载镧生物炭对水体氟离子的去除性能

以花生壳为原料、LaCl₃·7H₂O为镧前驱体,通过一步热解法制备了载镧生物炭(La-BC),确定了最佳制备条件,考察了溶液pH、吸附时间、La-BC投加量、F-初始质量浓度、共存离子等因素对La-BC吸附性能的影响,评估了La-BC在真实地下水中的应用潜能。结果表明：在pH为5～8时,La-BC表现出稳定的除氟性能。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线模型;在25℃和35℃下,La-BC的最大理论吸附容量分别为29.50 mg·g^-1与33.17 mg·g^-1。SO₄^2-、HCO₃^-与CO₃^2-对吸附过程存在不同程度的影响,Cl^-、NO₃^-和NH₄⁺影响较小。加标地下水经酸化预处理后,La-BC对工业园区地下水和农村饮用井水均表现出优异的除氟性能。...     

铈改性净水污泥除磷效能与机理分析

磷酸盐含量是控制水环境质量的重要标准之一,吸附是一种高效、清洁和经济的除磷技术。采用铈改性净水污泥吸附去除磷酸盐,考察了铈负载量、投加量、pH、共存离子等因素对吸附磷酸盐的影响,探讨了可能的吸附机理及吸附材料循环再生能力。结果表明,铈改性净水污泥吸附磷酸盐过程符合拟二级动力学和Freundlich吸附等温线,最大吸附量为69.43 mg·g⁻¹,吸附速率受内扩散、边界层效应等多重因素的限制。在Cl⁻、NO₃⁻、CO₃²⁻、SO₄²⁻等共存离子干扰下,铈改性净水污泥具备选择性吸附磷酸盐的能力。在进行5次吸附-解吸循环后,吸附材料对磷酸盐的去除率下降了25.4%。吸附机制主要为磷酸盐与羟基以及含铈基团的静电吸引和配体交换。     

负载型Co3O4活化过二硫酸盐非自由基降解有机污染物

通过在三维矿物载体表面包覆金属-多酚配合物并煅烧实现了Co₃O₄纳米颗粒的原位负载,制得了易分离回收的负载型Co₃O₄催化剂,利用SEM、XRD以及XPS表征分析其形貌和微观结构,采用活化过二硫酸盐(PDS)降解药、护品类有机污染物以评价其催化性能。以双酚A为目标污染物,考察了初始pH、PDS浓度、催化剂投加量、共存阴离子(CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-)以及腐殖酸(HA)对BPA降解效率的影响。结果表明,负载型Co₃O₄能有效活化PDS降解有机物,在Co₃O₄投加量0.075 g·L^-1,BPA初始浓度0.04 mmol·L^-1,PDS初始浓度0.4 mmol·L^-1以及初始pH=7的...     

硅铝铵离子筛的制备及其对污水中氨氮的脱除性能

通过常温搅拌制备了对污水中NH₄⁺具有高选择性去除的硅铝型弱晶态铵离子筛,其平均孔径介于2倍水合Ca²⁺直径和2倍水合Na⁺直径之间。结果表明,铵离子筛对NH₄⁺具有优良的吸附选择性和可再生性,吸附容量可达到25 mg·g⁻¹。受Na(AlO₄)双位点吸附规则制约,铵离子筛对Ca²⁺、Mg²⁺具有优良的筛截效果,市政污水中质量浓度为70 mg·L⁻¹的Ca²⁺ 不影响铵离子筛对NH₄⁺的吸附性能Na(AlO)。吸附饱和的铵离子筛经0.5 mol·L⁻¹ NaCl溶液多次洗脱和再生之后,仍能将污水中的氨氮质量浓度由40 mg·L⁻¹快速降至1 mg·L⁻¹以下。本研究可为高效去除污水中的氨氮提供一种简单、高效的方法。     

