改性沸石同步深度脱氮除磷的实验研究

以氯化铝、硫酸镁为活性剂,采取高温活化,对天然沸石进行改性,并通过正交试验优化了改性工艺。以模拟二级出水为研究对象,考察了改性沸石同步去除水样中氮磷的效果及其影响因素,并对不同温度下改性沸石对磷酸盐和氨氮的吸附平衡和吸附热力学,以及脱氮除磷机理进行了探讨。结果表明,15 min后改性沸石脱氮除磷过程基本完成,其pH值范围与实际污水相符,最佳pH值为8;当投加质量浓度为0.8 g/L时,出水中氨氮浓度和总磷浓度均达到景观环境用水水质标准(GB/T 18921-2002)。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程。热力学参数ΔG⁰、ΔH⁰分别为正值和负值,表明该吸附是一个自发的吸热过程。     

改性树脂对β-萘磺酸的吸附性能

将D301树脂与FeCl3-NaOH体系反应进行改性,制备一种改性树脂作为吸附剂,吸附去除废水中的β-萘磺酸的研究。通过SEM技术对改性树脂进行了结构表征;考察了pH值、吸附时间和温度因素对改性树脂吸附β-萘磺酸的影响:最佳的实验条件pH值为3、反应时间为7 h、温度为298 K,且最大吸附量达778 mg/g。改性树脂对β-萘磺酸的吸附等温线符合Freundlich方程;热力学实验数据:ΔG<0,ΔH<0,该吸附过程为放热、自发过程;吸附动力学符合二级动力学方程。     

斜发沸石处理氨氮废水

以斜发沸石为吸附剂处理氨氮废水,研究了斜发沸石粒径、反应时间、废水pH、废水氨氮初始浓度、斜发沸石用量对吸附的影响,分析了斜发沸石的吸附动力学和热力学特征。结果表明,在298 K下,当斜发沸石用量为7 g/100 mL,沸石粒径小于74μm,废水氨氮初始浓度为200 mg/L,pH为7,吸附时间为3 h时,废水中氨氮的去除率可达到92.71%,斜发沸石吸附氨氮符合拟二级动力学方程。在温度为298~318 K之间时,吸附等温线更好地符合Freundlich方程。在此基础上,热力学计算发现,ΔH00、ΔG00、ΔS00,表明氨氮在斜发沸石上的吸附是自发吸热过程,以物理吸附为主。     

改性钢渣处理低浓度氨氮废水

采用正交实验法,以氨氮去除率为指标,设计5因素4水平正交实验;采用恒温振荡方法对高温活化改性钢渣做了吸附低浓度氨氮影响因素的研究;得出以下结论：改性钢渣吸附低浓度氨氮影响因素的重要性顺序为：氨氮初始质量浓度〉钢渣粒度〉改性方法 〉溶液pH〉吸附时间,经过改性,提高了钢渣处理低浓度氨氮废水的能力,其中经过700℃高温活化改性效果最佳;高温改性钢渣对低浓度氨氮的吸附过程符合Langmuir方程,相关系数为0.9993,作用机理为表面吸附,即单层吸附,理论饱和吸附量为2.8491 mg/g。     

改性水葫芦粉对水体中Hg~(2+)的吸附

通过二硫化碳(CS_2)对水葫芦粉进行改性,研究吸附时间、吸附剂浓度和溶液pH对改性前后水葫芦吸附溶液二价汞(Hg~(2+))的影响,并探讨其吸附动力学、热力学行为和除汞机理。结果表明:吸附剂浓度为2 g·L~(-1),溶液pH值为6,吸附时间180 min,改性水葫芦粉对Hg~(2+)浓度为2.0 mg·L~(-1)时的去除率大于93%;改性前后水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,化学吸附在整个吸附过程中起重要作用。吸附过程能够很好地用Langmuir方程拟合,吸附自由能变(ΔG)0、吸附焓变(ΔH)0、吸附熵变(ΔS)0,表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程是自发的吸热过程;动力学拟合和热力学研究表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附既有物理吸附又有化学吸附。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

改性长石对磷的吸附热力学和动力学研究

在500℃下对甘肃长石进行2 h煅烧,得到改性长石。通过批平衡实验,研究了改性长石对磷的吸附热力学和动力学性能。结果表明：改性长石对磷的吸附等温线符合Freundlich方程,且温度越高,吸附量越大。同时,在60 min内即可对10 mg/L磷溶液达到吸附平衡,改性长石对磷的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型,主要是以化学吸附为主。     

