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粉煤灰砖块对磷酸盐的吸附特性

环境工程学报 2014年第5期8卷 1711-1717页

作者：刘超杨永哲宛娜西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司济南250101

以建筑废料粉煤灰砖块为吸附剂材料,通过静态吸附实验研究其对磷酸盐的吸附特征,以及磷酸盐初始浓度、吸附剂投加量、pH等因素对吸附反应的影响。Langmuir、Freundlich和Temkin等温模型的分析发现,Langmuir等温式方程最适合描述吸附过程... 详细信息

以建筑废料粉煤灰砖块为吸附剂材料,通过静态吸附实验研究其对磷酸盐的吸附特征,以及磷酸盐初始浓度、吸附剂投加量、pH等因素对吸附反应的影响。Langmuir、Freundlich和Temkin等温模型的分析发现,Langmuir等温式方程最适合描述吸附过程,对磷酸盐的理论饱和吸附容量为44.62 mg/g。利用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型和颗粒内扩散模型考察了吸附过程特征,其中伪二级动力学模型为最适于描述粉煤灰砖块对磷酸盐的吸附过程的动力学模型。通过颗粒内扩散模型、Bangham方程及Boyd模型对吸附动力学机理进行的探讨表明,颗粒内扩散速率不是粉煤灰砖块吸附磷酸盐反应的惟一速率控制步,膜扩散速率和颗粒内扩散速率共同影响着吸附反应速率。磷酸盐浓度较低时主要是膜扩散限制吸附反应速率,而磷酸盐浓度较高时则颗粒内扩散成为速率控制步。研究证明,粉煤灰砖块粉末作为湿地基质具有对磷酸盐很强的吸附能力,在减少了固体废弃物的数量的同时又可以实现水污染控制的目的。

关键词：粉煤灰砖块磷酸盐吸附等温式吸附动力学

内源电子受体产生及其在抑制富磷剩余污泥释磷行为中的应用

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环境工程学报 2014年第9期8卷 3743-3748页

作者：李维杨永哲西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 新疆市政建筑设计研究院有限公司乌鲁木齐830063

根据生物脱氮除磷系统产生的富磷剩余污泥含有硝化细菌和生产废水含有高浓度氨氮的特点,将生产废水中的氨氮转化为硝酸盐(内源电子受体),并将获得的内源电子受体利用在富磷剩余污泥浓缩过程,同步实现内源电子受体反硝化及其抑制富磷剩... 详细信息

根据生物脱氮除磷系统产生的富磷剩余污泥含有硝化细菌和生产废水含有高浓度氨氮的特点,将生产废水中的氨氮转化为硝酸盐(内源电子受体),并将获得的内源电子受体利用在富磷剩余污泥浓缩过程,同步实现内源电子受体反硝化及其抑制富磷剩余污泥释磷行为。结果表明,将富磷剩余污泥(excess activated sludge,EAS。EAS1是在好氧方式下添加,EAS2是在缺氧方式下添加)与生产废水(reject water)按4种比例(Ⅰ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶85%∶0%;Ⅱ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶80%∶5%;Ⅲ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶75%∶10%;Ⅳ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶65%∶20%)混合曝气用于产生内源电子受体时,最佳硝化时间均为12 h,可将液相中的氨氮分别由初始的(113.16±0.85)mg/L、(117.18±4.39)mg/L、(129.48±4.85)mg/L及(142.53±0)mg/L降至(0.74±0.41)mg/L、(0.45±0.15)mg/L、(0.41±0.15)mg/L及(0.38±0.08)mg/L;同时,硝酸盐氮分别由初始的(7.48±7.91)mg/L、(12.87±5.81)mg/L、(12.87±5.81)mg/L及(13.55±6.18)mg/L升为(128.37±11.03)mg/L、(141.43±12.71)mg/L、(148.01±14.84)mg/L及(146.22±7.53)mg/L。内源电子受体可将重力浓缩过程中释磷量分别削减85%、63%、64%及83%,同时使得由生产废水回流引起的氨氮积累量分别减少89.25%、69.93%、74.31%及85.40%。在整个内源电子受体产生及其应用于抑制污泥释磷阶段,TN去除率分别为39.59%、44.54%、51.86%及57.33%。上述内源电子受体胁迫条件下的浓缩过程中,不仅可以有效降低由重力浓缩释磷引起的磷积累量,且可同步实现减少由生产废水回流引起的氨氮积累量。

