生物活性炭纤维对氨氮、亚硝酸盐氮的去除及其优势降解菌的鉴定

采用生物活性炭纤维(BACF)水处理装置处理微污染原水中氨氮和亚硝酸盐氮,最佳去除率达到90.0%以上,使微污染原水中氨氮质量浓度由《地表水质环境质量标准》(GB3838—2002)中的Ⅲ类提高到Ⅰ类.通过多点采样,多次反复筛选,从自制的BACF水处理装置中筛选出对氨氮和亚硝酸盐氮具有较强去除效能的优势菌种.通过对菌株的个体形态特征、菌落形态特征进行观察,采用微生物鉴定仪进行鉴定,最终确定2种优势菌为恶臭假单胞菌和芽孢杆菌属.推断出生物活性炭纤维水处理装置微生物降解氨氮和亚硝酸盐氮的可能过程.      

饮用水净化工艺中磷的去除研究

利用一种新的微生物学分析方法,研究了原水中微生物可利用磷(MAP)以及总磷(TP)、溶解性正磷酸盐(SRP)在净水工艺中的去除情况.结果表明,生物预处理、生物活性炭及常规的混凝沉淀砂滤工艺均使水中的MAP、TP及SRP大大降低;生物预处理和生物活性炭对水中MAP的去除效率高于对TP的去除效率;常规处理对原水中MAP的去除率超过90%,TP的去除率在80%以上.臭氧氧化对水中TP和SRP的影响不大,但是使MAP增加.试验原水经过净水处理后,水中可供细菌利用的磷源降低到很低的水平,说明处理后的水中磷源可能成为水中细菌生长的限制因子.     

折流生物膜反应器处理生活污水效能研究

折流生物膜反应器是一种以活性炭纤维组合的膜载体为折流挡板的新型污水处理工艺。考察了活性炭纤维表面生物膜的挂膜情况,并针对不同停留时间和碳氮比情况下,生物膜同时去除有机物和氮的效果。结果表明,折流状况下,活性炭纤维挂膜效果好,5d后生物膜厚度达到3~4mm;在水温为18~23℃,pH值为7.1~7.4,进水DO为4.5~5.4mg/L,停留时间为8h,碳氮比为10的条件下,对COD和NH+4-N的去除率分别达到80%和60%以上。     

UASB-O/A/O组合工艺对规模化养猪场废水的生物脱氮除磷研究

为了高效实现猪场养殖废水生物脱氮除磷,报道了一种新型生物处理工艺,即上流式厌氧污泥床(UASB)-好氧/缺氧/好氧。结果表明:该工艺能够有效地去除猪场养殖废水中的化学需氧量(COD)、总氮和总磷,出水满足GB 18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。UASB段对COD去除率为80%左右,而对氨氮和总磷的去除无贡献。第1段好氧段去除总磷的效率为88.2%。缺氧区NO_2~--N和NO_3~--N的去除率分别高达96.6%和97.3%。将30%原水直接加入缺氧段可解决缺氧段进水碳源不足的问题,达到了良好的生物脱氮效果。微生物种群结构分析表明,Betaproteobacteria是反应体系中组分最多的功能微生物,其最大比例约占63%。     

凹凸棒复合滤料生物过滤去除Fe2＋性能研究

利用凹凸棒复合滤料良好的吸附和生物挂膜性能对普通滤池进行生物强化,研究生物过滤对原水中Fe2＋的去除效果及影响因素。实验结果表明：原水溶解氧在3 mg/L左右,Fe2＋的去除率达到90%以上;温度在13.9℃-22.3℃时,Fe2＋去除率达到93%以上;滤速越低,生物过滤对Fe2＋的去除率越高,4 m/h为本实验研究的最佳水力负荷;原水中Fe2＋浓度在2 mg/L以下时,出水的Fe2＋浓度可以达到0.15 mg/L以下。反冲洗对生物过滤去除Fe2＋的影响较小,去除率在冲洗2 h后能够恢复到冲洗前的水平。     

生物活性炭吸附石化废水有机污染物实验研究

生物活性炭吸附石化二级废水有机污染物实验主要包括生物活性炭挂膜实验和生物活性碳影响因素实验。在实验中考察了水力负荷和活性炭滤层厚度两因素对有机污染物吸附作用。结果表明:在45 d左右挂膜基本成功,最佳水力负荷为0.25~0.75m3/(m2·h),活性炭滤层最佳厚度为90cm。     

