镧铁负载给水厂污泥复合材料在完全混合式反应器中的动态吸附除磷特征

采用共沉淀法制备出一种镧铁负载给水厂污泥复合材料(LaFe-DWTR),研究其在完全混合式反应器(CSTR)中对模拟废水和城市污水处理厂二沉池出水的除磷效果以及水力停留时间(HRT)、LaFe-DWTR投加量和水力学条件的影响。结果表明,当CSTR进水PO₄³⁻-P质量浓度为50 mg·L⁻¹,HRT为3 h,LaFe-DWTR投加量为2 g·L⁻¹,反应区采用搅拌时,LaFe-DWTR对PO₄^3--P的去除率稳定在99%以上,吸附量可达24.82 mg·g⁻¹。对于CSTR进水初始PO₄³⁻-P质量浓度为2 mg·L⁻¹的城市污水处理厂二沉池出水,在3 h HRT,0.14 g·L⁻¹投加量时,CSTR出水的PO₄³⁻-P质量浓度稳定在0.2 mg·L⁻¹左右,已达到《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918–2002)一级A标准的要求。     

镧铁负载给水厂污泥复合材料对水中磷酸盐的吸附性能及机理

采用沉淀法制备了镧铁负载给水厂污泥(DWTR)复合材料(LaFe-DWTR),对其微观形貌和理化性质进行了表征,考察了LaFe-DWTR对水中${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的吸附等温线和吸附动力学,探讨了吸附剂投加量、pH和共存离子对${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$吸附效果的影响,并揭示了可能的吸附机理。结果表明：相比DWTR,镧和铁负载的DWTR比表面积和孔体积明显增加;当LaFe-DWTR投加量为2.0 g·L−1,${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$初始质量浓度为50 mg·L−1时,LaFe-DWTR对${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的吸附等温线符合Sips模型,吸附动力学符合准二级动力学模型,说明吸附过程主要受化学吸附和颗粒内扩散控制;LaFe-DWTR在pH 2.0~11.0内对${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的去除率均在90%以上,共存离子对LaFe-DWTR吸附${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的影响较小;LaFe-DWTR吸附${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的主要机理是配体交换。     

给水厂污泥陶粒制备及其对氮磷吸附研究

水中氮磷的去除能有效控制水体富营养化。用给水厂的两种污泥在3种烧结温度下制备陶粒,并进行陶粒同步吸附氮磷的性能实验。结果表明,600℃烧结温度下平流沉淀池湿污泥制备的陶粒吸附氮磷的综合效果最好。该陶粒对磷酸盐和氨氮的吸附过程都符合Langmuir模型和准二级动力学模型。pH为7时,陶粒同步吸附氮磷,对氨氮的吸附量可达0.650mg/g,对磷酸盐的吸附量可达0.706mg/g。可见,给水厂污泥陶粒同步吸附氮磷表现出良好的吸附效果。     

给水厂污泥吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

采用给水厂污泥对浓度为100 mg/L的模拟含Cr(Ⅵ)废水进行了吸附性能的研究.结果表明,给水厂污泥可吸附处理含Cr(Ⅵ)废水,吸附量可达0.89 mg/g.动力学研究结果表明,给水厂污泥对Cr(Ⅵ)的吸附符合二级吸附动力学模型,吸附速率常数(k2)为3.48×10-3g/(mg·min);热力学研究结果表明,吸附过...     

给水处理厂铁铝泥对正磷酸盐的吸附效果

通过批量实验和柱状实验并结合磷的分级提取探究了给水处理厂废弃铁铝泥(ferric-alum water treatment re-siduals,FARs)吸附正磷酸盐的效果。批量实验结果表明,Langmuir和Freundlich方程均能较好地描述FARs对磷的等温吸附过程,且当pH从5增至9时,FARs磷的饱和吸附量从41.68 mg/g减小到17.08 mg/g。pH越低,磷与FARs的结合能力越强。柱状实验结果表明,FARs具有显著的磷吸附能力,在运行的89 d里,磷的去除率保持在80%以上。出水pH与进水相比略有增加,但增加量不会对地表水体造成影响。磷的分级提取结果进一步说明,被吸附的磷主要以释磷风险小的铁铝结合态存在。综合实验结果表明,FARs可以作为高效磷吸附剂应用于地表水除磷。     

AlCl3和Al13对给水厂污泥调理效果的比较

为比较2种铝盐混凝剂AlCl3和Al13对给水厂污泥调理脱水的效果,通过测定污泥调理前后的毛细吸水时间(CST)、污泥比阻(SRF)、溶解性有机污染物含量(DOC)、上清液余铝含量以及调理过程中絮体粒径和分形维数的变化,并结合三维荧光谱图分析溶液中有机物的组成和含量,来评价2种调理剂的调理效果.结果 表明,以Al含量计...     