关键词：内源电子受体释磷生产废水富磷剩余活性污泥重力浓缩

多级潮汐流人工湿地对污泥厌氧消化液中氨氮及有机物的去除特征

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环境工程学报 2016年第7期10卷 3687-3693页

作者：赵立吴雷杨永哲西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055

针对城市污水处理厂污泥厌氧消化液回流而引起城市污水处理厂处理系统内氨氮累积的问题,采用多级潮汐流人工湿地(MTF-CWs),研究MTF-CWs对污泥厌氧消化液中氨氮和有机物的去除特征及其主要去除途径。经过260 d的运行,结果表明,NH_4^+-N和... 详细信息

针对城市污水处理厂污泥厌氧消化液回流而引起城市污水处理厂处理系统内氨氮累积的问题,采用多级潮汐流人工湿地(MTF-CWs),研究MTF-CWs对污泥厌氧消化液中氨氮和有机物的去除特征及其主要去除途径。经过260 d的运行,结果表明,NH_4^+-N和COD平均进水浓度分别为859.55 mg·L^(-1)和446.52 mg·L^(-1),MTF-CWs对NH_4^+-N和COD均有较好的处理效果,平均去除率分别为66.50%和47.10%。在MTF-CWs中,转化为NO_2^--N和NO_3^--N占被去除NH_4^+-N的73.21%,硝化反应是NH_4^+-N去除的主要途径,MTF-CWs的平均硝化速率为0.3 kg·(m^3·d)^(-1)。TN的平均去除率为17.63%,去除效果较差,其原因在于原水中缺少反硝化所需要的碳源。

关键词：潮汐流人工湿地污泥厌氧消化液氨氮去除硝化

SMBR系统活性污泥性质对膜污染特征的影响

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环境科学学报 2014年第1期34卷 115-120页

作者：高彦昌杨永哲应京强西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 太原市市政工程设计研究院太原030002

采用浸没式膜生物反应器(Submerged membrane bioreactor,SMBR),在曝气量300 L·h-1、膜通量15 L·m-2·h-1、抽吸/间歇时间为8 min/2 min的工况下,在缺氧区采用不同搅拌强度运行,研究了活性污泥特性及其对滤饼层特征的影响.试验结果表... 详细信息

采用浸没式膜生物反应器(Submerged membrane bioreactor,SMBR),在曝气量300 L·h-1、膜通量15 L·m-2·h-1、抽吸/间歇时间为8 min/2 min的工况下,在缺氧区采用不同搅拌强度运行,研究了活性污泥特性及其对滤饼层特征的影响.试验结果表明,搅拌强度对系统主要水质指标的去除没有明显的影响.但随着搅拌强度的突然增加,会导致活性污泥上清液胶体态物质升高,胞外聚合物由(28.94±9.61)mg·g-1(以VSS计,下同)增加到(52.57±7.98)mg·g-1,膜污染速率增加2.13倍;滤饼层污染引起的跨膜压差(Trans-membrane pressure,TMP)占到总TMP的93.64%以上.

关键词：活性污泥浸没式膜生物反应器滤饼层胶体

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生物除磷脱氮技术的研究动向

中国给水排水 2002年第7期18卷 20-22页

作者：林燕杨永哲袁林江彭党聪王志盈西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055

在参阅大量国内外文献资料的基础上 ,综述了生物除磷脱氮技术的现状及发展趋势 ,介绍了针对系统环境条件、碳源需求以及对反硝化聚磷的诱导与调控等领域内的研究动向。

关键词：生物处理除磷脱氮

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高轴压比复合消能剪力墙抗震性能的试验研究

高轴压比复合消能剪力墙抗震性能的试验研究

作者：杨永哲天津大学

学位级别：硕士

本文对一种新型耗能阻尼抗震墙——复合消能剪力墙进行了研究,进行了4?榀高轴压比复合消能剪力墙在低周反复水平荷载作用下的抗震性能试验。通过对试验过程的观察和对试验结果的分析,总结高轴压比剪力墙在耗能性能、延性等方面相对于低... 详细信息