电絮凝对电厂循环冷却水中硬度的去除

以某电厂冷却塔循环冷却水为处理对象,利用电絮凝法,以铝板为牺牲阳极去除水中的Ca²⁺和Mg²⁺,分别考察了电絮凝过程中不同电流密度、电解时间、溶液初始pH、阳极极板数量对总硬度去除率的影响。结果表明：增加电流密度、延长电解时间有利于Ca²⁺和Mg²⁺的去除;当电流密度为10 mA·cm⁻²,电解时间为90 min时,Ca²⁺和Mg²⁺去除率分别达到93.5%和95.8%,总硬度去除率为94.6%;相对于酸性和中性条件,碱性条件更有利于Ca²⁺和Mg²⁺的去除,当初始pH为10时,Ca²⁺和Mg²⁺去除率分别达到85.4%和97.7%,总硬度去除率为93.5%;随极板数量的增加,Ca²⁺和总硬度去除率均有所提高;投加Na₂CO₃有利于Ca²⁺和总硬度的去除。上述结果可为进一步提高电絮凝过程中总硬度的去除率提供参考。     

钙改性玉米芯生物炭对水中氮磷吸附特性

以玉米芯为原材料,在500 ℃条件下高温热解制备生物炭,使用CaCl₂对其进行改性,通过SEM、EDS、BET-N₂、FTIR、XPS等手段对生物炭结构与组成进行了测定。通过吸附实验研究了改性生物炭对水中氮磷的吸附性能和影响因素,分析探讨其吸附机理,为生物炭在水处理中的应用提供参考依据。结果表明：CaCl₂改性使玉米芯生物炭比表面积提高了137.57%,微孔和介孔数增加,并产生Ca²⁺、Cl⁻离子有效附着。氮磷初始溶液质量浓度、固液比、吸附时间均会对生物炭的吸附性能产生影响。CaCl₂改性后的生物炭对氮磷吸附量分别提高了46.6%和78.4%。改性后的生物炭(Ca-BC)对水中氮磷的吸附更符合准二级动力学;Ca-BC对氨氮和磷酸盐的等温吸附更符合Langmuir模型,吸附过程更接近物理吸附为主,化学吸附为辅的单分子层吸附。Ca-BC通过范德华力静电相互作用、离子交换和化学沉淀过程去除水中氮磷。     

纳米TiO2暴露对水中四环素类抗生素光降解行为的影响

本文研究了纳米二氧化钛(TiO₂)暴露对水中土霉素(OTC)、金霉素(CTC)光降解行为的影响。结果表明：纳米TiO₂暴露下OTC、CTC在模拟太阳光下的降解遵循准一级反应动力学模型,光降解效率随纳米TiO₂投加量的增大、粒径的减小和初始pH的升高而逐渐提高。当纳米TiO₂投加量为50.0 mg·L⁻¹、粒径为5 nm,体系初始pH为6.0时,经360 min反应后 OTC、CTC光降解率分别为95.93%、97.13%。溶液中共存的HCO₃⁻对光降解过程起促进作用,而Cl⁻起抑制作用。自由基捕获实验证明·O₂⁻是OTC、CTC光降解过程中起主导作用的活性物种,光降解贡献率分别为91.01%、87.35%。通过毒性实验证明纳米TiO₂长期暴露下可降低OTC、CTC的急性毒性和遗传毒性。     

铁锰改性铜绿微囊藻对锑的吸附性能

利用生物质吸附去除水中重金属离子具有制备简单、成本低廉、环境影响小等优点,通过高锰酸钾-硫酸亚铁处理过程对铜绿微囊藻改性,制备了能够高效吸附水中锑(Sb)的铁锰改性藻粉复合材料。扫描电镜和X射线光电子能谱分析表明,改性藻粉中存在大量铁锰氧化物颗粒,铁锰的主要存在形式为Fe₂O₃和MnO₂。改性后的复合藻粉对Sb(Ⅲ)的吸附量从3.06 mg·g^-1增加到35.30 mg·g^-1,对Sb(Ⅴ)的吸附量从3.07 mg·g^-1增加到4.37 mg·g^-1,并且改性后的复合藻粉到达吸附平衡的时间更短。Langmuir模型可以很好地描述Sb在复合藻粉上的吸附行为,Elovich模型对藻粉吸附Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附过程拟合较好(R²=0.957,0.943),而复合藻粉更适用准二级动力学模型(R²=0.953,0.961)。Sb(Ⅲ)主要通过氧化和吸附作用被去除,而Sb(Ⅴ)在复合藻粉表面形成表面络合物后被吸附。共存阴离子(SO₄^2-、CO₃^2-、PO₄^3-)的存在对复合藻粉吸附Sb(Ⅲ)几乎没有影响,但是共存阴离子浓度越高,对Sb(Ⅴ)的吸附抑制越明显。     

