酸性条件下剩余污泥中Ca2＋和Mg2＋溶出对磷回收的影响

为了在酸性条件下实现剩余污泥中磷的高效回收，对pH=3时剩余污泥水解酸化过程中氨氮、正磷酸盐和钙镁离子的溶出现象以及磷回收进行了研究分析。结果表明：当pH=3时，所溶出的氨氮、镁离子和钙离子与磷酸盐的摩尔比均大于1，能满足采用鸟粪石沉淀法或者羟磷灰石沉淀法回收磷的要求；但所溶出的钙镁离子的摩尔比大于1，会对鸟粪石沉淀法回收磷的顺利进行有较大影响；有无外加镁剂对磷回收率影响不大。采用改型后的镁型强酸性阳离子交换树脂进行离子交换可以得到较高纯度的鸟粪石沉淀产品，通过XRD检测其纯度为95％以上。     

不同pH控制策略下剩余污泥中NH+4-N、PO3-4-P、COD溶出研究

污水处理厂的剩余污泥中富含氮、磷、COD，在其水解酸化过程中对pH条件进行控制，使污泥中的氮、磷、COD溶出到上清液中并进行回收利用是可行的。在22~25℃的温度条件下,1#反应器中剩余污泥先调节为酸性（pH=3），在实验第8 d氨氮、磷酸盐溶出量最多后调节为碱性（pH=10）；3#反应器中剩余污泥先调节为碱性（pH=10），在实验第8 d COD溶出量最多后调节为酸性(pH=3)； 2#反应器为对照实验，pH不进行调节。结果表明：若要以回收污泥中的氨氮、磷酸盐为主，剩余污泥由碱性（pH=10）调节为酸性（pH=3）优于由酸性（pH=3）调节为碱性（pH=10）；若要回收污泥上清液中的COD为主，剩余污泥由酸性（pH=3）调节为碱性（pH=10）优于由碱性（pH=10）调节为酸性（pH=3）。     

不同pH控制策略下剩余污泥中NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、COD溶出研究

污水处理厂的剩余污泥中富含氮、磷、COD,在其水解酸化过程中对pH条件进行控制,使污泥中的氮、磷、COD溶出到上清液中并进行回收利用是可行的。在22～25℃的温度条件下,1#反应器中剩余污泥先调节为酸性(pH=3),在实验第8 d氨氮、磷酸盐溶出量最多后调节为碱性(pH=10);3#反应器中剩余污泥先调节为碱性(pH=10),在实验第8 dCOD溶出量最多后调节为酸性(pH=3);2#反应器为对照实验,pH不进行调节。结果表明:若要以回收污泥中的氨氮、磷酸盐为主,剩余污泥由碱性(pH=10)调节为酸性(pH=3)优于由酸性(pH=3)调节为碱性(pH=10);若要回收污泥上清液中的COD为主,剩余污泥由酸性(pH=3)调节为碱性(pH=10)优于由碱性(pH=10)调节为酸性(pH=3)。     

工艺条件对鸟粪石晶体的粒径和沉降速度的影响简

采用激光粒度仪实验测定了小型套管式空气曝气填料层磷回收装置中不同条件下生成的鸟粪石晶体的体积平均粒径，考察了其变化规律，并结合Stokes公式计算了晶体的沉降速率，同时考虑鸟粪石晶体形状的影响，进行了相应的修正。实验结果表明，鸟粪石的粒径在10~200 μm之间，主要集中于20~100 μm；在磷回收装置中添加填料并通入空气有利于增大鸟粪石晶体的粒径和沉降速度，无填料无空气时和有填料有空气时的平均粒径分别在30~55 μm和40~65 μm之间。随着pH值的增大，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度逐渐增大，但当pH大于9.0后，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度又逐渐减小；氮磷比值从1：1增大到2：1，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度小幅度增加，氮磷比进一步增大，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度基本不变；镁磷摩尔比在1：1~1.2：1的范围内时，鸟粪石晶体的平均粒径和沉降速度随镁磷比的增大而增大；镁磷摩尔比大于1.2：1后，鸟粪石晶体的平均粒径和沉降速度随镁磷比的增大逐渐减小；初始磷浓度越高，鸟粪石晶体的平均粒径和沉降速度越大。     

