地沟式污水生态处理系统中土壤及填料吸磷机理的研究

通过磷的静态和动态等温吸附试验对地沟式污水生态处理系统中土壤及填料对磷的去除机理进行研究。结果表明，贵阳本地的五种土壤和填料——黄壤、紫色土、石灰土、石灰石和粉煤灰对磷的最大吸附量各不相同，其中石灰土的吸磷能力最强，石灰石的吸磷能力最弱。在吸附反应前期，土壤及填料对磷溶液的吸附速率和吸附量都随时间增加而迅速增大；在吸附反应后期，土壤及填料对磷溶液的吸附速率和吸附量随时间增加趋于平缓。在4种动力学方程中，黄壤的动态等温吸附曲线与双常数方程的相关性最好；紫色土、石灰土和粉煤灰的动态等温吸附曲线与一级动力学方程的相关性最好；石灰石的动态等温吸附曲线与抛物线扩散方程的相关性最好。     

地下渗滤系统基质的筛选

[目的]筛选地下渗滤系统的基质材料。[方法]以河砂、钢渣、粉煤灰、煤渣为研究对象,考察其作为地下渗滤系统基质对磷的吸附特性。[结果]这4种基质中,从基质对磷的理论饱和吸附量看,钢渣对磷的理论饱和吸附量最大,其次是粉煤灰、煤渣和河砂;从基质的解吸试验可知,钢渣的解析率非常小,粉煤灰的解析率稍大,其次是煤渣和河砂;由准二级动力学方程计算出最大除磷速率Vmax依次为:钢渣煤渣河砂粉煤灰;从基质的价格和取材情况看,河砂、粉煤灰、钢渣、煤渣均属于价廉易得的材料,相比而言,河砂比较易于大量获得,且对磷的去除率也在60%左右,故可以作为地下渗滤系统的主要介质。[结论]为地下渗滤系统选择合适的基质材料提供理论依据。     

几种土壤与工业废渣的磷吸附特性研究

研究了重庆3种常见土壤类型和4种钢厂、电厂废渣对磷的等温吸附特性.结果表明,用Langmuir方程能很好地描述这7种基质对磷的等温吸附过程,水稻土、紫色土、黄壤、高炉渣、钢渣、粉煤灰、灰渣的磷最大吸附量分别为147,118,213,3 333,2 000,2 500,2 500 mg/kg,表面吸附强度因子分别为0.104 5,0.114 7,0.1018,0.166 7,0.060 2,0.16,0.055 6 L/mg,最大缓冲能力分别为15.36,13.53,26.69,555.60,120.50,400.00,138.90 L/kg.人工湿地基质选择不但要考虑基质对磷的最大吸附量,还要考虑吸附强度,因此最大缓冲能力可以作为评价基质吸附性能的重要参数,7种供试基质吸附性能按优劣顺序依次为高炉渣、粉煤灰、灰渣、钢渣、黄壤、水稻土、紫色土.     

五种物料对磷的吸附—解吸能力研究

滇池流域富营养化严重,非点源磷污染对滇池水体影响较大,为防止施入农田的畜禽粪便中水溶性磷的过度流失,采用室内等温吸附的方法,探究了5种物料对磷的吸附能力及吸附后解吸能力的强弱,并分别用Langmuir方程和Freundlich方程拟合各物料的等温吸附曲线,挑选出适合的1种作为猪粪填充物料。结果表明,5种物料中粉煤灰的吸附能力最强。用Langmuir方程拟合得出:粉煤灰、锅炉灰、鸡蛋壳、氧化铝、沸石的最大吸附量(Qmax)分别是2380.95、1818.18、1694.92、1428.57、1923.08mg·kg-1。用Freundlich方程拟合得出吸附能力(K)最大的是粉煤灰。5种物料中解吸趋势较缓慢的是粉煤灰。粉煤灰是5种物料中最适合作为畜禽粪便水溶性磷的吸附填充物。     

人工湿地填料磷去除效果的影响因素分析

为分析人工湿地填料磷去除效果的影响因素,选取页岩、粗砾石、铁矿石、麦饭石等不同填料进行等温磷吸附实验和室内谮小试磷去除研究.结果表明,填料类型和粒径影响填料磷吸附性能.上述填料磷吸附性能依次为页岩铁矿石>麦饭石>粗砾石且页岩最大磷吸附量随粒径增加而减小.水力负荷(HLA)变化对不同填料磷去除效率影响效果不同,当HLA从200 mm·d-1降至142.8 mm·d-1时,粗砾石构建湿地总磷去除率增加大约10%;麦饭石因为吸附渐进饱和总磷去除率呈现出不断下降趋势;铁矿石可能受微生物影响导致Fe等金属元素释放,总磷去除率从大约6%(HLA=200mm·d-1)上升至35%(HLA=142.8 mm·d-1)左右;页岩受HLA变化影响较小,总磷去除率基本稳定在80%以上.综合上述实验结果发现填料种类、粒径及水力负荷均影响湿地填料磷去除效果.     

