改性沸石对猪场沼液氮磷吸附特性与机理分析

针对猪场沼液氮磷含量高、有机污染严重、难以处理的问题,采用经氯化钠溶液改性沸石为载体对沼液中氮磷吸附特性和去除机理进行分析研究,考察了沸石投加量、吸附时间、沼液初始浓度等影响因素。结果表明:当沸石投加量为每100mL10g、吸附时间48 h时,最大氨氮去除率可达90.66%,氨氮饱和吸附量可达1.43 mg·g-1,最大总磷去除率可达85.97%,磷饱和吸附量可达0.16 mg·g-1。吸附后的沸石污泥含有大量氮磷元素,是一种优质缓释肥料。Freundlich、Langmuir方程均能较好地解析改性沸石的等温吸附过程,其吸附动力学符合准二级动力学模型,R2均达0.98以上。沸石对猪场沼液中有机态氮磷去除主要基于物理性吸附和沸石中的活性基团与有机官能团所产生的配位络合,无机态氮磷则主要以离子交换及吸附沉淀方式得以去除。     

合成沸石的改性及其对氨氮的吸附特性

采用不同的酸和碱对合成沸石进行了改性。通过静态吸附试验考察了改性沸石对氨氮的吸附效能。结果表明,对氨氮的吸附酸改性效果优于碱改性,以0.1mol/L的HCl作为改性剂最高吸附率可达84.04%。pH值对改性沸石吸附氨氮影响较大,pH值为6时氨氮吸附率达86.88%。合成沸石吸附氨氮等温吸附曲线更符合Freundlich模型(R20.994),改性沸石对氨氮的吸附行为属于优惠吸附。Lagergren准二级反应动力学方程比准一级反应动力学方程拟合结果好(R20.9994),利用准二级动力学方程获得的平衡吸附量与实测值相差在4.9%以内。     

改性沸石吸附柱去除和回收脱磷尿液废水中氨氮试验研究

经鸟粪石沉淀法回收尿液中磷后的废水中仍含有高浓度的氨氮,若直接排放,不仅会造成水体污染,也导致氮资源浪费。本文在5%HCl浸提,400 ℃焙烧,结合微波处理改性沸石以提高氨氮吸附能力的基础上,研究了改性沸石吸附柱高度（H）、吸附柱串联数量（N）以及水力停留时间（T）对脱磷尿液废水中氨氮去除效果的影响,评价了HCl溶液、NaCl溶液及其组合对吸附氨氮饱和的沸石的再生效果。结果表明：HCl-焙烧-微波改性沸石对氨氮的平衡吸附量为17.9 mg·g-1,是天然沸石对氨氮平衡吸附量（6.9 mg·g-1）的2.6倍。当柱高H=35 cm,水力停留时间T=2.0 h,吸附柱串联个数N=3时,改性沸石对脱磷尿液废水中氨氮的去除效果最佳。当吸附柱内氨氮负荷小于6370 mg时,吸附柱出水中氨氮浓度低于30 mg·L-1。10% HCl+5 g·L-1 NaCl混合液作为沸石再生剂时,氨氮洗脱率达到88.3%,再生沸石的平衡吸附量可达16.4 mg·g-1,为改性沸石的91.6%。可见,改性沸石吸附柱可有效去除脱磷尿液废水中氨氮,同时10% HCl+5 g·L-1 NaCl混合溶液能够有效实现沸石再生和氨氮回收。研究结果为脱磷尿液废水中氨氮处理与回收中试试验奠定了基础。     

改性硅藻土提高氨氮废水处理效果研究

通过选用无机絮凝剂（硫酸亚铁）和高分子有机絮凝剂（聚丙烯酰胺）对硅藻土进行改性,用改性后的硅藻土处理氨氮废水。结果表明,吸附过程中改性剂种类及用量、硅藻土用量、溶液pH值、溶液中氨氮初始浓度等是影响硅藻土对氨氮吸附的主要因素。在一定范围内,增加改性硅藻土的投加量、延长吸附作用时间、提高pH值均可改善对氨氮的去除效果。通过改性试验提高了硅藻土吸附氨氮的能力,氨氮去除率提升10%～20%。     

