硅藻土静态吸附牛尿废水中磷的试验研究

[目的]有效去除养牛场牛尿废水中的磷,并将其回收利用,降低后续污水处理的负荷。[方法]以硅藻土作为吸附材料,采用静态吸附法考察了硅藻土对牛尿废水中总磷的吸附效果及影响因素,并对其吸附等温曲线进行了研究。[结果]磷静态吸附的最佳工艺条件为:处理50 ml总磷浓度为45.67 mg/L的牛尿废水,当吸附剂用量为3.0 g,牛尿废水pH为7.0,吸附时间为6 h,温度为30℃时,吸附后总磷浓度可降至9.86 mg/L,去除率可达78.41%。Freundlich吸附等温方程比Langmuir吸附等温方程能更好地描述磷在硅藻土上的吸附行为。[结论]硅藻土吸附牛尿废水中磷的研究为畜禽养殖污水处理提供了新的思路,提高了硅藻土作为农业化肥的应用潜力,在废物回收(用作肥料)方面具有很好的发展前景。     

不同类型水稻土对氮磷养分的吸附解吸特征研究（英文）

为探明不同母质发育的稻田土对氮、磷养分的吸附解吸特征,以湖南省主要稻田土壤红黄泥(HH)、河沙泥(HS)、麻沙泥(MS)和紫色土(ZS)为对象,研究了不同母质发育的稻田土壤对氮、磷的吸附与解吸行为。结果表明:在低氮浓度范围内(0～10 mg/L),土壤氮解吸量大于吸附量;高浓度范围(20～50 mg/L),随着平衡液氮浓度的增加,土壤氮解吸率逐渐降低;当土壤氮吸附量为-57.267～352.400 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮吸附能力降序排列为HS>ZS>HH>MS;当氮解吸量为8.367～37.833 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮解吸能力降序排列为HH>HS>MS>ZS;4种土壤对氮的吸附等温曲线用Linear模型能较好拟合,相关系数在0.928～0.978之间。而在低磷浓度范围内(0～10 mg/L),土壤磷吸附量大于解吸量;当平衡液磷浓度超过10 mg/L时,土壤固持磷的能力减弱,解吸增加,但吸附量仍大于解吸量;当土壤磷吸附量为-110.312～534.961 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷吸附能力降序排列为HS>HH>ZS>MS;当磷解吸量为0.188～14.320 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷解吸能力降序排列为ZS>MS>HS>HH;磷等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich模型均能较好拟合,相关系数在0.945～0.995之间。总体而言,湖南省不同母质发育的稻田土对氮、磷的吸附解吸特征均不同,表现为黏性较强的紫色土固持氮的能力最强,可通过有效固持土壤溶液中的氮,降低氮流失风险;而沙性较强的麻砂泥对氮的固持能力最差,氮素流失风险较高;4种水稻土对磷的吸附能力均很强,且解吸率较低,说明湖南省主要稻田土壤对磷的吸附能力很强,流失风险相对较小。     

低分子量有机酸对亚热带地区典型土壤磷吸附的影响

为探索低分子量有机酸对亚热带地区典型土壤磷吸附的影响,采用批处理法研究了柠檬酸和草酸对旱地土、水稻土磷素吸附特征的作用,重点探讨了不同浓度有机酸和柠檬酸钠、有机酸加入顺序等对土壤磷吸附的影响。结果表明：柠檬酸和草酸显著降低了土壤磷吸附动力学的颗粒内扩散模型拟合度,减弱了磷素在土壤颗粒内部扩散过程。Langmuir和Freundlich方程对有机酸存在下土壤磷吸附等温数据均有较好的拟合效果（R2=0.863～0.996）。有机酸降低了土壤磷素最大理论吸附量。土壤磷吸附量与有机酸浓度呈指数函数关系,0.1～5 mmol/L有机酸对土壤磷吸附的影响最大。有机酸浓度小于1 mmol/L时,柠檬酸对土壤磷素吸附的抑制程度大于草酸;而当浓度大于5 mmol/L时,草酸的抑制程度更大。在相同浓度时,0.1～5 mmol/L的柠檬酸钠比柠檬酸对土壤磷吸附能力抑制程度更大,先加入有机酸进一步降低了土壤对磷素吸附量,说明阴离子竞争吸附是低浓度柠檬酸降低土壤磷吸附能力的主要原因,而柠檬酸浓度为5～50 mmol/L时,有机酸与土壤铁铝等金属离子的络合作用占主导。     

