城市给水厂污泥对污水中磷的动态吸附

以城市给水厂污泥为原料,制备了2种不同粒径的颗粒状吸附剂,探讨了这2种颗粒吸附剂不同应用方式动态吸附初沉池水中磷的效果,并对吸附的影响因素进行了探究。结果表明,在使用2 mm粒径的吸附剂进行动态吸附时,在颗粒投加量固液比为20 g·L~(-1)的条件下,运行8 h后,出水磷浓度最低,总磷、可溶性总磷、可溶性活性磷酸盐的出水浓度分别可达到1.52、0.27、0.16 mg·L~(-1)。干化大颗粒的固定床吸附实验结果表明,空床停留时间应控制在30 min左右,有效滤层高度为11.5 cm,滤柱连续运行前80 h,对初沉池水有良好的处理效果,为该吸附剂投入使用提供了初步依据。对给水厂污泥颗粒吸附剂进行了技术经济分析,得出颗粒吸附剂理论上处理初沉池水所需药剂费用为0.021 2元·t~(-1),具有较高的经济效益。以上结果可为给水厂的污泥在实际生产中的应用提供参考。     

两种硫酸盐对花溪河天然有机物混凝的影响研究

以Al_2(SO_4)_3和FeSO_4为混凝剂,探讨了在不同混凝条件下对贵阳市花溪河中天然有机物的去除影响。通过改变混凝剂投加量、pH和水力条件对去除效果进行分析。混凝剂投加量为2~18 mg/L时,Al_2(SO_4)_3对天然有机物的去除率高于FeSO_4;分别投加8 mg/L Al_2(SO_4)_3和11 mg/L FeSO_4,均达到最佳去除效果。Al_2(SO_4)_3作为混凝剂时,最佳pH为5.0~8.0;Fe_SO_4作为混凝剂时,最佳pH为6.0~9.0。在200r/min下快速搅拌1min,在40r/min下慢速搅拌20min,天然有机物的去除率较高。     

污水厂出水及下游大沽排污河磷形态及浓度变化规律研究

为分析研究不同污水厂出水及下游排污河磷形态及浓度的变化规律,2014年3-8月对污水厂A、B出水及其排污河下游与大沽排污河5个点位水体中的总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)、溶解性无机磷(DIP)、溶解性有机磷(DOP)、颗粒态磷(PP)进行了动态监测。结果表明,各点位水体均以DIP为主,污水厂A出水TP变化范围为0.27~2.31 mg/L,均值为1.04 mg/L,下游各形态磷浓度低于出水浓度,污水厂B出水TP浓度范围为0.10~3.12 mg/L,均值为0.49 mg/L,下游各形态磷浓度除DOP外均高于出水浓度。大沽排污河的总磷浓度变化范围为0.60~6.26 mg/L,均值为1.82 mg/L。其他外源磷输入对大沽排污河磷形态及浓度影响大于污水厂。     

改性蒙脱石对正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系的吸附特性

为研究吸附剂对正态磷酸盐、非正态磷酸盐的吸附特征,以及正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系下的竞争吸附行为,制备出3种改性蒙脱石SWy-焙烧、SWy-Al、SWy-Fe,将其分别用于对不同形态的磷酸盐吸附实验中。结果表明,制备的3种改性蒙脱石对磷的吸附效果均有所提升。SWy-Fe的吸附效果最佳,对正态磷酸盐和非正态磷酸盐4 h吸附去除率分别提高了56.1%和55.3%,实验结果符合Ho拟二级吸附动力学方程。根据Langmuir吸附热力学方程,对正态磷酸盐和非正态磷酸盐的饱和吸附量分别为21.9 mg·g~(-1)和18.8 mg·g~(-1)。此外,在初始总磷浓度高于3.0 mg·L~(-1)的条件下,正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系中的非正态磷酸盐吸附量显著高于正态磷酸盐,二者单位平衡吸附量之比为2.9∶1.0。改性蒙脱石对正态磷酸盐和非正态磷酸盐的吸附结果均表现为吸附外部液膜扩散、表面吸附、颗粒内扩散等多种过程的综合作用,可交换阳离子Ca~(2+)/Fe~(3+)/Al~(3+)的引入通过吸附络合作用提高了蒙脱石对磷酸盐的吸附能力。在初始总磷浓度高于3.0 mg·L~(-1)的条件下,正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系存在吸附竞争现象,这为实际处理含磷废水吸附技术的发展和应用提供了理论依据。     

