人工湿地中沸石对铵吸附能力的生物再生研究

利用铵吸附饱和的天然斜发沸石和沙质土壤作为基质,构建了沸石柱和芦苇、菖蒲沸石人工湿地试验系统,采用曝气供氧、自然复氧、植物根系输氧以及培养系统中基质上硝化菌群的方法,研究了铵吸附饱和的沸石在沸石柱和湿地中的生物再生过程。结果显示,沸石在湿地中再生过程符合指数模拟,在试验周期内沸石在沸石柱中再生可以用指数和线性模拟。沸石在湿地系统和沸石柱中经过1个月的再生,交换容量分别恢复到原来的60.3%～62.6%和11.8%,3个月后分别恢复到原来的94.6%～94.8%和38.4%。试验证明,沸石在湿地中再生比在沸石柱中再生效果好,交换容量恢复率高出50%～63%。根据试验结果,探讨了铵吸附饱和的沸石在人工湿地中的生物再生机理,证明了饱和沸石在湿地中生物再生的可行性。     

人工湿地生物沸石快速吸附-再生性能与再生机理研究

在填充生物沸石和石灰石的强化硝化模拟人工湿地中,考察了生物沸石快速吸附-再生动态平衡性能和生物沸石再生的机理.研究结果表明,生物沸石模拟人工湿地中硝化作用明显,产生的氧化态氮主要为硝氮,平均浓度为106.31 mg·L~(-1)(大于吸附去除的氨氮浓度).模拟人工湿地出水中的金属阳离子主要为Na+和Ca~(2+),30 d后Ca~(2+)浓度大于Na+浓度.生物沸石的再生是离子交换释放氨氮和微生物协同作用的结果.石灰石缓慢释放的Ca~(2+)可促进生物沸石再生,生物沸石与石灰石投加量的最佳质量比为5∶1.生物沸石再生过程中,微生物起主导作用.     

铵饱和沸石再生机理研究

利用浙江缙云产天然沸石,对其分别进行静态吸附和再生处理,从而进行沸石再生途径的探索和再生最优条件的选择。实验表明,在沸石初次再生中,沸石再生过程的三个途径为:1盐溶液对NH+4的解吸;2盐溶液对K+、Ca2+、Mg2+的置换;3盐溶液对沸石表面形态进行改性,其中影响作用的大小顺序为1>3>2。而在其中途径2中,各阳离子的作用大小顺序则为Ca2+>K+>Mg2+;随着再生次数的增多,盐溶液对NH+4-N的解吸在再生过程中所发挥的作用逐渐增强,最终成为决定性因素,而另外两途径的影响力则逐渐减弱,途径2最终失去了再生效果;对于短期使用的沸石,其最优再生条件应以沸石再生后的吸附量大小来确定,再生时选用氯化钠溶液作为再生剂效果较好,长期使用的沸石,则应以盐溶液对沸石的解吸量大小来确定,此时氢氧化钠溶液较为合适;试验同时表明5 g/L的钠离子浓度为最优钠离子浓度。其次,OH-对于吸附了NH+4-N的饱和沸石的解吸具有促进作用,而温度对再生的影响并不明显。     

改性沸石对含铅废水的处理研究

在不同时间下用不同浓度的盐酸对沸石进行系列的改性试验,结果表明经优化改性后的沸石对含铅废水有很好的去除效果,并用酸或蒸馏水对沸石再生,吸附量下降较平缓,沸石再生性稳定,可重复使用。     

天然沸石生物再生途径机理研究

在模拟沸石床系统中,对比探讨了曝气、异养菌和硝化细菌3个因素单独或共同作用对沸石再生效果的影响.结果表明,在本试验条件下,曝气作用、异养菌代谢和硝化作用分别可将沸石的再生效率提高0.5%~1.0%、20.9%~31.1%和120%~180%,3个因素影响大小依次为硝化细菌＞异养菌＞曝气吹脱.当异养菌与硝化细菌共存时具有协同再生作用,不仅可提高系统的再生效率(接近100%),而且还可提高沸石的再生率(约10%).离子交换、曝气和异养菌单独或共同作用下沸石的再生过程可用y =1-e-kx方程模拟;存在硝化细菌作用时沸石的再生过程前、后段分别用线性方程y =kx和Monod方程拟合(R2＞0.99).结合沸石再生前后表观形态变化的观测,探讨了沸石的再生机理.     

