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.     

改性海泡石除磷剂除磷过程热力学的研究

通过研究改性海泡石对磷的吸附性能,确定了除磷剂用量、温度、含磷废水流量、添加剂等因素对改性海泡石磷吸附热力学平衡的影响.研究结果表明:改性海泡石除磷剂对废水中PO43-离子的吸附容量随除磷剂质量的增加而减小;去除率随除磷剂用量的增加而增大;提高酸改性温度有利于复合除磷剂对磷的吸附;除磷剂的吸附量随海泡石焙烧温度的提高而...     

三聚磷酸二氢铝对Cs+的吸附动力学和热力学

采用静态吸附法研究三聚磷酸二氢铝吸附铯离子的动力学和热力学.考察了温度、浓度、粒径、pH和搅拌速度对吸附过程的影响,通过不同温度下的吸附等温热力学性能的变化,计算了吸附焓、吸附熵和自由能.结果表明:在实验范围内,三聚磷酸二氢铝对铯离子的吸附符合Langmuir吸附等温办程式,过程受颗粒扩散控制,反应级数为1.03,29...     

对羟基联苯在黄河兰州段底泥上的吸附行为

为研究典型有机污染物在黄河兰州段的吸附规律及影响因素,以黄河兰州段的底泥为供试样品,选择对羟基联苯(phydroxy biphenyl,PHB)为代表性有机污染物,采用批量实验法研究了底泥对PHB的吸附动力学和热力学特征及其影响因素.结果表明,黄河兰州段底泥对PHB吸附动力学的最优模型为准二级动力学模型,吸附热力学过程更符合单分子层吸附的Langmuir等温吸附模型(R20.974),在25~45℃温度范围内,PHB在黄河兰州段底泥上的吸附平均自由能(E)在0.913~1.00 k J·mol~(-1)之间,吸附过程中,ΔGθ和ΔHθ均小于0,ΔSθ均大于0,表明黄河兰州段底泥对PHB的吸附过程主要是物理吸附,属于自发放热过程且体系的混乱度是增加的.分析黄河兰州段底泥对PHB吸附影响因素的结果表明,粒径越小,黄河底泥对PHB的吸附量越大;PHB的初始质量浓度越高,黄河底泥对PHB的吸附量越大;当p H在4.23~7.00之间时,吸附量随pH升高而缓慢下降,当pH7.00时,吸附量随pH升高急剧下降,且在pH=10.3附近,吸附量几乎为零;体系中离子强度增大,PHB吸附量增大,但当离子强度到一定值时,由于竞争吸附作用,会抑制底泥对PHB的吸附,造成吸附量的下降.     

羊粪生物炭对水体中诺氟沙星的吸附特性

以羊粪为原料分别在350、450、550、650℃条件下制备生物炭,通过元素分析、BET-N_2、电镜扫描及FTIR表征了不同热解温度下羊粪生物炭的结构特征,并采用序批实验研究了pH、生物炭投加量、热解温度、初始浓度等因素对羊粪生物炭吸附水体中诺氟沙星(NOR)的影响及吸附机制.结果表明,随着热解温度的升高,生物炭的比表面积、总孔容、平均孔径增大,芳香性和稳定性也有所提高.羊粪生物炭吸附NOR的最佳初始pH为6.0,吸附在180 min左右达到平衡,采用准二级动力学模型能更好地拟合动力学数据(R~20.96),吸附速率由表面吸附和颗粒内扩散共同控制.等温吸附拟合发现,Langmuir模型能较好地描述NOR在羊粪生物炭上的吸附行为(R~20.93),吸附过程均为有利吸附,且可能与氢键和π-π键作用密切相关,4种热解温度下生物炭的吸附能力大小为:650℃550℃450℃350℃.吸附过程中ΔGθ0、ΔHθ0、ΔSθ0,表明羊粪生物炭对NOR的吸附是自发、吸热及熵增加的过程.650℃和550℃条件下制备的羊粪生物炭可作为水体中NOR的优势吸附材料.     

凹凸棒石的表面修饰及对水中Cr（Ⅵ）吸附动力学和热力学的研究

以壳聚糖为生物质碳源,采用一步水热碳化法对凹凸棒石表面进行有机修饰,并采用扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、元素分析(EA)、X光电子能谱(XPS)、Zeta电势分析、热重分析(TGA)等对改性凹凸棒石进行表征分析.同时,通过静态吸附实验,研究了改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)吸附去除的性能,考察了温度对吸附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.结果表明,改性凹凸棒石表面富含含氧基团和氨基等活性基团;对总铬的吸附行为符合准二级动力学方程;表观吸附活化能为13.4 k J·mol~(-1),表明既有静电吸附,也有配位吸附,且以静电吸附为主;对总铬的吸附等温线符合Langmuir方程.在温度为298、308、318和328 K时,最大吸附量分别为203.3、232.6、267.4和322.6 mg·g~(-1),说明改性凹凸棒石是一种新型环保高性能的除铬材料.在研究的温度范围内,ΔH~0为19.8 k J·mol~(-1),ΔG~0为-19.5~-23.7 k J·mol~(-1),ΔS~0为72.1~131.8 J·mol~(-1)·K~(-1),表明该吸附是一吸热的、自发的、熵增过程.     