三元复合吸附剂Ce-Zr-Zn对水中低浓度磷的吸附性能及其机理

为缓解水体富营养化问题,通过沉淀法合成了新型的三元复合吸附剂Ce-Zr-Zn,且将其用于除磷研究。结合XRD、SEM、BET、XPS和FT-IR表征分析,研究了其对水中低浓度磷的吸附性能及可能的吸附机理。结果表明：Ce-Zr-Zn具有优异的除磷特性,磷的去除率可高达96%,出水磷浓度低于0.045 mg·L⁻¹;其对磷酸盐的最大吸附容量为66.61 mg·g⁻¹,磷酸盐吸附过程符合拟二级动力学模型和Freundlich模型。此外,吸附剂具有较宽的pH适用范围(3~9)和良好的磷酸盐选择性。机理分析结果表明,配位体交换和静电吸附是该吸附剂除磷的主要原因。以上结果可为该材料用于水体深度除磷提供参考。     

污水深度处理微絮凝-D型滤池工艺运行性能与经济性分析

根据昆明市第一污水处理厂深度处理微絮凝-D型滤池工艺的运行数据,评价了工艺出水水质及总磷(TP)去除效果,同时分析了混凝剂投加量及药剂费用。结果表明,微絮凝-D型滤池工艺出水TP平均浓度为0.15 mg/L,最优水平值为0.05 mg/L,95%保证值为0.37 mg/L,TP平均去除率为63.6%。出水悬浮固体(SS)浓度95%保证值为10 mg/L。混凝剂聚合氯化铝(PAC)的投加量在1.5~4 mg Al2O3/L范围波动,去除单位TP的PAC投加量平均值为16.7 mg Al2O3/mg-P,投加比为2~8 mol-Al/mol-P。当投加比超过5时,出水TP浓度可达到0.3 mg/L以下。吨水PAC成本平均值为0.017元/t。     

玉米深加工废水的混凝实验

在室温条件下,分别选用聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)及三氯化铁(FeCl3)对玉米深加工废水进行混凝实验。综合考虑各种混凝剂对磷、COD以及SS的去除效果,最终选取PAC作为混凝剂。采用PAC和聚丙烯酰胺(PAM)作为复合混凝剂,对其去除效果做进一步研究,并确定了最佳投加量及pH值。实验结果表明,在PAC投加量25mg/L,PAM投加量0.5 mg/L,pH为8条件下,混凝效果最佳。磷、COD、SS去除率可分别达到90.1%、53.3%和88.2%,对应的出水质量浓度分别为0.41、26.8和2 mg/L。     

一种新型吸附材料的除磷性能研究

针对水体富营养化的磷，采用吸附法进行处理，制备出一种新型的除磷吸附剂，对水中磷酸盐的吸附性能进行了研究，结果表明，该吸附剂对磷酸盐的吸附速率很高，在酸性条件下，其最大吸附容量为34mg／g。当溶液pH值在1～3范围内，含磷浓度为50mg／L，吸附剂投加量为200mg，接触时间为2h，磷酸盐的去除效率可达98％以上；再生后的吸附剂容量变化不大，是一种具有较高应用价值的新型材料。     

多孔陶瓷滤球对杭州西湖沉积物5种形态磷的吸附性能

以新型赤泥基多孔陶瓷滤球（porous ceramic filter material,PCFM）颗粒为吸附剂,采用动态和静态吸附实验相结合的实验方法研究了PCFM颗粒对沉积物磷的吸附性能。动态吸附实验结果表明,影响PCFM颗粒除磷效果的主要因素有投加量、反应时间、上覆水体pH值和环境温度,最佳吸附反应条件为PCFM投加量8 g,反应时间12 h,上覆水体pH=12,环境温度为50℃。静态吸附实验结果表明,随着反应时间的延长,PCFM对沉积物五种形态磷吸附在12 d左右接近或达到了吸附平衡,此时TP、OP、IP、Fe/Al-P和Ca-P的去除量分别为245.89、69.86、155.25、195.22和-49.01 mg·kg-1。可见PCFM对沉积物磷的吸附性能较好,可进一步应用于富营养化湖泊沉积物磷控制。     