生物滴滤塔处理制革恶臭气体微生物特性研究

在生物滴滤塔处理制革恶臭气体中,采用SBR法对活性污泥进行驯化,考查生物滴滤塔处理制革恶臭气体中微生物的特性。研究了微生物对氨氮和硫化物的去除效率以及驯化过程中污泥容积指数(SVI)的变化,并对挂膜后填料表面的微生物相进行扫描电镜观察。结果表明:经过19 d的驯化,微生物对氨氮和硫化物的去除率分别可以达到98.29%和94.16%,驯化期间污泥容积指数均保持在正常的范围之中。挂膜14 d的扫描电镜显示,填料表面有均匀的生物膜分布,说明微生物在填料上已经挂膜成功,驯化的微生物可以达到去除制革恶臭气体的要求。     

长江原水臭氧-生物活性炭挂膜中试研究

为了探究面向长江水源的臭氧-生物活性炭深度处理工艺的挂膜技术,进行了长江原水常州段的臭氧-生物活性炭挂膜中试研究.结果表明,在挂膜前期,由于炭柱的物理吸附作用逐渐饱和,炭柱对DOC(溶解性有机碳)、UV_(254)和COD_(Mn)(高锰酸盐指数)的去除率逐渐降低,对氨氮几乎没有去除,在挂膜中后期,由于活性炭上生物膜逐渐成熟,生物降解起主导作用,有机物和氨氮去除率升高并趋于稳定.90 d后,炭柱对DOC、UV_(254)和COD_(Mn)这3个有机物指标的去除率分别稳定在30.64%、57.50%和30.00%以上,氨氮去除率稳定在88.93%左右,认为挂膜成功.扫描电镜图显示活性炭表面出现丰富的菌胶团,同时高通量测序也验证了活性炭中丰富多样的微生物群落结构.     

移动床生物膜反应器挂膜及污泥驯化试验

采用了人工接种的快速排泥法进行生物挂膜及污泥驯化试验研究,探讨了挂膜期间系统污染物的去除情况.试验结果表明,挂膜很成功且驯化效果良好.挂膜结束时,填料周围生长了一层厚厚的附着层污泥,底部悬浮相污泥絮体大且蓬松,出水澄清透明.驯化结束时,对移动床生物膜反应器中生物相进行观察和分析,比较了悬浮微生物和附着微生物对有机物的去除作用.     

温度对生物炭滤池处理高氨氮原水硝化的影响

利用臭氧预氧化-生物预处理-混凝沉淀-砂滤-臭氧后氧化-生物活性炭滤池组合工艺对微污染水源水进行了深度处理中间试验.将一部分未经生物预处理的高氨氮原水经常规处理后进入生物活性炭滤池以提高活性炭滤池进水氨氮浓度.研究了温度对高氨氮进水条件下生物活性炭滤池硝化能力的影响.试验表明,生物活性炭(BAC)的生物活性随温度的降低而降低.在水温2℃左右时,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力相当于6℃以上时去除能力的50%;在温度>6℃的条件下,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力在进水溶解氧基本相同时不随温度(水温>6℃)的变化而发生变化,对氨氮的去除能力主要受水中溶解氧的影响.     

Gas phase trichloroethylene removal at low concentration using activated carbon fiber

The breakthrough adsorption behaviors of gas phase trichloroethylene in a packed bed of activated carbon fibers(ACF) were investigated. The specific surface area of the ACF was 600 m^2/g, 1400 m^2/g and 1600 m^2/g, respectively, and the concentration of trichloroethylene ranged from 270 mg/m^3 to 2700 mg/m^3 . Results showed that the capacity of adsorption increased with increasing specific surface area, the relationship between the logarithms of 10% breakthrough time and concentration was approximately linear over the experimental range, the breakthrough time decreased with increasing temperature and humidity. The breakthrough curves at different inlet concentration or different temperature can be predicted by several simple theoretical models with good agreements.     