本文对一种新型耗能阻尼抗震墙——复合消能剪力墙进行了研究,进行了4?榀高轴压比复合消能剪力墙在低周反复水平荷载作用下的抗震性能试验。通过对试验过程的观察和对试验结果的分析,总结高轴压比剪力墙在耗能性能、延性等方面相对于低轴压比构件的特点,验证了复合消能剪力墙的抗剪承载力表达式及刚度计算公式,试验结果与计算公式吻合良好。最后采用SATWE程序运用时程分析法,通过结构体系动力分析,对工程实例进行计算,研究了该结构体系的优越性。试验结果表明,复合消能剪力墙与传统框架结构相比具有刚度大、承载力高、延性好、性价比高等优点,能够在抗震中发挥其抗剪耗能阻尼作用,具有很高的实际应用价值。

关键词：复合消能剪力墙轴压比抗剪承载力刚度时程分析

掺氮碳纳米管的制备及其催化硝基苯加氢性能研究

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掺氮碳纳米管的制备及其催化硝基苯加氢性能研究

作者：杨永哲湘潭大学

学位级别：硕士

芳香胺作为一类重要的化工工业原料,广泛用于各行各业,工业上一般通过硝基化合物的催化加氢来制备。一般来说,催化加氢反应用的都是金属催化剂,由于贵金属催化剂成本较高,研究人员越来越倾向于用一般金属来代替贵金属,但是仍然存在着活... 详细信息

芳香胺作为一类重要的化工工业原料,广泛用于各行各业,工业上一般通过硝基化合物的催化加氢来制备。一般来说,催化加氢反应用的都是金属催化剂,由于贵金属催化剂成本较高,研究人员越来越倾向于用一般金属来代替贵金属,但是仍然存在着活性组分流失、催化剂易中毒、易团簇等缺点,导致催化剂活性降低,因此开发一种低成本,无上述缺点的催化剂十分必要。非金属催化剂因为不含金属组分,不存在上述缺点,而碳纳米管作为一种优异的材料被广泛应用,如果能对其改性,直接用作加氢反应的非金属催化剂将有很大的意义。本论文研究了氮掺杂改性碳纳米管,并以硝基苯加氢为探针反应,考察其直接用作加氢催化剂的可能性,并对催化剂的活性中心进行了探索。本工作采用原位合成和后处理掺杂两种方法制备了掺氮碳纳米管。原位合成法即化学气相沉积法(CVD法)合成掺氮碳纳米管,考察不同碳氮源、不同温度对掺氮碳纳米管的影响,发现以苯胺为碳氮源,在850℃下制备的掺氮碳纳米管形貌与纯度均较好。后处理掺氮法即用已有的碳纳米管,使用三聚氰胺作氮源在高温下热处理制备掺氮碳纳米管。通过TEM表征对比发现两种方法制备的掺氮碳纳米管的管径相差不大,均在20nm左右,原位合成的掺氮碳纳米管呈竹节状结构,而后处理法制备的掺氮碳纳米管没有呈现出竹节状结构但管壁明显变厚。本工作以硝基苯加氢反应作为探针将这两种掺氮碳纳米管用于催化加氢反应后发现,原位合成的掺氮碳纳米管都没有表现出催化活性,而后处理制备的掺氮碳纳米管有一定的催化活性。通过进一步设计实验排除了碳纳米管中残留金属的影响,确定其催化加氢活性来源于氮元素的掺杂。然后设计高温除氮实验进一步排除掺杂氮所造成的单独缺陷的影响,猜测是某一种类型的氮元素在催化反应中起主要的加氢作用。通过催化剂XPS表征对比发现只有在吡咯氮存在的情况下,掺氮碳纳米管才具有催化加氢活性,说明吡咯氮可能是催化加氢反应的活性中心。本工作通过对各种类型的掺氮碳纳米管进行理论模拟计算发现,氢气在吡咯氮处吸附能最大。再将三种不同类型氮元素设计在同一碳管中,并对其进行结构优化发现其前线分子轨道也主要集中在吡咯氮附近,说明吡咯氮的存在更有利于掺氮碳纳米管对氢气的吸附和解离,进而表明吡咯氮是催化加氢反应的活性中心。