沸石强化SBR生物脱氮的影响因素研究

提出了一种利用沸石强化SBR生物脱氮的新工艺。试验结果表明,沸石具有强化SBR的生物脱氮功能,水温较低时强化作用更为明显。此外,研究了碱度、进水氨氮浓度等对氨氮去除的影响。     

沸石强化生物脱氮工艺研究

在传统A／O或SBR工艺的基础上投加沸石粉进行强化生物脱氮，吸附饱和的沸石粉利用微生物进行再生，形成了沸石强化生物脱氟工艺。实验结果表明，沸石粉可在生物池中累积达到一定的平衡浓度；在常温下沸石粉对过量氨氮选择吸附的优势无法发挥，但在低温时可以保证处理出水中氨氮浓度达标；不同投加方式影响工艺处理效果，在低温情况下，“集中投加”的启动方式优于“逐步投加”的运行方式。     

铵饱和天然钙型沸石的化学再生效果

为实现沸石人工湿地的长期高效运行,以铵饱和天然钙型沸石为对象,通过沸石化学再生试验,从6种常用化学再生剂(NaCl+NaOH,NaCl+CaCl₂和NaCl+NaHCO₃组合型,以及NaCl,CaCl₂和NaHCO₃)中筛选出最佳再生剂,并优化了再生剂适用条件. 结果表明,NaCl+CaCl₂组合型再生剂能提升沸石再生率10%～20%,且不影响沸石结构,是一种较优的再生剂. 采用NaCl+CaCl₂组合型再生剂,Na+在沸石再生初期起主导作用,而当c(Na＋)较低时,Ca2+的离子交换作用逐渐起主导作用,因而采用该组合型再生剂能显著提升再生剂效果的持久性. 再生条件优化试验表明,当c(NaCl)∶c(CaCl₂)为7∶3,即当Ca2+和Na+所带正电荷数接近时,组合型再生剂再生率相对较高;当再生温度低于45℃时,升高温度能显著提升沸石再生率;而再生剂投加量为0.6 mol/L(以再生剂中的阳离子浓度计)时,组合型再生剂投加量最经济.      

改性沸石用于饮用水除氟的试验研究

试验针对存在饮用水的氟污染问题,将天然沸石用NaOH和Al2(SO4)3溶液改性制成除氟材料。静态试验研究表明:改性沸石除氟吸附反应快,其最佳pH值范围为5￣9,而且对氟离子具有较好的离子选择性能。通过动态试验研究发现降低进水流量和原水浓度可以增大滤层的吸附容量。两种再生方式对比试验表明用Al2(SO4)3溶液再生效果优于用NaOH和Al2(SO4)3溶液联合再生。     

用天然沸石处理含氟废水

介绍利用天然矿物沸石进行含氟废水处理试验情况。该法具有工艺简单，操作方便，效果好，成本低等特点，为含氟工业废水提供了一条简易可行的处理工艺。     

粉煤灰合成沸石对Cr~(3+)的去除能力及影响因素研究

研究了粉煤灰合成沸石对废水中Cr~(3+)的去除能力,分析了接触时间、pH、沸石投加量、Cr~(3+)初始浓度、温度等因素对Cr~(3+)过程吸附的影响.试验结果表明,合成沸石的主要成分为一种无名沸石.合成沸石对Cr~(3+)具有较快的吸附速度,吸附过程符合二级反应动力学.在pH 2.0~12.0范围内,合成沸石对Cr~(3+)都具有较高的去除效率.Cr~(3+)去除率随着沸石投加量的增加而增加,随着Cr~(3+)初始浓度的升高而降低.Langmuir等温线模型对吸附数据具有更好的非线性拟合效果,所得最大吸附量为111.7 mg·g-1.热力学研究表明吸附过程为吸热反应.与原沸石相比,利用Na Cl再生后的沸石的Cr~(3+)去除率下降11.42%~14.10%,但仍可循环利用.上述实验结果表明本文合成的沸石具有较好的除Cr~(3+)的应用潜力.     