改性沸石对氨氮去除效果与机理研究

[目的]研究改性沸石对废水中氨氮的去除效果及吸附机理。[方法]采用脱磷尿液作为试验废水,比较了不同改性沸石(NaCl沸石、HCl沸石、HCl-焙烧沸石和HCl-焙烧-微波沸石)对试验废水中氨氮的去除效果,并探讨了其吸附机理。[结果]在粒径为0.5～1.0 mm,投加量为200 g/L时,天然沸石和4种改性沸石对氨氮的平衡吸附量依次为天然沸石饱和NaCl改性沸石5.0%HCl改性沸石5.0%HCl-400℃焙烧改性沸石5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石。沸石扫描电镜影像和质量损失揭示吸附差异的主要原因是不同改性方法导致沸石孔隙大小和数量的差异。[结论]5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石对氨氮具有较高吸附能力,平衡吸附量为17.9 mg/g,是天然沸石的2.6倍。     

氯化钠改性沸石对氨氮的吸附作用

采用30℃和90℃的NaCl溶液改性浙江缙云产天然沸石,通过静态吸附实验考察天然沸石及改性沸石对溶液中氨氮的吸附能力及机制,结果表明,NaCl改性可以提高沸石对氨氮的吸附能力。天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附动力学过程符合“初期快速吸附,后期缓慢稳定”的特点。假二级动力学模型适合描述天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程,颗粒内扩散模型仅适合于描述吸附反应初期天然沸石及NaCl改性沸石对氨氮的吸附过程。天然沸石和NaCl改性沸石对溶液中氨氮的吸附过程满足Langmuir和Freundlich等温吸附模型。90℃ NaCl改性沸石、30℃ NaCl改性沸石及天然沸石的氨氮饱和吸附量分别为19.5 mg/g、17.8 mg/g和17.2 mg/g。离子交换作用决定了溶液中氨氮向天然沸石及NaCl改性沸石的全部转移量。     

沸石的载铁改性及除氟性能分析

以天然沸石为基质材料,采用硫酸、氢氧化钠和氯化铁对其改性,对模拟含氟水进行静态吸附试验,研究改性沸石对水中氟离子的吸附性能,探讨并提出了最佳改性条件。对沸石进行比表面积和孔径分布测定,并利用X射线荧光分析沸石改性前后的元素组成及含量变化。结果表明采用氯化铁单独改性效果最好。吸附速率可用拟二级动力学方程描述。氯化铁改性沸石对F^-的吸附符合Langmuir吸附等温模式,饱和吸附量为0.087 mg·g^-1,较未改性沸石有很大提高, 吸附平衡常数为0.28 L·mg^-1。改性后沸石的比表面积减小,Fe元素含量增加,Ca²⁺、Mg²⁺等离子的含量降低,说明氯化铁改性沸石除氟主要基于化学吸附与复杂的离子交换作用。     

天然沸石对猪场厌氧发酵液中氨氮吸附作用的试验研究

为达到利用人工湿地处理高氨氮污水的目的,采用天然沸石作为人工湿地基质,对比研究了天然沸石对NH4Cl溶液和猪场厌氧发酵液中氨氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,考察了吸附时间、氨氮初始浓度、沸石用量对沸石吸附氨氮的影响。结果表明,Freundlich方程较Langmuir方程能更为准确地描述天然沸石对两种水质中氨氮的等温吸附特征;在两种水质中,单分子层饱和吸附量分别为16.20mg·g-1和3.85mg·g-1。天然沸石对氨氮的吸附作用受吸附时间、氨氮初始浓度及沸石用量影响较大,在两种水质中,沸石对氨氮的吸附过程在0～8h内均随时间显著上升,到48h时达到吸附平衡;当采用NH4Cl溶液时,初始氨氮的浓度由10mg·L-1增加到500mg·L-1时,平衡吸附量由0.19mg·g-1增加到5.91mg·g-1;当采用猪场厌氧发酵液时,初始氨氮的浓度由39.4mg·L-1增加到502.9mg·L-1时,平衡吸附量由0.63mg·g-1增加到3.20mg·g-1;增加沸石用量,可以提高氨氮的去除率,但单位质量沸石的氨氮吸附量随之降低。准二级动力学可以很好地描述天然沸石吸附两种水质中氨氮的动力学过程;由模型得出的天然沸石...     