含铝活性炭污泥对磷的吸附特性研究

考察了粒径、pH、温度、磷初始浓度等因素对含铝活性炭污泥吸附磷的影响,确定了其吸附过程的热力学和动力学参数。结果表明,含铝活性炭污泥吸附磷的最佳条件为污泥粒径取1.000~2.000mm,温度取25℃,无需调节pH,磷初始质量浓度小于50mg/L。Langmuir方程或Freundlich方程均可以描述含铝活性炭污泥吸附磷的吸附等温线。热力学参数标准吉布斯自由能变(ΔGθ)0J/mol、标准吸附焓变(ΔHθ)0J/mol、标准吸附熵变(ΔSθ)0J/(mol·K)表明,含铝活性炭污泥吸附磷为自发的、吸热的、熵增的过程。吸附动力学研究表明,拟二级动力学模型能够模拟含铝活性炭污泥对磷的吸附过程。     

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。     

酸改性泥炭对含亚甲基蓝废水的吸附净化作用

采用稀硝酸对泥炭进行改性处理获得酸改性泥炭,并将其用于处理亚甲基蓝废水。考察初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度等因素对酸改性泥炭吸附效果影响。结果表明,初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度对酸改性泥炭吸附性能都有一定的影响。在最佳的反应条件下(接触时间为60 min,反应温度为35℃,初始溶液pH为7.12,酸改性泥炭投加量为2 g),亚甲基蓝去除率可达90.88%,其吸附较好地符合Freundlich和Langmuir等温方程,拟合相关系数均大于0.9。通过热力学计算发现,ΔG<0、ΔS>0,表明该吸附反应是自发的、吸热反应。且该吸附过程符合准二级动力学方程(R2=0.98)。     

改性膨润土对垃圾填埋场渗滤液吸附效果

通过制备不同组分改性膨润土,研究其对苯酚的吸附效果,结果表明,十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠+硫酸铝-改性膨润土>十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠-改性膨润土>十六烷基三甲基溴化铵-改性膨润土。通过改性膨润土对实际复杂组分渗滤液的吸附研究,结果表明,使用活性炭改性的膨润土吸附COD和NH4+-N最为理想,单位质量COD吸附量最高为26.8 mg/g,NH4+-N最高为3.92 mg/g,其中,COD最高去除率为77.3%,氨氮为28.9%;十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠+硫酸铝-改性膨润土对COD和NH4+-N均有去除效果,两者对于渗滤液实际处理工程具有应用价值。     

利用钢渣对聚驱采油废水进行深度处理

利用钢渣对模拟聚驱采油废水进行深度处理,依靠吸附作用去除水中的HPAM。考察了钢渣粒径、搅拌速度、pH以及吸附时间对HPAM去除率的影响,进行了吸附等温线和吸附热力学分析,并对钢渣进行了吸附再生实验。当搅拌速度为250r／min,pH为2～10,吸附时间为90rain,钢渣粒径为10-16目、投加量为100g／100mL时,HPAM的去除率可达到84％以上。钢渣对HPAM的吸附符合Langmuir等温式,吸附自由能变和吸附焓的结果都表明,该吸附属于物理吸附。吸附之后的钢渣可以通过600℃焚烧得到再生,再生后仍可保持良好的吸附性能。     

改性白菜叶渣对重金属Zn2＋吸附性能

为了研究白菜叶渣对锌离子的吸附作用,采用静态吸附的方法,以酸碱处理后的废弃白菜渣为原材料,获得加人量（X1）、浓度（X2）、时间（X3）、pH（X4）和温度（X5）各单因素对Zn2＋的最佳吸附点,再通过二次回归正交旋转组合设计对白菜渣吸附Zn2＋的条件进行优化,并讨论了吸附过程中吸附等温线与动力曲线的相关特征。结果表明,当加入量0．2g、浓度2mg／L、吸附时间5h、pH为4以及温度20％时,吸附达到最大95．08％,验证所测最大吸附率93．89％,与预测值基本相符。对比实验说明白菜渣对Zn2吸附效果要优于活性炭。25℃和35℃时的等温线的拟合结果表明,白菜渣对Zn2＋是物理化学共同吸附的复杂过程。     

改性蛭石结合鸟粪石沉淀法回收垃圾渗滤液中氨氮的实验研究

研究了使用氯化镁改性蛭石,利用磷酸铵镁沉淀的原理,在垃圾渗滤液中按比例加入PO43-,处理垃圾渗滤液中氨氮的同时,在蛭石上生成磷酸铵镁沉淀,以便于磷酸铵镁沉淀的回收利用。结果表明,筛取蛭石粒径为60～80目,配制浓度20%的氯化镁溶液浸泡改性蛭石20 min,取25 g改性蛭石,100 mL垃圾渗滤液调节pH为9,按n(NH4+)∶n(PO34-)=1∶1.2的比例加入PO43-离子,垃圾渗滤液中氨氮去除率为85.06%,实验并对磷酸铵镁沉淀进行了结构成分分析,为垃圾渗滤液中氨氮的处理及磷酸铵镁沉淀的回收提供了一种新的方法。     

Electrochemical oxidation of bisphenol A. Application to the removal of bisphenol A using a carbon fiber electrode