渗透反应格栅去除地下水中铵的化学生物联合柱研究

通过柱实验对比研究了天然河沙、沈阳沸石、复合介质(释氧材料和沈阳沸石)作为渗透反应格栅填料修复地下水中铵污染的可行性。结果表明:柱实验运行120孔隙体积(PV)期间,在进水流速为1.8 m/d,铵浓度为6.6~10.3 mg/L的条件下,实验设计的复合介质填充柱对铵去除率达到99%以上。沸石在吸附去除铵的同时,又可作为微生物生长的载体,使铵进一步通过生物硝化作用被去除,实现沸石的生物再生。释氧材料的加入保证了硝化细菌繁殖所需要的溶解氧条件,水经过释氧层后溶解氧含量由2 mg/L增加到6 mg/L以上(最高达到22 mg/L左右)。实验中通过硝化作用去除的铵量占总去除量的74%左右,实现了沸石吸附联合微生物共同作用去除铵,有助于保证反应柱长期高效地去除地下水中铵污染。     

CuNaX分子筛吸附脱硫性能的研究

就CuNaX分子筛对燃料油中硫化物的吸附和脱附性能进行了较系统的研究.结果表明,CuNaX分子筛在常温下是良好的脱硫吸附剂,可望广泛用于石油产品及含硫气体的脱硫净化.     

沸石强化A/O同步脱氮除磷工艺的生物-化学除磷研究

沸石强化了生物硝化作用,但回流的硝酸盐在A段抑制了聚磷菌释放磷,使生物脱氮工艺无除磷效果,需要化学除磷。铝盐和铁盐均具有很好的化学除磷效果,且与投加位置无关。当按磷与铝的摩尔比1∶1.5投加Al2(SO4)3·18H2O时,磷的去除率在85%以上;当按磷与铁的摩尔比1∶1投加FeSO4·7H2O时,磷的去除率在80%以上;当在A段投加20mgLFeSO4·7H2O和30mgLAl2(SO4)3·18H2O混合除磷剂能去除沸石强化AO生物脱氮工艺90%左右的磷,使磷达到出水排放标准。     

天然沸石去除氨氮研究

研究了生物膜、悬浮物对天然沸石去除氨氮的影响及其沸石去除氨氮的主要途径。结果表明，沸石去除氨氮主要是离子交换作用，吸附很小，可忽略不计；由于生物膜对氨氮的同化作用，使得有生物膜的沸石对氨氮的交换容量高于无生物膜，其等温交换曲线换符合Freundlich吸附等温式：y/m=KC^l/n；沸石的吸附容量随着悬浮物浓度增高而降低，2者呈负指数关系；悬浮物对沸石离子交换的影响主要在孔扩散控制阶段，在膜扩散控制阶段影响较小；如果停留时间较短（少于3h)，悬浮物对沸石离子交换的影响不大。     

调理剂在鸡粪锯末堆肥中的保氮效果

在自动高温堆肥装置中,进行了4种调理剂对鸡粪锯末高温堆肥中的保氮效果实验,分析了堆肥化不同时期各处理中的堆温、pH值、水溶性氨氮、水溶性有机氮、全氮和有机碳的变化.结果表明,几种调理剂的加人对高温堆肥的堆温、pH值、水溶性氨氮、水溶性有机氮、TN和OC指标都有影响.都可降低堆肥过程氮素的损失;对OC的分解都有一定的促进作用.特别是同时添加草炭和过磷酸钙使堆肥高温期延长了5d,使堆制初期和高温期的pH值分别降低了0.89pH单位和0.44pH单位,使OC的降解率增加了60.7%,且使堆制过程中氮素的损失率下降了65.1%,有明显的保氮效果;而单加草炭或过磷酸钙效果次之;加沸石效果不明显.     

