Modeling assessment for ammonium nitrogen recovery from wastewater by chemical precipitation

Chemical precipitation to form magnesium ammonium phosphate (MAP) is an effective technology for recovering ammonium nitrogen (NH4 +-N). In the present research, we investigated the thermodynamic modeling of the PHREEQC program for NH4 +-N recovery to evaluate the effect of reaction factors on MAP precipitation. The case study of NH4 +-N recovery from coking wastewater was conducted to provide a comparison. Response surface methodology (RSM) was applied to assist in understanding the relative significance of reaction factors and the interactive effects of solution conditions. Thermodynamic modeling indicated that the saturation index (SI) of MAP followed a polynomial function of pH. The SI of MAP increased logarithmically with the Mg2+/NH4 + molar ratio (Mg/N) and the initial NH4 +-N concentration (CN), respectively, while it decreased with an increase in Ca2+/NH4 + and CO3 2??/NH4 + molar ratios (Ca/N and CO3 2??/N), respectively. The trends for NH4 +-N removal at different pH and Mg/N levels were similar to the thermodynamic modeling predictions. The RSM analysis indicated that the factors including pH, Mg/N, CN, Ca/N, (Mg/N) (CO3 2??/N), (pH)2, (Mg/N)2, and (CN)2 were significant. Response surface plots were useful for understanding the interaction effects on NH4 +-N recovery.     

响应面法优化复合微生物吸附剂对低浓度Cr3+的吸附

根据已有4种微生物吸附剂的吸附基团存在的差异特征,将其复配成复合吸附剂,借助统计学方法研究其对低ρ(Cr3+)废水的吸附性能.在单因素试验基础上,利用P-B(Plackett-Burman)法筛选出吸附过程4个主要影响因素分别为pH,初始ρ(Cr3+)及微生物吸附剂XB和TQ的投加量,应用最陡爬坡试验接近主要因素最优水平,采用Box-Behnken试验设计和响应面分析得到对低浓度Cr3+吸附过程的二阶模型.结果表明,最优吸附条件为pH 4.0,初始ρ(Cr3+)为4.86mg/L,XB和TQ的投加量分别为0.20和0.13 g/L,实际吸附率达到87.54%,与理论预测值(87.68%)接近,且高出单一吸附剂吸附率7.79%～17.35%.FT-IR扫描显示,复合微生物吸附剂性能提高与表面基团增多有关.通过响应面分析法优化复合微生物吸附,吸附性能明显提高.     

中心组合设计优化S-Cr-TiO2催化剂光降解工艺条件

在确定的温度和光照条件下,采用中心组合设计法研究了固相反应法合成的硫与铬共掺杂二氧化钛(S-Cr-TiO2)光催化剂与水溶苯胺蓝(ANB)可见光降解过程中的三个作用因子:催化剂的浓度、水溶苯胺蓝水溶液的pH值及其初始浓度之间的相互作用关系,得到了影响因子与降解速率之间的回归方程及因素之间相互作用的响应面图.结果表明,S...     

不同受旱胁迫下大豆蒸发蒸腾与地上部生长物质之间响应关系研究

农业旱灾损失形成过程中存在着大量的不确定性,不同受旱胁迫下作物蒸发蒸腾与生物量积累之间的定量响应关系是解析该过程的理论基础,对指导区域抗旱减灾具有重要实践意义。基于淮北平原两季夏大豆盆栽受旱试验,分别构建了收获时植株地上部生物量与籽粒产量之间、受旱当期和受旱后复水各生育阶段蒸发蒸腾量与同期地上部生物积累量之间的函数关系,并对不同阶段受旱胁迫下的产量构成要素响应进行了定量分析。结果表明,不同受旱胁迫下大豆收获时地上部生物量与籽粒产量之间均呈显著正相关（2015、2016季相关系数分别为0.91和0.78）,籽粒产量与其各阶段不断积累的地上部总生物量存在定量转化;大豆某一生育阶段受旱当期的蒸发蒸腾量与该阶段的地上部生物积累量呈显著正相关,且在花荚期更为明显;某一阶段受旱对后续各生育阶段的蒸发蒸腾与地上部生长均产生影响,且两者具有一定的相关性,但距受旱时期越远相关性越弱;大豆在营养生长阶段受旱后复水,鼓粒期的地上部生长机制恢复正常,且这种恢复效应在前期轻度受旱后更为明显;不同阶段受旱造成的籽粒产量损失差异较大,与充分灌溉相比,大豆分别在苗期、分枝期、花荚期和鼓粒期遭受干旱时,2015和2016季的产量分别减少了14.2%和28.0%、18.2%和30.5%、53.1%和56.2%、50.1%和45.2%,花荚期和鼓粒期受旱对籽粒形成的不利影响更为严重;两季鼓粒期受旱胁迫下的收获时地上部生物量和千粒重均为最低。     

响应面法优化厌氧上清液除磷的研究

在用铁盐对厌氧段富磷上清液进行化学磷沉淀以实现磷的回收和达标排放的SBR系统中,为了减少铁盐化学除磷残余物可能对生物处理系统的影响,采用Box-Benhnken中心组合试验原理和响应面分析法,选择Fe:P、混凝搅拌强度、絮凝搅拌强度、搅拌时间等为自变量,残余铁离子为响应值,研究自变量之间的交互作用,以期优化化学除磷条件.通过Design-Expert 8.0软件得到1个二次响应曲面模型.得出最佳除磷条件:Fe:P比为1.40:1,搅拌强度为275r/min,快速搅拌时间为30s,絮凝搅拌强度为60r/min,絮凝时间为18min,沉淀时间为20min.在此条件下,化学混凝后残余铁离子浓度为0.37mg/L,化学除磷率大于97.66%.     

