低温下生物陶粒反应器去除水源水中氨氮的研究

利用生物陶粒预处理工艺,研究低水温条件下生物陶粒反应器对氨氮的去除效果.进水氨氮浓度为0.5～1.4mg/L,水力停留时间为20～30min.结果表明,低温条件下,生物陶粒反应器对进水中氨氮的去除效果随着水温的下降而降低,但总体上对氨氮仍然有较好的去除效果.当水温从10℃下降到0.4℃时,生物陶粒反应器对氨氮的去除率从90%下降到65%.当水温在3℃以上时,出水中NO₂^--N低于进水NO₂^--N的含量.当水温下降到3℃以下后,出水中NO₂^--N超过了进水中NO₂^--N的含量.在陶粒反应器内部出现了NO₂^--N积累现象,水温越低,出水NO₂^--N的含量越高.     

城市生活垃圾焚烧飞灰与电解锰渣烧制陶粒

为减少城市生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)与电解锰渣中的重金属对环境的危害,考察了利用两者辅以粉煤灰烧制陶粒的可行性。通过单因素实验确定原材料最佳配比以及最宜烧制工艺条件,并对焙烧后陶粒的微观形貌以及重金属浸出浓度进行分析。结果表明:随着飞灰掺量的增加,陶粒的颗粒强度与堆积密度降低,1 h吸水率升高;确定最佳原料配比为飞灰掺量12%、电解锰渣掺量43%、粉煤灰掺量45%;确定最宜烧制工艺条件为预热温度600℃、焙烧温度1140℃。在最佳条件下,烧制陶粒的颗粒强度为769 N,堆积密度为687 kg·m~(-3),1 h吸水率为6.44%。通过微观结构观察,陶粒表面致密呈釉化,内部呈现多孔隙结构。陶粒中重金属浸出浓度均低于国家标准。此陶粒的使用可为飞灰与电解锰渣资源化利用提供参考。     

钢渣污泥陶粒催化剂催化臭氧深度处理炼油废水

采用固相混合法制备了钢渣污泥陶粒催化剂,SEM、XRD测试结果显示,催化剂具有较为发达的孔隙结构,活性组分以MnO_2和CuO晶型形态分布于陶粒中。对含盐炼油废水生化尾水进行了臭氧催化氧化研究,考察了废水初始pH、催化剂用量、臭氧投加量等因素对COD去除效果的影响。结果表明,当反应初始pH为7.36、催化剂用量为15 g·L~(-1)、臭氧投加量为4.21 mg·min~(-1)时,反应35 min,废水中COD从86.97 mg·L~(-1)降至48.02 mg·L~(-1),出水水质达到新修订的《石油炼制工业污染物排放标准》。所制备的催化剂活性稳定、使用寿命长,活性组分锰、铜溶出率低,无二次污染产生。     

MnO_2陶粒臭氧氧化催化剂的制备及其性能

以凹凸棒土为载体、MnO_2为活性组分,制备了MnO_2陶粒臭氧氧化催化剂,并以草酸为模拟污染物,采用响应面法对催化剂的制备条件进行了优化。实验结果表明:各因素对草酸去除率影响的显著性顺序为MnO_2投加量盐酸溶液质量分数煅烧时间煅烧温度。催化剂的最佳制备条件为:MnO_2投加量200 mg/g,盐酸溶液质量分数20%,煅烧时间2 h,煅烧温度400℃。在初始草酸质量浓度150 mg/L、溶液pH 3.11、臭氧投加量8.10 mg/min、臭氧-氧气曝气量400 m L/min的条件下,最佳条件制备的催化剂在反应30 min时的草酸去除率达66.99%。催化剂具有良好的活性稳定性,且催化过程中Mn~(2+)溶出量低。催化剂具有较大的比表面积,负载的MnO_2类型为α-MnO_2和β-MnO_2。     

复掺轻骨料纤维喷射混凝土力学及导热性能试验研究*

为有效隔绝高地温公路隧道、深部高温巷道施工过程中的围岩散热,利用正交试验方法,以不同复合陶粒、陶砂掺量、聚丙烯纤维为影响因素,设计出1种隔热效应的轻骨料纤维喷射混凝土（Lightweight Aggregate Fiber Shotcrete,LAFS）,进行含水率、抗压、劈裂抗拉及导热性能试验,并借助X射线衍射、扫描电镜对LAFS进行机理分析。结果表明:3种因素对LAFS力学及导热性能的影响程度均为陶粒掺量>陶砂掺量>聚丙烯纤维掺量,本试验条件下,复合双掺陶粒、陶砂分别取代石子、砂子的最佳体积率为12%,6%,聚丙烯纤维的最佳掺量范围为0.2%~0.3%。建立的LAFS各性能预测模型可为工程应用LAFS确定其配比时提供试验依据。     