A2/O工艺脱氮特性研究及其污泥膨胀控制

通过试验,分别考察了不同HRT、DO、混合液和污泥回流比、温度等条件下,A2/O工艺的脱氮效果和有机物去除效果.结果表明,对于城市生活污水而言,当好氧区水力停留时间为6 h、DO为4 mg/L、混合液回流比为300%、污泥回流比为100%时,A2/O工艺能获得较好的脱氮效果和有机物去除效果.同时,也对如何控制运行中发生的丝状菌型污泥膨胀问题进行了初步的研究,并通过投加次氯酸钠和补充新鲜污泥的方法成功地控制了一次污泥膨胀.     

改性沸石湿地脱氮除磷效能及机制

为明确改性沸石湿地对分散性农村生活污水中氮磷的去除效能,并探索其脱氮除磷机制,将改性沸石作为折流湿地填料层填料,应用于厌氧折流板反应器(ABR)+折流湿地(BFCW)组合工艺,为苏州市农村生活污水处理提供新途径.结果表明,改性沸石湿地对氮磷去除良好且稳定,脱氮量和除磷量较沸石湿地分别增大1.8%和1倍多.湿地主要通过填料的吸附截留作用脱氮除磷,以Ca-P和Al-P为主要沉淀磷素形式,植物的泌氧和吸收作用有助于稳定出水水质.湿地前端和后端分别以填料的吸附截留作用和微生物的硝化反硝化作用为主要脱氮途径.改性过程对沸石磷素吸附沉淀性能的大幅提升是在多重途径的协同作用下实现的,湿地构型和植物根系的影响是造成相同区域填料氮磷截留量差异的主要原因.硝化作用强度的高低是改性沸石湿地脱氮效果及稳定性季节性波动的主因.     

沸石强化生化装置脱氮功能的效果及机理初探

针对石化工业废水开展沸石强化脱氮处理试验研究,通过比较沸石浓度25mg/L与空白,以及沸石浓度25 mg/L与50mg/L两阶段脱氮效果,探讨沸石促进脱氮功能的机理,结果表明,曝气池中投加沸石可明显提高氨氮和总氮的去除率,硝化细菌总数和硝化功能也得到增强。与空白对照组相比, 沸石浓度25mg/L的试验组运行稳定后,氨氮去除率提高约10%~13%,总氮去除率约提高13%,出水中NO3--N含量约提高100%,氨氮与总氮之比下降6%,内源硝化耗氧呼吸速率可提高138%,硝化细菌总数是空白对照组2.2folds。沸石浓度提高到50mg/L后,试验组的脱氮效果略有增加,但效果不明显。通过对试验结果的关联分析,认为沸石提高系统脱氮能力的原因一方面是因为沸石对NH4+及硝态氮的交换吸附,另一方面NH4+离子富集于沸石表面及内部、沸石颗粒独特的好氧-缺氧微环境,以及沸石离解出CO32- 或HCO3-增加碱度等条件,促进了硝化细菌和反硝化细菌的生长,从而提高了系统脱氮能力。     

智能供氧系统在污水领域的应用研究

绍兴污水处理厂二期工程采用的是延时曝气工艺,生物氧化池是其核心工艺所在,在实际运行中,生物氧化池中溶解氧的数值波动大,较难实现稳定控制,通常采用滞后调整的控制方式,易造成能耗增加。为合理控制供气量,降低运行成本,利用欧洲的智能供氧技术,在经过小试的基础上,对二期其中一组生物氧化池进行中试,通过对几个月的试验数据进行对比分析,溶解氧控制较为平稳,供风量有所降低,从而实现了安全供氧和经济供氧,推动污水处理厂的精细化操作向纵深化发展。