及投加量、初始溶液pH、共存阴离子等因素对除磷效果的影响.SEM、BET和EDS分析说明负载镧后,材料表面均匀覆盖了La（OH）₃并且表现出较大的孔径和比表面积,分别为16.681 nm、32.342 m²·g^-1.材料对磷酸根的最大吸附量可以达到27.9 mg·g^-1,与负载前的材料相比提高了近10倍.在pH为6时,La-MZ/CTS的吸附性能最佳.溶液中共存F^-和CO₃^2-会抑制该材料除磷效果,材料对于磷的吸附容量分别下降8.9%和16.3%.该材料吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附等温线拟合结果表明Freundlich拟合方程能较好地描述其对磷酸盐的吸附过程,表明材料的吸附过程为多分子层化学吸附.此外,镧在整个吸附反应过程中的溶出量低于ICP检测限,进一步表明La-MZ/CTS是一种稳定性较好的高效除磷吸附剂.     

水绵(Spirogyra)的除磷特性及其对微藻生长的抑制作用

针对富营养化水体的除磷和微型藻类生物生长的抑制问题,研究了水绵(Spirogyra)的除磷特性及其对微藻生长的抑制作用.以蓝藻中的Microcystis aeruginosa、绿藻中的Scenedesmus为代表,研究了Spirogyra对微型藻类生物生长的抑制特性.共培养实验结果表明,Spirogyra对以上2种藻类的生长具有明显的抑制作用,对Chlorella的生长也有同样的抑制作用;共培养、Spirogyra培养液及其过滤液对Microcystis aeruginosa、Scenedesmus生长的影响等实验表明,这种抑制作用是因Spirogyra生长的代谢分泌物或其共生微生物而引起.用总磷(TP)浓度小于1.60mg·L-1的模拟湖水进行实验,发现Spirogyra在生长过程中可以有效地去除水中的磷.磷的去除效率与氮营养物成份有关,NH4 -N/NO3--N质量比为3:7时除磷效率最高.除磷过程中无机氮磷比的变化规律表明,除却Spirogyra同化除磷之外,Spirogyra生长会引起水体pH升高,从而诱导磷沉积是除磷的重要机制之一.Spirogyra对微型藻类生长良好的抑制性能以及除磷特性为富营养化水体的生物修复、水源水的保护提供了新的技术途径.     

新型除磷剂应用于滇池富营养化水体的试验研究

对新型除磷剂应用于滇池富营养化水体的污染治理进行了相关的试验研究。小试及现场扩大试验表明:新型除磷剂能有效去除滇池水体中的磷,对磷酸盐的去除率可达94.7%,对总磷的去除率可达85%,同时对水体中的其他污染物也具有一定的去处效果。经新型除磷剂处理后的富营养化水体的透明度有明显上升,水体中的藻类降低明显。同时,新型除磷剂的底泥覆盖作用有效地防止了底泥中的污染物重新释放到水体中造成二次污染问题。     

CTMAB有机膨润土对水中磷酸盐的吸附去除作用

研究了天然膨润土、钠化膨润土和CTMAB（十六烷基三甲基溴化铵）有机改性膨润土对水中磷酸盐的吸附去除作用,考察了膨润土用量、振荡时间、溶液pH对磷酸盐吸附的影响,并绘制了吸附等温线。结果表明：CTMAB有机膨润土的吸附能力远大于原土,当pH值在酸性范围内时,磷酸盐的去除效率较高,吸附是一个快速的过程,可在60min内达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程。膨润土储量丰富、价廉易得,其改性产物可以成为处理磷酸盐污染,降低水体富营养化污染的高效吸附剂。     