某城市污水处理厂废水化学除磷沉淀特性及影响因素

通过对西安市某污水处理厂进水、厌氧池上清液、二沉池出水、污泥浓缩水、污泥脱水进行FeCI3·6H2O、PAC除磷实验,并以FeCI3·6H2O为沉淀剂对厌氧池上清液从pH、Fe/P摩尔比、腐殖酸、挥发性脂肪酸(VFA)等因素进行批次实验分析磷去除状况.实验显示,三氯化铁、PAC对进水除磷效果不佳,厌氧池上清液用FeCI3·6H2O为沉淀剂时磷去除率较低,二沉池出水、污泥浓缩水以及污泥脱水用FeCI3·6H2O、PAC时其正磷去除率均可达到80%左右.通过对比不同pH值、Fe/P摩尔比、腐殖酸和VFA浓度对厌氧池上清液除磷效果的影响,结果表明,在pH=4~5,Fe/P=1.3时磷的去除效果达到78%以上,腐殖酸浓度对磷去除率影响不大,VFA在低于10 mg/L和高于60 mg/L时对磷去除率影响较大.     

生物吸附-多级A/O-活性焦组合工艺对污水中氮磷及有机污染物的去除

利用生物吸附(biological absorption,AB）-多级缺氧/好氧（anaerobic/oxic,A/O）-活性焦滤池组合工艺对城市污水进行处理研究。结果表明：该组合工艺出水COD、TN、TP平均浓度为20、8.5、0.25 mg·L-1,对COD、TN、TP平均去除率为95%、76.5%、80%,3个工艺段对有机污染物的平均去除率分别为55%、26%、14%。其中生物吸附段主要去除粒径较大的颗粒态有机物,多级A/O段可以去除进水中53%左右溶解性有机物;活性焦滤池利用活性焦丰富的中孔结构有效吸附多级A/O出水中难生物降解的芳香类及环烷类有机物。该组合工艺能实现高标准出水、高效脱氮除磷、能源节约、资源回收,是具有良好应用前景的污水处理工艺。     

介质加载混凝过程中磷和溶解性有机物的去除特征及混凝机理

为考察介质加载混凝过程中污染物去除特征与探讨混凝机理,考察了不同形态的磷和溶解性有机物(DOM)的变化,并结合混凝絮体粒径与形貌,分析了介质加载的混凝机理。结果表明：溶解性污染物主要去除机制为聚合氯化铝(PAC)水解产物的吸附和螯合作用,高芳香性、腐殖化和分子质量为4 000~50 000 Da的DOM去除率较高;石英砂可强化去除悬浮态磷及腐殖酸类DOM;磁种可强化有机磷、${\rm{PO}}_4^{3 - }$-P和DOM的去除效果;回收磁种的微絮体结构使其对磷与大分子DOM具有更好的去除效果。介质加载混凝过程的关键作用在于形成密实性絮体,从而增强了絮体的强度和沉降性能,实现了污泥减量。研究结果可为介质加载混凝在水处理中的推广应用提供参考。     

疏浚泥浆吹填余水的污染特征及净化试验研究

疏浚泥浆吹填余水中含有大量胶体及微小颗粒物,直接排放将对受纳水体造成较大危害。依托京杭运河湖西航道疏浚工程展开现场试验,对比分析聚合氯化铝(PAC)和FeCl_3对余水中悬浮固体(SS)的去除效果。研究发现,疏浚泥浆落淤后的余水SS浓度较高,随着吹填时间的延长,余水SS浓度有明显增加的趋势。室内混凝小试试验表明,PAC、FeCl_3均能有效降低余水中的SS,PAC、FeCl_3的最佳投加量分别为39、17mg/L;在最佳投加量下,两种混凝剂对余水SS的混凝效果均随沉降时间延长而改善,前5min内FeCl_3的混凝效果比PAC好,5min后PAC的混凝效果更佳。现场中试试验显示,两种混凝剂均在较短时间取得较好的SS混凝效果。当以混凝剂最佳投加量及污染物排放达标为评价目标时,FeCl_3的处理费用分别为15.0、8.0元/h,PAC的处理费用分别为20.5、10.5元/h,FeCl_3的经济性均优于PAC。     

