MgFe类水滑石法强化混凝深度处理猪场尾水及混凝污泥特性研究

为了深度处理经二级生化处理后的猪场尾水,采用Mg Fe类水滑石法强化混凝猪场尾水。考察了不同pH值、Mg与Fe摩尔配比[n(Mg∶Fe)]等混凝条件对猪场尾水常规指标以及其中微量重金属[Zn~(2+)、Cu~(2+)、Cr(Ⅵ)]和兽用抗生素(磺胺甲基异恶脞,SMX)等去除效果的影响,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅立叶转换红外(FTIR)等技术对混凝污泥特性进行分析,制备了催化材料,进行了混凝污泥资源化利用初探。结果表明:当猪场尾水初始pH6.5时,TP、浊度和Cr(Ⅵ)去除率分别在95%、80%和35%以上。当初始pH值进一步调节至大于8.0时,MgFe类水滑石对Zn~(2+)和Cu~(2+)去除率可达85%以上,对SMX去除率在75%以上;Mg与Fe摩尔配比对各水质指标去除效果影响不大。混凝污泥主要形成的矿物相有类水滑石与磷酸铁矿物。通过煅烧混凝污泥制备高级氧化催化剂,发现在相同过硫酸氢钾(PMS)投加量的条件下,700℃限氧热解混凝污泥制得的催化剂比同条件下利用人工合成MgFe类水滑石制得的催化剂具有更高的催化活性。研究结果可为养猪处理废水与混凝污泥资源化利用研究提供支持。     

Zn-Al类水滑石吸附污泥脱水液中磷的研究

为了开发一种新型除磷吸附剂,将二价金属离子（Mg2+、Zn2+、Cu 2+、Ni2+、Co2+）和三价金属离子（Al3+、Fe3+）分别组合,用共沉淀法制备了不同金属组成的类水滑石,研究了类水滑石及其焙烧产物的磷吸附效果。结果表明:Zn/Al摩尔投料比为2∶1的类水滑石300℃焙烧4 h,得到的吸附剂对城市污水处理厂污泥脱水液中磷的吸附容量最高,约4077 mg/g;在pH中性和弱碱性条件下,Zn-Al-2-300对水中磷的吸附效果较好,吸附动力学符合假二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;5%NaOH+10%Na2CO3溶液对载磷类水滑石的磷解吸效果最好,其解吸率约为91.17%。      

ZnO-ZnAl水滑石(ZZA)吸附水中磷酸盐性能研究

采用糅合离心法、水热反应法和回流法工艺制备的Zn O-Zn Al水滑石(ZZA),重点考察ZZA在水中吸附磷酸盐的性能及其影响因素。结果表明,在强酸条件下,ZZA溶出Zn~(2+)和Al~(3+);在强碱条件下,溶液中的OH~-会与磷酸根离子产生竞争,2种情况都会影响磷的吸附;磷酸根离子对ZZA吸附位点的亲和力大于氯离子,可以获得更多的吸附位点,即使加大氯离子浓度,对磷酸根离子的影响也较小;前1个h主要通过离子交换进行快速吸附,10 h后进入慢反应,逐渐达到吸附平衡;ZZA的最大吸附容量qe随吸附温度的升高而升高[qe(35℃)﹥qe(25℃)﹥qe(15℃)];ZZA投加量的增加会带来更多的除磷吸附位点,直接影响磷吸附效果。综合发现,ZZA吸附磷酸盐不仅仅是单分子层化学吸附,还伴随着离子交换和表面吸附/络合等。     

复合树脂对磷酸盐的动态吸附研究

研究HFO-N和HFO-B两种复合树脂对磷酸盐的动态吸附特性,考察两种树脂的固定床穿透曲线、吸附-解吸性能以及解吸后的再吸附行为。结果表明,HFO-N复合树脂穿透时间比HFO-B复合树脂长,穿透时间为1 610 h;其处理体积数远高于HFO-B复合树脂,穿透体积数高达8 050 BV;其对磷酸盐的穿透吸附量为401.48 mg。HFO-B复合树脂中吸附的磷酸盐在两次解吸中均得到了良好的解吸效果,而HFO-N复合树脂解吸耗时较长且解吸率较低。HFO-B复合树脂的解吸过程没有影响后续其对磷酸盐的吸附性能。     

