三种填料吸附磷的特性及其影响因素

以废弃的水泥砖、陶粒和红砖作为人工湿地填料,研究其吸附磷的特性,分析铵离子、阴离子和有机质对3种填料除磷作用的影响。研究结果表明,准二级动力学方程、Freundlich方程和Langmuir方程都能描述3种填料对磷的吸附特征,水泥砖、红砖和陶粒的理论饱和磷吸附量分别为1.592 1 mg/g、0.459 9 mg/g和0.361 1 mg/g;铵离子和阴离子对水泥砖除磷作用的影响很小,铵离子有促进红砖和陶粒吸附磷的作用,CO32-和SO42-对红砖和陶粒吸附磷有抑制作用,葡萄糖对3种填料除磷的影响不大,柠檬酸和草酸有明显抑制3种填料的除磷作用。水泥砖适合作为除磷人工湿地的填料。     

洪泽湖不同湖区表层沉积物对磷的吸附特征

研究了洪泽湖9 个湖区表层沉积物对磷的吸附行为和沉积物对磷的吸附/解吸平衡质量浓度, 并分析了沉积物理化性质与磷吸附特征参数的关系。结果表明, 在低磷浓度条件下(0~1 mg/L), 沉积物对磷的最大吸附量为50.67~85.17 mg/kg, 沉积物在磷酸盐初始质量浓度较低时都存在负吸附(释放)现象。各湖区沉积物的吸附/解吸平衡磷浓度(EPC0) 范围为0.06~0.11mg/L, 均小于其上覆水中磷的含量, 沉积物对其上覆水中的磷表现为吸附作用。沉积物最大磷吸附量(Q_max)、本底吸附态磷量(NAP) 和总最大吸附磷量(TQ_max) 与沉积物中活性铁和活性铝的含量显著正相关, 与沉积物中总磷、无机磷、有机磷和有机质的含量相关性不显著。吸附/解吸平衡浓度(EPC₀) 与沉积物各理化参数之间没有表现出显著相关性。     

氯化锌活化法制备软锰矿——核桃壳活性炭的研究

文章对氯化锌活法制备软锰矿-核桃壳活性炭进行了研究,考察了软锰矿投加量、氯化锌浓度、活化温度、活化时间等因素对软锰矿-核桃壳活性炭碘吸附值以及比表面积的影响。结果表明:软锰矿的投加量占核桃壳质量的8%、氯化锌浓度为3mol/L、活化温度为550℃左右、活化时间为120min是最佳的制备软锰矿-核桃壳的条件;在此条件下制得的活性炭碘吸附值为1,158.05mg/g,比表面积为787.540m2/g,较未添加软锰矿的核桃壳活性炭,碘吸附值和比表面积分别提高了11.5%和22.0%。     

阿拉尔河下游沉积物对铀的动态吸附机制

采用动态吸附法,研究流速、沉积物粒径、沉积物投加量、铀初始浓度等对阿拉尔河下游沉积物吸附铀的影响,并结合Thomas模型及表征数据对吸附机理进行探讨。结果表明,动态吸附饱和时间与流速、沉积物粒径及铀初始浓度呈反相关,与沉积物投加量呈正相关。总饱和吸附量与流速及沉积物粒径呈反相关,与沉积物投加量及铀初始浓度呈正相关。沉积物对铀的动态吸附符合Thomas模型,吸附过程由多个步骤共同控制,吸附速率受多个因素的共同影响。吸附的主要机制为表面络合反应,并伴有离子交换作用。     

沙漠颗粒物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了乌兰布和沙漠和库布齐沙漠颗粒物在黄河水体中对磷酸盐(P)的吸附动力学及其影响因素和吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值)。结果表明：①不同沙漠颗粒物对P的吸附能力各不相同,但吸附速率均在前 8 h内较快,以后逐渐趋缓,在48 h时基本达到吸附平衡。磷初始浓度和颗粒物浓度均对颗粒物吸附P有一定影响;②颗粒物对P的吸附过程均符合准二级吸附动力学模型及Weber-Morris扩散方程,吸附过程主要由P在颗粒物内的扩散过程控制;③入河沙漠颗粒物在黄河水体中对P的吸附过程存在一个吸附/解吸平衡点,该点对应的不同颗粒物对P的EPC0值为0.010~0.042 mg·L-1,且其值均大于相应黄河水体中的P浓度,说明沙漠颗粒物入河后有向水体释磷的趋势。     

