粉煤灰碎砖颗粒除磷实验研究

磷含量过高会导致水体富营养化。人工湿地除磷简单经济,但常用填料砾石除磷能力有限。通过等温吸附实验和人工湿地模型实验研究粉煤灰碎砖颗粒的除磷效果,实验结果表明,Langmuir和Freundlich吸附方程可较好地描述吸附过程,粒径为4～6 mm的粉煤灰碎砖颗粒对磷素的理论饱和吸附量为21 277 mg/kg。当初始溶液...     

铁屑粉煤灰组合处理含磷废水

实验研究了铁屑粉煤灰组合处理含磷废水的除磷效果.通过单因素实验,考查了铁屑粉煤灰质量比、反应时间、pH值和投加量对除磷效果的影响.实验结果表明,该法除磷的最优条件为铁屑和粉煤灰的质量比为2∶1,反应时间为20 min,pH值为6,投加量为20 g/L.在最优实验条件下磷的去除率达到了97.5％.对比了该法和粉煤灰吸附法与传统铁屑法的除磷效果.与单一粉煤灰吸附法和传统铁屑法除磷的结果相比较,铁屑粉煤灰组合除磷的方法具有明显优势.     

天然黄铁矿的除磷性能

除磷是控制水体富营养化的重要手段。为了考察黄铁矿的除磷特征,采用序批实验,分别研究了反应时间、初始磷浓度和干扰离子（NH4＋、NO3- 和SO24-）对黄铁矿除磷的影响。动力学表明,黄铁矿的除磷过程符合伪二级动力学模型。pH=6．5时,磷的平衡去除量为6．82mg／kg。Langmuir方程能较好描述黄铁矿除磷的吸附等温过程,其磷的饱和吸附量为11．01mg／kg。NH4＋、NO3-和SO24- 对黄铁矿除磷基本没有影响。磷的去除主要是通过铁磷沉淀和铁氧化物及氢氧化物的吸附,去除的磷主要以可被生物利用的Fe、Al-P形态存在。黄铁矿的这些除磷性能和机制对选取黄铁矿作为人工湿地填料实现同步脱氮除磷具有重要指导作用。     

改性粉煤灰处理低浓度含磷废水的研究

以酸改性粉煤灰为吸附剂,处理低质量浓度(1 mg/L左右)磷酸盐溶液,探讨了改性剂的种类、改性剂用量、吸附剂用量、反应时间、pH以及温度对除磷效果的影响.结果表明:(1)经过酸改性后粉煤灰的磷去除率显著提高,而且硫酸改性粉煤灰的除磷效果更好,磷去除率最高可达97.68％.(2)最佳条件:选择硫酸用量为5 mL/g进行改性,硫酸改性粉煤灰投加量为2.0g,反应时间为60 min,pH为7.2～10.8,温度为25℃(即室温).(3)改性粉煤灰对磷的吸附更符合Freundlich吸附等温模型,既有物理吸附,也有化学吸附,并以Ca、Mg氧化物与磷形成磷的沉淀物为主.     

用于水处理的高效除磷型粉煤灰陶粒滤料的研制

为制备用于处理含磷废水的新型功能陶粒滤料,研究了以粉煤灰为主要原料的高效除磷型陶粒烧结制备工艺。通过L9（34）正交实验和极差分析,结合筒压强度实验得到最佳烧结条件为：预热时间30 min,烧结温度950℃,烧结时间30 min;各因子对除磷效率的影响程度为：烧结温度〉烧结时间〉预热时间。通过理化性质测试得出最佳工艺制备的陶粒特性：堆积密度为877 kg/m3,表观密度为1 509 kg/m3,空隙率为41.9%,筒压强度6.94 MPa,盐酸可溶率为2.3%。应用最佳工艺条件所制备的陶粒处理10 mg/L含磷废水获得高达99.83%的磷酸盐去除率。通过最佳烧结工艺能够制备高效除磷型粉煤灰陶粒滤料,在处理含磷废水方面具有一定的应用前景。     

