粉煤灰陶粒去除水中Cr6+的实验研究

粉煤灰陶粒比表面积大,化学稳定性好,具有良好吸附性能,是一种廉价的吸附剂。进行了用含钡粉煤灰陶粒处理含铬废水试验,探讨废水酸度、接触时间、陶粒用量、含铬浓度、温度等因素对除铬效果的影响。结果表明,在废水pH=5.5,按铬与含钡陶粒重量比为1/100投加含钡陶粒进行处理,可使Cr6 去除率达到99％以上,出水符合国家排放标准。     

粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附试验研究

以粉煤灰为主要原料制成粉煤灰陶粒,研究其对废水中磷酸盐的去除情况.同时,考察了影响粉煤灰陶粒吸附磷酸盐的主要因素及平衡吸附量,并对其进行吸附等温模型拟合分析.结果表明,粉煤灰陶粒对磷酸盐的去除率随粉煤灰陶粒投加量的增大而增加,较高的磷酸盐初始浓度可以加快磷酸盐的吸附.在较宽pH(4～10)范围内,均能呈现较好的磷酸盐去...     

污泥与建筑垃圾配合合成沸石基多孔吸附材料

根据湿污泥与建筑垃圾的组成成分和形态特征,将二者结合合成多孔质陶粒,在陶粒基础上通过水热反应使陶粒沸石化,生成功能性吸附材料。沸石化处理的最佳条件为:Na OH浓度4 mol/L,反应温度160℃,反应时间12 h。水热反应产物为八面沸石,是单一晶相的沸石化陶粒。在沸石化陶粒表面八面沸石晶体以柱状晶体堆积形成球形凸起,在孔壁上柱状晶体呈簇状分布。沸石化陶粒比表面积约50 m2/g,较沸石化处理前的污泥-建筑垃圾陶粒提高了近20倍。浸出实验结果显示,沸石化陶粒实现了有害重金属的有效固定,满足危险废物鉴别标准(GB 5085.3-2007)的要求。吸附实验结果表明,沸石化陶粒对Ni2+的吸附等温曲线与Langmuir吸附模型拟合较好,说明吸附过程属于单分子层吸附,其中化学吸附占支配地位。该沸石化陶粒廉价易生产,适合用于环境污染治理。     

多孔炭/硅胶复合吸附剂吸附除铬(Ⅵ)研究

用静态吸附法研究了吸附条件对多孔炭/硅胶复合吸附剂的吸附除铬(Ⅵ)性能的影响,这些条件包括接触时间、溶液pH值、吸附剂用量、初始溶液浓度和吸附温度等。结果表明多孔炭/硅胶是有效的吸附除铬(Ⅵ)材料,除铬(Ⅵ)过程强烈依赖于溶液pH值,优化的pH值为2.3,在此pH下有部分铬(Ⅵ)被还原。吸附剂用量、吸附温度、初始溶液浓度等也影响吸附过程。20h可以达到吸附平衡。吸附等温线可以用Langmuir方程描述。     

陶粒在废水除磷中的试验研究

采用粉煤灰、膨润土、粘土、发泡剂为主要原料,与外加添加剂混合,烧结制备应用于环境工程的陶粒。通过静态试验和动态试验考察了陶粒对磷的去除效果,在静态试验中,考察了添加剂的成份、含量以及振荡时间对其除磷效果的影响和对出水pH值的影响,试验结果表明,含钙量越多的陶粒,其对磷的去除率越高,其中只加钙的陶粒对磷的去除率在振荡5h时就达到最高94.86%;而不加添加剂的陶粒对磷的去除效果最差,在振荡5h时仅为15.6%。将不同种陶粒放入pH为6.12的模拟废水中,振荡为0.5 h时,其出水pH值便发生明显的变化,其中含钙陶粒的出水pH变化最大,达到10.77,随着振荡时间的增加,其出水的pH值便不再发生明显的变化。在动态试验中,对含钙陶粒进行动态吸附试验,其泄漏值是60 BV,饱和吸附量为150 BV。     