铁盐改性石英砂的制备及其吸附Cu^2＋性能研究

通过改变石英砂表面的物理化学性质,提高石英砂的吸附效率,考察其对废水中的Cu2＋去除效果。以石英砂为载体,分别用反复高温加热法和反复碱性沉积法制备三氯化铁改性砂、硝酸铁改性砂,测定了2种方法制备的铁盐改性砂的表面含铁量、铁盐的酸稳定性及比表面积,并比较了2种铁盐改性砂对Cu2＋吸附效果。结果表明,三氯化铁改性砂、硝酸铁改性砂的比表面积分别为2.468 m2/g和4.247 m2/g,比石英原砂比表面积分别提高了6.910和12.612倍;在pH=6条件下,石英砂对Cu2＋去除率为39%左右,硝酸铁改性砂对Cu2＋去除率达到84%,氯化铁改性砂达到89%以上,铁盐改性砂对Cu2＋去除能力比原砂有很大的提高;铁盐改性砂对Cu2＋的吸附有一定的容量,表面的活性中心越多,吸附能力越大。     

三种常见混凝机理为主导条件下絮体特性研究

以模拟低浊微污染水为原水,硫酸铝[Al2 (SO4)3]为混凝剂,考察了3种常见混凝机理(电性中和、吸附架桥和网捕卷扫)为主导条件下絮体的成长过程、二维边界分形维数(Dpf)和比表面积及其与混凝效果的相关性.结果表明:吸附架桥为主导机理下絮体最大增长速率S (0.951)最快,达到稳定后絮凝指数FI最大(3.7%),二维边界分形维数Dpf最大(1.587),絮体呈块状且絮体间出现孔状间隙,比表面积介于网捕卷扫和电性中和之间[网捕卷扫(83.646m2/g)>吸附架桥(98.808m2/g)>电性中和(116.046m2/g)];FI值、S及Dpf变化与浊度去除率相关性较好,其相关系数分别达0.979、0.982和0.963,同时比表面积大的絮体吸附容量大,有机物的去除率高.     

CeCl3/活性炭纤维去除模拟烟气中单质汞的实验研究

运用等量浸渍法制备了一系列CeCl3/ACF去除剂,研究了不同负载量、不同温度和不同烟气成分对其脱汞效果的影响,并采用BET和XRD 等手段对去除剂的理化性质进行了表征.结果表明,负载CeCl3后显著改善了活性碳纤维的脱汞能力,在本实验条件下,CeCl3的最佳负载量为5%(质量分数);当反应温度低于140°C时,去除剂的脱汞效率随着温度的升高而升高,当反应温度超过140°C后,去除效率随温度的升高而下降; 通过考察NO、SO2和水蒸气对ACF脱汞效果的影响发现,NO对单质汞脱除具有一定的促进作用,不同浓度的NO与单质汞的脱除效率之间存在正相关关系;SO2对单质汞的脱除具有抑制作用,且脱除效率随着SO2浓度的增加而下降;水蒸气对单质汞的脱除具有阻碍作用.     

负载无机铵盐改性活性炭纤维对甲醛去除能力的影响

在不同热处理温度(60℃、160℃)和热处理时间(2h、12h)条件下,通过负载不同质量分数的氯化铵、氟化铵、草酸铵、硫酸铵、过硫酸铵等无机铵盐溶液对活性炭纤维(ACF)进行改性实验,并利用扫描电镜(SEM)分析表征改性后的ACF,研究其对甲醛去除率的影响.结果表明,不同无机铵盐对ACF的改性效果良好,甲醛去除率均大于50%.其中,经草酸铵改性后的ACF对甲醛的去除率最高,可达67.7%.SEM观察发现,无机铵盐大多堆积在ACF表面,不能进入其孔径内部,减小了ACF与外界的接触面积,但对其吸附面积影响不大.因此,利用无机铵盐改性ACF来提高甲醛去除率是可行的.     

ACF负载金属氧化物及尿素低温去除NO

以活性炭纤维(ACF)负载NiO以及NiO-CeO2制备了一系列催化剂,并在催化剂上负载尿素作为还原剂,研究其在30～120℃范围内的催化还原NO的活性.通过SEM、BET、XRD等表征实验选择性地对催化剂进行了理化特征研究.结果表明,3种不同质量分数的NiO催化剂中,5%NiO/ACF效率较低,10%NiO的催化剂活性以及活性稳定性较好,在90℃即可达到50%左右的NO净化效率,15%NiO/ACF的催化活性稳定性较差.在3种不同质量分数的NiO-CeO2/ACF催化剂中,5%NiO-5%CeO2/ACF的活性以及活性稳定性最好,在110℃可达到55%以上的NO净化效率.10%CeO2-5%NiO/ACF活性高于5%CeO2-10%NiO/ACF;活性金属的最佳负载量为10%,过多的负载量会引起催化剂比表面积的减少从而导致催化剂活性下降;金属氧化物是催化反应的活性中心.对10%CeO2/ACF、10%NiO/ACF和5%CeO2-5%NiO/ACF的研究显示,5%CeO2-5%NiO/ACF的催化活性最好,CeO2和NiO的协同作用使催化剂的活性优于2种单独负载的催化剂.本研究还对催化剂的低温催化机制进行了分析和讨论.     