不同pH控制策略下剩余污泥中NH4^＋-N、PO4^3--P、COD溶出研究

污水处理厂的剩余污泥中富含氮、磷、COD,在其水解酸化过程中对pH条件进行控制,使污泥中的氮、磷、COD溶出到上清液中并进行回收利用是可行的。在22～25℃的温度条件下,1#反应器中剩余污泥先调节为酸性（pH=3）,在实验第8 d氨氮、磷酸盐溶出量最多后调节为碱性（pH=10）;3#反应器中剩余污泥先调节为碱性（pH=10）,在实验第8 dCOD溶出量最多后调节为酸性（pH=3）;2#反应器为对照实验,pH不进行调节。结果表明：若要以回收污泥中的氨氮、磷酸盐为主,剩余污泥由碱性（pH=10）调节为酸性（pH=3）优于由酸性（pH=3）调节为碱性（pH=10）;若要回收污泥上清液中的COD为主,剩余污泥由酸性（pH=3）调节为碱性（pH=10）优于由碱性（pH=10）调节为酸性（pH=3）。     

微波及其组合工艺污泥预处理上清液中碳酸盐对磷回收的影响

本研究考察了微波及其组合工艺(微波-酸、微波-碱、微波-过氧化氢和微波-过氧化氢-碱)污泥预处理的碳酸盐溶出特征,并研究了碳酸盐对鸟粪石法磷回收的影响。结果表明,微波及其组合工艺进行污泥预处理时,碳酸盐的释放与pH值显著相关,但与预处理方法无关。模拟实验结果表明,当在浓度≤150 mg/L时,碳酸盐对鸟粪石结晶的磷/镁摩尔比(Mg/P=0.74~1.16)具有一定影响,但对鸟粪石法磷回收率(>90%)和鸟粪石结晶形态(呈典型的斜方晶型)没有显著影响。     

工艺条件对鸟粪石晶体的粒径和沉降速度的影响

采用激光粒度仪实验测定了小型套管式空气曝气填料层磷回收装置中不同条件下生成的鸟粪石晶体的体积平均粒径，考察了其变化规律，并结合Stokes公式计算了晶体的沉降速率，同时考虑鸟粪石晶体形状的影响，进行了相应的修正。实验结果表明，鸟粪石的粒径在10—200μm之间，主要集中于20～100μm；在磷回收装置中添加填料并通人空气有利于增大鸟粪石晶体的粒径和沉降速度，无填料无空气时和有填料有空气时的平均粒径分别在30～55μm和40～65μm之间。随着pH值的增大，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度逐渐增大，但当pH大于9．0后，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度又逐渐减小；氮磷比值从1：1增大到2：1，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度小幅度增加，氮磷比进一步增大，鸟粪石晶体的粒径和沉降速度基本不变；镁磷摩尔比在1：1—1．2：1的范围内时，鸟粪石晶体的平均粒径和沉降速度随镁磷比的增大而增大；镁磷摩尔比大于1．2：1后，鸟粪石晶体的平均粒径和沉降速度随镁磷比的增大逐渐减小；初始磷浓度越高，鸟粪石晶体的平均粒径和沉降速度越大。     

剩余污泥水解酸化液中营养元素与有机质的回收

为回收剩余污泥水解酸化液中的营养元素与有机质,构建了白云石-水解酸化液钙镁溶出体系,获得富含钙镁的溶出液,控制溶出液反应pH和反应时间进行第1阶段回收,以回收后的上清液进一步作为钙镁源从水解酸化液中进行第2阶段回收。结果表明,钙镁溶出的适宜条件为酸化pH 4.0~4.5、白云石颗粒50~80目、固液比3∶100(每100mL水解酸化液中投加3g筛分后白云石)、溶出时间10h;第1阶段回收适宜的反应pH为8.5,氮(以氨氮计)回收率、磷(以可溶性正磷酸盐(以P计)计)回收率分别为10.24%和95.89%;第2阶段回收适宜的镁磷摩尔比为0.60、反应pH为9.0,此时氮、磷回收率分别为14.60%和83.91%;傅立叶红外变换(FTIR)和电感耦合等离子直读光谱(ICP)分析表明,回收产物主要由无机养分和有机质组成,重金属含量极少。利用白云石提供钙镁源能经济有效地回收剩余污泥水解酸化液中的氮、磷等营养元素,同时回收有机质,回收产物品质符合《有机-无机复混肥料》(GB 18877—2009)中Ⅰ型肥料要求。     