6种人工湿地填料对氮·磷的吸附效果研究

[目的]探讨6种人工湿地填料对水体中氨氮、总磷污染物的处理效果。[方法]通过静态摇床试验,研究沸石、火山石、蛭石、柱状活性炭、生物陶粒、无烟煤填料吸附氨氮和总磷的能力,建立各填料等温吸附模型。[结果]沸石对氨氮的吸附效果最好,蛭石、火山石次之,而柱状活性炭、生物陶粒、无烟煤对氨氮的吸附效果较差;柱状活性炭、火山石对总磷的吸附效果较好,其他填料对总磷的吸附效果较差;6种填料的等温吸附过程的拟合结果符合Freundlich吸附模型。[结论]从吸附氨氮、总磷性能的角度考虑,沸石、火山石是人工湿地填料较好的选择。     

负载EM菌天然沸石对水体氨氮的去除效果

以负载EM菌的天然沸石为研究对象,对比其与原始沸石去除氨氮的效果。结果表明,粒径0.5~1 mm的天然沸石吸附5 min时对100 mL含10 mg·L^-1氨氮水体的去除率和吸附量达到极值,分别为4.24%和0.088 mg·g^-1。在此条件下增加沸石投加量或减小氨氮初始浓度均会降低天然沸石对氨氮的吸附量。天然沸石负载EM菌的最佳条件为天然沸石与浓度为9.6×10⁹ mL^-1的EM菌接触24 h。该条件下,负载EM菌的天然沸石对100 mL含10 mg·L^-1氨氮的最高去除率和吸附量分别可达24.79%和0.502 mg·g^-1,较天然沸石大幅提升。     

天然沸石对鱼塘水及生活污水的氮磷去除效应

采用室内试验研究了天然沸石对鱼塘水及生活污水氮磷的去除效应,并对沸石茶包净化饲养金鱼水的效果进行了探讨。结果表明,沸石有降低总氮、氨氮、总磷、无机磷的作用,其降低程度随沸石用量的增多而加大,但沸石对含氮磷较高的污水处理效果较差。结果还表明,粉状沸石除氮磷的效果在10d左右较佳,之后效果下降。粉状沸石比块状沸石去除氮磷的效果好,但小块状沸石能维持较长的有效时间。对此应进一步研究。     

不同因素对人工湿地基质除磷效果的影响

[目的]研究不同因素对人工湿地基质除磷效果的影响。[方法]采用静态摇床试验和动态柱状试验,考察了基质类型、温度、基质粒径对基质除磷的影响。[结果]不同基质的除磷效果差异很大,基质对磷最大吸附量大小顺序为:钢渣>页岩>沸石>砾石,不同试验手段得到基质吸磷参数也不尽相同;基质对磷的吸附能力随着温度的升高逐渐增强;基质对磷的吸附与粒径呈负相关。[结论]为人工湿地中基质选配和湿地运行提供理论指导。     

沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理分析

通过模拟试验，研究了沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理。结果表明，（1）Ca^2＋会促进方解石对磷酸盐的去除，并且Ca^2＋浓度越高，对磷酸盐去除的促进作用越强，而Na＋则会抑制方解石对磷酸盐的去除。（2）采用CaCl2对天然沸石进行改性，可以提高沸石Ca^2＋的交换量和降低Na^＋的交换量；而采用NaCl改性则可以明显提高沸石Na^＋的交换量，并且大幅度地降低沸石Ca^2＋的交换量。（3）沸石与方解石复合覆盖层不仅可以控制底泥氨氮的释放，而且可以抑制底泥磷的释放，并且复合覆盖层对底泥磷释放的控制效果受沸石改性的影响，控制效果从大到小依次为CaCl：改性沸石〉天然沸石〉NaCl改性沸石。     

碳素纤维在近岸海洋污染物亚硝酸盐、总氨态氮处理中的应用

为探索高效的近岸海水污染处理及生态修复方法,采用硝酸氧化法对黏胶基碳素纤维(Carbon fiber,CF)进行氧化改性,并利用改性后的黏胶基CF处理近岸模拟污染海水,研究了改性CF对海水中亚硝酸盐、总氨态氮等污染物的吸附情况,考察了黏胶基CF氧化改性时间等因素对吸附处理效果的影响,确定了改性黏胶基CF处理近岸污染海水的优化工艺条件。结果表明:黏胶基CF氧化改性时间、CF投加量、亚硝酸盐初始浓度、总氨态氮初始浓度、吸附时间、海况、p H等因素对CF的吸附性能均有不同程度的影响,当反应条件相同时CF的吸附性能较稳定;CF对亚硝酸盐的吸附效果较好,对总氨态氮的吸附效果次之;通过正交试验确定黏胶基CF材料修复模拟近岸海水的优化条件,即在吸附时间为3 h、海况为3级、投加量为0.01 g、亚硝酸盐初始浓度为4 mg/L、总氨态氮初始浓度为60 mg/L、改性时间为1.5 h、p H为8的条件下,CF对亚硝酸盐的去除率为84.56%,对总氨态氮的去除率为45.63%。本研究结果为CF在近岸海洋环境修复中的应用奠定了基础。     