半干半湿法烟气脱硫主要影响因素分析

建立了半干法气流床烟气脱硫实验反应装置。实验研究了温度、绝对含湿量和飞灰对烟气脱硫的影响。烟气温度在65～130℃之间，绝对含湿量通过改变蒸汽量调节，在0％～10％之间，并且采用飞灰一次加入来模拟返灰，石灰与粉煤灰的比例分别为1：3，1：5和1：8。结果表明，没有水蒸气加入时，温度的升高对脱硫效率影响不大，加入水蒸气后温度为68℃左右时，脱硫效率最高；65℃时，绝对含湿量在7．3％时脱硫效率最高；在T=68℃、Ca／S：1．2时，与不加粉煤灰的脱硫剂相比，利用石灰／粉煤灰=1：8的混合脱硫剂时，脱硫效率提高了12．8％。     

矿化垃圾除磷特性及其影响因素的研究

主要研究了KH2PO4溶液在矿化垃圾中的吸附性能,静态和动态试验研究表明在静态试验条件下,初始浓度越高,固液比越小,矿化垃圾吸附磷量越多;pH对磷吸附性能具有较大的影响,当pH在8左右时,矿化垃圾吸磷量达到最大吸附量.在动态实验条件下,湿干比减小,配水速率减小,都有利于矿化垃圾除磷率的增加,当初始溶液的磷质量浓度为50 mg/L时,矿化垃圾有最佳除磷率.     

一种新型吸附材料的除磷性能研究

针对水体富营养化的磷，采用吸附法进行处理，制备出一种新型的除磷吸附剂，对水中磷酸盐的吸附性能进行了研究，结果表明，该吸附剂对磷酸盐的吸附速率很高，在酸性条件下，其最大吸附容量为34mg／g。当溶液pH值在1～3范围内，含磷浓度为50mg／L，吸附剂投加量为200mg，接触时间为2h，磷酸盐的去除效率可达98％以上；再生后的吸附剂容量变化不大，是一种具有较高应用价值的新型材料。     

介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素锎、铈的吸附性能

以介孔纳米γ-Al2O3为吸附材料,重点研究了吸附剂投加量、溶液pH、吸附时间及温度对介孔纳米γ-Al2O3吸附稀土元素镧、铈的影响。通过正交实验优选出介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素镧铈吸附的最优参数,采用10mg／L的La^3＋、Ce^4＋标准溶液,选择投加量、pH、吸附时间为影响因素,进行3因素3水平的正交实验。通过正交实验与单因素实验综合分析表明最佳实验方案为：投加量为0．20g,pH为7,吸附时间为15min。在初始浓度为10～100mg／L时,介孑L纳米γ-Al2O3对La^3＋、Ce^4＋的吸附符合Langmuir等温吸附式。拟合得到的理论饱和吸附量分别为22．32mg／g和23．75mg／g。     

木屑处置漏油事故的室内模拟

用锯木屑作为吸附材料,0#柴油为吸附对象进行室内模拟实验,研究了木屑对纯油、水中浮油的吸附以及吸油后的木屑在水中的漂浮性能;并以木屑粒径、木屑投加量、振荡频率、油膜厚度为研究指标,设计了5因素4水平的正交实验,考察了各因素对0#柴油的吸附量、去除率以及木屑漂浮率的影响并对优化条件进行了讨论。结果表明,在实验研究范围内,木屑对水中柴油的吸附速度极快,1min即可达到饱和,饱和吸附量为8．08g／g;木屑在水中漂浮性能良好,静态时经72h漂浮,漂浮率维持在92％左右;振荡频率为150r／min时,72h内漂浮率维持在68％以上;最佳吸油条件组合为吸附剂粒径10～20目,振荡频率120r／min,木屑投加量0．7g,油膜厚度1．65mm。     