炭化水竹吸附废水中Cu2+的性能

以炭化处理后的水竹为吸附剂,研究了竹炭对水中Cu2+的吸附性能。探讨了溶液pH值、吸附剂用量、初始Cu2+浓度、温度、接触时间对吸附过程的影响,并对其吸附热力学和动力学进行了数值拟合。结果表明,在溶液pH值为5,竹炭用量6 g/L,初始Cu2+浓度120 mg/L时,吸附基本达到饱和,饱和吸附量为6.24 mg/g;在温度为20~35℃时,竹炭对Cu2+的去除率随温度升高而增加。采用Langmuir、Freundlich等温式对吸附平衡数据进行拟合,结果表明竹炭对Cu2+的吸附更符合Langmuir等温吸附模式,吸附反应过程遵循二级动力学模型。     

高炉炉渣对磷的吸附特性

首先对高炉炉渣经过不同浓度硫酸处理后在不同pH条件下的除磷效果进行了研究;再通过等温吸附、动力学吸附和热力学吸附模拟实验,应用不同的吸附方程进行拟合,探讨了静态实验下高炉炉渣对磷的吸附特性。结果表明:高炉炉渣在经过2 mol/L硫酸处理后,在pH=9的条件下对磷具有最好的吸附性能;Langmuir等温吸附模型能较好地模拟高炉炉渣对磷的等温吸附过程;Lagergren一级吸附速率方程和Bangham动力学方程均能较好地描述高炉炉渣对磷的动力吸附,且前者更好。根据Gibbs自由能变(△G0<0)和标准反应焓变值(△H0>0)判断,该吸附是自发的、吸热的化学吸附反应。     

新型粉煤灰陶粒对水中Cu(Ⅱ)的去除特性及吸附等温模拟

以粉煤灰、膨润土等制备新型粉煤灰陶粒,考察粉煤灰陶粒对溶液中Cu(Ⅱ)的去除特性并进行吸附等温线拟合.结果表明,粉煤灰陶粒对Cu(Ⅱ)的去除主要为吸附过程,对Cu(Ⅱ)的吸附效果与陶粒用量、温度及振荡速度有关,较大的粉煤灰陶粒用量、适宜的温度及振荡有较好的Cu(Ⅱ)去除效果.当温度为25℃、pH4.5及振荡速度150 r/min时,2.00 g粉煤灰陶粒对50 mL溶液中浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)去除率为100％,而同等条件下两种普通市售陶粒的Cu(Ⅱ)去除率分别只有14.6％、6.3％.陶粒吸附柱可连续4次对250 mL浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)去除率达90％以上.25℃时粉煤灰陶粒对Cu(Ⅱ)的最大吸附量为2.78 mg/g,其吸附过程符合Langmuir等温式,以Freundlich吸附等温式拟合则相关性较差.     

炉渣颗粒吸附剂对沼液吸附效果研究

以不同配比的炉渣和钢渣为原料,经混合、成球、焙烧制成炉渣颗粒吸附剂。通过静态吸附试验和动态吸附试验,考察了该吸附剂对沼液中NH+4 N、TN、TP和COD的吸附性能。结果表明,沼液的pH、吸附时间、沼液的浓度等因素对不同配比的炉渣颗粒吸附剂吸附沼液中TP均有显著影响。在适当条件下,不同配比的炉渣颗粒对沼液中的TP去除率均在90%以上。炉渣颗粒吸附剂对废水中TP的等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述。动态吸附试验中废水中NH+4 N、TN、TP、COD去除率均在90%左右,其中以炉渣和钢渣质量比为4∶1(①号)的混合渣去除效果最好,平均去除率分别为99.24%、9675%、99.94%、89.71%,可达标排放。炉渣颗粒可以作为吸附材料处理沼液中的NH+4 N、TN、TP和COD。     

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.     