页岩-钢渣组合填料湿地强化脱氮除磷研究

以城市污水A/O工艺出水为处理对象,运用页岩和钢渣物化除磷、调控进水碳氮比和氮素氧化性等技术手段,在中试规模上研究了页岩和钢渣组合填料湿地的脱氮除磷效能及影响因素.结果表明,当COD面积负荷率、TN面积负荷率、TP面积负荷率、HRT(水力停留时间)分别为6.5～20.7 g·(m²·d)^-1、2.57～8.22 g·(m²·d)^-1、0.41～1.32 g·(m²·d)^-1、0.5～1.6d时,①氨氮、亚硝态氮和硝态氮的去除率分别为85.8%、56.3%和18.6%,TN去除率为58.0%,TN面积负荷去除率为3.58g·(m²·d)^-1,TN反应动力学常数为0.31 m·d^-1,TN面积负荷去除率随进水TN负荷的增加而线性增加.②TP去除率为90.4%,TP面积负荷去除率为0.89 g·(m²·d)^-1,TP反应动力学常数为0.86 m.d^-1,TP面积负荷去除率随进水TP负荷的增加而线性增加.③水温、HRT、氮素组分、C/N等因素对湿地系统的脱氮除磷效率有显著影响.TN面积负荷去除率随HRT、COD/TN值的增加而幂函数增加.TN面积负荷去除率随水温(、NO₂^--N+NO₃^--N)/TN值的增加而呈指数函数增加.     

载铁ACF/Ni阴极电化学体系除藻效能与机制

采用化学浸渍法将Fe@Fe₂O₃纳米线负载在活性炭纤维/泡沫镍上组成Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni复合阴极,以钛基铂（Pt/Ti）为阳极,考察载铁量、初始pH值和不同电化学体系对除藻效果的影响,探究无供氧条件下Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系除藻的效能;基于·OH间接检测、铁离子浓度、H₂O₂浓度及pH值的分析和·O₂^-的检测研究Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni中性电化学体系反应机制.结果表明,当制备阴极阶段投加0.03g FeCl₃×6H₂O,初始藻浓度为0.7×10⁹~0.8×10⁹个/L,电流密度为75mA/cm²,初始pH6.2时,电解60min,该体系除藻率可达到92.3%.在Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系中,Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni阴极可通过电化学反应产生大量·OH和·O₂^-,使藻细胞破裂死亡;该体系除藻的主要机理是非均相电Fenton反应.     

载铁ACF/Ni阴极电化学体系除藻效能与机制

采用化学浸渍法将Fe@Fe₂O₃纳米线负载在活性炭纤维/泡沫镍上组成Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni复合阴极,以钛基铂（Pt/Ti）为阳极,考察载铁量、初始pH值和不同电化学体系对除藻效果的影响,探究无供氧条件下Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系除藻的效能;基于·OH间接检测、铁离子浓度、H₂O₂浓度及pH值的分析和·O₂^-的检测研究Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni中性电化学体系反应机制.结果表明,当制备阴极阶段投加0.03g FeCl₃×6H₂O,初始藻浓度为0.7×10⁹~0.8×10⁹个/L,电流密度为75mA/cm²,初始pH6.2时,电解60min,该体系除藻率可达到92.3%.在Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系中,Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni阴极可通过电化学反应产生大量·OH和·O₂^-,使藻细胞破裂死亡;该体系除藻的主要机理是非均相电Fenton反应.     

活性炭纤维的改性及对Cu~(2+)吸附性能影响的研究

采用硝酸、磷酸、磷酸二氢铵和硝酸铜水溶液对聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)进行浸渍改性,制备了4种改性活性炭纤维(ACF1-ACF4)。测定了改性活性炭纤维表面含氧酸性官能团、零电荷点、比表面积和孔容,评价了改性纤维对铜离子的吸附性能。结果表明改性后活性炭纤维表面含氧酸性官能团明显增加,其零电荷点相应降低,比表面积和微孔孔容增大。改性活性炭纤维对Cu2+的吸附容量显著提高,其中ACF2吸附性能最佳,其吸附容量从改性前的4.80 mg/g增加到17.32 mg/g,提高了3.6倍。