Behavior and control of chlorine in dyestuff residue incineration

Dyestuffresidue, a type of hazardous waste, is incinerated in the tubular furnace, and thermodynamic equilibrium model is used to calculate and analyze the chlorine behavior. The HCI emission and its effects on the behaviors of heavy metals are studied. Meanwhile, the effects of three dechlorine reagents are predicted at a high temperature. Results show that HCI emission is dependent on incineration temperature. The HCl evaporated mainly derives from the organic chlorine. Under the working condition of 500-- 900℃, the main products of rig, Pb, Cu, Ni, Zn, and Mn in reaction with HCl are HgCl2 （g）, PbCl4（g）, PbCI2 （g）, （CuCl）3 （g）, NiCl2 （s）, NiCl2 （g）, ZnCl2 （s）, ZnCl2 （g）, Zn （g）, MnCl2 （s）, and MnCl2 （g）, respectively. Among the three dechlorine reagents, CaCO3 is optimal to remove chlorine at high temperature, little of HCl is released below 800℃, whereas Fe3O4 is unstable at high temperature.     

可生物降解塑料袋膜在土壤中降解的纳米尺度特征

传统难降解塑料存在污染问题,因此可生物降解塑料的应用越来越广泛。但在许多自然环境条件下,可生物降解塑料降解速率依然缓慢,也存在一定生态环境风险。目前,在全球气温上升的背景下,可生物降解塑料在土壤环境中老化的纳米尺度机制和破碎化潜势研究还非常有限。因此,以聚乳酸(PLA)基生物降解塑料购物袋膜来源微塑料为研究对象,采用原子力显微镜-红外光谱联用系统(AFM-nanoIR)研究了不同土壤温度条件(常温25℃和高温50℃)下微塑料表面在纳米尺度上的老化特征。结果表明,两种温度条件下PLA表面粗糙度均随老化时间(7和14 d)增加而增加,且高温条件下粗糙度更高,表明高温土壤环境中PLA表面破碎化更快。纳米红外光谱(nanoIR)成像结果表明,与未老化样品相比,老化PLA表面C—O官能团信号明显增强且空间分布面积比例增加(由原始样品的21.1%提高到老化后的37.9%～50.8%);老化14 d时,高温条件下C—O信号比常温环境更强。相似地,老化PLA表面■信号增强,分布面积比例增加,表明PLA在老化过程中形成新的羰基化合键。洛伦兹接触共振技术(LCR)分析结果显示,常温土壤环境PLA表面第1振...     

杨木生物炭对水溶液中3种磺胺类抗生素的混合吸附

利用杨树木屑在限氧条件下,制备出3种不同热解温度下的生物炭,以探究其对水溶液混合磺胺类药物(SAs)的吸附机制.结果表明:350℃烧制的生物炭(BC350)孔径以大孔为主,而500℃(BC500)与650℃(BC650)以介孔为主;生物炭表面芳香性随着热解温度提高而增强.伪二级模型较适合描述生物炭吸附SAs的动力学过程...     

硫和硫化物对垃圾焚烧过程中Pb迁移分布的影响

为考察单质(S)、硫化钠(Na_2S)和硫酸钠(Na_2SO_4)对垃圾焚烧过程中重金属铅(Pb)迁移分布的影响,采用ICP-AES测量重金属浓度,并选用HSC Chemistry软件模拟反应进程以及SEM观察反应后微观形貌。结果表明,硫和硫化物对Pb的挥发具有2个方面的影响。一方面,加入的硫和硫化物能够与Pb发生化学反应生成不易挥发的Pb硫酸盐,降低其挥发;另一方面,硫和硫化物的加入形成钠硫酸盐,具有助熔效果,能够降低灰渣的熔点,易于Pb的挥发。受这2个方面因素的综合影响,加入硫和硫化物后,重金属Pb的挥发率高低依次为Na_2SO_4Na_2S单质硫。同时还发现,当温度从600℃升至900℃时,生成的Pb硫酸盐逐渐分解,助熔效果增强,硫和硫化物降低Pb挥发的效果减弱。