pH对活化前后废弃铁铝泥吸附不同种磷动力学的影响

实验研究了300℃热活化前后的给水厂废弃铁铝泥（R-FARs和H300-FARs）对正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐的吸附动力学特性,并考察pH对不同磷吸附动力学的影响。结果表明,pH对不同磷吸附动力学过程的影响趋势相似,即低pH有利于吸附。准二级动力学模型能够更真实地反映不同磷在R-FARs和H300-FARs的吸附动力学行为,由拟合结果可知焦磷酸盐和六肌醇磷酸盐的初始吸附速率相对较大,而甘油磷酸盐最小;且活化作用明显提高了不同磷的初始吸附速率,并减弱了pH对初始吸附速率的影响。不同磷的吸附速率受到液膜扩散、颗粒内扩散和吸附反应三者共同控制,其中吸附反应是主要的控制步骤。     

给水污泥对水中磷的吸附性能

以给水污泥为磷的吸附材料,采用静态吸附和动态吸附方法对比研究了干、湿状态下给水污泥对磷的吸附特性。静态吸附实验结果表明,给水污泥对磷的吸附过程以化学吸附为主,满足Freundlich等温吸附方程式。在300?K条件下,原始状态的湿污泥相比烘干后的污泥能更快地达到磷吸附平衡,且具有更高的理论饱和吸附量,分别为3.487?mg·g-1（相当于11.710?mg·g-1,以干污泥计）和9.832?mg·g-1。长期动态吸附实验结果表明,原始状态的给水污泥对磷的实际饱和吸附量为3.065?mg·g-1,接近理论饱和吸附量。因此,原始状态的给水污泥可直接用作除磷材料,无需预先烘干处理。     

自来水厂污泥制得陶粒对污水中磷和氨氮的吸附

自来水厂在制水过程中使用了铝系、铁系无机混凝剂,故而污泥中含有较多的铝、铁成分。本研究从固体废物综合利用角度,结合自来水厂污泥成分特点,探索自来水厂污泥陶粒化后作为污水处理污染物吸附填料的可行性。通过对四种不同温度条件下煅烧制得陶粒填料的污染物吸附性能及物理化学特征的对比研究表明,4种陶粒填料对磷均有较好的吸附效果,其中以400℃条件下制得的吸附效果最好,去除率可达98%; EDS、XRD等物化表征显示了4种陶粒填料中均含有铝的氧化物,但纯度不高,含量因煅烧温度不同而有所不同,800℃条件下制得的最低;比较吸附前后填料中Al-P的含量变化,400℃条件下制得的陶粒填料Al-P吸附量最大,达448.23 mg/kg,而800℃的最低,仅为116.11 mg/kg,煅烧后陶粒中铝氧化物是这类陶粒填料对磷吸附效果主要因素。     

给水厂与污水厂污泥制陶粒技术研究

对天津凌庄自来水厂的给水厂污泥和天津东郊污水处理厂的污水厂污泥的成分进行了分析,在此基础上根据焙烧陶粒的原理,设计了以2种污泥为原料焙烧陶粒的工艺流程。通过实验,研究了其工艺过程中的影响因素并确定了工艺参数。性能检验结果表明,添加量为30％的混合污泥陶粒,在1 140℃焙烧5 min,可得到强度标号为40 MPa的高强陶粒。因此,以2种污泥为原料烧制陶粒的处置方法可行,并能带来一定的经济效益、社会效益和环境效益。得到的产品符合国标中高强陶粒的要求,可广泛应用于建筑行业中的承重结构。     

城市污水处理厂反硝化聚磷菌的聚磷持久性

以桂林市第四污水处理厂氧化沟活性污泥为对象,研究在具有厌氧-缺氧-好氧环境的污水处理构筑物中富集存在的反硝化聚磷菌聚磷能力的持久性问题。结果表明,在此环境中富集的反硝化聚磷菌在经过3个周期的厌氧-缺氧条件下运行,最大释磷率由0.90 mg P/（g VSS.h）下降为0.07 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.04 mg P/（g VSS.h）。比较而言,在厌氧-缺氧-好氧环境下最大释磷率及聚磷率降幅较小,释磷率由0.59 mg P/（gVSS.h）下降为0.37 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.10 mg P/（g VSS.h）,厌氧-缺氧-好氧运行条件比单纯的厌氧-缺氧运行条件更有利于维持反硝化聚磷菌的聚磷性能。     

响应面分析法优化给水污泥吸附除磷工艺

以给水污泥为吸附材料,对模拟含磷废水进行了吸附研究。在单因素实验基础上,选取投加量、pH和粒径3种因素为影响因子,以磷的去除率为响应值,采用Box-Behnken响应面分析法(BBD)研究了3种因素对磷去除率的影响以及各因素间的交互作用。建立了二次多项式回归方程预测模型,成功预测出最佳除磷工艺条件为污泥投加量3.88 g/L,pH=3.00,粒径1.00 mm,该条件下磷的去除率可达95.13%.因此,响应面分析法是优化给水污泥吸附除磷工艺的可行方法。     

Aluminum water treatment residuals as permeable reactive barrier sorbents to reduce phosphorus losses

