Extended geometric method: a simple approach to derive adsorption rate constants of Langmuir-Freundlich kinetics

A new and simple equation has been presented here for calculation of adsorption and desorption rate constants of Langmuir-Freundlich kinetic equation. The derivation of new equation is on the basis of extension and correction to the geometric method which has been presented by Kuan et al. [Kuan, W.-H., Lo, S.-L., Chang, C.M., Wang, M.K., 2000. A geometric approach to determine adsorption and desorption kinetic constants. Chemosphere 41, 1741-1747] for the kinetics of adsorption/desorption in aqueous solutions. The correction is to consider that the concentration of solute is not constant and changes as adsorption proceeds. The extension is that we applied Langmuir-Freundlich kinetic model instead of Langmuir kinetic model to consider the heterogeneity and therefore it is more applicable to the real systems. For solving Langmuir-Freundlich kinetic model, some geometric methods and also Taylor expansion were used and finally a simple and novel equation was derived (Eq. (20)) for calculation of adsorption rate constant. This new method was named "extended geometric method". The input data of the obtained equation can be simply derived from initial data of adsorption kinetics. Finally the adsorption of methyl orange onto granular activated carbon was carried out at dynamic and equilibrium conditions and the capabilities of extended geometric method were examined by the experimental data.     

不同好氧预处理方式对餐厨垃圾产甲烷的影响

为了研究不同好氧预处理方式对餐厨垃圾厌氧消化产甲烷的影响,通过建立3个模拟厌氧生物反应器,研究了传统厌氧生物反应器C1、上层好氧预处理-厌氧生物反应器C2和底部好氧预处理-厌氧生物反应器C3 3种不同操作条件下的产甲烷过程.结果表明,挥发性有机酸的累积使C1始终处于产甲烷滞后阶段;而C2、C3的好氧预处理通过加快易水解酸化组分和过量挥发性有机酸的好氧降解,有效缓解了酸性抑制,产甲烷滞后时间明显缩短至10 d内.第32天C2停止上层曝气后,在27 d内甲烷浓度达到了50％以上,同时,产甲烷速率迅速上升,并在第81天可达到峰值773 mL/(kg·d).C3在第11天停止底部曝气后,虽然经过22 d的时间甲烷浓度即上升至50％,但之后产甲烷速率经历回落阶段后再次逐渐上升,在实验结束时仅达到517 mL/(kg·d).上层曝气的好氧预处理方式所需曝气时间相对较长,但其产甲烷启动快,与底部曝气相比,其后期的甲烷化过程更稳定并可达到较高的产甲烷速率.     

不同共代谢基质下厌氧生物降解间苯二酚的研究

分别用蔗糖、葡萄糖、丁酸盐和乙醇作为驯化好的厌氧污泥的共代谢基质,在厌氧序批式反应器(ASBR)中对间苯二酚的降解进行研究。结果表明:共代谢基质SCOD浓度在500～2000mg/L时,间苯二酚的降解速率很高;试验回归结果表明反应均符合一级动力学方程;反应速率常数大小依次为k丁酸盐>k蔗糖>k葡萄糖>k乙醇;当两种共代谢基质按比例1:1(SCOD)混合投加后,反应速率常数大小依次为k葡萄糖+丁酸盐>k乙醇+丁酸盐>k葡萄糖+乙醇,其中葡萄糖和丁酸盐的混合基质降解速率最高。     

蒽醌化合物的光解动力学及定量结构-性质关系

以高压汞灯为光源, 测定了15 种蒽醌化合物(ATQs)的光解速率常数(k), 讨论了取代基位置、数目及种类对ATQs 光解速率的影响.另外,选取9 种氨基蒽醌, 应用偏最小二乘(PLS)算法, 建立了关于k的定量结构-性质关系(QSPR)模型. 根据该模型, 决定k值大小的主要因素包括:分子生成热、H 原子所带最大正电荷、C 原子所带最大负电荷,以及分子最低未占据轨道与最高占据轨道能量差.     