以农田高盐排水为替代镁源回收养殖废水中的磷素

为解决新疆南疆地区养殖废水高浓度氮磷和农田排水中的高浓度盐分的协同污染问题,以农田高盐排水为镁源对模拟养殖废水中的磷进行了回收实验,对比了高盐排水和常规镁源的磷回收效率,探讨了影响其回收的主要因素,并通过正交试验获得了高盐排水回收磷的最优反应条件.与常规MgC12镁源的磷回收对比分析结果表明,pH=10时高盐排水回收磷的效率最高,比MgCl2镁源达最大回收率所需的反应pH略高;利用L34正交试验探究了pH(8、9、10、11)、Mg:P摩尔比(1.0、1.5、2.0、2.5)、N:P摩尔比(1.0、1.5、2.0、4.0)对高盐排水镁源回收磷的影响,并结合SPSS统计分析得到高盐排水回收磷的最优反应条件为pH=10、n(Mg):n(P)=2.5,n(N):n(P)=4;高盐排水中的HCO3-和SO42-离子对磷回收有抑制作用,而Ca2+离子对磷回收有促进作用;XRD和SEM-EDS分析表明,高盐排水回收磷的产物以鸟粪石为主,并夹杂着磷灰石和粘土矿物等杂质.整体上,以高盐排水作为替代镁源回收磷的效果较好,本研究为解决鸟粪石沉淀法的镁源问题提供了一种新思路.     

污泥水解酸化过程中污染物的释出及其影响因素研究

为了回收利用污泥中的有机物、氮和磷，研究了将厌氧污泥接种到吸附了污染物质的剩余污泥中，对污泥水解酸化的促进以及污泥中微生物所摄取污染物质的释出规律；揭示了厌氧条件下发酵时间、污泥量、pH和热处理对污染物释出的影响。结果表明，接种24 h后污染物被大量释放出来；在发酵时间为24 h条件下，污染物释出量与污泥质量成正比；吸附了污染物的剩余污泥相对含量越高，释磷量越大；污泥厌氧发酵时，碱性条件下有机物和正磷酸盐的释出量大于酸性条件，加碱调高pH可有效促进氨氮的释出；对吸附了污染物的剩余污泥进行短时热处理可有效缩短其厌氧发酵时污染物的释出时间。结果表明，控制污泥厌氧水解发酵条件可以促进污染物的释出，有利于下一步的回收。     

Effect of Ca2+-ions on the absorption of Pb2+, Cu2+, Cd2+ and Zn2+ by humic substances

Distribution coefficients for the sorption of Pb²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺ and Zn²⁺ by peat were determined as a function of the Ca²⁺-content of peat as well as of the Ca²⁺-concentration in the solution. The amount of heavy metal ions taken up was measured for Cu²⁺, Cd²⁺ and Zn²⁺ by atomic absorption spectrometry and for Pb²⁺ by using Pb-212 as a radioactive tracer.The results show that the distribution coefficients of the heavy metal ions increase, if one increases the initial ratio of the $\text{Ca}{}^{\mathrm{2+}}\text{H}{}^{\mathrm{+}}\text{-}\text{ions}$ in the peat phase. The distribution coefficients for the heavy metal ions decrease, however, if - at constant initial Ca²⁺-content of the peat - the Ca²⁺-concentration of the solution is increased.     

沸石负载淀粉对Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附性能

将淀粉负载到沸石表面得到新型重金属离子复合吸附剂ZLS。分别从沸石与淀粉质量比、吸附温度、吸附时间、pH与重金属初始浓度不同方面考察了复合吸附剂ZLS吸附 Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺的影响。实验结果表明:当沸石与淀粉质量比为10:1,pH为6,吸附温度在30℃时,复合型吸附剂ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺ 3种重金属离子的吸附效果最好;吸附动力学研究发现,ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺的吸附行为均符合准二级动力学以及颗粒内部扩散模型;等温吸附数据符合Freundlich模型,吸附状态属于多层吸附。     

改性甘蔗渣对Cu2+和Zn2+的吸附机理

研究了均苯四甲酸二酐(PMDA)和乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)改性甘蔗渣对重金属离子Cu2+和Zn2+的吸附性能,包括吸附动力学和吸附等温线。结果表明,改性后的甘蔗渣对重金属离子Cu2+和Zn2+的吸附容量有显著提高,对Cu2+和Zn2+吸附等温线均符合Langmuir方程,吸附为单分子层吸附。根据Langmuir方程,PMDA和EDTAD改性甘蔗渣对Cu2+的吸附量分别为60.21和33.45 mg/g,对Zn2+的吸附量分别是70.53和36.53 mg/g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30 min内均可完成,用准二级吸附动力学方程模拟动力学过程得到较好的线性相关性。以EDTA溶液为洗脱剂对吸附Cu2+和Zn2+的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。     