滹沱河流域本底状态地表水氮、磷非点源污染评价

通过对滹沱河流域各支流源头区地表水中氮、磷浓度监测分析,得出本底状态下总氮浓度为0.223～5.631 mg/L,氨氮浓度范围为未检出～0.634 mg/L,可溶态氮浓度为0.190～5.532 mg/L,总磷浓度为0.024～0.683 mg/L,可溶态磷浓度为0.026～0.220 mg/L.本底状态下各水文期氮的非点源污染形态都以可溶态氮为主;磷的非点源污染形态枯水期以可溶态磷居多,丰水期以颗粒态磷为主.滹沱河流域本底状态下氮、磷非点源污染水平较高.     

抗性真菌对Pb2+、Zn2+和Cu2+的吸附特性研究

从铜陵市某矿区土壤中筛选出1株对重金属Pb2+、Zn2+和Cu2+具有抗性的真菌,命名为TL-3。以TL-3为实验菌株,在不同pH值、不同金属离子初始浓度、不同菌体量以及不同吸附时间条件下对Pb2+、Zn2+和Cu2+进行吸附实验,研究其吸附特性与对不同金属离子的吸附能力。结果表明,TL-3对Pb2+、Zn2+和Cu2+的最佳pH值为5.0。在最佳条件下,吸附量在Pb2+,Zn2+和Cu2+的初始浓度分别为200mg/L、300mg/L和200mg/L达到最大,分别为20.61mg/g,23.17mg/g和17.46mg/g。TL-3对三种重金属的吸附均在20h达到吸附平衡。     

PFS混凝-Fenton-SBR反硝化脱氮-BAF组合工艺深度处理垃圾渗滤液

采用混凝沉淀-Fenton-SBR反硝化脱氮-BAF法工艺对经SBR处理的垃圾渗滤液进行深度处理。在进水污染物平均浓度为:CODcr=800mg·L-1,BOD5=50mg·L-1,NH3-N=10mg·L-1,NO3-N=550mg·L-1,TN=630mg·L-1,色度=600倍的情况下,组合工艺的最佳条件为:PFS加药量为0.5g·L-1;H2O2(30%)投加量为0.6m·lL-1,Fe2+投加量为0.005mo·lL-1,反应时间为4小时;反硝化以甲醇为外加碳源,碳氮比为3.2。最终出水水质CODcr≤80mg·L-1,BOD5≤10mg·L-1,NH3-N≤1.0mg·L-1,NO3-N≤10mg·L-1,TN≤10mg·L-1,色度≤15倍,SS≤10mg·L-1,达到生活垃圾填埋场污染排放标准(GB16889-2008)。组合工艺的药剂总成本低于6.85元/吨。     

芦苇湿地根孔系统特征及其磷去除机理研究

为探明湿地根孔的分布特征及其磷去除机理,于2008年4～7月调查了白洋淀排污河--府河沿岸芦苇(Phragmites australis)湿地中根孔的分布,并研究了根孔系统中3种典型介质对磷的吸附特点.调查发现,排污河沿岸苇地剖面上死根孔数目约占40%,根孔的存在大大增加了交错带土壤的导水速率和水/土接触的有效面积.野外剖面清查发现,死根孔内部常存在着湿润而松软的颗粒填充物,由于交错带与周边水体的间歇性水文交换过程,湿地基质中存在明显的红棕色氧化性土壤.试验表明,根孔内部填充物、湿地氧化性基质土和湿地基质土3种典型介质对磷都有很高的吸附容量,而湿地基质和根孔内部不同的水流条件明显影响其物理化学性质和吸附性质.湿地氧化性基质土、湿地基质土和根孔内部填充物的最大磷吸附量分别为1 186.0 mg/kg、714.6 mg/kg和650.1 mg/kg.从吸附平衡浓度(EPC0)来看,三者无显著差别,均在0.025 mg/L左右,表明这3种介质可以吸附较低浓度的磷.而更接近田间条件的动态吸附试验中,饱和磷吸附量分别为:湿地氧化性基质土约320 mg/kg,湿地基质土约200 mg/kg,根孔内部填充物约140 mg/kg.根孔内部填充物吸附的磷较之二种基质土更容易解吸.以上结果说明,芦苇湿地根区3种典型介质均有较高的磷吸附容量,根孔内部填充物吸附能力低于湿地基质土壤,但错综复杂的根孔系统增加了吸附表面积,使水分和土壤充分接触,从而保持了根孔系统良好的磷去除效果.     

