煅烧改性净水厂污泥的除磷特性

本文通过扫描电子显微镜及能谱分析(SEM-EDS)技术对净水厂污泥(WTPS)和煅烧改性净水厂污泥(C-WTPS)进行表征,运用吸附动力学和吸附等温模型研究了WTPS和C-WTPS的磷吸附特征,比较了WTPS和C-WTPS的氨氮和总有机碳释放量,分析了C-WTPS对磷的固定形态,结果表明,与WTPS相比,C-WTPS表面出现大量的裂层,碳和氮元素的质量百分含量分别减少5.52%、1.36%,铁和铝元素的质量百分含量分别增加2.3%、0.54%.C-WTPS对磷的吸附符合拟二级动力学模型,说明其对磷的吸附主要受化学作用控制.Langmuir和Freundlich等温吸附模型都能较好描述C-WTPS的磷吸附过程,Langmuir拟合参数表明C-WTPS的理论饱和磷吸附量为3.34 mg·g~(-1),是WTPS的1.6倍.WTPS中无机磷(IP)多于有机磷(OP),煅烧改性使得WTPS中的OP存在向IP转化的趋势. C-WTPS吸附的磷主要以非磷灰石无机磷(NAIP)的形态存在,说明C-WTPS中的铁、铝元素在磷吸附过程中发挥了重要的作用.与WTPS比较,C-WTPS的氨氮和有机物释放风险显著减少.因此,C-WTPS是一种更优良的除磷材料.     

生物炭及其水溶组分促进水铁矿微生物还原

采用水稻秸秆在300,400和500℃热解温度下制备生物炭(BC),并从中提取生物炭水溶组分(DBC),结合微生物还原实验和傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射晶体衍射(XRD)、电子顺磁(EPR)等表征手段考察BC和DBC对Geobacter sulphurreducens PCA还原水铁矿的影响和作用机制.结果表明,400℃热解BC可使微生物异化铁还原的速率增加12倍,还原率最高,这是由于其含有最多的醌基、羧基基团,可以作为电子穿梭体促进电子转移.BC不能作为电子供体直接向微生物或水铁矿提供电子.DBC使水铁矿的长期微生物异化铁还原程度和初始还原速率分别增加了10倍和2倍以上.500℃热解DBC可以充当电子供体或者电子穿梭体,促进水铁矿的微生物还原,但是不能直接化学还原水铁矿.     

改性稻秆阴离子吸附剂的制备及对硝酸根吸附研究

NO_3~-对水环境是污染物,对土壤而言则是肥料,因此NO_3~-高效吸附剂的研发对于水环境治理和土壤保肥均有重要意义。以废弃稻秆为原料,结合物理、化学改性手段制备出稻秆(RS)、生物炭稻秆(RS-B)、乙二胺稻秆(DMF-RS)和乙二胺生物炭稻秆(DMF-RS-B) 4种NO_3~-吸附剂,通过SEM和FTIR等方法表征其表面特性和官能团特性确定改性情况,对比4种吸附剂对NO_3~-的去除效果和有机碳源溶出量。结果表明,4种吸附剂中DMF-RS-B对NO_3~-的去除效果最好。在NO_3~-初始质量浓度为30 mg/L,吸附剂投加量为4g/L,pH=2,吸附时间为10 min时,其最大去除率可达61. 22%,表观吸附量达15. 31 mg/g。吸附剂对NO_3~-的吸附过程符合D-R吸附等温方程(R~2 0. 99),吸附过程为多分子层吸附且是自发放热过程。通过实际水样测试,DMF-RSB对NO_3~-的吸附效果显著,且出水无二次污染。本吸附剂亦可作为缓释固相碳源及土壤保肥(氮肥)材料,是绿色无污染的吸附剂。     

生物质燃烧释放N2O的测定及其分布

本文报导了实验室规模的生物质封闭燃烧系统及稻草、玉米秸、麦杆燃烧过程中Ｎ２Ｏ排放因子的测定结果，测定结果表明：稻草、麦杆及玉米秸燃烧排气中Ｎ２Ｏ的排放因子分析是８４．４ｇ／ｔ，２７．３ｇ／ｔ，１３２ｇ／ｔ。用Ｎ２Ｏ－Ｎ占生物全氮的百分含量表示，稻草及玉米秸分别上０．５９％，０．８７％。用实验得到的Ｎ２Ｏ的排放因子计算出了生物质燃烧产生Ｎ２Ｏ在全国各省、直辖市、县的年排放量，并作出了全国年排放的分布     

