生物膜CANON反应器性能的优化:从FBBR到MBBR

控制温度为30℃±1℃,在移动床式生物膜反应器(MBBR)采用以改性聚乙烯为填料的全程自养脱氮(CANON)工艺,以无机高NH_4~+-N(约400 mg·L~(-1))人工模拟废水为连续进水,研究MBBR对生物膜CANON工艺脱氮性能的优化.试验控制pH在7.8左右,HRT为6 h,填料填充率为35%,经过一个月调试与培养,NH_4~+-N及TN平均去除率达到74.28%和87.93%,最高分别可达84.68%和98.82%,此时ΔNO-3/ΔTN为0.12,接近理论值0.127,由此判断CANON污泥在MBBR工艺中逐渐适应并得以稳定运行.同时,对比采用相同进水基质及控制条件的固定床式生物膜反应器(FBBR),计算发现MBBR与FBBR工艺NH_4~+-N去除率、TN去除率及去除负荷3组均方差分别为:8.31%和14.06%,7.09%和11.79%,0.17kg·(m3·d)-1和0.27 kg·(m3·d)~(-1),前者均低于后者;并且,在MBBR与FBBR的DO平均浓度分别为1.96 mg·L~(-1)和3.09mg·L~(-1)的情况下,MBBR与FBBR中每升氮去除负荷分别为0.53 kg·(m~3·d)~(-1)和0.37 kg·(m~3·d)~(-1).因此,(1)相比FBBR,MBBR具有更加稳定的脱氮性能;(2)相比FBBR,MBBR中每升填料中的微生物具有更高的O2利用效率及总氮去除负荷.     

镁盐改性生物质炭的合成及其在废水氮磷资源化中的应用研究

通过直接沉淀-热改性法将纳米氢氧化镁晶体(Mg(OH)_2)负载在生物质炭(BC)上,系统研究了该改性材料(Mg(OH)_2-BC)对模拟废水中氮、磷的固定特性,并探讨了投加量、反应溶液pH、接触时间对吸附过程的影响.结果表明,Mg(OH)_2-BC在投加量为0.3 g·L~(-1),反应溶液初始pH为7,反应时间≥40 min时对氮、磷的固定效果最佳,最大吸附量分别达到58.8、130.0 mg·g~(-1).Mg(OH)_2-BC对氮、磷的吸附过程均符合准二级动力学模型,吸附过程受化学吸附机理的控制.通过SEM、XRD、FTIR等对反应产物进行表征分析,结果表明,Mg(OH)_2-BC对氮、磷的固定机制主要为鸟粪石结晶沉淀,也即化学沉淀.     

沸石改良雨水生物滞留系统去除污染物研究

作为重要的低影响开发技术之一,雨水生物滞留系统在控制径流污染和削减径流总量及峰值方面具有良好的效果。传统生物滞留系统对于TSS、重金属和COD有较好的去除效果,但对硝氮去除效果差,砂土填料空隙率小,对水量的调蓄效果差,水力停留时间长,容易堵塞。本研究尝试采用沸石作为滞留系统的基质填料,并在系统底部设置淹没区创造缺氧环境提高系统对硝氮的去除效果。对比了在有无淹没区条件下对模拟雨水中各种污染物的去除效果。在无淹没区条件下,系统对进水TSS负荷的变化有很好的抗冲击能力,当进水TSS浓度在100~400 mg/L范围内变化时,出水TSS始终在20 mg/L以下。当进水COD浓度为150~250 mg/L,TP浓度为2.5~7.0 mg/L,NH_4~+-N浓度为3.0~4.0 mg/L,NO_3~--N浓度为6.0~10.0 mg/L时,系统对COD、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N的平均去除率分别为67%、73%、88%、5%。在有淹没区且进水浓度基本相同的条件下,系统对TSS、COD、TP、NH_4~+-N等污染物的去除均没有大的变化,但对NO_3~--N的平均去除率则上升为74%。同时,系统对Pb、Zn、Cu、Cd等重金属也有良好的去除效果。     

印刷油墨废气先进治理技术对比研究

针对挥发性有机废气治理技术和印刷油墨废气的污染现状,对两种先进的有机废气技术原理及应用进行了介绍。通过对比研究发现:HUC高效联合催化技术和吸附-脱附-沸石转轮-RTO技术处理挥发性有机物(VOCs)废气切实可行,为废气成分较复杂,风量较大,浓度较低的挥发性有机物(VOCs)废气治理提供了重要的参考依据。     