磷酸三丁酯—磺化煤油从盐湖卤水中萃取锂的动力学研究

采用上升液滴法研究从盐湖卤水中萃取锂的动力学,主要考察了比界面积、水相锂浓度、铁浓度和有机相磷酸三丁酯(TBP)浓度对萃取速率的影响,通过对比界面积的研究发现随着比界面积的增大,萃取速率增大,这表明TBP萃取锂的反应发生在界面区域;通过对实验数据的非线性拟合得到了萃取体系的动力学方程,R=1.208×10-9[Li+]1.221[Fe3+]0.03767[TBP]5.393,其中实验值和计算值的均方根误差为1.544%。     

长江河口潮滩表层沉积物对磷酸盐的吸附特征

实验研究了长江口滨岸潮滩表层沉积物对上覆水体中磷酸盐（PO4－P）的吸附特性，结果表明，沉积物吸磷过程主要发生在0－10小时（h)内，尔后基本上达到一种动态平衡过程，但在0－0.5h沉积的对PO4－P的吸附速率最大，达到10.40-56.40mg/kg h，且其吸附速率受细颗粒物含量影响明显。沉积物对PO4－P宾吸附容量达26.32-204.08mg/kg，且吸附容量与Fe^3 和总有机碳（TOC）含量有了的正相关关系；PO4－P的吸附效率达21.55-248.30L/kg，且吸附效率主要取决于TOC含量。此外，环境因子（温度，pH和盐度等）圣沉积的吸磷作用显著。     

海马齿对锌的耐性与富集特征

为了了解盐生植物海马齿(Sesuvium portulacastrum)对Zn的耐性和富集特征,采用1/2 Hoagland营养液水培实验,进行不同质量浓度Zn处理(0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、50 mg/L、90 mg/L和300 mg/L)30 d后,测定海马齿的株高、叶面积和生物量;并测定其根、茎和叶的Fe、Mg、Cu和Zn含量;计算耐性指数、富集系数、转运系数和移除率。结果表明,Zn质量浓度为0~50 mg/L时,海马齿能正常生长;当Zn质量浓度大于50 mg/L时,海马齿生长受到抑制;当Zn质量浓度大于90 mg/L时,海马齿出现死亡,完全致死的Zn质量浓度为300 mg/L。Zn处理显著抑制了根部对Fe的吸收,促进了叶对Mg的吸收。海马齿Zn含量最高的部位为根。海马齿的Zn富集系数远大于1,转运系数小于1。海马齿对Zn的移除作用主要体现在生物量大且富集能力强的地上部分。海马齿适用于修复Zn质量浓度小于90 mg/L水域的污染。     

3种人工湿地基质吸附污水中氨氮的性能与基质筛选研究

通过等温热力学吸附实验,比较人工湿地的基质高钙废渣、改性赤泥和火山石对污水中氨氮的去除效果。结果表明,3种基质的氨氮吸附过程都可以用Langmuir吸附等温方程进行拟合;高钙废渣、改性赤泥和火山石对氨氮的最大吸附量分别为26.27mg/g、6.15mg/g和0.98mg/g;经高钙废渣处理的污水,出水最清澈;高钙废渣对氨氮的吸附效果最好。用吸附效果最好的高钙废渣进行了模拟人工湿地吸附氨氮的基质柱实验,以高钙废渣为基质的模拟人工湿地对生活污水中氨氮的去除率为20%～42%。     