水滑石法去除废水中硫酸根离子试验研究

硫酸根离子在天然水域、工业废水中大量存在,是主要的污染物质,且会在含氢离子浓度较高的条件下,与重金属离子反应,形成对人体危害较大的物质。试验主要探究氢氧化镁投加量、水合硝酸铝投加量、温度和反应时间这4个因素的变化对硫酸根离子去除效果的影响。通过分析试验数据,可以得到去除硫酸根离子的最佳条件:在取50 ml浓度为2 g/L的硫酸根离子废水的情况下,氢氧化镁和水合硝酸铝的最佳投加量分别为1.5 g、 4.9 g;最佳反应时间40 min,反应温度为室温,此时硫酸根离子去除率达到90.31%。     

滇池沉积物磷酸盐吸附和矿物学特征的研究

采用现场采样及室内分析测定方法,研究了滇池沉积物的矿物学组成以及沉积物对磷酸盐的吸附特性。结果表明,滇池沉积物粘土矿物的主要成分为高岭石,水云母次之,还含有少量的蛭石、绿泥石和蒙脱石。沉积物对湖水中磷酸盐(PO4-P)的吸附主要发生在0～6h内,在0～0.5h吸附速率大于5.0mg·g-1·h-1,之后基本达到了一种动态平衡。沉积物对PO4-P的吸附量随着初始浓度的升高而增加,等温吸附线表明滇池表层沉积物对湖水PO4-P的吸附容量约为5.0mg·g-1。酸性条件下,沉积物对PO4-P的吸附量较大,随着pH值的升高,吸附能力逐渐减小。     

巢湖沉积物－水界面磷酸盐释放通量研究

采用现场采样与室内测试方法,对调水后巢湖沉积物-水界面磷酸盐释放通量进行了研究.结果表明,夏季巢湖表层水、底层水、间隙水磷酸盐浓度变化范围分别为0.02～0.16、0.02～0.17、0.01～0.08 mg·L-1,均值分别为(0.03±0.04)、(0.04±0.04)mg·L-1和(0.03±0.02)mg·L-1.秋季6个取样点表层水、底层水磷酸盐含量的变化范围均为0.03～0.06 mg·L-1,均值为(0.04±0.04)mg·L-1显著高于夏季对应样点浓度.而秋季间隙水磷酸盐浓度平均值为(0.015±0.003)mg·L-1(变化范围0.01～0.02 mg·L-1),与夏季对应样点相比差异不显著.夏季沉积物-水界面磷酸盐释放通量的变化范围为-27.46～6.27 μgP·m-2·d-1,平均值为-1.54 μgP·m-2·d-1秋季磷酸盐释放通量变化范围为-10.61～-3.77μgP·m-2·d-1,均值为-6.19 μgP·m-2·d-1,与夏季对应样点释放通量差异显著(a=0.05,P=0.002).情景模拟表明,排除外源污染的影响,当引入长江水磷酸盐浓度介于0.0034～0.009mg·L-1时,巢湖调水后替换水体可在7.2 a左右达二次富营养化.     