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。     

上流式曝气生物滤池两种填料启动挂膜的试验研究

在相同运行条件下,对瓷粒和陶粒2种不同填料曝气生物滤池（BAF）的启动运行进行了实验研究,考察了不同填料在挂膜过程中CODCr和NH4^＋-N的去除效果及出水NO2^--N和NO3^--N质量浓度的变化。结果表明,在常温下（20～25℃）2种填料的所需的启动时间差异较大,陶粒填料所需时间为17d,而瓷粒填料别需37d。启动挂膜过程中,两者对CODCr和NH4^＋-N可达到基本相同的去除率,但所需运行时间差异较大,陶粒BAF较之瓷粒BAF稳定,且硝化效果好于瓷粒BAF．     

陶粒复合垂直流人工湿地对污水季节性处理效果的试验研究

研究了四种陶粒组合、一种石灰石碎石5套复合垂直流人工湿地在不同季节处理生活污水的运行效果。结果表明:陶粒组合人工湿地系统对COD、TP、NH3-N的去除效果均优于石灰石碎石湿地;复合垂直流人工湿地对COD的去除效果在冬季有所下降,但仍保持在50%以上;湿地系统对TP去除率受季节性变化影响不显著,但随着复合垂直流人工湿地系统的运行,基质层对TP的吸附逐渐饱和,去除效率缓慢下降;1号~5号人工湿地对氨氮的去除率分别从秋季42.0%、55.1%、61.1%、49.9%、50.2%下降至冬季21.9%、31.0%、36.5%、28.5%、29.2%,春、夏季处理效率开始回升,并保持稳定的状态。     

锰铁改性针簇莫来石对水中BPA和EE2的去除

为提高传统水处理工艺对内分泌干扰物的去除效果,本研究合成了锰铁二元金属氧化物改性的针簇莫来石陶粒(MnFe-M),对其理化性质进行了表征,并以黏土陶粒为对照,结合批次吸附实验研究其对水中典型内分泌干扰物双酚A(bisphenol A,BPA)和17α-乙炔雌二醇(17α-ethinylestradiol,EE2)的去除效果和溶液环境对其吸附效果的影响,并对其再生效果进行了研究.结果表明,锰改性后,针簇莫来石陶粒上负载了平均粒径为450 nm的水锰矿,使针簇莫来石陶粒的比表面积、累积孔体积和介孔比表面积均显著增加.未改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2几乎没有去除能力,锰铁改性后的针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的去除效率显著增加.针簇莫来石陶粒比黏土陶粒更适合做改性滤料的载体材料.锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附动力学符合颗粒内扩散模型,颗粒内扩散是影响吸附速率的重要因素.等温吸附数据与LangmuirFreundlich模型拟合效果较好,基于该模型计算出的BPA和EE2最大吸附量分别为5. 043 mg·g~(-1)和3. 990 mg·g~(-1).热力学研究表明锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附为自发的吸热反应.锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附量随pH值的升高而降低.离子强度的增加有利于锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附去除,共存阴离子中SO_4~(2-)对BPA和EE2的吸附均有促进作用,而CO_3~(2-)和PO_4~(3-)则会抑制BPA和EE2的吸附.吸附剂再生实验表明锰铁改性针簇莫来石陶粒是易于再生可循环使用的吸附剂.因此,锰铁改性针簇莫来石陶粒对水中典型内分泌干扰物有较好的去除效果,其推广应用可有效解决传统水处理工艺中过滤单元对内分泌干扰物去除效率低的问题.     

采用配方均匀设计法利用脱水污泥制备陶粒的研究

长期以来,对城市污水处理后产生的污泥处置一直是环保的难题,传统的处理处置方法均存在诸多问题,寻求一种好的处理处置污泥方法迫在眉睫。针对目前的问题运用带约束条件的配方均匀设计方法对粉煤灰-脱水污泥陶粒配方进行实验设计,运用三叶回转窑进行小试。研究了陶粒组分中粉煤灰、污泥、黏土的比例对烧成陶粒堆积密度、颗粒强度的影响;确定了最佳物料配比,使陶粒的性能测试指标均符合GB/17431.2-1998标准的规定。实验结果表明:烧制陶粒湿比例下脱水污泥用量达45%,干比例污泥用量15.2%,污泥减量化和资源化效果显著;陶粒浸出毒性实验结果表明各项指标均低于浸出液中危害成分浓度限值,达到了污泥无害化的效果;粉煤灰、污泥和黏土的优化质量(干)比例为79%,15.2%,5.8%;陶粒的堆积密度为600 kg/m3,筒压强度2.2 MPa,1 h吸水率10.2%,粒型系数1.3。