混凝对二级出水中有机物分布特性的影响

以城市污水处理厂二级出水为研究对象,通过烧杯实验,确定了以三氯化铁(FeCl3)和聚合氯化铝(PAC)为混凝剂时两种混凝剂的最佳投加量,在此基础上采用XAD树脂分离技术和超滤膜法对水中溶解性有机物(DOM)进行分级表征,研究了混凝前后水中DOM的亲疏水特性、分子量分布规律以及比紫外吸收值(SUVA)和E4/E6(A465nm/A665nm)的变化.结果表明,当FeCl3和PAC投加量分别达到30 mg/L和60 mg/L时,可以使出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准;FeCl3对含碳碳不饱和双键及芳香环的有机物的去除效果优于PAC;FeCl3对小分子有机物的去除效率更高,而PAC对分子量＞100 000的大分子有机物的去除效果优于FeC13;混凝处理对疏水性有机物的去除效果优于对亲水性有机物的去除效果,同时其对酸性物质的去除效率高于对非酸性物质的去除效率.     

MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备纳米四氧化三铁,与聚合氯化铝（PAC）制备MFPAC磁性混凝剂,利用混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液,用单因素变量法确定实验的最佳运行参数。结果表明：MFPAC磁性混凝剂对COD和色度的去除效果优于单独投加混凝剂PAC,在纳米四氧化三铁与PAC的质量比为1：3、MFPAC的投加量为1.5 g·L-1、搅拌条件为转速为300 r·min-1下搅拌60 s、溶液pH值为7.5（垃圾渗滤液原水的pH值）、絮凝时间为30 min的最佳运行条件下,COD由5 810 mg·L-1降低到2 173 mg·L-1,色度由1 658倍降低到556倍,其COD去除率为62.6%,色度去除率为66.5%;利用矿化垃圾作为吸附剂处理MFPAC混凝处理后的出水,在矿化垃圾粒径小于2 mm、焙烧温度为700℃、吸附剂投加量为40 mg·L-1、pH值为9的最佳条件下,经过12 h的处理,COD和氨氮的去除率分别为56.7%和68.4%,最终出水的COD和氨氮的浓度分别为941 mg·L-1和343 mg·L-1;最终,MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别为83.8%、78.5%和74.3%。     

热活化硅酸钙对水溶液中磷吸附动力学研究

将硅酸钙进行高温热活化后作为吸附剂,研究了其对水溶液中磷酸盐的吸附动力学特性,考察了热活化硅酸钙投加量、溶液pH对磷去除效果的影响,并对其动力学特性进行了研究。结果表明,投加量为6g/L,pH为8时磷去除率可达99%以上;热活化硅酸钙对磷酸盐吸附过程符合准二级动力学方程和颗粒内扩散方程,其准二级吸附速率常数随磷酸盐浓度的增大而减小;而颗粒内扩散速率常数随磷酸盐浓度的增大而增大,吸附速率主要受颗粒内扩散控制。     

改性La2O3/聚丙烯纤维对饮用水中磷的吸附及控菌效果

为了研究吸附剂在饮用水中除磷控菌效果,在聚丙烯(PP)纤维上负载氧化镧(La_2O_3)纳米颗粒,并用聚乙烯亚胺(PEI)对吸附剂表面进行亲水改性,制备出PEI/La_2O_3/PP纤维吸附材料,使用X射线衍射分析(XRD)对其进行了表征。实验结果表明:偏酸性条件有利于磷的吸附,溶液中共存离子对吸附效果的影响不大;当温度为45℃时,PEI/La_2O_3/PP对磷的饱和吸附容量达到76.67 mg·g-1,吸附过程能够较好地拟合Langmuir模型;吸附动力学过程能够较好地拟合准二级反应动力学方程。该吸附材料对饮用水中的微量磷具有良好的吸附去除效果,磷深度去除后能达到明显的抑菌效果。     