几种土壤与工业废渣的磷吸附特性研究

研究了重庆3种常见土壤类型和4种钢厂、电厂废渣对磷的等温吸附特性。结果表明,用Langmuir方程能很好地描述这7种基质对磷的等温吸附过程。水稻土、紫色土、黄壤、高炉渣、钢渣、粉煤灰、灰渣的磷最大吸附量分别为147,118,213,3333,2000,2500,2500mg／kg,表面吸附强度因子分别为0．1045,0．1147,0．1018,0．1667,0．0602,0．16,0．0556L／mg,最大缓冲能力分别为15．36,13．53,26．69,555．60,120．50,400．00,138．90L／kg。人工湿地基质选择不但要考虑基质对磷的最大吸附量,还要考虑吸附强度,因此最大缓冲能力可以作为评价基质吸附性能的重要参数。7种供试基质吸附性能按优劣顺序依次为高炉渣、粉煤灰、灰渣、钢渣、黄壤、水稻土、紫色土。     

改性方法对煤渣除磷效果的影响

比较了经HCl和CaCl2,MgCl2改性后的煤渣对磷的吸附效果,研究了HCl改性煤渣对磷的吸附性能.结果表明,改性煤渣对磷的吸附能力从大到小依次为:HCl改性煤渣、CaCl2改性煤渣、MgCl2改性煤渣,其吸附量分别为47.24,19.58,14.50 mg/kg.原煤渣与HCl改性煤渣在振荡24 h后均达到吸附平衡,吸附量随初始磷浓度的增加而增加,对磷的吸附更符合Langmuir等温方程,对磷的最大理论吸附量为265.58 mg/kg.改性煤渣具有更好的除磷效果,可用HCl改性煤渣提高除磷效率.     

铁氧化物改性煤渣去除废水中磷的研究

以煤渣为载体制备了负载型铁氧化物的填料作为人工湿地系统新型除磷基质,研究了其对废水中磷素的吸附特性.结果表明,与未改性煤渣相比,改性基质对废水中磷素的去除率提高了约11倍.动力学研究表明,准二级动力学方程可以很好模拟改性基质对磷素的吸附动力学过程;热力学研究表明,用Langmuir方程能较好地描述吸附等温线,理论饱和吸附量为84.75 mg/kg.当改性基质的投加量为80 g/L时,对磷素的去除率达到90%;同时研究了基质投加量、溶液pH值、腐殖酸和温度对吸附的影响.     

人工快速地下渗滤系统渗滤介质对磷的吸附特性

选取河沙、钢渣、粉煤灰、煤渣、砾石、活性炭为渗滤介质,通过静态吸附试验,系统开展了对磷吸附特性研究。研究结果表明,不同介质的理论吸附容量为钢渣＞活性炭＞粉煤灰＞煤渣＞河沙＞砾石,河沙、钢渣更符合Langmuir等温方程描述,其他4种都比较适合Freundlich等温方程描述;各种介质除磷速率Vmax依次为钢渣＞煤渣＞河沙＞活性炭＞粉煤灰＞砾石,钢渣在达到吸附饱和后的解吸率最小,其次是河沙、活性炭、煤渣、粉煤灰、砾石;钢渣、活性炭、河沙、粉煤灰、煤渣、砾石对磷达到吸附平衡的时间分别为8、8、16、16、24、24 h。     

4种矿物材料对磷的吸附特性研究

[目的]探讨4种矿物材料对磷的吸附特性.[方法]从渗滤系统填料的实用角度出发,研究了4种矿物材料对水中磷的吸附行为,考察了pH、温度、初始磷浓度及材料用量对磷吸附的影响,并计算了4种材料的吸附动力学和热力学方程.[结果]4种矿物材料对磷的吸附呈先快后慢的趋势.当pH为6～8时,沸石、麦饭石及陶粒对磷的吸附率最高(59％、23％及21％);河砂则在酸性条件下吸附效果较好.温度的适当升高有利于磷的吸附,沸石对磷的吸附更符合Langmuir吸附等温式;麦饭石及陶粒用Freundlich吸附等温式拟合性较好;而河砂对磷的吸附均不符合Freundlich和Langmuir吸附等温式.同等条件下,4种矿物材料对磷的吸附量表现为沸石＞河砂＞麦饭石＞陶粒.[结论]沸石和河砂更适合作为渗滤系统除磷的填料.     