自制填料与常用湿地填料除磷能力的比较

用石英砂、石灰、水泥和铝粉等材料制作人工湿地填料,并对自制填料、粉煤灰块和钢渣等6种填料的等温吸附特性进行研究,发现自制填料在较低与较高浓度P溶液中吸附率都最高,在P浓度为(10～50 mg/L)时,平均吸附率达96.8%,其次是粉煤灰和钢渣,分别为87.6%和85.4%;填料对P的理论饱和吸附量分别为:自制填料(2 413.6 mg/kg)>粉煤灰块(1 605.8 mg/kg)>钢渣(1 277.5 mg/kg)>碎砖(451.6 mg/kg)>碎石(182.5 mg/kg)>砾石(18.4 mg/kg);填料中金属矿物成分含量高、比表面积大,是除P效果好的原因。     

粉煤灰对水溶液中磷的吸附性能及机理

以粉煤灰为吸附剂去除溶液中的磷,考察了其吸附除P动力学特征、热力学特征以及溶液初始pH和粉煤灰投加量对吸附除P效果的影响,并对其吸附除P机理做了初步探讨。结果表明,在给定实验条件下,粉煤灰对P具有较好的去除效果,随着初始P浓度从10 mg/L升高到80 mg/L,平衡吸附量为0.46～2.44 mg P/g粉煤灰,吸附效率从92.2%降低至61.1%;对不同浓度的含P溶液,粉煤灰最适用量为0.6～1.5 g粉煤灰/mg P;相同反应条件下,当温度由25℃升高到45℃时,P初始吸附速率提高了3倍;粉煤灰对P的吸附过程能够较好地拟合Langmuir、Freundlich及D-R吸附等温模型,相关系数均在0.98以上。通过对吸附饱和的粉煤灰进行解析实验发现,初始P浓度较低(<50 mg/L)时,以化学吸附为主,而在初始P浓度较高(>80 mg/L)时,则以物理吸附为主。     

粉煤灰砖块对磷酸盐的吸附特性

以建筑废料粉煤灰砖块为吸附剂材料,通过静态吸附实验研究其对磷酸盐的吸附特征,以及磷酸盐初始浓度、吸附剂投加量、pH等因素对吸附反应的影响。Langmuir、Freundlich和Temkin等温模型的分析发现,Langmuir等温式方程最适合描述吸附过程,对磷酸盐的理论饱和吸附容量为44.62 mg/g。利用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型和颗粒内扩散模型考察了吸附过程特征,其中伪二级动力学模型为最适于描述粉煤灰砖块对磷酸盐的吸附过程的动力学模型。通过颗粒内扩散模型、Bangham方程及Boyd模型对吸附动力学机理进行的探讨表明,颗粒内扩散速率不是粉煤灰砖块吸附磷酸盐反应的惟一速率控制步,膜扩散速率和颗粒内扩散速率共同影响着吸附反应速率。磷酸盐浓度较低时主要是膜扩散限制吸附反应速率,而磷酸盐浓度较高时则颗粒内扩散成为速率控制步。研究证明,粉煤灰砖块粉末作为湿地基质具有对磷酸盐很强的吸附能力,在减少了固体废弃物的数量的同时又可以实现水污染控制的目的。     

Phosphate removal from digested sludge supernatant using modified fly ash

The removal of phosphate in digested sludge supernatant by modified coal fly ash was investigated in this study. Modification of the fly ash by the addition of sulfuric acid could significantly enhance its immobilization ability. The experimental results also showed that adsorption of phosphate by the modified fly ash was rapid with the removal percentage of phosphate reaching an equilibrium of 98.62% in less than 5 minutes. The optimum pH for phosphate removal was 9 and the removal percentage increased with increasing adsorbent dosage. The effect of temperature on phosphate removal efficiency was not significant from 20 to 40 degrees C. X-ray diffraction and scanning electron microscope analyses showed that phosphate formed an amorphous precipitate with water-soluble calcium, aluminum, and iron ions in the modified fly ash.     