新型铁铜铝三元复合氧化物除磷性能与机制研究

采用共沉淀法制备了一种新型铁铜铝三元复合氧化物吸附剂,系统研究了其对磷的吸附行为,并对吸附磷前后的吸附剂进行了表征.吸附实验结果表明,铁铜铝三元复合氧化物对磷具有优异的吸附去除效能,Freundlich吸附等温线模型能更好地拟合其对磷的吸附,最大吸附量为62.6 mg·g-1(pH=7.0),显著高于多数文献报道的磷吸附剂;吸附速率较快,吸附动力学更符合Elovich模型;溶液pH对磷吸附有一定影响,随着pH的升高,磷吸附量降低,离子强度则影响不大;共存阴离子对磷吸附具有抑制作用,影响的大小顺序为SiO_3~(2-)SO_4~(2-)CO_3~(2-)Cl~-,而共存阳离子Ca2+和Mg2+则对磷吸附略有促进作用.Zeta电位、红外谱图(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征分析表明,磷在铁铜铝三元复合氧化物表面发生了特性吸附,磷酸根主要通过取代复合氧化物表面的羟基形成内表面络合物而被吸附去除.溶出实验结果表明,当pH在5.0~8.5范围内,Fe~(3+)、Cu~(2+)、Al~(3+)的溶出量均较低.由此可知,铁铜铝三元复合氧化物是一种具有良好应用前景的除磷吸附剂.     

活化赤泥吸附除磷及其机理的研究

以铝矿工业赤泥为原材料,采用酸活化、焙烧活化、热酸活化方法进行活化处理,得到除磷吸附剂,考察了pH值、反应时间和磷初始浓度等因素对除磷吸附剂吸附效果的影响.结果表明,活化赤泥具有较好的除磷能力,酸活化赤泥和焙烧活化赤泥对磷的饱和吸附量分别为155.2、144.2 mg·g-1.热酸活化赤泥除磷能力更强,其对磷的饱和吸附量可达202.9 mg·g～,经过热酸活化后的赤泥即使在pH值波动较大时也能很好处理高浓度含磷废水.溶液pH显著影响磷去除效果,在pH为7时得到最大去除量.     

PAAm/HACC半互穿网络水凝胶的制备及其对水中腐殖酸的吸附性能

采用原位聚合热合成法成功制备了聚丙烯酰胺-壳聚糖季铵盐半互穿网络水凝胶(PAAm/HACC semi-IPN)新型吸附剂(s-IPN 1.5)和(s-IPN 3),并用于吸附水体中的腐殖酸.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)等方法对吸附剂的结构进行表征.考察了溶液pH、离子强度、接触时间、腐殖酸初始浓度及温度等对吸附剂吸附腐殖酸的影响.结果表明s-IPN 3的吸附效果要优于s-IPN 1.5.吸附剂对腐殖酸的吸附量随着pH的增大而减小,随温度的升高而增大,且一定的离子强度有助于吸附剂对腐殖酸的吸附.吸附过程能较好地用准二级动力学模型及Sips等温模型进行拟合.吸附剂在pH 7.0,离子强度0.01 mol·L-1,温度为298 K条件下的最大吸附量可高达238.08 mg·g-1,吸附效果显著,能有效去除水体中的腐殖酸.     

复合制剂对富营养化水体中氮磷的去除效果

利用等温吸附模型评价了沸石粉的吸氨性能,结果表明该沸石粉易于吸附NH₃-N. 在此基础上,研究获得了一种有效去除富营养化水体中氮磷污染物的复合制剂. 该复合制剂成分为沸石粉和聚合氯化铝,其最佳质量配比为95∶5. 在ρ(NH₃-N)和ρ(TP)分别为10和1 mg/L的模拟水样中,复合制剂投加量越大对NH₃-N和TP的去除率越大,但去除率增大趋于缓慢;当接触时间为4 d时,复合制剂趋于达到吸附平衡,NH₃-N和TP的去除率基本达到最大. 复合制剂除磷效果受pH影响明显,在pH为7时,其对氮磷的去除效果最佳;随着温度的升高,复合制剂对NH₃-N和TP的去除效果略有提高. 将复合制剂用于实际污染河水中,其对NH₃-N,TP和浊度的去除效果明显,同时也能去除少量的COD_Cr. 在对富营养化水体的修复中,投加复合制剂可以作为修复工程的辅助技术进行应用.      