1980~2010年浙江某典型河流硝态氮通量对净人类活动氮输入的动态响应

以浙江某典型流域为研究对象,基于1980～2010年的水质水量和氮源数据及LOADEST模型,估算了逐年河流NO-3-N通量和净人类活动氮输入(NANI),分析了河流NO-3-N通量和NANI的年际演化特征及其动态响应关系,探讨了每年NANI、滞留氮库、自然背景源对河流NO-3-N通量的贡献.结果表明,1980～2010年,河流NO-3-N通量和NANI总体上都呈现出先增后减的抛物线型变化趋势,均在1998年左右分别达到峰值5.74 kg·(hm2·a)-1和77.5 kg·(hm2·a)-1;过去31 a,河流NO-3-N通量和NANI分别净增加了～42%和～77%.化肥氮和大气氮沉降是NANI的主要来源,分别占了NANI的～48%和～40%.河流NO-3-N通量的年际变化不仅与NAIN(R2=0.27**)和化肥氮输入量(R2=0.32**)显著相关,而且与河流年均流量(R2=0.79**)或降雨量(R2=0.63**)具有更强的相关性,意味着河流NO-3-N的来源除了当年的NAIN,还受滞留氮库的影响.所建立的以NANI和流量为自变量的回归模型能很好地模拟河流NO-3-N通量变化(R2=0.94**).该模型预测结果显示,在NANI和流量分别降低30%的情况下,河流年均NO-3-N通量将分别减少～21%和～30%;每年的NANI、滞留氮库、自然背景源对河流当年NO-3-N通量的贡献率分别为～53%、～24%、～23%.河流NO-3-N通量长期的年际变化是NANI和水文要素共同作用的结果;但是,由于滞留氮库的影响,与源控制方式相比,增加"汇"景观应该能更加快速地削减河流NO-3-N通量.     

孔雀石绿高效脱色菌株的筛选、鉴定与脱色特性研究

孔雀石绿应用广泛,但难以降解且对许多生物都具有致癌致畸性.从浙江温州皮革厂污泥中分离筛选到1株孔雀石绿高效脱色菌株DH-9,16S rRNA基因序列分析表明,该菌株属于Enterabacter sp.属.单因素实验结果表明:当pH值在3.0~9.0时,培养24 h以后,该菌株对孔雀石绿的脱色率均在90%以上;脱色的最适温度范围为30~40℃;多数所测试碳源对脱色没有显著影响,而多数所测试氮源则对脱色有显著的促进作用;所测金属离子中,仅Cu2+和Fe3+对脱色有显著的抑制效应;此外,当接种量达到3%(V∶V,菌体干重约0.23 g·L-1)以后,12 h的脱色率即可达到90%以上.响应面设计实验结果显示,菌株DH-9对孔雀石绿脱色的最优操作条件为:pH 6.0、1.0 g·L-1的半乳糖、1.0 g·L-1的酵母粉、3.0 mmol·L-1的氯化钙以及培养温度为34.5℃.验证实验结果表明:在最优条件下,该菌株在8 h内对孔雀石绿的脱色率可达99.4%.总体而言,菌株DH-9在孔雀石绿脱色中的实际应用潜能较大.     

查干湖湖岸侵蚀综合治理技术研究

对查干湖湖岸侵蚀观测资料进行整理分析,研究湖岸侵蚀产生的原因及其影响因素;对查干湖湖岸侵蚀进行严重程度分级及其分布规律研究。结合工程技术与生态治理措施,研究适宜的湖岸侵蚀综合治理技术。     

上海市空气重污染专项应急预案

正近年来,空气重污染应急工作越来越受到社会各界的广泛关注。针对可能发生的重污染天气,加强应急管理,采取强有力的应急响应措施,保护公众健康,是空气污染防治体系中的重要一环。上海市委、市政府高度重视,始终把妥善应对空气重污染作为环境保护工作的重中之重。为此,2013年3月,市环保局会同市发展改革委、市经济信息化委、市建设交通委等15个相关部门,在世博会高污染日应急减排联动方案的基础上,充分听取各方意见,制定了《上海市环境空气质量重污染应急方案(暂行)》(以下简称《应急方案》)。     

响应面法优化胡敏素对Cu2+的吸附及机理研究

采用Box-Behnken响应面优化实验设计对胡敏素吸附去除水中Cu~(2+)的过程进行了优化,设定吸附时间、吸附剂用量、pH、温度和Cu~(2+)初始浓度为5个影响因素,Cu~(2+)吸附率为响应值,建立了吸附率与上述因素之间的二次多项式模型,确定最佳吸附条件,对吸附过程的等温模型及吸附机理进行了研究.响应面分析表明,吸附剂用量、pH和Cu~(2+)初始浓度是显著因素.胡敏素对Cu~(2+)吸附的最佳条件为:吸附时间110 min、吸附剂用量2.4 g·L~(-1)、pH=5.4、温度25.0℃、Cu~(2+)初始浓度208 mg·L~(-1).在该条件下,测得胡敏素对Cu~(2+)的吸附率可达到80.78%,吸附符合Langmuir等温线方程.胡敏素表面疏松多孔,有利于其通过物理吸附方式吸附Cu~(2+),同时,胡敏素表面的羟基、羧基和羰基等活性基团可以与Cu~(2+)发生配位络合作用,Na+、Ca~(2+)、Mg~(2+)等与Cu~(2+)发生离子交换作用,从而发生化学吸附.研究结果表明,胡敏素作为一种绿色、高效、廉价的吸附剂,可应用于Cu~(2+)污染废水的治理.