基于钙矾石沉淀法的长链二元酸生产废水预处理工艺

为避免长链二元酸生产废水中高浓度的总磷和硫酸盐对石化企业污水处理系统造成冲击,利用钙矾石沉淀法同步去除高浓度的总磷和硫酸盐,设计3因素3水平正交实验,探究了钙盐投加量、铝盐投加量和pH对污染物去除效果的影响,并优化工艺参数;利用GC-MS探究预处理前后废水有机污染组分的变化;利用XRD和XRF分析沉淀副产物的物质组成,并通过离子溶出实验探究沉淀副产物的可再利用潜力。结果表明：CaCl₂-PAC体系对污染物的去除效果优于Ca(OH)₂-PAC体系;CaCl₂-PAC体系中各因素对污染物去除效果的影响顺序为pH> CaCl₂投加量>PAC投加量;在15 g·L⁻¹ CaCl₂、20 g·L⁻¹ PAC以及初始pH=4.0的最优工艺条件下,对总磷、硫酸盐及COD的去除率分别高达98.9%、88.2%和60.2%;Ca²⁺与PO₄³⁻生成Ca₃(PO₄)₂和Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂沉淀,同时,PAC水解产物Al_a和Ca²⁺及SO₄²⁻形成单硫型硫酸铝钙(AFm)沉淀,实现对总磷和硫酸盐的高效同步去除,并通过吸附-混凝-共沉淀的综合作用大幅削减有机污染负荷;二元酸废水中有机污染物以小分子酸为主,预处理后生物降解性略有下降,但仍属于易生物降解的有机废水;沉淀副产物具有再利用于混凝土膨化剂以及植物缓释磷肥的潜力。钙矾石沉淀法预处理工艺简单、效果稳定、成本低,该工艺可为投产二元酸装置石化企业污水处理系统的稳定达标运行提供有效保障。     

Fe2+联合NaClO强化污泥脱水性能与作用机理

为了强化污泥脱水性能,采用亚铁离子(Fe²⁺)活化次氯酸钠(NaClO)氧化工艺改善其脱水效果,考察了Fe²⁺/NaClO体系中Fe²⁺和NaClO投加量、初始pH对污泥脱水性能的影响,并探究强化污泥深度脱水的作用机制。研究表明,初始pH为5.0、Fe²⁺和NaClO投加量(以总悬浮固体计)分别为48.61和39.04 mg·g^-1时,污泥的脱水性能最佳,污泥含水率和比阻分别由91.32%和11.81×10¹² m·kg^-1降低至71.74%和1.71×10¹² m·kg^-1。Fe²⁺/NaClO氧化体系使胞外聚合物(EPS)降解和部分细胞裂解,反应生成的强氧化性的·OH会降解松散附着型EPS (LBEPS)和紧密黏附型EPS (TB-EPS)中的蛋白质和多糖,改变蛋白质二级结构,导致蛋白质结构松散,暴露了更多的疏水位点,同时减少污泥表面的亲水性官能团,释放EPS结合水...     

