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.     

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。     

不同填料在高负荷垂直流人工湿地系统中净化能力的研究

选取砾石、沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、高炉钢渣、圆陶粒8种填料,在较高水力负荷（1000～2500mm·d^-1）的条件下,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验。结果表明,无烟煤、圆陶粒、砾石具有较好去除有机物的能力,对COD的去除率达到50%以上;钢渣和无烟煤对BOD的去除率达到70%以上。沸石和陶瓷滤料对总氮和氨氮的去除率达到70%以上,其他几种填料对总氮和氨氮的去除率仅为20%左右。高炉钢渣和无烟煤具有较好去除磷的能力,高炉钢渣对总磷和总溶解性磷的去除率达到90%以上,无烟煤对总磷和总溶解性磷的去除率达到60%～70%。孔隙率的变化对垂直流人工湿地的净化能力有显著影响。在垂直流人工湿地处理系统中,通过选择合适的填料,如无烟煤、圆陶粒、沸石,在较高的水力负荷条件下可获得较好的处理效果。     

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.     

几种填料对磷的等温吸附特性研究

采用室内吸附试验方法,研究了蜂窝煤渣、砂壤土、粉煤灰和山里兰石4种填料对磷素等温吸附特性的影响。结果表明,用Langmuir方程能很好地描述上述4种填料对磷的等温吸附容量,其磷素最大吸附量依次为518.1、4347.8、2777.8和1694.9mg/kg,以蜂窝煤渣的磷吸附量最大、吸附能力最强。4种填料不同用量对磷的最大去除率影响顺序为蜂窝煤渣、粉煤灰、砂壤土、山里兰石,以蜂窝煤渣的去除率为最大,这表明蜂窝煤渣具有较强的去磷能力,是一种较好的磷吸附填充材料。     

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.     

6种湿地填料对含铅废水中铅吸附作用的比较研究

为评价人工湿地常用填料对含铅废水中铅的吸附作用,并在此基础上为利用湿地处理特殊重金属废水筛选出更为适用的湿地填料,研究了沸石、砾石、磁铁矿石、陶粒、石英砂和膨胀珍珠岩六种湿地填料对废水中铅的吸附作用.结果表明:当废水中Pb2+浓度为200 mg· L-1时,各填料对废水中Pb2+的吸附能力依次为沸石＞磁铁矿石＞砾石＞石英砂＞膨胀珍珠岩＞陶粒,其中经磁铁矿石和沸石吸附处理后出水中Pb2+能够达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)(≤1.0 mg·L-1).沸石、磁铁矿石和砾石对铅的等温吸附曲线表明,沸石对铅的吸附容量较砾石和磁铁矿石大.综合考虑吸附效果和经济性能,认为采用砾石作为人工湿地处理废水中Pb2+的填料,同时在砾石中掺入一定量沸石可以提高湿地填料的吸附效果.     

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。     

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...     

不同温度热解残余生物质半焦对磷的吸附

[目的]研究生物质热解制备生物油的残余半焦对水中磷的吸附性能。[方法]研究了不同温度（550、650和750℃）热解半焦吸附磷的动力学和等温线,分别采用准一级、准二级和颗粒内扩散3种模型及Langmuir、Freundlich等温吸附方程对实验数据进行拟合。[结果]结果表明准二级动力学模型能较好描述磷在半焦表面的吸附行为,平衡吸附量和吸附速率随着热解温度的升高而增加。此外,等温吸附过程能较好地用Freundlich吸附等温线方程描述,表明磷在半焦表面的吸附受多种机制影响。3种温度下热解所得半焦对磷的吸附活化能分别为10.86、11.27和10.95kJ/mol,说明该吸附过程主要为物理吸附。[结论]生物质热解半焦对水中磷具有良好的吸附去除效果。