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.     

镧改性粉煤灰合成沸石的同步脱氨除磷研究

以火电厂固废粉煤灰为主要原料,采用改良水热法研制合成了低成本的P型沸石,对其进行了稀土镧改性处理,以强化其脱氮除磷能力.实验研究了改性镧离子浓度、投加量、pH值对同步去除氨氮和磷的影响;运用XRD和SEM分析技术对合成沸石进行了表征.结果表明,在改性镧离子浓度0.5%、pH值为4~8、投加量为10g/L时,改性后的合成沸石对氨氮和磷的去除率分别达到90%,95%以上.改性后的合成沸石对氨氮及磷的吸附动力学数据符合伪二级方程.Langmuir方程能更好地描述氨氮及磷在改性合成沸石上的等温吸附行为,氨氮和磷的Langmuir最大吸附量分别为3.94,1.65mg/g.     

新型复合材料处理氮磷废水的性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（Hexadecyl Trimethyl Ammonium Bromide，HDTMA）和稀土溶液氯化镧（LaCl₃）对人造沸石进行改性，以增强其对水中氨氮和总磷的同步去除效果.结果表明，HDTMA和LaCl₃可有效负载于人造沸石表面，且在pH为7的条件下，改性沸石对氨氮和总磷的去除率分别由改性前的75%和1%提高到95.67%和91.96%.影响因素的实验表明，改性沸石对不同浓度废水的氨氮和总磷去除率均达到90%以上；氮、磷的去除率随改性沸石投加量的增加而上升；准二级动力学模型适合描述改性沸石对氨氮吸附的动力学过程，准一级动力学模型适合描述改性沸石对总磷吸附的动力学过程；吸附等温线说明改性沸石对水中氨氮的吸附属于离子交换，对水中磷酸盐的吸附包含离子交换和化学吸附两种过程.此外，通过再生性能、负载强度和离子竞争的试验证明改性沸石能应用于实际生化尾水的氮、磷去除.     

NH_4~+对镁改性生物炭除磷效果的影响

为提高人工湿地收割植物利用率并探讨水体中氨氮对镁改性生物炭(magnesium modified biochar,MBC)除磷效果的影响,本文以人工湿地植物芦苇为原料,引入金属镁离子对其改性,制备MBC,并以未改性生物炭(biochar,BC)为对照,通过批量摇床实验,研究了不同氮磷摩尔比(0、5、10)和初始磷浓度(100~500mg·L-1)条件下,MBC、BC、BC与金属镁离子(BC+Mg2+)、Mg2+这4种处理方式对磷酸盐的去除效果。结果表明4种处理方式对磷的去除量排序为MBCBC+Mg2+≈Mg2+BC,溶液中NH4+的存在促进MBC吸附除磷,氮磷摩尔比越大,初始磷浓度越高,MBC的磷吸附能力越强。XRD图谱分析结果表明,在MBC、BC+Mg2+、Mg2+这3种处理方式中,当氮磷摩尔比为5、10时,NH4+与溶液中的Mg2+和PO43-发生沉淀反应,生成鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O),促进磷的去除。本研究利用人工湿地废弃生物质对富含氨氮和磷酸盐的溶液进行处理,确定了氨氮对水体中磷酸盐去除的促进作用,达到了回收利用、以废治废的目的,为水体富营养化治理提供了新的理论依据和数据支持。     

电吸附技术去除水中磷酸盐离子的研究

水体富营养化是世界各国面临的重大环境污染问题.水中的磷酸盐作为水体富营养化的关键因素,如何有效去除日益引起研究者的关注.本研究利用电吸附技术处理水中PO_4~(3-)、HPO_4~(2-)和H_2PO_4~- 3种常见磷酸盐离子,并分析电吸附和脱附的特性及机理.实验得到电吸附处理K_3PO_4时,离子去除率最大,但脱附率最差,这严重影响电吸附电极的再生性.K_3PO_4溶液中存在大量的OH~-,炭电极对KOH产生物理吸附,该吸附类型比电吸附的双电层吸附难脱附.添加少量HCl调节磷酸盐的pH,减少OH~-,将溶液中PO_4~(3-)转化为HPO_4~(2-)和H_2PO_4~-,可以提高电极的脱附率,增加电极的循环使用效率,同时可增加溶液中磷含量的去除率.炭电极电吸附K_3PO_4+HCl溶液时,电极的再生性良好,连续循环四次,离子去除率由28.7%降为26.6%.     