扰动状态下pH值对内源磷生物有效性的影响

为了阐明底泥扰动状态下pH值对内源磷生物有效性的影响机制,以富营养化河流的底泥和上覆水为材料,通过实验室试验模拟了不同初始pH值条件下,底泥扰动对上覆水中溶解性磷酸盐(SRP)和底泥中生物有效磷(BAP)含量的影响。结果表明,底泥扰动显著降低了上覆水中SRP含量,其去除率随着初始pH值升高而降低。去除率从大到小依次排序为,pH5>pH7>pH9.5.SRP的去除与较低初始pH值条件下生成的非晶型铁氧化物有关。基于不同形态磷的迁移活性,采用NH4Cl-P+%BD-P(非闭蓄态Fe-P)+NaOH-nrP估算BAP是合理的.由此计算可知,BAP占总磷(Tot-P)的百分比随着初始pH值升高而降低。不同初始pH值条件下,BAP占Tot-P的百分比为33.36%(3种初始pH值条件下的平均值),该值远小于通过传统方法计算的BAP含量占Tot-P的百分比(平均为85.04%)。但由于2种方法中计算的BAP占Tot-P的百分比的变化趋势恰好相反,其与藻类可利用磷的变化密切相关。     

饮用水净化工艺中磷的去除研究

利用一种新的微生物学分析方法,研究了原水中微生物可利用磷(MAP)以及总磷(TP)、溶解性正磷酸盐(SRP)在净水工艺中的去除情况.结果表明,生物预处理、生物活性炭及常规的混凝沉淀砂滤工艺均使水中的MAP、TP及SRP大大降低;生物预处理和生物活性炭对水中MAP的去除效率高于对TP的去除效率;常规处理对原水中MAP的去除率超过90%,TP的去除率在80%以上.臭氧氧化对水中TP和SRP的影响不大,但是使MAP增加.试验原水经过净水处理后,水中可供细菌利用的磷源降低到很低的水平,说明处理后的水中磷源可能成为水中细菌生长的限制因子.     

净水污泥与粉末活性炭复合制备吸附剂去除氨氮研究

将净水污泥与粉末活性炭复合制备吸附剂,用于去除水中的氨氮。研究了净水污泥与粉末活性炭的最佳复合比例及煅烧温度,并采用EDX、SEM、XRD、FTIR、BET对吸附剂进行表征。考察了吸附时间、溶液初始pH、吸附剂投加量、氨氮初始浓度对氨氮吸附效果的影响。结果表明:复合吸附剂的吸附性能优于原泥,当吸附时间为5 h,pH为9时氨氮去除效果最佳。对实验结果进行吸附等温线及吸附动力学模型拟合,发现复合吸附剂对氨氮的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型及二级动力学方程。     

垂直流动态强化下基质对污染物的吸附活性及机理

基质作为人工湿地的骨架部分,对污染物的去除发挥着重要作用。选择黄土球、无烟煤与页岩陶粒,在不同进水负荷的垂直流动态条件下,对污染物去除进行比较,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其矿物组成与表面形貌进行分析,以深入探讨黄土球等基质的吸附活性及机理。结果表明:黄土球因其本身的去质子化作用,对NH₄+-N具有极好的吸附活性,试验初始阶段NH₄+-N去除率达到80%;同时,在较高磷浓度的进水负荷下,黄土球的静电作用与原子配位反应提升了其对可溶性反应磷(SRP)及颗粒磷(PP)的吸附能力;此外,黄土球的物理吸附作用对于COD的去除率均值达到50%,并改善水体中以芳香类为主的溶解性有机质(DOM)组成;无烟煤同样具有高效的吸附活性,对TP去除率能达到80%,单位基质磷吸附能力为6.89 mg/kg;无烟煤吸附机理以静电吸附为主,致使去除水体中的SRP效率更高,占据磷去除总量的44%;页岩陶粒则源于自身丰富的金属矿物成分,对PP有良好的结合吸附作用。3种基质在连续试验中均表现出对不同污染物的吸附活性,在连续试验中对污染物的"吸附疲性"也有着显著差异。基于试验结果和机理分析发现,黄土球具有潜在的湿地基质应用价值,并有助于改善水质中的DOM组分。     