关键词：掺氮碳纳米管非金属催化剂硝基苯加氢分子模拟计算

浸没式MBR在高盐高钙选矿废水深度处理中应用工艺优化

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环境工程学报 2021年第1期15卷 203-214页

作者：李爽杨永哲樊嘉文西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055

为实现高盐高钙选矿废水高效脱氮并探明浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)在选矿废水深度脱氮中应用的工艺条件,研究了水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和水温对硝化-反硝化特征的影响,运行与间歇时... 详细信息

为实现高盐高钙选矿废水高效脱氮并探明浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)在选矿废水深度脱氮中应用的工艺条件,研究了水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和水温对硝化-反硝化特征的影响,运行与间歇时间之比和运行周期对膜污染特征和机理的影响,根据出水水质及其稳定性、膜污染周期和SMBR运行稳定性确定最佳工艺条件。结果表明:在水温高于15℃及HRT分别为1.25、2.34、2.50NH^(+)_(4)-N浓度为(593.15±134.23)mg·L^(-1)(平均值±标准差),平均去除率分别为95.90%、81.30%、98.38%和99.91%;进水TN浓度为(688.39±163.97)mg·L^(-1),平均去除率分别为85.84%、56.97%、54.46%和87.93%。SMBR脱氮良好,且随着HRT的延长,脱氮效率提高,运行稳定性增加,最佳HRT为4.50 d。根据不同水温条件下的硝化-反硝化特征,确定硝化速率和反硝化速率的温度修正系数分别为1.05和1.03;20℃和9℃(最不利水温)的硝化速率分别为0.0229 kg·(kg·d)^(-1)和0.0129 kg·(kg·d)^(-1),反硝化速率分别为0.0907 kg·(kg·d)^(-1)和0.0642 kg·(kg·d)^(-1)。为确保最不利水温条件下的硝化-反硝化效果,HRT应不小于5.40 d。当最不利水温持续时间较短时,HRT宜采用4.50 d,并通过延长污泥龄的方法保证脱氮效果。在运行周期固定为12 min、运行与间歇时间之比分别为5∶1和2∶1的条件下,膜运行时长分别为6.70 d和11.14 d,缩短运行与间歇时间的比例有利于延长膜运行时长;在运行与间歇时间之比固定为2∶1,运行周期分别为12 min和6 min的条件下,膜运行时长分别为11.14 d和65.42 d,缩短运行周期有助于控制膜污染;根据膜污染特征与运行时长,确定最佳运行/间歇时间为4 min/2 min。以上结果表明了SMBR处理高盐高钙选矿废水的最佳工艺条件,可为SMBR在实践工程应用中提供理论依据。

关键词：浸没式膜生物反应器高盐高钙选矿废水硝化-反硝化特征运行/间歇时间

浅层平铺炭质吸附剂治理多氯联苯污染底泥的有效性评价研究

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环境科学学报 2013年第10期33卷 2750-2755页

作者：吴前飞周岩梅杨永哲西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

以颗粒活性炭和粉末活性炭为修复剂,并对其表面性质进行了表征.同时,应用三维荧光光谱、半透膜被动采样装置(SPMDs)和低密度聚乙烯膜(LDPEs)被动采样3种方法评价其治理多氯联苯污染底泥的效果.三维荧光实验结果表明,到第3个月,底泥修复... 详细信息

以颗粒活性炭和粉末活性炭为修复剂,并对其表面性质进行了表征.同时,应用三维荧光光谱、半透膜被动采样装置(SPMDs)和低密度聚乙烯膜(LDPEs)被动采样3种方法评价其治理多氯联苯污染底泥的效果.三维荧光实验结果表明,到第3个月,底泥修复开始显现了比较明显的效果,溶解性污染物明显减少.SPMDs试验结果显示,颗粒活性炭和粉末活性炭修复的底泥在修复后的第5个月,其目标污染物PCB40被摄取量的减少率分别达到88%和70%,LDPEs相应结果达到了91%和83%.试验表明,炭质吸附剂浅层平铺修复污染底泥效果显著,且颗粒炭比粉末炭修复效果更好.

关键词：底泥修复炭质吸附剂浅层平铺生物有效性