不同类型水稻土对氮磷养分的吸附解吸特征研究

为探明不同母质发育的稻田土对氮、磷养分的吸附解吸特征,以湖南省主要稻田土壤红黄泥(HH)、河沙泥(HS)、麻沙泥(MS)和紫色土(ZS)为对象,研究了不同母质发育的稻田土壤对氮、磷的吸附与解吸行为。结果表明:在低氮浓度范围内(0～10 mg/L),土壤氮解吸量大于吸附量;高浓度范围(20～50 mg/L),随着平衡液氮浓度的增加,土壤氮解吸率逐渐降低;当土壤氮吸附量为-57.267～352.400 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮吸附能力降序排列为HSZSHHMS;当氮解吸量为8.367～37.833 mg/kg时,不同母质发育的稻田土氮解吸能力降序排列为HHHSMSZS;4种土壤对氮的吸附等温曲线可用Linear模型较好拟合,相关系数在0.928～0.978之间。而在低磷浓度范围内(0～10 mg/L),土壤磷吸附量大于解吸量;当平衡液磷浓度超过10 mg/L时,土壤固持磷的能力减弱,解吸增加,但吸附量仍大于解吸量;当土壤磷吸附量为-110.312～534.961 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷吸附能力降序排列为HSHHZSMS;当磷解吸量为0.188～14.320 mg/kg时,不同母质发育的稻田土磷解吸能力降序排列为ZSMSHSHH;磷等温吸附曲线与Langmuir、Freimdlich 模型均能较好拟合,相关系数在0.945～0.995之间。总体而言,湖南省不同母质发育的稻田土对氮、磷的吸附解吸特征均不同,表现为黏性较强的紫色土固持氮的能力最强,可通过有效固持土壤溶液中的氮,降低氮流失风险;而沙性较强的麻砂泥对氮的固持能力最差,氮素流失风险较高;4种水稻土对磷的吸附能力均很强,且解吸率较低,说明湖南省主要稻田土壤对磷的吸附能力很强,流失风险相对较小。     

铝污泥对磷的吸附动力学机制及其影响因素

通过对铝污泥对磷的吸附动力学特征、吸附等温特征及影响吸附的主要因素的研究,得出铝污泥对水中磷的吸附特征符合Langmuir和Freundlich方程,其中Langmuir方程拟合效果较佳,最大饱和吸附量为1.3194 mg/g;吸附动力学表明:准2级动力学拟合效果较好(R20.98)。在4种影响因素中,铝污泥粒径影响最大,在粒径0.15 mm、温度为30℃、p H为7、转速120 r/min时,吸附量最大,为1.28270 g/L。影响铝污泥吸附磷的因素由大到小依次为:铝污泥粒径、转速、溶液pH、温度。     

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。     

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.     

Sr－Fe－壳聚糖磁性纳米微球对亚甲基蓝的吸附效果

[目的]研究Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球对亚甲基蓝的吸附效果。[方法]以SrFe_(12)O_(19)为内核、壳聚糖为外壳,制备了Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球,将其用于对亚甲基蓝的吸附,并探讨了吸附时间、染料初始浓度、吸附剂投量、pH、温度等对吸附效果的影响。[结果]Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球吸附过程基本在30 min内完成,且吸附率均达到96.3%;磁球对MB的吸附有较好的pH和温度适应性,在中性偏碱范围内(pH 7~11),25~50℃时,吸附率均保持96.0%以上;染料初始浓度为10~30 mg/L时,磁球吸附率随初始浓度的增加有轻微下降,但仍保持在95.2%以上;在染料初始浓度为30 mg/L时,磁球最佳投量为1.00 g/L,吸附率为97.4%;Sr-Fe-壳聚糖磁性纳米微球对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温吸附方程,吸附过程符合准二级动力学方程特征。[结论]该研究为染料废水的吸附处理提供了一种新的材料与方法。     

铁钙复合法处理高浓度含磷农药废水的研究

[目的]探索由生产氟磺胺草醚而产生的高浓度含磷废水的除磷方法。[方法]用氯化钙、氯化铁及铁钙复合法对农药厂生产氟磺胺草醚而产生的高浓度含磷废水进行处理。[结果]氯化钙处理法的最佳pH值为8,最佳投药量为5.33 g/L,去除率为99.45%,处理成本为10.80元/kg磷;氯化铁处理法的最佳pH值为7,最佳投药量为6.50 g/L,去除率为99.08%,处理成本为56.89元/kg磷;铁钙复合法处理的最佳pH值为8,氯化钙最佳投药量为5.33 g/L,氯化铁最佳投药量为60 mg/L,此时去除率达99.91%,处理成本为11.28元/kg磷;处理后的废水可达到《污水综合排放标准（GB 8978—1996）》1级排放标准。[结论]铁钙复合法对该种农药废水中高浓度无机磷具有良好的去除效果。     

磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究

以乌梁素海和岱海表层沉积物为吸附剂,开展了磷在沉积物上的吸附动力学和等温吸附实验研究,采用交叉型Langmuir模型描述了磷在2个湖泊沉积物上的吸附行为,并分析测定了等温吸附后沉积物中磷的形态分布。结果表明,不同浓度条件下沉积物对磷的吸附动力学过程基本相似,Elovich方程能较好地描述2个湖泊沉积物对磷酸盐的吸附动力学过程;Langmuir交叉型吸附等温式能较好地描述磷在岱海和乌梁素海沉积物上的等温吸附行为(R2=0.990),模型中的k、Qm、EPC0、NAP等参数较好地反映了2个湖泊沉积物在成因、粒度及矿物组成等方面的差异;吸附磷的形态再分布揭示颗粒物所吸附的水相磷主要分布于Ex-P,且Or-P是沉积物中重要的潜在生物有效性磷源,对湖泊富营养化的作用不容忽视。     

凹凸棒土对Cd（Ⅱ）的吸附性能研究

采用凹凸棒土对废水中的Cd（II）进行吸附试验,探讨了吸附时间、凹凸棒土投加量、废水中Cd（II）的初始浓度对吸附率的影响,探索最佳工艺条件;同时考察了酸化改性后凹凸棒土对Cd（II）的吸附性能,并分析了凹凸棒土对Cd（II）的吸附等温线。结果表明Cd（II）的初始浓度越高,吸附率越低;Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量60 g/L时,去除率达到94.6%;盐酸改性后,Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量40 g/L时,吸附率达93.5%,当凹凸棒土投加量为60 g/L时吸附率达98.2%;从拟合吸附等温线相关性系数来看,Langmuir方程能更好地描述吸附过程中凹凸棒土对Cd（II）的吸附。     

生物炭对杉木人工林土壤磷素吸附解吸特性的影响

为了改善磷素吸附作用,提高磷在杉木人工林土壤中的利用率,又防止解吸过度引起土壤磷素淋溶造成资源浪费,以杉木树叶和树干为原料,分别在300℃和600℃下制备4种生物炭:300℃杉叶炭(BL300)、600℃杉叶炭(BL600)、300℃木屑炭(BW300)和600℃木屑炭(BW600),分别向土壤中加入0%、2%、4%、8%比例的生物炭,完成吸附解吸试验。结果表明,制备原料和温度对生物炭的成分和性质有决定性的作用,杉叶生物炭pH值、灰分含量、有效磷等的含量显著高于木屑生物炭,且高温炭大于低温炭,其中BL600生物炭pH值、灰分含量及有效磷含量最高;Langmuir模型能很好地拟合生物炭添加后红壤磷素的吸附过程,在低磷浓度时生物炭添加对土壤磷素吸附作用的影响不大,高磷浓度时则促进吸附作用;其中杉叶炭促进土壤磷素吸附的作用大于木屑炭,高温炭大于低温炭,2%和4%的生物炭添加量促进土壤磷素吸附,但8%的添加量会降低土壤对磷的吸附作用;生物炭添加在一定程度上降低了土壤磷素的解吸率,其中木屑炭降低的作用大于杉叶炭;因此建议在磷浓度较高的杉木林人工土壤中添加中低量的BL600,在磷浓度较低的杉木林人工土壤中添加大量的BL600,土壤富磷时能够增强吸附作用,减小土壤磷素淋溶风险,土壤缺磷时增加解吸率来提高土壤磷素利用率。     

不同培养条件下生物炭对磷吸附解吸能力的影响

将350℃和600℃2种不同裂解温度下的芦苇秸秆生物炭作洗涤和未洗涤处理后,与巢湖十五里河河口湿地土壤进行网隔培养,培养的水分处理分为:淹水、干湿交替和75%田间持水量,共得到12个样品。对培养后生物炭进行磷素吸附-解吸实验,采用Langmuir和Freundlich吸附模型分析处理3种水分培养后的生物质炭对磷的吸附-解吸差异。结果表明:吸附量均随磷平衡浓度的增加而增大,且淹水的吸附量远远大于75%田间持水量。Langmuir和Freundich方程均能很好地描述12种不同处理的生物质炭对磷的等温吸附过程。淹水的各个拟合参数均高于干湿交替和75%田间持水量。解吸量均随添加磷浓度的增大而增大,解吸率随添加磷浓度的增加而减少。淹水的解吸量和解吸率均高于干湿交替和75%田间持水量。