给水厂残泥免烧陶粒对Pb与Cd的吸附特征

针对高效低廉的吸附材料——WTR（water treatment residuals,给水厂残泥）因颗粒细小在水处理工艺中难以应用的问题,利用免烧法制备出WTR陶粒,研究其对Pb和Cd的吸附特征.批量吸附试验结果表明,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能较好地描述WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附动力学（R2>0.995 8）与等温吸附过程（R2>0.994 8）.在溶液pH为5、恒温25℃、振荡24 h下,Langmuir等温吸附模型计算得到的WTR免烧陶粒对Pb和Cd的最大吸附容量分别为13.97和18.60 mg/g.单因素条件试验结果表明,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量均随溶液初始pH的升高而增加,当pH由3升至9时,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量分别增加了1.44和0.95倍;离子强度的增加不利于WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附.批量等温解吸试验结果表明,在pH为4~8的溶液中,Pb和Cd较难从WTR免烧陶粒中解吸出来,解吸率均在3.5%以内;当溶液pH为3时,Pb和Cd的解吸率分别高达65.88%和45.01%.BCR分级提取结果表明,Pb和Cd均主要以酸提取态形式（占比在68.18%以上）存在于WTR免烧陶粒中;同时,随着初始吸附量的增加,酸提取态比例显著减少,而还原态和残渣态比例显著增加.研究显示,WTR免烧陶粒对Pb和Cd具有较强的吸附能力,可作为一种高效的重金属吸附材料应用于水处理工艺中.      

陶粒改性对生物膜特性及除污效能的影响

为改善陶粒的除磷性能,该实验分别用FeCl_3和CaCl_2对普通陶粒进行改性,并考察了表面改性对陶粒表面的生物膜特性和除污特性的改善。结果表明,经FeCl_3和CaCl_2改性的陶粒对TP的去除率更高,但吸附效能随运行时间延长有下降趋势;陶粒经改性处理后表面生物膜多糖含量更多,脱氢酶活性更强,对TN和COD有较好的去除效果。     

PVA阴离子交换纤维对水中铬(Ⅵ)的吸附与解吸性能研究

本文系统地报道了铬(Ⅵ)在PVA阴离子交换纤维(PVAF)上的吸附一解吸特征。等温吸附平衡浓度与吸附量关系符合Langmuir吸附等温式。求出了20℃时的饱和吸附量和吸附系数。尝试了几种动力学方程在铬(Ⅵ)—PVAF体系中的适用性。结果表明鲛岛方程q=klnt+B能较好地反应体系的特征。     

膨胀蛭石同步脱铵除磷的影响因素研究

为探讨膨胀蛭石同步脱铵除磷能力,采用静态吸附实验考察了氨氮和磷酸盐共存时接触时间、粒径、pH值以及温度对膨胀蛭石去除氮磷效果的影响。结果表明,膨胀蛭石具有较好的同步脱铵除磷性能,在pH值为7,温度为25℃条件下,用1.00g粒径为80~100目膨胀蛭石对100mL氨氮和磷酸盐浓度分别为50mg/L和10mg/L的模拟污水处理4h后,氨氮和磷酸盐去除率分别达79.4%和93.0%,两者吸附过程均明显表现为"快速吸附,减速平衡"二阶段特征。中性条件下氨氮去除效果最好,酸性或碱性条件有利于磷酸盐去除,温度升高,氨氮去除率下降,磷酸盐去除率上升。等温吸附实验研究表明,膨胀蛭石对氨氮与磷酸盐的等温吸附线均较好的符合Langmuir方程。     

鸡蛋壳对废水中亚铁离子的吸附研究

为研究鸡蛋壳对废水中亚铁离子的吸附效果,进行了单因素变量控制实验(如鸡蛋壳粉末的投加量、吸附温度、吸附时间)、等温吸附实验和正交实验。研究结果表明,鸡蛋壳用量在4 g的时候吸附效果最好;鸡蛋壳粉末对亚铁离子的吸附是吸热过程,随着温度升高,去除率也随之升高;去除率也随吸附时间增加而升高,在60 min左右达到吸附平衡。等温吸附过程中,能很好地符合Freundlich吸附等温式。通过正交实验,得出最佳实验条件:亚铁离子浓度40 mg/L,鸡蛋壳粉末3 g,吸附时间为50 min,吸附温度为50℃,在此实验条件下鸡蛋壳对废水中亚铁离子的去除率可达99.99%。     