茭白-水稻人工湿地对不同处理梯度生活污水的净化研究

为明确利用农田人工湿地对农村生活污水进行资源化利用的可行性,选用茭白-水稻轮作种植模式下的人工湿地系统,通过室内盆栽试验开展了生活污水原水、厌氧出水、接触氧化出水和尾水等4种处理梯度污水灌溉茭白和水稻的研究,分析两种植物对化学需氧量、氨氮和总磷的净化效果以及植物丙二醛含量的变化.结果 表明:茭白和水稻对生活污水原水的处理效果最好,对接触氧化出水的总磷去除效果较差;水稻对化学需氧量、氨氮和总磷的整体去赊效果优于茭白;随着污水处理程度的提高,植物对氨磷的消纳量逐渐增加;污水灌溉在不同程度上促进了茭白、水稻的生长发育.研究表明茭白-水稻轮作在高浓度污水处理中可发挥巨大优势,且有利于茭白、水稻生长发育.     

基质种类和电流强度对电解强化潜流人工湿地运行性能影响

为探究两种不同基质的电解强化潜流人工湿地对氮磷污染物的净化效果差别以及两种不同基质的电解强化潜流人工湿地的最适电流强度,构建了以沸石为基质的湿地系统A和以砖块为基质的湿地系统B,以及各自的空白a、b。在启动阶段,A对氨氮的去除效果显著高于B,说明使用沸石为基质对电解强化潜流人工湿地的氨氮去除效果更优。稳定运行阶段时,B的总氮最大去除率只达到A最大去除率的一半,说明以沸石为基质的电解强化潜流人工湿地在脱氮效果上更明显。在稳定运行阶段,A和B对磷的去除效果会随着电流强度的增强而不断变大,当电流强度为100 mA时,两系统中磷的去除率均达到最大值。而对氮的去除效果则是：当A在电流强度为30 mA时,氮的去除率最高,而B在电流强度为50 mA时,氮的去除率最高,且两系统在达到最佳电流强度后,随着电流强度的增加,两系统对氮的去除能力均会下降。综合分析,A的最佳运行电流强度为30 mA,而B的最佳运行条件为50 mA。     

控制滇池流域降雨径流污染的沸石吸附技术

采用野外现场试验方法，研究了滇池流域降雨径流污染物特征及天然沸石对模拟降雨径流中污染物的去除。结果表明，沸石床对NH4^ -N和TP处理率达50％以上可持续约17h；对N03^- -N、N02^- -N则分别为5h和8h。流速及运行次数对NH4^ -N去除率均有影响，同样的处理时间下，流速增大或运行次数增多，沸石对NH4^ -N的去除率减小。     

吸附质共存与浓度变化对植物基质N、P吸附的影响

采用静态吸附方法,研究了吸附质浓度、离子共存对水葫芦鲜样(ECF)和干样(ECD)、稻草干样(OSD)和杉木屑干样(CLD)的氮磷吸附影响过程与特征。结果表明:1)在单一吸附质试验条件下,所有基质对磷的去除率随吸附液PO4--P浓度升高而逐渐下降,ECF和ECD对NO_3~--N或NH_4~+-N的吸附率则随吸附质浓度升高呈现出先降后升再降的趋势,而OSD和CLD对NO_3~--N的吸附则随吸附质浓度升高而不断升高。植物基质对氮磷去除率均随吸附时间延长而逐渐下降,在第4 h和第5 h,去除率降至10%以下。吸附质浓度由0.01 mol/L升高至0.12 mol/L,基质对NO_3~--N的吸附累积量增至8.0-33.0倍,而对NH_4~+-N则为4.8-6.8倍。ECF对PO_4~--P、NO_3~--N和NH_4~+-N的平均去除率比OSD分别高47.5%、46.9%和22.8%,比CLD分别高98.2%、76.9%和161.4%。2)吸附质共存强烈抑制了ECF、ECD、OSD对氮磷的吸附,而促进了CLD对NH_4~+-N的吸附。3)水葫芦鲜样对氮磷的吸附能力最强,其PO4--P、NO_3~--N、NH_4~+-N的饱和吸附量分别为9.7 mg/g、66.3 mg/g和47.9 mg/g,是水稻秸秆的1.8、1.5和1.9倍;新鲜水葫芦晒干会导致其氮磷饱和吸附量下降51%-60%。