不同用量竹炭对污泥堆肥过程温室气体排放的影响

采用城市污泥为堆肥基质,设置4个堆肥处理,分别为添加2.5%竹炭(S1,占污泥的质量分数)、添加5%竹炭(S2)、添加10%竹炭(S3)和未添加竹碳(CK),研究城市污泥堆肥过程中温室气体的动态变化特征及添加不同用量竹炭的影响.结果表明,CH_4排放主要在升温期和高温前期,占排放总量的99.01%~99.81%.当竹炭添加量低于5%时,CH_4排放量随添加量的增加而减少;竹炭添加量高于5%时,其排放量又明显增加.CO_2排放集中在升温期和高温期,占排放总量的75.65%~86.58%;添加竹炭可减少3.37%~13.48%的CO_2排放,但处理间不存在显著差异(P0.05).N_2O排放集中在升温期和降温腐熟期,添加竹炭能减少16.37%~41.52%的N_2O排放,竹炭添加量越多,减排效果越好(P0.05).S1、S2和S3处理CO_2排放当量(以干污泥计)分别为37.57、35.10和35.44 kg·t~(-1),比CK处理减少了14.81%~20.41%.添加竹炭能降低污泥堆肥温室气体排放,其中,以S2处理的减排效果较为显著.     

磁性氧化石墨烯和磁性竹炭对Cr（Ⅵ）的吸附

制备了两种磁性碳基材料——磁性氧化石墨烯（MGO）和磁性竹炭（MBC）,并将其用于模拟含Cr（Ⅵ）废水的吸附。采用SEM,BET,FTIR技术对吸附剂进行了表征。表征结果显示：MBC具有与MGO相似的薄片层结构,且MBC的BET比表面积更大（为32.872 6 m²/g）,可为Cr（Ⅵ）提供大量的吸附位点。实验结果表明：向100 mL废水中加入20.0 mg吸附剂,在废水pH为1.0、吸附温度为30 ℃、初始Cr（Ⅵ）质量浓度为10.0 mg/L的条件下,MGO和MBC的平衡吸附时间分别为50,70 min,平衡吸附量分别为37.7,49.7 mg/g,吸附平衡时的Cr（Ⅵ）去除率分别为75.4%和99.4%;两种磁性材料对Cr（Ⅵ）的吸附均很好地符合Langmuir等温吸附模型;在酸性介质中,MGO和MBC的表面基团与HCr₂O₇^-和Cr₂O₇^2-之间有氢键作用。     

不同炭化温度下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附

研究了pH、吸附时间、竹炭投加量、邻氯酚初始浓度和吸附温度对不同炭化温度(500℃、700℃和900℃)下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附特性的影响.结果表明,低pH值有利于3种竹炭对邻氯酚的吸附,其平衡吸附量均随初始浓度和吸附温度增大而增加,相同条件下,吸附量的大小依次为q900℃q500℃q700℃;500℃和700℃炭化温度下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附表现出相似的变化规律,吸附时间为13h时基本达到平衡,而900℃炭化温度下烧制的竹炭的吸附则是一个快速吸附过程,30min内即达到吸附平衡;3种竹炭对邻氯酚的吸附皆是一个吸热过程,实验进行的吸附温度下,其吸附量的大小依次为q40℃q25℃q15℃.     

新型填料床-逐级曝气池一体化反应器水处理技术

为解决低浓度污水处理工艺脱氮除磷过程中存在的微生物碳源不足的问题,本文研制了新型填料床-逐级曝气串联反应器.填料床分别采用珊瑚砂、竹炭颗粒、钢渣为填料,在好氧、厌氧兼顾的环境下,实现化学除磷、生物除氮.试验采用模拟生活污水,COD、TN、TP、氨氮的浓度为170—190 mg.L-1、27—30 mg.L-1、8—10 mg.L-1,23—25 mg.L-1.反应器在第27天启动成功,100 d稳定运行结果显示,当HRT为14 h,曝气池DO为3.5 mg.L-1,反应器处理效果良好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为30.7 mg.L-1、5.59 mg.L-1、1.0 mg.L-1、4.67 mg.L-1,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级B排放标准.经钢渣填料床处理后的污水,TP浓度降到1 mg.L-1左右,在不排泥的情况下,实现TP的高效去除,同时有效避免了除磷与脱氮过程对碳源的竞争,实现了生物法对水体中富余氮、磷的高效去除.     