GFH用于提高再生水回用景观水水质研究

研究了再生水回用于景观水体过程中,GFH(granulated ferric hydroxide)对磷、DOM和氮等污染物的吸附去除机制.结果表明,GFH对磷的去除效果最显著,TP浓度为0.059～0.725mg/L、PO34--P浓度为0.004～0.684mg/L的进水,GFH出水能够实现TP0.05mg/L(去除率91.1%)、PO43--P0.023mg/L(去除率95.4%);GFH优先去除DOM中大分子的腐殖酸,实现对DOM28.5%的去除率,同时提高DOM的芳香性;由于GFH和臭氧的强氧化性,再生水中NH4+-N和NO2--N可发生硝化反应,NH4+-N平均去除率达37.3%,NO2--N平均去除率达59%.     

宁波南沙港网箱养殖水域营养状况评价及生物修复策略

根据2007年1月-2007年11月4个航次对宁波南沙港网箱养殖水域水体营养盐（NO2--N、NO3--N、NH 4＋-N和PO34--P）含量的监测结果,利用营养指数E法对水体的富营养化状态进行了评价。根据网箱养殖系统物质平衡方程和现场调查实验数据,估算了南沙港网箱养殖水域的氮磷污染负荷,以溶解态氮作为平衡指标,估算了鱼藻类合理的配比模式。结果表明,南沙港水体中NO2--N、NO3--N、NH4＋-N、PO4-P含量年变化范围分别为0.26μmol/L～4.86μmol/L,33.93μmol/L～82.86μmol/L,0.59μmol/L～7.86μmol/L,1.47μmol/L～2.97μmol/L,不同养殖区之间营养盐含量差异不显著（p〈0.05）;营养指数E值年变化范围介于2.41～15.99之间,表明该港水体处于重度富营养化状态;养殖区N/P值的年平均值为32.95,表明南沙港海区是一个氮过剩的养殖系统。南沙港网箱养殖水域氮、磷的负荷量分别为70.43 t/a和5.96 t/a,其中溶解态氮、磷负荷量分别为49.3 t/a和2.38 t/a;南沙港的藻类养殖面积需要在现有基础上再扩大0.44倍,达到107.52 ha,才可以与网箱养殖系统的氮磷污染负荷构成平衡;网箱养殖个数与藻类养殖面积（ha）的合理配比约为1∶0.027。     

改性沸石法去除微污染水中氮的研究

以氨氮浓度大约为5mg／L的微污染水为研究对象．其CoD浓度低于20mg／L,主要进行了沸石的表面特性及其活化试验研究。研究了沸石经NaCl、NH4N03改性处理后对微污染饮用水中氨氮的吸附。结果表明：改性沸石对氨氮有较好的吸附,吸附温度为常温,NaCl溶液、NH4N03溶液改性沸石的最佳浓度分别为0．6-1mol／L、1．5-2mol／L．氨氮的去除率达90％。     

MAP法与沸石吸附组合条件下去除氮磷的试验研究

以高浓度氮磷模拟废水为处理对象,通过静态烧杯试验研究了磷酸铵镁法(MAP法)与沸石吸附组合工艺的脱氮除磷效果.分析了单独使用浙江缙云天然斜发沸石吸附氮磷受吸附时间、沸石粒径和沸石用量等因素的影响,所得最佳吸附条件为:反应时间80 min、粒径180～200目(0.076～0.088 mm).用量12 g/100 mL模拟废水.以MAP法除磷脱氮后的出水作为沸石吸附过程的进水,最终出水的氮、磷去除率可达86.69%和99.9%,且在MAP反应过程中采取较高的pH值和Mg2+浓度有利于后期沸石对氮、磷的吸附去除.研究表明,采取MAP法与沸石吸附组合工艺去除氮磷是可行的,可同时达到较高的除磷脱氮效果.     