载镧酒糟污泥生物炭对磷的吸附性能及机理

为实现市政污泥的无害化和资源化利用,以酒糟和市政污泥为原料热解制备酒糟污泥生物炭(LBC_Z),采用共沉淀法将镧(La)负载到LBC_Z表面制得La改性酒糟污泥生物炭(La-LBC_Z),探究了改性剂浓度、 LaLBC_Z投加量、溶液初始pH和共存离子对La-LBC_Z吸附磷的影响,使用SEM-EDS、BET、XRD、FTIR和XPS等表征手段分析了吸附机理。结果表明：改性剂浓度为0.1 mol·L^-1时La-LBC_Z对磷的吸附效果最好(吸附量为68.32 mg·g^-1),为改性前的6倍;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,为单分子层表面的化学吸附。此外,生物炭孔隙结构不发达,La以氢氧化物形态负载到生物炭表面,络合反应是其主要的吸附机理。在吸附-脱附实验中,La-LBC_Z经过5次循环后吸附量为61.2 mg·g^-1,吸附率为87.79%,脱附量为52.65 mg...     

硫化亚铁活化过一硫酸盐降解含表面活性剂水溶液中三氯乙烯的效果与机制

采用硫化亚铁(FeS)活化过一硫酸盐(PMS)降解含表面活性剂吐温-80(TW-80)水溶液中的三氯乙烯(TCE),考察了PMS和FeS投加量、TW-80浓度、溶液初始pH、无机阴离子(Cl^–和HCO₃^–)对TCE降解的影响,确定了PMS/FeS体系中的主导自由基及TCE降解机理,验证了PMS/FeS体系处理实际地下水中含TW-80的TCE效果。结果表明：增加PMS或FeS投加量有利于TCE的降解,但当其投加剂量分别超过0.8 mmol·L^–1和0.6 g·L^–1时,TCE降解反而受到抑制,且TCE的降解率随TW-80浓度的增加而下降;PMS/FeS体系对pH有较宽的适用范围,在pH=11时受到抑制,Cl^–和HCO₃^–对TCE降解有抑制作用;通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振实验确定了SO₄^–·、HO·和O₂^–·是PMS/FeS体系中的主导自由基;相比于其他氯代烃,该体系对四氯乙烯和四氯化碳也有较好的降解效果;实际地下水的处理结果证实PMS/FeS体系在实际应用中具有潜力和优势。     

紫外/次氯酸钠和紫外/过碳酸钠工艺降解水杨酸的影响因素及降解机理

采用紫外/次氯酸钠(UV/NaClO)和紫外/过碳酸钠(UV/SPC)工艺降解水中水杨酸(SA),且利用协同因子(R)作为评价指标,分别考察了氧化剂投加量、pH、阴离子(NO₃^-、HCO₃⁻)和腐殖酸(HA)等因素对SA去除的影响,结合TOC对比了2种工艺对SA的去除效果,通过鉴定中间降解产物探讨了SA可能的降解路径。结果表明：UV/NaClO和UV/SPC工艺中SA的去除均符合拟一级反应动力学,R与拟一级反应动力学常数(k_obs)变化趋势相似。当NaClO和SPC质量浓度分别为 3 mg·L⁻¹和12 mg·L⁻¹时,2种工艺中k_obs分别为0.173 2 min⁻¹和0.258 8 min⁻¹,而 R_UV/NaClO和R_UV/SPC分别为9.5和15.9。k_obs和R随氧化剂投加量的增加而升高,因过量的SPC消耗产生的羟基自由基(·OH)会导致k_obs降低。初始pH对SA去除有较大影响,酸性环境有利于UV/NaClO工艺去除SA,而UV/SPC工艺则在pH=7具有较好的SA去除效果。NO₃⁻与HCO₃⁻对UV/NaClO工艺去除SA有轻微的促进作用,而显著抑制UV/SPC工艺对SA的去除。HA对2种工艺中SA的去除均有抑制作用。相比UV/NaClO,UV/SPC工艺对TOC去除更为显著。通过分析SA的密度泛函理论(DFT)并结合主要的降解产物推测SA的降解机理主要为自由基的取代和氧化。     