新型材料淀粉微球对Cu~(2+)、Cr~(3+)和Pb~(2+)的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球(cross-linked starch microsphere,CSMs)对Mn+(Cu2+、Cr3+、Pb2+)的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明:308K时,Cu2+、Pb2+和Cr3+的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2+离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn+,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

Cu2+、Zn2+对生物脱氮系统的影响

Cu²⁺和Zn²⁺是污水处理工艺中经常遇到的金属离子。在驯化好的活性污泥系统中，研究了金属离子Cu²⁺和Zn²⁺在0～100 mg/L浓度下对活性污泥生物脱氮系统的影响。试验发现Cu²⁺＞5 mg/L、Zn²⁺＞30 mg/L时，对硝化过程具有明显的抑制作用，在同样浓度的试验条件下Cu²⁺对硝化过程的抑制作用比Zn²⁺大。Cu²⁺≤0.5 mg/L时对反硝化过程具有一定的促进作用，有助于提高TN的去除效果；Cu²⁺＞0.5 mg/L时，对反硝化产生抑制作用，随着浓度的增加，TN去除率逐渐下降。Zn²⁺不影响反硝化过程，仅在大于30 mg/L时，对硝化过程产生抑制作用。重金属Cu²⁺对生物脱氮系统的影响明显强于Zn²⁺。     

从矿区土壤中筛选微生物对Pb2+、Zn2+吸附的研究

从铅锌矿区土壤中分离到12株细菌和lO株真菌,通过其干菌体对Pb2+和Zn2+的吸附试验,筛选出具有较强生物吸附能力的细菌菌株B6和真菌菌株F1.探讨了pH值、吸附时间、菌量和Pb2+、Zn2+的初始浓度对B6和F1菌株的吸附影响,结果表明:2株菌对Ph2+、Zn2+吸附是一个快速的过程,pH值为5.0～6.0是菌体吸附的较适范围.Pb2+、Zn2+初始浓度在150～300 mg/L内,B6和F1菌株吸附效果明显.当B6菌株的菌最超过0.1 g,F1菌株的菌量超过0.2 g后吸附率趋于平缓.应用Langmuir和Freundlich吸附等温线研究,Langmuir吸附等温线更为适合模拟B6和F1菌株的吸附过程.B6和Fl菌株吸附Pb"、zn"的动力学过程都可以用准二级动力学方程进行描述.16S rDNA基因序列分析表明,B6菌株属于里拉微球菌(Micrococcus lylae).用形态及理化特征鉴定,F1菌株属于镰刀霉菌属(Fusarium sp.).     

液/固体系中硅藻土对Pb2+和Cd2+的吸附机制

为了提高硅藻土在重金属废水处理上的应用水平,采用静态吸附实验考察了液/固体系中硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附影响因素、吸附等温线和吸附动力学属性。结果表明,随着投加量的减少,离子初始浓度的提高,pH值的增大,吸附作用时间的延长,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋吸附量不断上升;硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的等温吸附都符合Langmuir模型,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋最大吸附量分别为10.428 mg/g和7.916 mg/g,硅藻土对Pb2＋具有更好的吸附能力;Pb2＋具有较低的水合自由能,更容易脱去水膜与硅藻土孔道内的活性基团发生吸附作用;双常数扩散方程可以很好地描述硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附动力学属性,硅藻土对Cd2＋有较快的吸附速率。     

木屑黄原酸盐对双离子体系中铜镍的吸附

利用木屑制备木屑黄原酸盐吸附剂,对其进行FTIR、XRD和BET分析,并考察了对双离子体系中铜镍离子的吸附情况,重点研究了木屑黄原酸盐吸附量的预测和吸附初始速率的计算。结果表明,在铜镍双离子体系中,利用扩展的Langmuir模型能很好地预测木屑黄原酸盐对铜镍离子的吸附;吸附之初,吸附速率很快,并且随着干扰离子的浓度增大,所考察离子的初始速率逐渐减小。吸附情况说明,木屑黄原酸盐是一种具有良好吸附性能的吸附材料。     

矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

重金属螯合絮凝剂对废水中铅、镉的去除性能

以三乙烯四胺(TETA)、环氧氯丙烷、氢氧化钠和二硫化碳为原料合成了一种重金属螯合絮凝剂(HMCF),考察了其对游离和络合Pb2+、Cd2+废水的处理效果,以及所得重金属螯合沉淀物的稳定性;采用红外光谱和紫外光谱对其和所得重金属螯合沉淀物的结构进行了表征;通过扫描电镜和电子能谱考察了絮体的形貌和组成.结果表明,对游离P...