Leachate samples with a high strength of ammonium-nitrogen (NH4+-N) were collected from a local landfill site in Hong Kong. Two experiments were carried out to study (1) the inhibition of microbial activity of activated sludge by NH4+-N and (2) the chemical precipitation of NH4+-N from leachate as a preliminary treatment prior to the activated sludge process. The experimental results demonstrated that the efficiency of COD removal decreased from 97.7% to 78.1%, and the dehydrogenase activity of activated sludge decreased from 9.29 to 4.93 microg TF/mg MLSS, respectively, when the NH4+-N concentration increased from 53 to 800 mg/l. The experiment also demonstrated that the NH4+-N in the leachate can be quickly precipitated as MgNH4PO4 x 6H2O after addition of MgCl2 x 6H2O + Na2HPO4 x 12H2O. The NH4+-N concentration was reduced from 5618 to 112 mg/l within 15 min when a molar ratio of Mg2+:NH+:PO4(3-) = 1:1:1 was used. The optimum pH to reach the minimum solubility of MgNH4PO4 x 6H2O was found to be in the range of 8.5-9.0. Attention should be given to the high salinity formed in the treated leachate by using MgCl2 x 6H2O + Na2HPO4 x 12H2O, which may affect microbial activity in the following biological treatment processes. Using two other combinations of chemicals [MgO + 85%H3PO4 and Ca(H2PO4)2 x H2O + MgSO4 x 7H2O] could minimise salinity generation after precipitation, while they were less efficient for NH4+-N removal.     

钢渣吸附处理苯酚废水的研究

采用恒温振荡的方法,考察了钢渣粒径、吸附温度、振荡速度、溶液pH值、溶液初始浓度对苯酚去除率的影响。结果表明,在粒径为120~180目、pH=4.0、苯酚溶液浓度在500 mg/L以内、苯酚/钢渣质量比为1∶1 000时吸附效果最好。钢渣对苯酚的吸附能较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,线性相关系数分别为0.9971和0.9916,吸附机理为表面吸附。     

营养成分对Fe2+生物氧化的影响

在29℃和160 r/min条件下,以广东云浮矿山酸性废水为种源,采用9K培养基,经过富集培养得到氧化亚铁硫杆菌A.f.a。利用分批摇床实验,研究了在A.f.a作用下,溶液初始NH4+-N、PO34--P、Mg2+、Ca2+和Cu2+等基本营养成分对Fe2+生物氧化的影响。结果显示,随着NH4+-N、PO34--P、Ca2+或Cu2+离子浓度增加,Fe2+生物氧化率都先增大后降低,各离子最佳浓度分别为84.8、35.6、2.4和254.5 mg/L;Fe2+生物氧化率随着Mg2+浓度的增加逐渐增大,并趋于稳定,其限制浓度为88.8 mg/L。上述结果可用于控制营养条件促进Fe2+的生物氧化。     

荔枝皮对重金属Ni~(2+)的吸附性能

采用批量实验研究了荔枝皮对水中重金属Ni2+吸附的影响因素(如接触时间、pH和吸附剂量)、吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学等,并讨论了其吸附机理。结果表明,未改性荔枝皮和改性荔枝皮对Ni2+的吸附平衡时间均为30min;最适pH为6.0~7.0;最佳吸附剂量均为20 g/L。吸附过程均能用Langmuir和Freundlich等温线模型来很好地描述,且均符合假二次动力学模型。改性荔枝皮和未改性荔枝皮对Ni2+的最大比吸附量分别为11.88和5.19 mg/g。此外,热力学研究结果表明,未改性荔枝皮和改性荔枝皮吸附Ni2+均属于非自发的放热过程。     

Recovery of phosphates from wastewater using converter slag: Kinetics analysis of a completely mixed phosphorus crystallization process

A phosphorus crystallization process for recovering phosphates was developed using a completely mixed reactor and powdered converter slag as a seed crystal. This completely mixed phosphorus crystallization process achieved a stable and high phosphorus recovery: the average PO4-P removal efficiency during 200 d of operation was 87%, with a range of 70-98%. The apparent volume of the slag doubled due to crystal growth during the long-term phosphorus-removal experiments. The Ca2+ concentration, slag dosage, and temperature were found to govern the phosphorus recovery system for a given condition of pH and hydraulic retention time. The equations for the rate constant and reaction order were obtained by evaluating the model parameters. The model developed in this study was observed to successfully simulate the behavior of effluent PO4-P in a completely mixed phosphorus crystallization reactor over a wide variety of operating conditions of temperature, Ca2+ concentration, and influent PO4-P. Model investigations of design factors suggest that the completely mixed phosphorus crystallization process with influent PO4-P concentrations of less than 10 mg l(-1) could ensure effluent PO4-P concentrations of less than 0.5 and 1.0 mg l(-1) during summer and winter in Korea, respectively.