Improving phosphate removal of sand infiltration system using alkaline fly ash

Septic tank effluent is customarily disposed of by soil infiltration. Coarse, sandy soil such as those found in Perth, Western Australia, exhibit low attenuation capabilities for phosphate (PO4(3-)) during effluent infiltration. Amendment of such soil with different amounts of alkaline precipitator and lagoon fly ashes was investigated as a means of reducing phosphorus (P) leakage to ground water. Alkaline precipitator fly ash possessed the highest P sorption capacity in terms of its Langmuir and Freundlich isotherm parameters during initial batch tests. The test materials were repeatedly contacted with fresh PO4(3-) solutions over 90 contacting cycles to gain a better indication of long-term P sorption capability. Again, precipitator fly ash exhibited higher P sorption capacity than lagoon fly ash and Spearwood sand. Column studies assessed the influence of various application rates of alkaline precipitator and lagoon fly ashes on the P removal of septic tank effluent. Septic tank effluent was applied at the rate of 4 cm/day to the column for 12 weeks. Concentrations of P were monitored in the column effluent. All the fly ash columns were more efficient in reducing P migration compared to the sand column. Increased levels of fly ash in the soil columns resulted in increased P attenuation. Lagoon fly ash was inferior to precipitator fly ash for P removal; high application rates of fly ash caused clogging of the infiltration bed apparently due to their lower permeability. It is reasoned that 5-15% precipitator fly ash, and less than 30% lagoon fly ash could be added to coarse sands to produce an infiltration bed, which would result in a better quality effluent than can be obtained with untreated sand alone.     

工业废渣基除磷材料的静态吸附研究

研究了高效除磷材料（EPRC）对磷素的吸附特性,考察了投加量、初始浓度、初始pH值、粒径等对EPRC吸附性能的影响,分析了不同条件下EPRC的吸附过程。结果表明,最佳投加量为3.5 g/250 mL时,去除率达91.07%,出水TP浓度为0.45 mg/L。随着粒径减小,EPRC对磷素的吸附量增大,吸附平衡时间缩短。溶液初始pH值在碱性条件下,吸附容量变大。     

改性粉煤灰对糖蜜废水的吸附效果及机理

采用改性粉煤灰(MCFA)吸附糖蜜废水中的有机污染物,对吸附行为和机理进行了考察和分析。结果表明,MCFA投加量为30 g/L及pH为5.0的优化条件下,COD去除率为88.6%,饱和吸附量为89.7 mg COD/g MCFA。准二级方程能更好地描述糖蜜废水在MCFA上的吸附动力学。颗粒内扩散方程结果表明孔扩散并非唯一的速度控制步骤。吸附平衡表明,Freundlich等温线最符合吸附模式,为优惠吸附。D-R模式中的吸附自由能Ea值推断更可能是物理吸附而不是化学吸附。吸附热力学参数ΔG0(<0)、ΔH0(5.130 kJ/mol)和ΔS0(19.936 J/(mol.K))表明MCFA对糖蜜废水的吸附过程为可行的,自发性的吸热反应。     

Studies on the phosphorus sorption capacity of substrates used in constructed wetland systems

Langmuir sorption isotherm was used to screen various substrates for use in removing phosphorus (P) in constructed wetlands (CW). The nine tested substrates included four sands, two soils, bentonite, and two industrial by-products of furnace slag and fly ash. Results showed that the furnace slag had the highest P sorption capacity (8.89 g Pk g(-1)), followed was the fly ash (8.81 g P kg(-1)), and that of sand II was the lowest. Different kinds of sands also showed varying P sorption capacity (0.13-0.29 g P kg(-1)). P sorption capacity was influenced by both the physico-chemical characteristics of the substrates and the amount of organic matter (OM) added. Lifetime of sand II for P sorption estimated by Langmuir P sorption maximum was up to only 9 months in full-scale systems, while that of furnace slag could be used for up to 22 yr. Furnace slag has great potential as a CW substrate, due to its high P sorption capacity. The expected lifetime of constructed wetlands for P removal is strongly influenced by the choice of adsorbing substrate.