一株反硝化聚磷菌的脱氮、除磷能力及其固定化净化水体的研究

主要研究了反硝化聚磷微生物对湿地受氮、磷污染水体的净化功能及在实践应用中的技术可行性.研究基于从大庆龙凤湿地富营养化水体中分离并鉴定到的一株假单胞菌(Pseudomonas putida),将其命名为DQ1.结果表明,菌株DQ1在以硝酸盐为唯一氮源,以柠檬酸为唯一碳源,在30℃的条件下静止培养30h,能将培养液中91.64％的总氮去除,去除速率达到11.33 mg/(L·h);在厌氧条件下培养2h,上清液总磷质量浓度上升27 mg/L,菌株DQ1表现出明显的有氧反硝化聚磷的特性;静止培养28h,聚磷量则可达到94.72 mg/L,磷去除率为99.6％.在高碳磷比和低碳磷比的污染体系中,菌株DQ1都对磷有较好的去除效果.DQ1固定化技术在湿地水体修复方面有很强的应用潜力,经过6h,水体中的氮和磷都能被有效去除,氨氮质量浓度由5.38 mg/L降至检测限以下,而硝态氮去除率可达98.48％,磷去除率达到97.46％.     

茶树根际土壤磷吸附动力学研究

茶树具有喜酸聚铝特性,而酸性条件下土壤中的磷很容易被固定。为了弄清茶树根际土壤磷的吸附过程与作用机理,采用外源磷吸附培养方法,研究了不同母质、不同种植年限茶树根际土壤磷的吸附过程与动力学,并用最小二乘法进行Langmuir等温吸附方程拟合磷吸附动力学曲线,探讨了茶树根际土壤的磷吸附特征。结果表明:茶树根际土壤与非根际土壤磷的吸附过程与动力学有明显的差异。与非根际土壤的相比,茶树根际土壤最大吸附量(Xm)值低56 mg/kg,但是最大缓冲容量(MBC)高2.60,磷吸附饱和度(DPS)高1.44,表明根际土壤磷吸附力显著低于非根际土壤,而磷生物有效性高于非根际土壤。3种成土母质发育的茶园根际土壤磷吸附能力强弱依次为第四纪红色粘土花岗岩风化物板页岩风化物。随着种植年限的延长,根际土壤磷吸附能力特征值Xm和MBC有所降低,而DPS有所增加。第四纪红色粘土、花岗岩风化物和板页岩风化物3种母质发育的茶树根际土壤DPS值依次提高了0.83、2.83和3.51,而Xm依次降低了91 mg/kg,131 mg/kg和61 mg/kg。     

无植物水平折流式潜流人工湿地对氮和磷的净化效果

以炉渣、木块、砾石和木块、炉渣、砾石两组基质配置方式,构建无植物水平折流式潜流人工湿地,在不同水力停留时间(2 d、3 d和5 d)条件下,比较两组湿地系统(HB1和HB2)对模拟生活污水中氮、磷污染物的去除效果,同时分析优化的基质配置方式和水力停留时间。结果表明,当水力停留时间为3 d时,人工湿地系统的总氮去除率为71%~77%,当水力停留时间增加到5 d时,其去除率为79%~80%,提高不明显;当水力停留时间为3d时,其总磷去除率达到最高值50%,继续增加水力停留时间,其去除率反而下降。因此,无植物水平折流式潜流人工湿地的最佳水力停留时间为3 d。在进水端的前1/3基质区,HB1炉渣区和HB2木块区的氨氮质量浓度分别为13~17 mg/L和18~19 mg/L,硝态氮质量浓度为5.9~9.1 mg/L和0.4~2.8 mg/L。可见,炉渣能提高氨氮的去除率,木块有利于硝态氮的去除。HB1对氮污染物(尤其是氨氮)去除效果好于HB2,其基质配置方式为炉渣、木块和砾石;对磷的去除效果两种基质组合方式差别不大,木块、炉渣和砾石组合效果略好。     