Two aluminum water treatment residuals (Al-WTRs) from water treatment plants in Manatee County, FL and Punta Gorda, FL were evaluated as potential permeable reactive barrier (PRB) media to reduce groundwater phosphorus (P) losses. Short-term (<24 h) P sorption kinetics and long-term P sorption capacity were determined using batch equilibration studies. Phosphorus desorption was characterized following P loadings of 10, 20, 30, 40 and >70 g kg⁻¹. Sorption and desorption studies were conducted on the <2.0 mm material and three size fractions within the <2.0 mm material. The effect of dissolved organic carbon (DOC) on P retention was determined by reacting Al-WTRs with P-spiked groundwater samples of varying initial DOC concentrations. Phosphorus sorption kinetics were rapid for all size fractions of both Al-WTRs (>98% P sorption effectiveness at shaking times ?2 h). The effect of DOC was minimal at <150 mg DOC L⁻¹, but modest reductions (<22%) in P sorption effectiveness occurred at 587 mg DOC L⁻¹. The P sorption capacities of the Manatee and Punta Gorda Al-WTRs (<2.0 mm) are ∼44 g kg⁻¹ and >75 g kg⁻¹, respectively, and the lifespan of an Al-WTR PRB is likely many decades. Desorption was minimal (<2% of the P sorbed) for cumulative P loadings <40 g kg^-l, but increased (<9% of the P sorbed) at cumulative P loads >70 g kg⁻¹. The <2.0 mm Manatee and Punta Gorda Al-WTRs are regarded as ideal PRB media for P remediation.     

粉状褐煤对水中草甘膦的动态吸附

采集内蒙霍林河煤矿褐煤样品,加工成粒径0.38~0.83 mm作为吸附剂,对模拟草甘膦废水进行动态吸附实验。考察了吸附柱高(3、5和10 cm)、草甘膦初始浓度(0.5%、0.75%和1.0%)、流速(1、2和3 mL/min)、pH(9、11和13)和离子强度(IS, 0.001、0.01和0.1 mol/L)对草甘膦的吸附穿透曲线和传质区长度的影响。实验结果表明,降低柱高、增大初始浓度、提高流速、增加离子强度均会使穿透时间提前,pH变化对穿透时间影响很小;柱高、初始浓度、流速、IS和pH引起的传质区长度的平均变化率绝对值分别为0.675、6.300、1.625、47.727和0.263,可见,与柱高、初始浓度和流速相比,IS对传质区长度的影响较大,pH影响较小。低浓度条件下,吸附穿透曲线的实验数据符合BDST模型拟合条件(R2 >0.99),在仅改变柱高或流速时,穿透时间理论值与实测值的最大误差均为5.71%,运用该模型能够准确地预测褐煤吸附柱的操作时间。     

Effect of water treatment residuals on soil phosphorus, copper and aluminium availability and toxicity

Water treatment residuals (WTRs) are produced by the treatment of potable water with coagulating agents. Beneficial recycling in agriculture is hampered by the fact that WTRs contain potentially toxic contaminants (e.g. copper and aluminium) and they bind phosphorus strongly. These issues were investigated using a plant bioassay (Lactuca sativa), chemical extractions and an isotopic dilution technique. Two WTRs were applied to an acidic and a neutral pH soil at six rates. Reductions in plant growth in amended soils were due to WTR-induced P deficiency, rather than Al or Cu toxicity. The release of potentially toxic Al from WTRs was found to be mitigated by their alkaline nature and pH buffering capacity. However, acidification of WTRs was shown to release more soluble Al than soil naturally high in Al. Copper availability was relatively low in all treatments. However, the lability of WTR-Cu increased when the WTR was applied to the soil.     

改性硅藻土深度处理城市污水厂尾水的实验研究

以机械加速澄清池为反应器,采用改性硅藻土处理城市污水厂尾水,研究其不同投加量对尾水中污染物去除效果的影响。结果表明,随着投药量的增加,尾水中COD、TP、TN和氨氮的去除率也提高;考虑经济性因素,确定改性硅藻土最佳投量为30 mg/L,此时C0D、TP、TN和氨氮的去除率分别为45.8％、62.9％、21.7％和36....     

超声波强化给水污泥沉降和脱水性能的研究

就超声波强化给水污泥沉降和脱水性能进行了研究.通过对SV、比阻和滤饼含水率等指标的分析发现,短时间的超声预处理可以明显改善污泥的沉降和脱水性能,且低频（25 kHz）比高频（147.9 kHz）时效果更好.当超声波声密度0.25 W/mL,超声时间3 s时,污泥滤饼含水率比原污泥下降4.7%.最佳超声波声密度0.45 W/mL.短时间超声条件下,超声波与絮凝剂的联用可以进一步降低污泥滤饼含水率,且达到相同滤饼含水率时可减少絮凝剂用量约80%,投资费用大大减小.超声波可以取代絮凝剂促进污泥的沉降性能.