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。     

土壤中铝的溶出及形态研究

用连续提取法研究１ｍｏｌ／ＬＫｃｌ,１ｍｏｌ／ＬＮＨ４Ａｃ,１ｍｏｌ／ＬＨｃｌ和０．５ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ４种化学浸提液对土壤中铝的溶出,溶出名中用羊毛羊花菁Ｒ比色法测定。结果表明,铝的溶出量与与土壤类型、总铝、有机质含量等因素有关。１ｍｏｌ／ＬＫｃｌ浸提液对酸性土能溶出一定量的变换态铝,而对非酸性土则不能溶出或铝溶出量极微。０．５ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ浸提出的铝量与总铝量之间有显著相关性。     

化学沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮

为了有效地去除垃圾渗滤液中高浓度的ＮＨ＾＋４－Ｎ而避免传统吹脱法造成吹脱塔内碳酸盐结垢问题,探讨了采用化学药剂诸加ＭｇＣｌ２·６Ｈ２Ｏ和Ｎａ２ＨＰＯ４·１２Ｈ２Ｏ或ＭｇＯ和Ｈ３ＰＯ４使ＮＨ＾＋４－Ｎ生成磷酸铵镁的化学沉淀去除法。小试研究结果表明,当垃圾渗滤液中投加ＭｇＣｌ２·６Ｈ２Ｏ和Ｎａ２ＨＰＯ４·１２Ｈ２Ｏ而使Ｍｇ＾２＋：ＮＨ＾＋４：ＰＯ＾３－４的比例为１：１：１时,在最佳ｐＨ为８．５～９．０     

磷酸铵镁沉淀法预处理7-ACA综合废水试验研究

采用磷酸铵镁(MAP)沉淀法对高氨氮7-ACA综合废水进行了预处理试验研究,以Na2HPO4和MgCl2.6H2O作为沉淀剂,探讨了初始反应pH值、n(Mg2+):n(PO43-)/:n(NH4+)投配比及反应时间等因素对氨氮去除效果的影响。结合结晶物SEM分析,确定预处理的最佳工艺条件为:初始反应pH 9.0、n(Mg2+):n(PO43-):n(NH4+)投配比1.0:1.1:1和反应时间20 min。平行试验结果表明,在最佳工艺条件下,当进水氨氮浓度为1 020~1 190 mg/L时,处理后出水氨氮浓度为小于150.0 mg/L,氨氮去除率在85.0%以上,残磷量小于40.0 mg/L,为7-ACA综合废水的后续生化处理创造了有利条件。     

MAP 结晶法回收和去除尿液中的磷

以分解后的尿液为研究对象,采用MgCl₂·6H₂Ｏ 溶液作为MAP结晶剂,对MAP结晶同步回收尿液中的磷和部分氮的影响因素Mg/PO^３－₄-P摩尔比、反应pH、反应时间、沉淀时间和搅拌速度等进行小试试验.结果表明,Mg/PO^３－₄-P摩尔比是重要的运行参数,当其摩尔比超过1.3∶1时,磷的回收率超过95%,上清液剩余PO^３－₄-P浓度小于10 mg/Ｌ,而提高反应pH不能明显增加磷的回收率.该工艺的最佳运行条件为反应时间20 min,沉淀时间2.0 h,搅拌速度120 r/min,不需要pH调节控制.选择Mg/PO^３－₄-P摩尔比分别为1∶1、1.3∶1和1.5∶1,对在最佳条件下反应获得的3种产物采用SEM、XRD和ICP分析表明,3种产物都为比较纯净的MAP产品,其主要元素P、N、Mg的含量接近于MAP的理论含量（P=12.62%, N = 5.71%, Mg= 9.91%）,分别为13.54%, 5.34%,9.01% (Mg/PO^３－₄-P =1∶1)、13.78%,5.23%,9.36% (Mg/PO^３－₄-P =1.3∶1)和13.34%,5.12%,9.15% (Mg/PO^３－₄-P=1.5∶1),具有较高的回收利用价值.     

碱液对填埋场浓缩液中Ca2+、Mg2+的去除效果研究

为了减缓浓缩液蒸发过程设备的腐蚀和结垢问题,研究了碱液及复配药剂对浓缩液中Ca2+、Mg2+的去除率,并利用多种技术手段分析表征了沉淀产物的化学组成和矿物特性,探究了Ca2+、Mg2+的去除对浓缩液水质参数和结垢量的影响。结果表明:1)当7.5 mol/L NaOH溶液投加体积比为3%,反应时间60 min时浓缩液中Ca2+、Mg2+得以有效去除,其去除率分别为89.49%和98.45%,但此条件下沉淀物的沉降性能较差。2)复配实验表明,NaOH溶液与硅藻土、Ca(OH)₂复配时,显著提高了沉淀产物的沉降性能,且Ca2+、Mg2+去除率未受到显著影响;添加1% Ca(OH)₂时沉降效果最为显著,沉降比降为36.84%,明显低于单独碱液(NaOH)的75.61%。3)对碱液沉淀产物进行化学组成和矿物特性分析可知,沉淀产物主要含有Mg(OH)₂、Mg₅(CO₃)₄(OH)₂·4H₂O、NaCl以及KCl等矿物。4)对浓缩液原液和碱液处理后上清液进行模拟蒸发发现,调节pH至5.0时碱液处理后结垢量低于浓缩液原液。     