负压二次曝气二氧化氯发生器的研制与应用

以氯酸钠和工业盐酸为基本原料,采用独特的负压二次曝气工艺,在催化剂作用下,经氧化还原反应产生以二氧化氯为主的混合消毒气体,经吸收后形成一定浓度的二氧化氯混合消毒液,与待处理水充分混合,达到杀菌消毒的目的。     

不同氮源和曝气方式对淡水藻类生长的影响

利用水族箱微宇宙研究了2种氮源水体中不同曝气条件对藻类生长的影响.试验使用铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)作为氮源,每种氮源水体分别设置不曝气、连续曝气、昼间曝气和夜间曝气4个处理.结果显示:试验初期以NH₄⁺-N为主要氮源的水体中藻类生长明显好于以NO₃^--N为主要氮源的水体.试验后期则以NO₃^--N为主要氮源的藻类生长情况更好.连续曝气对于2种氮源水体中藻类生长有着不同的影响;昼间曝气对2种氮源的藻类生长影响不大;而夜间曝气对藻类生长有明显的抑制作用.NH₄⁺-N含量较高的水体中蓝藻容易成为优势种,而NO₃^--N含量高的水体中则以绿藻为主.不同曝气条件下藻类优势种没有明显差别.     

生物法-人工湿地组合工艺处理小城镇混合污水研究

为适应小城镇污水处理高效、低耗、管理简单的要求,开展了生物法(水解酸化/生物接触氧化)-人工湿地组合工艺(A/BCO-CW)处理小城镇片区混合污水的研究。结果表明,A/BCO系统在停留时间为3～6 h条件下,对悬浮物和有机物有高的去除效率,COD、BOD5和TSS去除率分别达到63.1%、67.7%和66.2%,避免了人工湿地堵塞和提高处理效率,减少了所需湿地面积44%。全年运行结果表明,在0.30～0.59 m/d水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对COD、BOD5和TSS平均去除负荷达9.4、5.1和7.2 g/(m2.d)(42%、71.2%和85.2%);COD、BOD5去除速率常数为74.6±12.1 m/y、166±30.5 m/y,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。A/BCO-人工湿地系统对COD、BOD5和TSS具有好的处理效果,出水水质能够稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的IV类水标准,2种处理方法有效组合起来,所开发的低成本、高效率、可持续运行的城镇废水处理组合系统,将会在实际应用尤其是高有机负荷污水处理中发挥良好效用。     

溶解氧对好氧颗粒污泥影响的研究进展

好氧颗粒污泥技术是一种新颖废水处理技术。溶解氧(DO)是好氧颗粒污泥形成和稳定运行的一个重要参数。好氧颗粒污泥需要的曝气量大,能耗高。高曝气量带来的高DO浓度不利于氨氮通过SND去除。当DO扩散在颗粒内部受到限制时,颗粒中心形成的厌氧层不利于颗粒污泥的长期稳定运行。本文系统分析了DO浓度对好氧颗粒污泥影响的国内外研究现状,对好氧颗粒污泥中DO浓度这一重要参数的研究进行了总结。研究在低DO浓度下保持好氧颗粒污泥的稳定性有利于降低运行成本,采取合适的方法降低颗粒内部的扩散限制有利于增强颗粒的稳定性能。     

间歇曝气潜流人工湿地的污水脱氮效果

采用间歇曝气运行方式,提升潜流人工湿地生活污水处理系统中的溶解氧浓度,强化脱氮效果。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,曝气时溶解氧浓度可达6~9 mg/L,停止曝气后,溶解氧浓度迅速下降至0.5 mg/L以下,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,分别促进好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留时间为3 d的情况下,间歇曝气潜流人工湿地系统对氨氮、总氮和COD的去除率分别可达到98.0%、87.6%和96.3%,较常规潜流人工湿地系统分别提高了74.1%、56.4%和18.1%,实现了氨氮、总氮和COD的同步高效去除。     

臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学简

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究,结果表明,在臭氧投加量为8.50 mg/min,反应温度为20℃和初始pH为10.61条件下,对COD的降解符合表观一级反应动力学模型,其相关系数R²=0.9991,表观反应速率常数k_Abs=1.01×10^-3 s^-1。该条件下,臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4.25~12.75 mg/min）、不同的反应温度（10~40℃）和不同的初始pH（3.76~12.53）下,COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大,COD降解的表观反应速率常数从（0.554×10^-3） s^-1增加到（1.06×10^-3） s^-1;随着反应温度的升高,表观反应速率常数从（0.427×10^-3） s^-1增加到（1.40×10^-3） s^-1,温度越高反应速率提高的幅度却越小;在初始pH3.76~10.61范围内,表观反应速率常数从（0.218×10^-3） s^-1增加到（1.01×10^-3） s^-1,在初始pH为12.53时表观反应速率常数下降到（0.857×10^-3） s^-1。