水生动植物联合作用净化不同富营养化景观水体研究

选择睡莲(Nymphaeatetragona)、轮叶黑藻(Hydrillaverticillata)、鲢鱼(Aristichthysnobilis)和中华圆田螺(Cipangopludinachinensis)为实验对象,设置富营养和极富营养两种浓度梯度,通过室外试验探讨不同动植物及其组合对两种浓度水平中总氮(TN)、总磷(TP)及叶绿素a(Chl-a)的净化效果。结果表明,在富营养和极富营养水平中,均以睡莲和黑藻组合对TN和TP的去除效果最好,TN去除率分别为66.4%和42.3%,TP去除率分别为97.1%和89.6%,TP去除率分别高出相应对照组53.2和35.3个百分点;鲢鱼和中华圆田螺的加入会引起TN和TP的升高,但是由鲢鱼、中华圆田螺、睡莲和黑藻组成的组合对藻类的抑制效果最好,其Chl-a含量始终保持最低含量,日均值不超过1.16 mg/m3。因此,鲢鱼、中华圆田螺、睡莲和黑藻联合作用对富营养化水体具有明显的净化效果,其协同作用可为景观湖泊富营养化控制提供理论基础和科学依据。     

铈改性水葫芦生物炭对磷酸盐的吸附特性

本研究通过共浸渍-热解法开发了一种铈改性水葫芦生物炭吸附剂（Ce-BC）,用以去除实际废水中的磷酸盐,考察了Ce-BC投加量、废水pH值、反应时间及共存的竞争性离子对吸附过程的影响.结果表明,当Ce-BC投加量为0.4 g·L^-1,初始磷酸盐溶液pH值介于3~10时,Ce-BC对磷酸盐的吸附性能最佳,最大吸附量达到35.00 mg·g^-1.Ce-BC对磷酸盐的吸附过程符合准二级动力学模型,并能在1 h内达到98%的磷酸盐去除率,吸附速率快.此外,Ce-BC具有较高的抗阴离子干扰能力,且具有良好的再生性能,Ce-BC经过4次再生后仍能保持90%以上的初始吸附效率.场发射扫描电镜-能量色散光谱（FESEM-EDS）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射光谱（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等表征结果表明,Ce-BC对磷酸盐的吸附机制主要包括配体交换和内球络合.本研究制备的Ce-BC吸附剂,可以有效去除及回收实际生活污水中的磷酸盐,在避免水体富营养化的同时实现磷资源的回收利用.     

笼芯陶黑碳微珠去除模拟废水中铬

将笼芯陶黑碳微珠用于水溶液中铬的吸附去除,探讨了溶液初始pH、初始浓度、吸附温度、吸附时间、竹炭添加量对铬去除的影响,分析了铬去除的等温过程、动力学和热力学。结果表明:较低的溶液初始pH、较高的吸附温度、较长的吸附时间和较大的笼芯陶黑碳微珠添加量有利于铬的吸附去除;铬的去除更符合D-R模型和准二级动力学模型,其饱和吸附量可达到30.62 mg/g;铬去除过程的控速步骤为液膜扩散和颗粒内扩散联合控制,但以液膜扩散为主导;笼芯陶黑碳微珠对铬的去除是自发的、吸热的、以化学吸附为主的过程。     

明矾石在水体微藻去除中的应用研究

以温州市某大学校区内富营养化水体为研究对象,采用本地明矾石对含藻水体进行混凝除藻、除浊实验研究,分别进行投加量、搅拌强度、搅拌时间、静置时间及pH值对微藻去除效率的影响研究,以获得处理工艺的最佳条件,为恢复河流水体生态自净功能提供理论基础.试验中对投加明矾石前后,水体中浊度、总磷、氨氮和总氮进行了测定,结果表明：明矾石最佳投加量为0.35 g/L,最佳搅拌方式为200 rpm搅拌4 min;最佳静置时间为25 min;在碱性或中性水体的处理效果尤佳.     

干季滇池水质与盘龙江水质的研究

通过对滇池水域和盘龙江下游水质进行采样,分析了水中pH值、浊度、溶解氧(DO)、电导率、叶绿素、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨态氮(NH3-N)等8个指标。研究表明,滇池近岸水域中pH值偏碱性、浊度大、叶绿素含量和化学需氧量高、总磷量高、溶解氧过饱和;在滇池外海水域,除溶解氧、叶绿素较高外,其余指标大多在水质标准(Ⅲ类)范围内;而在盘龙江下游区域内,水质差,各项指标都超过地表水Ⅴ类标准,这一事实可能会加重滇池的水体污染。