不同水温时底泥扰动对不同形态磷分布的影响

研究了江南地区典型水温条件下,底泥扰动对上覆水中不同形态磷迁移的影响.结果表明,不同水温条件下,底泥扰动均有利于上覆水中溶解态磷(即溶解性总磷酸盐(DTP),包括溶解性正磷酸盐(DIP)和溶解性有机磷(DOP))向底泥迁移.与对照试验相比,不同水温时的扰动均导致DIP/TP和DTP/TP明显降低.与初始状态(第0天时)相比,扰动导致DIP/TP分别降低了39.61百分点(冬季水温)和17.38百分点(夏季水温),而DTP/TP则分别降低了39.16百分点(冬季水温)和19.06百分点(夏季水温).相反,对照试验中,DTP/TP分别上升了24.90百分点(冬季水温)和23.37百分点(夏季水温).这说明底泥扰动促进了溶解态磷向颗粒态磷(PP)的转化.     

不同材料对高As污泥中As的固定效果

针对制酸行业产生的高砷(As)污泥浸出毒性过高且难处理的问题,选择典型无机硫化物、含钙材料、含铁或铝材料(Fe~0、铁盐、Fe_2O_3/Al_2O_3)对高As污泥进行固定化,采用醋酸(TCLP)、H_2SO_4-HNO_3和H_2O_3种浸提法评估了各材料对As的固定效果;考察了固定化对污泥中As结合态和价态分布的影响,筛选最佳固定化材料,进行联合水泥固化。结果表明,FeCl_3固化As的效果最好,3种浸提法评估的固砷率分别为86.01%、42.02%、 58.87%。FeCl_3和Fe~0处理能够促进污泥As向固定态转化,非专性和专性吸附态占比分别降低了80.60%和38.13%。FeCl_3促进非专性和专性吸附态向结晶铁锰或铁铝水化氧化物结合态和残渣态转化。CaO、Fe~0、FeSO_4·7H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O、FeCl_3和Fe_2O_(12)S_3处理对As(Ⅲ)具有一定的氧化作用。FeCl_3处理后,As(Ⅲ)占比由77.14%降为19.72%。Fe(OH)_3、Fe_2O_3和Al_2O_3处理对As(Ⅲ)的氧化性不明显,Na_2S·9H_2O处理使As(Ⅲ)占比升至85.84%。随FeCl_3、水泥和两者配伍材料投加量的增加,在3种方法中,污泥中As的浸出量均明显降低,单一FeCl_3和配伍固砷效果均优于水泥;水泥配伍比≥100%时的固砷效果优于单一FeCl_3;250%FeCl_3+125%水泥可使3种方法中浸出砷浓度降至最低,分别为113.81、399.28、347.27 mg·L~(-1),固砷率均高于97%。本研究结果可为高As污泥的固定化提供参考。供参考。     

壳聚糖载纳米羟基氧化铁对水中磷的吸附

低浓度的磷在污水处理中较难去除,排放至水体会造成水体富营养化。采用溶胶-凝胶法,以壳聚糖和FeCl_3·6H_2O为原料,通过原位水解-浸渍法制备出壳聚糖载纳米羟基氧化铁(CNFeOOH),对其进行了场发射透射电镜(HRTEM)、比表面积和孔径、X射线衍射仪(XRD)分析的表征。结果表明,CNFeOOH中含有类似正方针铁矿(β-FeOOH)的晶体结构,呈纳米棒状分布,长约10 nm,宽约2~3 nm,比表面积为76.240 m~2·g~(-1)。磷吸附实验结果表明:Freundlich吸附等温式能更好地描述CNFeOOH对磷的吸附特征,其实际最大吸附量为24.50 mg·g~(-1)(pH=6,T=(20±1)?C);动力学吸附平衡时间约为24 h,其吸附过程符合准二级动力学模式和颗粒内扩散模式,证明吸附过程中同时发生了物理吸附和化学吸附;溶液的p H对CNFeOOH吸附磷的影响较为明显,随pH升高,吸附量降低;离子强度(0.01~0.5 mol·L~(-1))则影响不大;共存阴离子(SO_4~(2-)、NO_3~-、HCO_3~-)对磷的吸附影响较小。因此,推断CNFeOOH对磷的吸附机理是以静电引力和配位作用为主的特性吸附。