不同磷酸盐下红壤对镉离子的吸附-解吸特征

采用等温吸附法研究了红壤对镉离子的吸附特性,分析加入不同形态的磷酸二氢盐(磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和磷酸二氢钙)对镉离子吸附-解吸特征的影响.结果表明,在加入镉浓度O～20 mg·L-1范围内,红壤对镉离子的吸附量随平衡液中镉离子浓度的升高而增加,吸附等温线符合Freundlich方程.土壤吸附镉离子后,在磷添加浓度为0-160 mg·L-1下,土壤对镉离子的等温吸附仍然符合Freundlich方程(R20.94),但磷酸盐对镉离子吸附具有明显影响;磷酸二氢钙使镉离子的最大吸附量降低了2.5%～7.9%,使镉离子的吸附率降低10%～20%,而磷酸二氢铵和磷酸二氢钾对镉离子的吸附特征无明显影响.随加入磷量的增加,3种磷酸盐下镉离子解吸量和解吸率均显著降低,解吸量降幅为15.8%～27.8%,解吸率降低了3.7%～9.5%;但在低镉时磷酸二氢钙对红壤镉离子的解吸率显著高于磷酸二氢铵和磷酸二氢钾.由于Ca2+与Cd2+之间存在较强的竞争吸附,使得磷酸二氢钙对红壤镉离子吸附-解吸的影响大于磷酸二氢铵和磷酸二氢钾.     

两种大豆制品的水吸附研究

利用扩散平衡法对两种大豆制品——加糖大豆粉、牛奶豆乳粉的水吸附进行研究，测定了它们在２０℃及３５℃时的吸附曲线，并建立了与实际结果相吻合的水吸附数学模型；对净等量吸附热（ΔＨｓＴ）进行了计算。结果表明，ΔＨｓＴ不仅随食品中水分含量的增加而急剧降低并趋近于零，而且还受温度的影响。这两种大豆制品适宜的贮存水分含量分别为１．５ｇ／１００ｇ和２．３ｇ／１００ｇ。     

木质素对土壤-磷吸附作用的影响

通过等温吸附试验,研究了木质素对不同土壤-磷吸附作用的影响。结果表明,平衡浓度与磷吸附量能够很好地拟合Freundlich方程和Langmuir方程,其相关性均达到极显著水平,木质素能够显著降低土壤对磷的吸附固持能力,处理液中木质素浓度越高,作用越强。当木质素浓度从0.0mg·mL-1增加到4.0mg·mL-1时,土壤对磷的最大吸附量发生了显著降低,黄壤由2104.0μg·g-1降到1002.8μg·g-1,红壤由1170.3μg·g-1降到754.9μg·g-1,紫色土由418.5μg·g-1降到171.5μg·g-1。木质素能够提高磷肥在土壤中的有效性。     

Fe-Zr双金属有机框架材料吸附去除水中磷酸盐

用溶剂热法合成Fe-Zr双金属有机框架(metal organic framework, MOF)材料并研究了其吸附水中磷酸盐的性能,考察了溶液pH值和吸附剂用量对吸附的影响.结果表明, pH值为中性时Fe-Zr MOF吸附磷的效果最佳; Fe-Zr MOF对磷酸盐的吸附在24 h时达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程;吸附等温曲线可用Langmuir方程描述,最大吸附量为285.7 mg/g; Fe-Zr MOF材料重复利用10次后,对磷酸盐的吸附量为最初吸附量的80.6%,显示出良好的重复利用性能.     

甘肃黄绵土对磷的吸附与解吸

采自甘肃省中，东部地区５个黄绵土的吸磷特性与Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｔｅｍｋｉｎ方程都很吻合，相关系数在０．９３８０～０．９９９５之间（ｐ＜０．０１），其中以Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程的拟合性最好。磷的最大吸附量（ｘ＿ｍ）在５２７．１５～５８６．５１μｇｐｇ￣（－１）之间变化，平均为５５５．５６±２１．８２μｇｐｇ￣（－１）。供试土壤对磷的解吸量与吸附量呈极显著正相关（ｒ为０．９８９３～０．９９９８）。     

福建红壤的磷素吸附及磷肥效应

土壤施用稻草后，土壤最大吸磷量（Ｍ）增加１８．４％－３０．７％，吸附能常数（Ｋ）下降５６．１％－６３．６％．加入酒石酸、草酸、柠檬酸对土壤Ｍ的影响不明显，Ｋ值则下降５５．６％－６４．６％．影响土壤Ｍ的主要因子是活性铁、晶质铁、腐殖质、粘粒（＜０．００１ｍｍ）；影响Ｋ的主要因子是土壤全磷。晶质铁、腐殖质．连续种植３季作物后，土壤Ｍ变化不大，土壤Ｋ值则显著增加．土壤Ｋ和Ｍ与第１季小麦及第２季油菜磷肥回收率呈显著或极显著负相关，与第３季水稻磷肥回收率则无明显的关系．     