适用于BAF的粉煤灰免烧陶粒的制备

为拓宽粉煤灰免烧陶粒的应用范围,使免烧法得以推广,本实验通过激发粉煤灰的潜在活性并选用污水厂剩余污泥为添加剂的方法制备免烧陶粒,使产品比市售烧结陶粒更适用于污水处理领域,为粉煤灰、污泥的处理提供一条经济合理的途径。实验对粉煤灰活性激发机理、污泥添加作用和陶粒物相组成(XRD)进行研究。制备陶粒产品的主要性能指标是破碎率1.9%,,表观密度为1667kg/m3,比表面积7.84m2/g。将制备免烧陶粒和市售烧结陶粒投入曝气生物滤池处理生活污水,结果表明利用污泥为添加剂,可在一定条件下制备出适用于BAF的性能优良的功能陶粒,达到经济节能、变废为宝的目的。     

超声强化下多相催化臭氧体系处理印染尾水

随着我国对水环境质量要求逐步提高,对于纺织印染废水处理提出了更为严格的排放要求.臭氧(O₃)工艺已常用于纺织印染废水深度处理,但存在臭氧利用率低、氧化不彻底等问题.该研究通过自制陶粒催化剂,构建多相催化臭氧氧化体系,以期改善接触条件,提高处理效率,同时在此基础上引入超声波进一步强化体系处理效率.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征了陶粒催化剂,考察了催化剂投加量、超声波频率对印染尾水的COD_Cr去除率,并通过三维荧光光谱、GC/MS等分析了反应前后尾水中有机物的变化特征.结果表明:①自制陶粒催化剂表面较为粗糙,晶面尺寸在36~50 nm之间,投入后可提高臭氧(O₃)体系对印染尾水的COD_Cr去除率(提高了10%~15%),具有较好的催化效率.②引入超声波可进一步提升体系的氧化效率,当超声频率为200 kHz时,出水ρ(COD_Cr)可达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类要求.③自制陶粒催化剂与超声波的引入主要促进了芳香性蛋白和溶解性微生物代谢产物的氧化分解,且有效地破坏了长链烷烃、环状烷烃、复杂苯系物等有机物,从而实现印染尾水中ρ(COD_Cr)的进一步降解.研究显示,自制陶粒催化剂协同超声波可提高O₃体系对印染尾水的矿化效率且绿色环保,可为我国水环境敏感区域内纺织印染企业或园区废水深度处理工艺的选择提供参考依据.      

陶粒窑协同处置电镀污泥试验中Zn、Cr的迁移特性

为了合理处置固体废物 , 利用陶粒回转窑进行了协同处置固体废物试验,分析了Zn和Cr的分布规律和固化机理,并对Zn和Cr的环境风险进行评估. 结果表明:在陶粒窑协同处置电镀污泥系统中,89.70%的Zn和89.32%的Cr被固定在陶粒中,10.30%的Zn和10.68%的Cr富集在飞灰中,飞灰中Zn和Cr的含量较高,但飞灰参与陶粒窑系统内循环;热力学平衡计算表明,在陶粒中,Zn主要以ZnCr₂O₄、ZnO、ZnFe₂O₄等形态存在,Cr主要以Cr₂O₃和铬尖晶石等形态存在. 成品陶粒中Zn和Cr的浸出浓度远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性标准》标准限值,说明ZnCr₂O₄、ZnO、Cr₂O₃和铬尖晶石等物质结构稳定,重金属Zn和Cr在陶粒中实现了良好的固化. 研究显示,绝大部分的Zn和Cr被固定在陶粒中,并且陶粒中重金属的浸出浓度低于标准限值,因此利用陶粒窑协同处置高重金属含量的电镀污泥安全可行.      

含油废水回用试验研究

以含油废水二级处理水为研究对象,采用臭氧化活性炭柱+煤炭生物过滤器为深度处理工艺,主要探讨了在以煤渣为滤料的生物过滤器发生硝化和进一步降低其他污染物的作用,进行了生物挂膜试验和硝化性能试验。探讨了该系统挂膜的影响因素和过滤器挂膜成熟的标志。微生物易于附着在煤渣填料上生长,适应期约12d;用低浓度的污水挂膜时间较长,最终生物膜成熟时间约40d。     

Comparison of quartz sand, anthracite, shale and biological ceramsite for adsorptive removal of phosphorus from aqueous solution