铁基污泥炭活化过硫酸盐调理污泥脱水

利用给水厂含铁污泥和污水厂污泥混合热解制备铁基污泥炭 (Iron-SBC) ,作为过硫酸盐活化剂,用于调理污泥脱水。研究了Iron-SBC的最佳制备条件及其活化PDS调理污泥脱水的效果,并探究其活化机制。结果表明,Iron-SBC最佳制备条件为给水厂含铁污泥和污水厂污泥比例3∶1、热解温度800 ℃、热解时间1 h。XRD、FT-IR及BET分析结果表明,与原混合污泥相比,Iron-SBC比表面积和孔容增大,表面负载了Fe⁰和FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄等铁的氧化物,并含有大量官能团。在活化PDS过程中,Iron-SBC表面的Fe⁰、铁的氧化物及官能团等均能有效活化PDS,产生SO₄⁻·和·OH自由基。XPS分析结果表明,Iron-SBC表面部分Fe²⁺被氧化为Fe³⁺,官能团C-C、C-OH和C=O等被氧化,并有Fe-O键生成。经Iron-SBC/PDS调理污泥后,CST、SRF和W_c分别由原泥的19.1 s、14.9×10¹² m·kg⁻¹和85.06%下降到8.4 s、5.4×10¹² m·kg⁻¹和73.48%。本研究结果可为含铁污泥和剩余污泥资源化及污泥深度脱水提供参考。     

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。     

耐药菌E.coli K12:RK2负荷下群感效应对好氧颗粒污泥稳定性的影响

研究了在携带RK2质粒的供体菌E.coli K12:RK2负荷下群体感应对好氧颗粒污泥稳定性的影响,同步运行了2个反应器(R1与R2),分别向反应器中添加E.coli K12和携带RK2质粒的供体菌E.coli K12:RK2,考察了其对系统污染物去除效率、污泥形态、EPS以及AHL含量的影响,分析并验证群体感应在维持好氧颗粒污泥稳定中的作用。结果表明,R1和R2中氨氮降解及污泥形态变化趋势一致,系统氨氮降解率下降,反应器中大颗粒污泥解体、絮状污泥增多。投菌作用下,R1和R2中胞外聚合物(EPS)含量显著降低(P<0.05),分别由(369.28±67.70) mg·g^-1和(372.22±86.53) mg·g^-1(以MLSS计)降至(242.47±20.25) mg·g^-1和(175.66±37.99) mg·g^-1,且组间存在显著差异(P<0.05)。通过荧光定量PCR及荧光显微镜镜检发现RK2质粒在系统中发生接合转移。C4-HSL为系统的主要响应AHLs,在投菌后出现,R1和R2...     

亚铁活化过碳酸钠对垃圾渗滤液污染地下水中COD的去除

针对垃圾渗滤液渗漏严重威胁地下水水质的问题,以过碳酸钠(sodium percarbonate,SPC)为固体氧化剂来构建地下水的原位修复技术,采用单因素法,以受污染的高COD地下水为处理对象,通过实验研究了n(SPC):n(FeSO₄·7H₂O)、药剂投加量、反应时间对SPC/Fe²⁺体系去除COD的影响和SPC/Fe²⁺体系的反应机理。结果表明：n(SPC):n(FeSO₄·7H₂O)和SPC的投加量显著影响COD的去除效能;在初始pH值为7.22、 n(SPC):n(FeSO₄·7H₂O)=1:2.75、 SPC投加量为48 mmol·L^-1以及反应30 min的最佳实验条件下,COD的去除率可达82.09%;SPC/Fe²⁺体系通过降解类蛋白有机物和腐殖酸实现高COD地下水的有效处理,主要活性物种HO·能够有效减小腐殖质分子量及其分子间聚合度,同时降低芳香性构化...     