砷污染土壤复合淋洗修复技术研究

土壤砷污染问题日益严重,淋洗法是修复砷污染土壤的一种有效方法.本研究以砷污染土壤为研究对象,通过批量振荡淋洗实验,将5种常用淋洗剂进行组合复合淋洗,探索最佳复合淋洗组合,对淋洗前后土壤进行形态分析,并通过3种不同污染程度土壤的修复效果比较,研究复合淋洗的适用性.结果表明,复合淋洗效果优于单一淋洗效果,能够很好地提高砷的去除率.当采用4 h 0.5 mol·L~(-1)Na OH+4 h 0.1 mol·L~(-1)EDTA进行复合二步淋洗时土壤砷的去除率从66.73%提高到91.83%,砷含量由186 mg·kg~(-1)降至15.2 mg·kg~(-1),为最佳淋洗组合.其次,研究结果还表明,淋洗前后土壤中砷的形态发生改变,有效态比例得到有效降低,0.5 mol·L~(-1)Na OH+0.1 mol·L~(-1)EDTA适用于铝型砷含量较高的砷污染土壤,0.5 mol·L~(-1)OX+0.5 mol·L~(-1)Na OH适用于铁型砷含量较高的砷污染土壤.     

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.      

化学沉淀法去除水中氨氮的试验研究

研究进行了用Mg2 + 、Mn2 + 分别与PO4 3- 作用去除NH4 + N的试验研究 ,探讨其化学反应机理 ,确定了最佳投药比、反应pH和Mg2 + 、Mn2 + 的协同效应 ,并对广州李坑垃圾填埋场渗滤液中NH4 + N进行了处理 ,其中最大NH4 + N去除率达 96 .1 %。     

耐盐降解苯乙酸类菌株A1(Arthrobacter sp.A1)的分离和特性研究

从处理含盐（NaCl浓度为0．77mol/L）苯乙酸生产污水的耐盐活性污泥中分离到一株节杆菌（Arthrobacter sp.A1）。该菌株能在NaCl浓度为0．1mol/L－2．0mol/L，以苯乙酸为唯一碳源的基础培养基中生长，或在NaCl浓度为0mol/L－2.4mol/L的完全培养基中生长，并能适应急剧的盐浓度变化，对其它常见的低价态无机盐份如KCl、MgCl2、（NH4）2SO4、Na2SO4、CaCl2也具有较强的耐受性，而对高价态无机盐份和重金属盐则耐受性不强。在不同的NaCl浓度下，菌株A1细胞内的QAC（季胺化合物）、游离氨基酸和K^ 含量与盐浓度的升高成正比关系。     

臭氧/沸石工艺处理水中硝基苯的机理探讨

考察了臭氧在H型沸石上吸附与分解情况,发现臭氧在H型沸石上发生了吸附与分解,并且吸附过程与脱附过程是不可逆的,其脱附速率很快.在吸附分解平衡后,臭氧在H型沸石上的吸附分解量与进水臭氧浓度成正比.而在1×10^-3 mol/L Na⁺存在条件下,被Na⁺交换的H型沸石基本不吸附分解臭氧.考察不同阳离子和不同型号沸石对臭氧/沸石工艺去除硝基苯的影响,发现Ca²⁺的影响最大,另外Na型沸石和NH₄型沸石在降解硝基苯的过程中,硝基苯的去除效率逐渐提高,并且Na型沸石中的Na⁺发生溶出,表明盐析效应影响臭氧扩散进入沸石孔道进行自分解和催化分解的能力.脱铝后的H型沸石没有体现降解硝基苯的效果.最后在pH 3.0时,H型沸石也能吸附分解一部分臭氧,说明H⁺的影响不如其它阳离子.