The choice of substrates with high phosphorus adsorption capacity is vital for sustainable phosphorus removal from waste water in constructed wetlands. In this study, four substrates were used： quartz sand, anthracite, shale and biological ceramsite. These substrate samples were characterized by X- ray diffractometry and scanning electron microscopy studies for their mineral components （chemical components） and surface characteristics. The dynamic experimental results revealed the following ranking order for total phosphorus （TP） removal efficiency： anthracite 〉 biological ceramsite 〉 shale 〉 quartz sand. The adsorptive removal capacities for TP using anthracite, biological ceramsite, shale and quartz sand were 85.87, 81.44, 59.65, and 55.98 mg/kg, respectively. Phosphorus desorption was also studied to analyze the substrates＇ adsorption efficiency in wastewater treatment as well as the substrates＇ ability to be reused for treatment. It was noted that the removal performance for the different forms of phosphorus was dependent on the nature of the substrate and the adsorption mechanism. A comparative analysis showed that the removal of particulate phosphorus was much easier using shale. Whereas anthracite had the highest soluble reactive phosphorus （SRP） adsorptive capacity, biological ceramsite had the highest dissolved organic phosphorus （DOP） removal capacity. Phosphorus removal by shale and biological ceramsite was mainly through chemical adsorption, precipitation or biological adsorption. On the other hand, phosphorus removal through physical adsorption （electrostatic attraction or ion exchange） was dominant in anthracite and quartz sand.     

磁场强化曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水的研究

本研究采用普通陶粒、普通陶粒外加静态磁场（50 mT）和磁性陶粒（2.5 mT和5 mT）曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水,对比研究了不同类型和强度的磁场强化下曝气生物滤池的硝化反硝化效果,并通过分子生物学手段系统分析了磁场强化硝化反硝化的微生物学机理.结果表明,随着氨氮浓度增加,磁场强化下曝气生物滤池硝化反硝化效果显著高于普通陶粒曝气生物滤池.当氨氮浓度提高到400 mg·L^-1时,磁场强化曝气生物滤池（磁性陶粒和外加静态磁场）的氨氮去除率大于97%,高于普通陶粒曝气生物滤池的氨氮去除率（88%）;磁场强度为2.5 mT的磁性陶粒曝气生物滤池的总氮去除率达到67%,显著高于其他3个曝气生物滤池（p<0.05）（分别为55%、54%和55%）.分子生物学检测结果表明,2.5 mT磁场强度的磁性陶粒上生物膜的硝化反硝化酶活性和功能基因丰度大幅提高,硝化反硝化细菌的丰度及多样性显著增加.     

多级生物系统工程处理沈阳西部污水的研究(示范工程)

建立以污水驱动水轮机,再带动转盘和低坝的落水曝气充氧,和大气复氧,菌藻吐氧,达到多次充氧的多级生物系统工程,以逐级沉淀和多次降解,以及沙滤等设施代替工厂处理的复杂工程。在沈阳西部中试结果证明该工程结构简单、管理方便、处理效果高、节能节资.同时,建立了快速监测生物活性和水质毒性的方法.     

曝气生物过滤反应器的新型挂膜方法

介绍了一种新型快速的生物过滤反应器的挂膜方法。实验证明 ,该方法符合生物膜形成的微生物学原理。采用此种挂膜方法具有挂膜时间短、耐冲击负荷的优点 ,比目前应用广泛的循环挂膜法优越     

人工湿地常用生物陶粒基质LDHs覆膜改性及其除磷效果研究

分别利用3种二价金属化合物和3种三价金属化合物,采用水热共沉淀法在碱性条件下对人工湿地中常用的生物陶粒基质进行层状双金属氢氧化物(LDHs)覆膜改性,并将9种不同类型的LDHs覆膜改性生物陶粒基质和普通生物陶粒基质分别填充于10个垂直流人工湿地模拟实验柱中,进行除磷净化实验.结果表明,9种不同类型的改性生物陶粒基质均能有效提高磷素的净化效果;Zn系LDHs改性生物陶粒对总磷、溶解性总磷、磷酸盐均有很好的处理效果,其中Zn Fe-LDHs、Zn Co-LDHs和Zn Al-LDHs对总磷的平均去除率均在92%以上,对溶解性总磷和磷酸盐的平均去除率均超过95%;其对磷素的净化机理主要集中于物理化学作用,同时还应与其对微生物生长的促进作用有关.