蓝藻衰亡下滇池草海沉积物中各形态磷释放动态的模拟研究北大核心CSCD

为了研究滇池草海蓝藻衰亡过程中沉积物中各形态磷含量的变化,以玻璃缸为模拟实验容器,在玻璃缸中加入叶绿素a质量浓度为50μg/L的蓝藻藻浆(此叶绿素a质量浓度为蓝藻水华爆发时的叶绿素a浓度),进行蓝藻衰亡的遮光模拟实验,研究蓝藻衰亡下沉积物中各形态磷含量的变化。研究结果表明,遮光环境会促使蓝藻大量死亡,当实验进行5 d后,加了蓝藻藻浆玻璃缸中的蓝藻颜色逐渐由绿色变为黄绿色,在实验的第5天至第13天,上覆水中的叶绿素a含量大幅度减少,到第13天,上覆水中的叶绿素a质量浓度仅为0.53μg/L,减少了约95%;上覆水中蓝藻衰亡影响了沉积物中磷的释放,实验结束时,在加了蓝藻藻浆的玻璃缸中,沉积物中的全磷质量比为1 305.09 mg/kg,减小了3.9%,铁结合态磷、钙结合态磷和铝结合态磷含量分别减少了25.72%、16.87%和3.9%,有机磷含量增大11.02%;随着蓝藻的衰亡,玻璃缸上覆水中的叶绿素a含量减少,沉积物中的有机磷含量增加,钙结合态磷和铁结合态磷含量减少。蓝藻衰亡后的残体会使沉积物中的有机磷的含量增加。因此,蓝藻衰亡是引起沉积物中营养物质释放的重要因素。     

人工湿地脱氮除磷基质的吸附能力及其影响因子

在以往人工湿地基质脱氮除磷的吸附实验数据、实验条件和吸附基质的物理化学特性数据的基础上,对吸附性能较好的基质及影响其吸附能力的因子进行判定。基于单因素方差分析,筛选出对总磷吸附性能较好的基质为粉煤灰和工业废弃矿渣,对氨氮吸附性能较好的基质为沸石。偏相关分析和逐步多元回归分析结果显示,影响粉煤灰吸附总磷能力的主要因子为SiO_2含量与Al_2O_3含量比及Fe_2O_3、CaO和MgO含量和;影响工业废弃矿渣对总磷吸附能力的主要因子为pH及Fe_2O_3、CaO和MgO含量和;影响沸石对氨氮吸附能力的主要因子为SiO_2含量与Al_2O_3含量比及粒径。因此,在粉煤灰和工业废弃矿渣对总磷的吸附过程中,化学吸附起重要作用;在沸石对氨氮的吸附过程中,以物理吸附为主。     

人工湿地系统不同流段中氮的去除效果研究

2015年8月13~19日,通过模拟实验,在植物生长期,设置不同初始进水总氮浓度,研究不同流段人工湿地中氮的去除效果,并探讨了其作用机理。设置2组由表面流段—垂直流段—水平流段组成的模拟装置,其有效长度为3.6 m,宽度为0.5 m,深度为0.85 m,炉渣基质填充高度为0.65 m,种植美人蕉(Canna indica),采集3个流段15~20 cm、30~35 cm和45~50 cm(以距离基质表层以下深度)深度以及表面流段上覆水的水样,分析测定水中铵态氮和硝态氮等指标的含量。研究结果表明,各流段人工湿地系统中,初始进水浓度影响铵态氮的去除率和去除负荷,而由于充足的碳源,初始进水浓度对硝态氮的去除率影响较小,去除率都达到95%以上。水中有机碳源充足且易分解,可以有效提高湿地系统的反硝化速率和脱氮效果。在各流段人工湿地系统中,延长水体在湿地系统中的停留时间,有利于铵态氮的去除。因此,延长停留时间和拥有充足且易分解的碳源,有利于不同流段人工湿地中氮的去除。在低初始进水浓度(总氮质量浓度为85.4 mg/L)条件下,表面流段对铵态氮去除率最高,其次为垂直流段,水平流段对铵态氮的去除率最低。在高初始进水浓度(总氮质量浓度为148.3mg/L)条件下,3个流段对铵态氮的去除效果差别不大。湿地植物吸收及其代谢、微生物代谢、基质物理化学作用,以及进水负荷等共同引起水中p H的变化;进水方式和湿地植物代谢是引起湿地系统中氧化还原电位变化的主要原因。     

Fe3O4@Mg(OH)2复合材料的制备及对铅离子吸附的应用

通过共沉淀法制备出Fe3O4@Mg(OH)2复合材料并进行了XRD、SEM、TEM、SAED测试分析。将复合材料对水溶液中Pb2+的吸附时,接触时间240分钟时达到吸附平衡。平衡时,水溶液中的Pb2+超过90%被吸附,吸附量为950.8 mg/g。通过动力学研究发现,吸附过程符合准二级动力学模型意味着意味着吸附过程中可能为化学吸附过程。