海绵铁预处理DSD酸废水的研究

用铁泥废渣制备水处理材料海绵铁,研究含碳球团直接还原的金属化率与还原时间,温度和铁泥粒度之间的关系,得到含碳球团制备海绵铁的反应参数。并对海绵铁预处理DSD酸废水的各种影响因素进行了试验研究,确定最佳试验条件;通过试验对海绵铁处理DSD酸废水的机理进行了探讨,确定它是电化学作用、电场作用、絮凝沉淀以及物理吸附等共同作用的结果。试验表明,海绵铁可作为高浓度DSD废水的预处理材料。     

亚微米颗粒在Sierpinski海绵模型中热泳沉积研究

亚微米颗粒由于其特殊的粒径尺度,具有很多不同于与传统细颗粒的物理和化学性质,同时极易吸入人体,对人体造成很大危害。谢尔宾斯基海绵模型作为一种理想化的结构模型,具有内比表面积大、多通道等特点。通过建立可工程应用的谢尔宾斯基海绵模型通道,并结合热泳沉积相关数学模型开展计算,可以发现:随着谢尔宾斯基海绵阶数的上升,内部通道的增加是引起亚微米颗粒热泳沉积率上升的主要因素;在海绵通道中运动的亚微米颗粒较之其他粒径的颗粒,更容易受到热泳沉积的影响;同时温差对其热泳沉积影响较为剧烈,呈现线性变化。建立具有工程特征的谢尔宾斯基海绵模型通道,可为研究亚微米颗粒沉积及脱除开辟一条新途径。     

繁茂膜海绵滤食养殖水体中过剩饵料的研究

繁茂膜海绵(Hymeniacidon perleve)可滤食养殖水体中的残饵。对活体饵料新月菱形藻(Natzchia closterum),在无营养盐条件,5 g鲜重海绵处理300 mL,藻数量为1.62×106/mL的藻液240 h后,处理组藻的平均浓度仅为对照组的2.9%,为初始浓度的17.2%;在有营养盐条件,5g鲜重海绵处理300 mL,藻数量为0.87×106mL-1的藻液220 h后,对照组的藻仍处于指数生长期,此时处理组藻的平均浓度仅为对照组的0.05%,为初始浓度的64.4%。对死体海参饵料—藻粉和鱼粉蛋白等,由于海绵的滤食作用,海水中颗粒物的浓度随时间增加而呈指数曲线降低。1.5 g鲜重海绵处理200 mL,含200 mg/L海参饵料的海水,在第4d时,海绵已滤食72.6%的颗粒物,有机颗粒物的最大比截留速率为21.6×10-3/d.L。同时,海绵的生物量明显增加。     

网状季胺基阴离子吸附剂制备及吸附性能

以丝瓜络为原料,采用醚化-接枝技术制备出季胺基阴离子交换吸附剂。采用电镜扫描、傅里叶红外光谱、比表面积孔径分布测定仪和元素分析仪等仪器对其进行分析和结构表征,并考察了温度、p H和硝酸盐初始浓度等因素对NO-3去除率的影响。实验结果表明,在20℃,p H值为3~10时,NO-3的吸附率可达90%左右;在不同温度下该吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundich等温线模型描述均可;与伪一级动力学方程相比,伪二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学方程。     

铁屑置换沉淀海绵铜动力学研究

从动力学角度研究了铁屑置换沉淀海绵铜的化学反应机理,探讨了溶液pH,Cu2+初始浓度,振荡强度和温度等因素对铜置换率的影响及动力学模型。通过测定不同温度条件下的表观反应速率常数(k);求得置换反应活化能为16.21kJ/mol。试验结果表明,置换反应的所有动力学数据服从一级反应速率规律,置换过程符合扩散控制机理。     

pH对海绵铁过滤柱预处理染色废水的影响

通过滤柱考察了进水pH变化对海绵铁预处理染色废水的影响。研究结果表明,在pH为6、7、8、10时,过滤周期内脱色率都高于94%,出水pH大于7。与pH=6、7、8对比可知,在pH=10时,水头损失小,周期产水量高,出水含铁量低。海绵铁过滤柱活化后脱色率、周期产水量与活化前基本相同,出水pH比活化前低,出水铁含量相对较高。同时,通过扫描电镜图发现过滤柱内海绵铁腐蚀程度从上至下逐渐变小。     