表面活性剂对可离子化有机化合物在黄土中吸附行为的影响

研究了2，4-二氯苯酚、2，4-二硝基苯酚和苯甲酸三种可离子化有机化合物在天然黄土和阳离子表面活性剂改性黄土中的吸附行为。讨论了DH值、离子强度和二价重金属阳离子对可离子化有机化合物在改性黄土中吸附的影响。提出了可离子化有机化合物在改性黄土中的吸附模型，吸附等温曲线可分解为两条分别代表离子和非离子形态的等温吸附曲线；其吸附行为可用双模式吸附理论来解释。在2，4-二硝基苯酚共存时，苯甲酸在改性黄土中的吸附量减小，证明竞争吸附的存在。     

改性ACF－PAN吸附SO_2前后表面结构变化及机机理究

以自制ＰＡＮ－基聚丙烯腈活性碳纤维ＡＣＦ－ＰＡＮ（ＡＣＦ－活性碳纤维、ＰＡＮ－聚丙烯腈）和改性处理的ＡＣＦ－ＰＡＮ吸附ＳＯ_２，借助ＩＲ、ｘ－光电子能谱分析等研究ＡＣＦ－ＰＡＮ改性处理及吸附ＳＯ_２前后表面结构变化。结果表明：各型ＡＣＦ－ＰＡＮ吸附ＳＯ_２的活性中心为表面结构中的含氮官能团以及引入的金属氧化物，其吸附机理是活性氮催化或电子传递。     

聚硅酸铝铁对印染废水脱色作用及其改性的研究

印染废水的治理是我国现行工业废水治理领域的几大难题之一。本文以三种单体染料为研究对象，对絮凝剂聚硅酸铝铁进行改性，并对其脱色效果进行了检验。通过正交试验找出影响脱色效率的主要因素，并找出最佳配方组合。实验表明，改性聚硅酸铝铁脱色效率高，沉速快，是一种具有很好应用前景的脱色絮凝剂。     

不同粒径污泥生物质炭对水体中Zn污染的吸附效应研究

为了探究3种不同粒径的污泥生物质炭(S1:大粒径 0.165 mm;S2:中粒径为0.025～0.165 mm;S3:小粒径0.025 mm)对Zn的吸附效率和固化稳定的机理,以此为污泥生物质炭在水污染控制方面的应用提供科学依据.利用实验室模拟法,研究不同反应时间、溶液初始pH和重金属浓度对生物炭吸附效果的影响,并运用四步萃取法分析生物炭上Zn的吸附形态.结果表明:①生物炭在4 h左右达到吸附平衡,吸附率呈先增加后平缓的趋势,最终吸附量S1S2S3;②溶液初始浓度为0～2 mmol·L~(-1)时Zn~(2+)的吸附量呈线性增长趋势,但随溶液浓度超过2 mmol·L~(-1)时吸附量开始趋于饱和;③3种不同粒径生物炭的水溶性组分Zn分别占总萃取量的1.70%、5.02%和7.47%,可交换态组分分别占25.27%、32.35%和27.29%,酸溶性组分分别占35.06%、38.63%和27.90%,非生物利用组分分别占37.97%、24.00%和37.34%.④污泥生物质炭的动力学吸附特征更符合准二级动力学吸附模型,单位质量的污泥生物质炭粒径越小吸附量越大;⑤污泥生物质炭的等温吸附特征更符合Langmuir模型,小粒径的生物质炭最大吸附量最优;⑥在酸性条件下随着pH的上升污泥生物质炭的吸附率在逐渐增加,碱性条件下吸附率的增加可能是形成锌的络合物沉淀导致的;⑦Zn的吸附形态以酸溶性和非生物利用态为主,水溶性占比较小.污泥生物质炭对Zn的吸附以化学吸附为主,S1吸附的Zn酸溶性组分和非生物利用组分占比最大,吸附效果较为稳定.     

水热、热裂解制备稻秸炭的表征与吸附特性

以稻秸为原料,分别通过水热炭化和热裂解炭化制备稻秸炭(分别记为水热炭和热解炭),通过傅立叶红外线光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET分析,比较两种稻秸炭的差异,通过亚甲基蓝、Cu~(2+)的吸附实验,分析其对有机物与金属离子的吸附性能。结果表明:水热炭表面含有更丰富的含氧官能团,结构更加规整,但比表面积低于热解炭;水热炭对亚甲基蓝的吸附能力略低于热解炭,但对Cu~(2+)的吸附能力显著高于热解炭;两种稻秸炭对亚甲基蓝的吸附及热解炭对Cu~(2+)的吸附通过表面吸附及颗粒内扩散共同发挥作用,更符合Freundlich模型;水热炭通过表面含氧官能团与Cu~(2+)相互作用,对吸附Cu~(2+)具有显著优势,Langmuir模型更适合于对其吸附数据进行拟合。