微藻处理城市污水反渗透浓水的条件优化

城市污水回用是缓解水资源危机的有效措施。反渗透工艺是生产优质再生水的重要方法,但在实际应用过程中,25%~50%的城市污水会转化成反渗透浓水 (ROC) 。ROC的总氮 (TN) 、总磷 (TP) 和硬度离子 (Ca²⁺、Mg²⁺) 质量浓度等指标较高。利用微藻去除氮、磷和Ca²⁺、Mg²⁺是城市污水ROC处理的有效途径之一,且可实现资源回收,但目前对其应用条件的优化研究仍较少。利用微藻Scenedesmus sp. FACHB-1574处理城市污水ROC,在不同总溶解性固体 (TDS) 质量浓度 (1.35 g·L⁻¹和2.70 g·L⁻¹) 、光暗时间比 (12 h/12 h、16 h/8 h、20 h/4 h、24 h/0 h) 、光强 (25 μmol·m⁻²·s⁻¹、50 μmol·m⁻²·s⁻¹、100 μmol·m⁻²·s⁻¹) 和氮磷质量比 (107:1、14:1、7:1) 的条件下,研究了微藻对污水的处理效果及其生长状况。结果表明,Scenedesmus sp. FACHB-1574可适应城市污水ROC中TDS质量浓度为2.70 g·L⁻¹的条件;对TN的去除速率随光照时间和光强的增加而增大;氮磷质量比为14:1时微藻对TN的去除速率及微藻生物量等性能均得以强化。在最优处理条件下 (光暗时间比20 h/4 h,光强100 μmol·m⁻²·s⁻¹,氮磷质量比14:1) 处理10 d后,微藻对城市污水ROC中TN和TP去除率分别为92.83%和99.68%,藻密度、质量浓度 (干重) 、脂质含量分别为23.62×10⁶ cells·mL⁻¹ 、1.10 g·L⁻¹、34.55%。随着微藻的生长,在无CO₂的条件下,废水的pH值从7.5升高到10.7,并可去除52.7%的Ca²⁺和33.9%的Mg²⁺。本研究可为微藻在城市污水处理及资源化工艺中的应用提供参考。     

快速启动厌氧氨氧化用于老龄垃圾渗滤液脱氮及其机理分析

基于短程硝化处理后的老龄垃圾渗滤液,含有大量难降解有机污染物,且氨氮和化学需氧量浓度高,C/N比低等特点。本研究以厌氧硝化污泥作为接种污泥,采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB),快速启动厌氧氨氧化反应,对其进行深度脱氮。探究启动厌氧氨氧化反应的最佳条件和脱氮性能,根据污泥形貌特征和微生物群落结构的变化,阐明厌氧氨氧化的作用机理。结果表明,厌氧氨氧化快速启动最佳条件：温度为(30±1)℃、初始pH为7.5、NO₂^-/NH₄⁺为1.25～1.50、无外加碳源和MLSS为4 200 mg·L^-1。历经60 d后,厌氧氨氧化成功启动,进水TN容积负荷最高为0.45 kg·(m³·d)^-1,TN容积负荷去除速率最高为0.36 kg·(m³·d)^-1,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN去除率超过80%。同时,UASB...     

臭氧催化氧化处理化学镀镍废水

采用臭氧催化氧化工艺处理化学镀镍废水,以Fe₂O₃-TiO₂-MnO₂/A1₂O₃作为臭氧催化剂,考察了不同反应条件下臭氧催化氧化对化学镀镍废水的影响。结果表明,在初始pH为9,臭氧投加量为300 mg·L⁻¹,反应时间为60 min的最佳反应条件下,水中COD可从532 mg·L⁻¹下降至285 mg·L⁻¹,去除率达到46.4%。臭氧催化氧化对化学镍具有较好的破络效果,在初始pH为9,臭氧投加量为200 mg·L⁻¹,反应为60 min后进行混凝过滤,水中镍的去除率可达到86.7%。紫外全波段扫描分析发现,经臭氧催化氧化后,各波段的吸收峰均有大幅度下降,位于254 nm和320 nm处的吸收峰基本消失,说明水中的苯环类物质和共轭结构被破坏。经臭氧催化氧化后,废水的生物毒性大幅降低,废水的可生化性提高,出水B/C由原来的0.12提高到0.36,为后续进一步生化处理提供了条件。