氢气还原海绵铁去除水体中硝酸盐的研究

利用小球烧结和氢气还原工艺制备了粒径1mm～5mm的多孔性球形海绵铁,对球形海绵铁去除水体中硝酸盐的效率及去除动力学进行了研究。结果表明:溶液初始pH值对硝酸盐去除效率的影响显著,初始pH值小于3时,硝酸盐的去除率随溶液初始pH的增加而逐渐降低;初始pH值大于3时,硝酸盐的去除率又随之升高。硝酸盐浓度低于10mgN/L时,硝酸盐去除率随着硝酸盐初始浓度的增加而增加,硝酸盐的残余量保持在0.4mgN/L左右;硝酸盐浓度高于20mgN/L时,硝酸盐的去除率随初始硝酸盐浓度的增加而略有降低。球形海绵铁去除硝酸盐为一级动力学反应,反应级数为0.970～1.378,表观反应速率常数为0.314h-1～0.536h-1。海绵铁还原硝酸盐的主要产物为氨氮,随着还原反应的进行,溶液pH值快速增加,氨氮以分子态氨的形式从水中逸出。进行归纳总结和对比,并以多环芳烃的提取为例列举了各方法的应用步骤,从而为其他环境样品其他有机物分析预处理提供参考。     

人工湿地在天津生态城水系构建中的应用建议研究

人工湿地技术融合基质、植物、微生物及工程构造为一体,通过物理、化学、生物、生态过程的综合作用,可以对低污染水具有良好的净化效果.在总结该技术主要工程形式、应用研究进展及常见问题的基础上,结合天津生态城水环境建设现状,以景观水体水质保持为核心目标,提出了人工湿地系统多途径多层次技术的应用方案,形成以大型人工湿地工程为依托的水系构建总体工程方案,这样就可以为该技术在黑臭水体治理及海绵城市建设领域的广泛应用提供参考依据.     

硫铁填料和微电流强化再生水脱氮除磷的研究

为提高再生水质量,在不同C/N和HRT条件下,对比分析硫铁复合填料和微电流作用强化再生水深度脱氮除磷效果.结果表明,硫铁复合填料和微电流作用均能够强化氮、磷的深度去除效果,且二者结合能够使反硝化系统pH值稳定在7.2~8.5之间.系统中TN主要靠异养反硝化、氢自养反硝化和硫自养反硝化作用去除,94.04%的TP是以生成磷酸铁沉淀的形式去除.分别从填料上取生物膜,进行Miseq高通量测序,构建细菌16S rRNA基因克隆文库.结果发现,在仅有海绵铁作用系统中,同时具有异养反硝化和氢自养反硝化功能的细菌所占比例达到29.47%;硫铁复合填料和硫铁微电流作用系统中,具有硫自养反硝化功能的Thiobacillus(硫杆菌属)所占比例分别达到60.47%和40.62%.因此,硫铁复合填料和微电流作用用于强化再生水深度脱氮除磷具有明显的优势.     

海绵城市设施的降雨径流和污染负荷频谱分析方法

海绵城市设施效果目前主要用年径流总量控制率和年径流污染物总量削减率评价,它们通过对事件数据进行累加得到.为直接分析事件,建立了适用于降雨、径流和污染事件的频谱分析方法 .在方法例证研究中,年径流总量控制率显示海绵设施能够完全还原自然径流总量,最佳规模为201 m³.而径流频谱显示,与自然对照相比,海绵设施截留小雨(导致径流总频次减少)、对大雨控制不足,只在中雨下接近自然径流,它不能还原自然径流事件,通过计算频谱相似度得到的最大修复程度为0.66,最佳规模为238 m³.污染负荷频谱提供了大量细节信息,例如,没有初雨池的弃流器只在1.5～8.0 kg·hm^-2·d^-1的排污量范围内污染削减效果较好,在其他情况下效果较差.降雨频谱和年径流总量控制率的比较表明,频谱不会对原始数据做任何改变,只原样地呈现事件累积频率分布,其表征水文特征的真实性更高.