电动力学-新型竹炭联合作用下土壤镉的迁移吸附及其机理

研究了土壤中镉在均匀电动力学作用下的迁移特征及其影响因素,以及电场双向切换并加有新型竹炭材料条件下电动力学对镉的去除特性,揭示了利用均匀电动力学-新型竹炭材料联合修复镉污染土壤的特征及其可行性.结果表明,竹炭是一种良好的吸附材料,对镉具有较强的吸附作用,可以用 Freundlich和Langmuir模型很好的模拟吸附过程（R²>0.96）;在电压梯度为1.0 V/cm的条件下,受试土壤中Cd²⁺在均匀电动力学下的迁移速率为0.678 6～0.687 5　cm/h,并且迁移速率大小与Cd²⁺浓度和场强分布有关,电动力场可以有效地迁移土壤中的重金属离子;使用竹炭作为吸附剂的新型工艺中,在与速率实验相同的电压梯度,电场48　h的切换周期下,土壤中镉能够在电场作用下高效迁移至处理区并被吸附去除（12　d去除79.6%）,过程中可以很好地维持土壤的pH和水分条件,过程的电流随切换呈周期性的变化.电动迁移-竹炭吸附作为一种新型工艺具有广泛的应用前景.     

微波辅助（NH4）2S2O8改性竹炭对Cu2+的吸附性能

以竹炭为原料,采用(NH4)2S2O8作为改性药剂,通过微波辅助加热的方法对竹炭进行改性;运用Boehm滴定、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDAX)和傅里叶红外光谱(FTIR)对改性竹炭进行表征;考察了pH、时间、温度和离子强度等对改性竹炭吸附Cu2+的影响。结果表明,微波辅助(NH4)2S2O8改性使得竹炭表面的酚羟基、内酯基、羧基等酸性含氧官能团的数量有所增加;改性竹炭对Cu2+吸附更符合Langmuir等温方程,吸附为自发的吸热过程;吸附动力学符合准二级动力学方程;溶液离子强度增大不利于其对Cu2+的吸附。     

低湿密度竹炭悬浮生物载体在移动床生物膜反应器中的应用

以普通竹炭为原料,采用氢氧化钾活化法改性制备低湿密度竹炭,扫描电镜(SEM)、比表面积和孔径分析(BET-BJH)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等表征结果表明改性后的竹炭总孔容增多,湿密度降低。将低湿密度竹炭作为悬浮生物载体应用到移动床生物膜反应器(MBBR)中,用以处理模拟生活污水,研究不同影响因素下,对COD、氨氮、TN和TP的去除效果,探索最佳运行工艺。结果表明,低湿密度竹炭悬浮生物载体流化状态好,去除效果较好。对于进水COD质量浓度为200mg/L的模拟生活污水,适宜的MBBR工艺条件为气水比100∶1(体积比)、竹炭填充率15%、水力停留时间4h,处理后出水COD、氨氮、TN和TP去除率分别为83%、77%、48%、57%。     

铁改性竹炭去除水中的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)

利用竹炭负载铁氧化物制备了复合吸附剂,并用粉末X射线衍射对负载的铁进行了表征。通过静态吸附实验,对比研究了改性竹炭对水溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)阴离子的吸附特性。结果表明,载铁竹炭对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最佳吸附pH分别为8和2。改性竹炭对砷阴离子的吸附过程可符合准二级动力。Freundlich等温方程式能很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在改性竹炭上的吸附。在相同初始浓度和吸附剂投加量下,改性竹炭对As(Ⅴ)的吸附量大于As(Ⅲ)。     

不同改性方式对竹炭净化气态氮氧化物效果的影响

为了研究不同表面改性方法对竹炭空气净化效果的影响,测定了化学药剂活化、超声处理、微波处理后的改性竹炭对低浓度氮氧化物的净化效果。结果表明:活化剂浸渍后的竹炭,对氮氧化物净化效率降低,净化速度减慢;微波功率越大、辐照时间越长,改性后竹炭对氮氧化物处理效率越大,但辐照时间达到一定程度后,竹炭对氮氧化物的处理效率增大变得缓慢;超声处理后的竹炭对NO的处理效率比改性前有明显提高。BET测试结果表明,竹炭产品用微波和超声处理后,平均孔径、微孔表面积和比表面积均比活化前增大;而经过活化剂浸渍后,微孔面积和比表面积都显著下降。因此建议采用微波及超声方式对竹炭进行活化。     

竹炭对2，4—二氯苯酚的吸附特性及影响因素研究

研究了水溶液中竹炭对2，4－二氟苯酚的吸附特性及其影响因素。结果表明，竹炭对2，4－二氯苯酚具有较强的吸附性能，吸附效果与竹炭粒径、用量、污染物浓度以及吸附平衡时间和平衡方式有关。