微波法磷改性斜发沸石的结构及水中除砷的研究

采用固固相、固液相同晶取代对斜发沸石进行微波法磷改性，并对改性前后的矿样采用化学分析，XRD，^31P MAS NMR等手段表征。结果表明，虽然微波磷改性不能改变沸石单斜晶系的主体骨架结构，但由于脱Al，脱Si和P同晶取代，使晶胞体积收缩，结晶度下降，比表面积、孔体积明显减小，骨架中Si和Al的键合方式发生变化，有四配位硅的Si—O—P结构出现，该结构是沸石阴离子交换的结构基础。沸石去除水中砷的结果表明，改性前，沸石去除水中砷的能力很小，属表面物理吸附，改性后，沸石去除水中砷的能力明显增强，属阴离子交换。而且水介质的酸度和同晶取代方法对沸石除砷都有明显影响。     

人工湿地中沸石对铵吸附能力的生物再生研究

利用铵吸附饱和的天然斜发沸石和沙质土壤作为基质,构建了沸石柱和芦苇、菖蒲沸石人工湿地试验系统,采用曝气供氧、自然复氧、植物根系输氧以及培养系统中基质上的硝化菌群的方法,研究了铵吸附饱和的沸石在沸石柱和湿地中的生物再生过程。结果显示,沸石在湿地中再生过程符合指数模拟,在试验周期内沸石在沸石柱中再生可以用指数和线性模拟。沸石在湿地系统和沸石柱中经过1个月的再生,交换容量分别恢复到了原来的60.3%~62.6%和11.8%,3个月后分别恢复到了原来的94.6%~94.8%和38.4%。试验证明,沸石在湿地中再生比在沸石柱中再生效果好,交换容量恢复率高出约50%~63%。根据试验结果,探讨了铵吸附饱和的沸石在人工湿地中的生物再生机理,证明了饱和沸石在湿地中生物再生的可行性。     

改性泥炭对水溶液中铬的去除

为克服泥炭利用过程中存在的一些问题，对原泥炭进行了改性处理，并将改性后的泥炭与树脂结合以增强改性泥炭的机械强度。通过静态试验方法研究了改性泥炭对来自水溶液中的铬离子的吸附特性。结果表明：改性泥炭对水溶液中的铬的吸附等温过程符合Freundlich吸附等温方程，其吸附动力学符合准二级动力学方程。溶液的pH值对铬的去除产生显著的影响，在pH在1．5－3．0时，改性泥炭对6价铬的去除效果最好。     

聚砜中空纤维超滤膜动态法表面光接枝改性

以二苯甲酮(BP)为光引发剂，丙烯酰胺(AAM)为接枝单体，以先用紫外光照射引发剂，然后将引发剂和单体分步输送到膜上的方法对聚砜单内皮层中空纤维超滤膜的内表面进行接枝改性。实验表明，改性后膜的表面亲水性有所上升，膜孔径也有一定程度的减小。证明该方法具有可行性，并有进一步发展的潜力。     

粘土改性条件的研究Ⅰ.膨润土的改性

考察了改性膨润土的致孔剂加入量、溴化十六烷基三甲胺 (CTMAB)加入量、CTMAB溶液浓度和吸附时间对CTMAB吸附量的影响 .测得加工后的膨润土对CTMAB的饱和吸附容量为 34 0 0± 30 0mg·1 0 0g- 1膨润土 .膨润土对CTMAB的吸附表现出Lang muir吸附特征 .6 0℃ ,当CTMAB的加入量为膨润土饱和吸附容量的 1 3— 1 5倍 ,CTMAB溶液浓度≥ 2mg·ml- 1,吸附时间超过 2 0h时 ,膨润土基本达到饱和吸附 .并考察了有机膨润土对于水中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯 (BTEX)的去除效果 .     

干污泥及其改性物对染料的吸附

以城市污水处理厂剩余活性污泥为原料，制取干污泥、热解污泥和改性污泥作为吸附剂，对直接深棕M和酸性媒介棕RH等染料进行了吸附试验研究。研究结果表明，干污泥及其改性物对染料的吸附能够用Lagergren二级动力学方程描述，该吸附遵循二级动力学规律。直接深棕M的吸附符合Freundlich型等温吸附，易于吸附在改性污泥和热解污泥上；酸性媒介棕RH的吸附既符合Freundlich方程，也可用Langmuir吸附等温方程描述。干污泥和热解污泥对两种染料的吸附过程中存在颗粒内扩散效应。在试验条件下，相对吸附量依改性污泥、热解污泥、干污泥的顺序减少，因此，活性污泥经过改性后能够提高对所研究的染料的吸附能力。