ZnFe-LDHs覆膜改性人工湿地基质脱氮除磷性能研究

以空心砖、蛭石、沸石、煤渣4种人工湿地常用基质为研究对象,进行ZnFe-LDHs双金属覆膜改性。以静态吸附试验为主,对改性前后的基质进行污水脱氮除磷试验研究并探讨其吸附机理,结果表明:与原始基质相比,改性后的各基质对总磷的吸附量均有不同程度的提高,改性空心砖的吸附效果最佳,总磷的吸附量提升了17%。沸石改性后对氨氮的吸附量提升了18%,增加明显,其余改性基质对氨氮吸附量增加不明显。基质改性前后对氨氮和总磷的吸附均符合Freundlich规律。     

不同人工湿地基质对磷的吸附性能研究

通过基质磷素吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后磷素解吸实验,研究陶瓷滤料、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化磷素的效果,评价其基质磷素饱和吸附后磷素解吸可能造成的二次污染风险.结果表明,在溶液磷(P)浓度为5～150 mg·L-1条件下,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地描述陶瓷滤料和红泥两种基质的磷素吸附过程,陶瓷滤料用Langmuir方程比Freundlich方程的拟合程度更好,红泥则相反.4种基质对磷素的吸附量顺序依次为红泥＞陶瓷滤料＞炉渣＞水洗砂.从磷素的解吸率来看,4种基质释磷顺序依次为炉渣＞水洗砂＞陶瓷滤料＞红泥,水洗砂和炉渣吸附磷素后的解吸率较高,其他两种基质磷素解吸的比例很低.综合评价,陶瓷滤料更适合作为人工湿地污水除磷的基质.     

不同人工湿地基质除磷效率研究

[目的]探讨不同人工湿地基质对磷的去除效率。[方法]通过静态试验,选取钢渣、煤渣、炉渣、页岩、土壤、砂石6种基质,研究不同人工湿地基质对磷的去除效率及除磷特性。[结果]6种基质对磷的去除能力表现为钢渣煤渣炉渣页岩土壤砂石;当总磷初始浓度为5 mg/L时,6种基质对总磷的去除率分别为99.8%、85.8%、71.2%、63.0%、46.8%、11.7%。页岩和炉渣适合作潜流型人工湿地基质;煤渣适合作为可更换湿地基质,强化除磷效果;钢渣可用于潜流型湿地末端,对尾水TP进行处理。[结论]该研究为今后人工湿地基质的选取提供了理论参考。     

野鸭湖湿地土壤对正磷酸盐的吸附特性及机理分析

以北京市野鸭湖湿地为研究对象,对湿地土壤吸附正磷酸盐的吸附动力学、等温吸附特性、吸附影响因素和吸附机理进行了分析。结果表明:湿地土壤对水中正磷酸盐的吸附在5 h后基本达到平衡;Langmuir交叉型吸附等温式可较好地描述土壤对正磷酸盐的等温吸附过程;水体pH值对土壤吸附正磷酸盐具有显著影响,pH值在8左右时,吸附量最大;土壤对正磷酸盐的吸附量随水中有机质浓度的升高而增加,有机质质量浓度为100 mg/L时,吸附量最大,3#、5#和7#土壤样品的吸附量分别比有机质浓度为0时增加了37.81%、35.52%和64.98%。此外,对吸附正磷酸盐前后的土壤样品进行了X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析,结果表明,土壤中的高岭石是影响土壤吸附正磷酸盐的主要成分。      

无土栽培基质配比对樱桃小番茄产量的影响

无土栽培中不同基质配比结果表明:用玉米芯、炉渣、砂子按5:4:1配比,其第一穗果的花蕾数、根系生长、茎粗和产量均优于其他处理,菇渣、炉渣、砂子按4:4:2比例配比的结果次之,锯末、炉渣6:4比例配制的,各种生长情况以及产量最差,说明在新疆地区采用前两种材料作栽培基质,应用效果较好。而且原料易得,价格便宜,颇有推广前景。     

鸡冠花栽培基质研究

选用7种基质，施用“绿泉”植物营养剂，进行鸡冠花（Celosia cristata）基质试验，并以土壤栽培作对照，比较不同基质对鸡冠花的影响，从而筛选出适合鸡冠花也适合家庭园艺并可就地取材，既廉价又环保的最佳基质。结果表明，不同基质在促进鸡冠花植株长高、茎长粗和花冠生长等方面差异显著；其中基质E（泥炭 煤渣 珍珠岩）（1:1:1）和C（蛭石 珍珠岩 煤渣）（1:1:1）最为理想。     

不同污水流量对倾斜土槽污染物去除效果的影响

[目的]研究倾斜土槽装置适宜的污水流量负荷。[方法]以5层倾斜土槽组合装置填充蜂窝煤渣和砂壤土,采用连续进水方式对人工配制的生活污水进行3种不同污水流量（100、200和300 L/d）对污染物指标去除效果的试验研究。[结果]3种污水流量处理对BOD5、COD、TP、TN等水质指标的平均去除率差异均不显著,但以100 L/d污水流量处理下污染物的去除率相对较大;倾斜土槽装置对BOD5、COD的去除率大都在87.8%~90.2%,对TP的去除率在98.4%~98.7%,TN的去除率也在72.0%~74.5%范围内。[结论]不同污水流量下倾斜土槽装置对生活污水的净化效果良好。