改性糠醛渣对模拟含磷废水的处理

通过对糠醛渣进行改性处理来吸附含磷废水中的磷,取得了良好的吸附效果。探讨了吸附时间、改性糠醛渣投加量、磷初始浓度、pH等因素对除磷效果的影响。结果表明,对于20 mg/L的含磷废水,在25℃、pH为2～12、投加量为1 g、反应时间为60 min时,改性糠醛渣对废水中磷的去除率为98.26%,净化后的出水可以达到国家污水排放一级标准。     

不同磷含量对石灰性潮土吸附、解吸有效性锌的影响

以不同磷含量的石灰性潮土为材料,通过对锌的吸附、解吸试验,研究了磷对石灰性土壤中锌有效性的影响,结果表明,随着石灰性土壤中磷含量的提高,土壤对锌的吸附量和吸附能力显著降低,而KCl对锌的解吸量却明显增加,从而得出石灰性土壤中施磷促进了土壤中锌的有效性是施磷促进作物对锌吸收的一个原因.     

磷、钾盐肥对保水剂吸水、保肥性能的影响

通过对保水剂在不同磷、钾肥料溶液中吸水倍率和对肥料养分吸持量的测定,研究了不同磷、钾盐肥对保水剂吸水、保肥性能的影响。结果表明,所用磷、钾肥磷酸一铵、过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾均能显著降低保水剂的吸水倍率,并随肥料浓度的增加,保水剂吸水倍率显著降低,它们之间的关系可用幂函数来表征。4种肥料对保水剂吸水倍率的影响按氯化钾<硫酸钾<磷酸一铵<过磷酸钙顺序递增,它们对聚丙烯酸钠盐型保水剂的影响大于聚丙烯酰胺-丙烯酸盐型保水剂。保水剂在吸水溶胀的同时,也吸持溶解在水中的肥料离子,吸持量的大小因保水剂和肥料种类而不同。肥料浓度达到一定值后,随着保水剂吸水倍率的降低,吸持量也随之降低。     

陕西省几种土壤吸附H_2FO_4~(-1)的动力学研究

采用连续液流法研究了陕西省7种土壤吸附H_2PO_4~(-1)的动力学性质。结果表明:①供试土壤的吸磷过程存在快、中、慢3个反应阶段,所需时间分别为20～30、20～55及40～100 min,吸磷量分别占吸磷总量的50％～80％、8％～62％及5％～40％;②Elovich方程对H_2PO_4~(-1)吸附过程拟合最优,拟合最差的一级反应方程对吸附过程中的速率变化比较“敏感”,可用于快、中、慢反应阶段划分和吸附机理深入研究;③温度和粘粒含量、CEC等土壤性质对H_2PO_4~(-1)吸附速度和吸附量有显著影响;④H_2PO_4~(-1)吸附速度可作为土壤吸磷能力评价的动力学指标。     

施用农用稀土对潮土磷吸附特性的影响

采用室内向土样喷施稀土溶液的方法,研究了施用农用稀土对潮土P吸附特性的影响。结果表明,农用稀土施加后土壤P等温吸附特性可较好地利用Langmuir吸附方程拟合,获取稀土施加后土壤最大P吸附量、吸附反应常数和最大缓冲容量。随稀土施用量的增加,土壤最大P吸附量降低而吸附反应常数和最大缓冲容量增加;当施用量增至100mg·kg-1风干土时,与对照相比差异均达显著水平。在稀土施用量低于10mg·kg-1风干土时,土壤有效P含量和最大P吸附量呈线性负相关,但在剂量增至100mg·kg-1时未见明显的关联。因此,高剂量稀土施加不仅影响土壤P的吸附性能,而且可能会影响土壤P形态转化来改变P的生物有效性。