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免烧生物活性陶粒的制备及在农药废水中的应用研究

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环境工程 2023年第S02期41卷 65-70页

作者：王国旗韦丽敏羊建东张宇峰李志涛南京工业大学环境科学与工程学院南京211800 江苏宜裕环保科技有限公司江苏宜兴211200

以硫铝酸盐水泥为粘接剂,粉煤灰,凹凸棒以及活性炭为原料,水洗高岭土为填充剂,制备免烧陶粒。通过单因素分析和正交试验,确定了免烧陶粒的最佳配方为40%的硫铝酸盐水泥,15%的粉煤灰,2%的凹凸棒,3%的活性炭和40%的高岭土,免烧陶粒最佳配... 详细信息

以硫铝酸盐水泥为粘接剂,粉煤灰,凹凸棒以及活性炭为原料,水洗高岭土为填充剂,制备免烧陶粒。通过单因素分析和正交试验,确定了免烧陶粒的最佳配方为40%的硫铝酸盐水泥,15%的粉煤灰,2%的凹凸棒,3%的活性炭和40%的高岭土,免烧陶粒最佳配方性能指标为筒压强度2.41 MPa,软化系数为80.08%,空隙率为41.48%,比表面积为28.70 m^(2)/g。按最佳配方加入菌液进行造粒,制备免烧生物活性陶粒,菌种固载于填料内部。将免烧生物活性陶粒和传统陶粒在农药废水的BAF系统进行对比实验。结果表明:pH值为7,添加量为40%的条件下,相对于传统免烧陶粒挂膜的COD和NH_(3)-N的去除率高出8.83%和12.22%。

关键词：生物陶粒固定化免烧 BAF 包埋

生物陶粒与生物活性炭上微生物群落结构的PCR-SSCP技术解析

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环境科学 2007年第4期28卷 924-928页

作者：刘小琳刘文君清华大学环境科学与工程系北京100084

采用PCR-SSCP(单链构象多态性)技术,以16S rRNA基因的V4-V5区为靶对象,分析用于饮用水处理的生物陶粒和生物活性炭上的微生物群落结构.对生物陶粒和生物活性炭上的微生物分别进行超声波洗脱、R2A和LB平板培养后提取基因组DNA.结果表明,... 详细信息

采用PCR-SSCP(单链构象多态性)技术,以16S rRNA基因的V4-V5区为靶对象,分析用于饮用水处理的生物陶粒和生物活性炭上的微生物群落结构.对生物陶粒和生物活性炭上的微生物分别进行超声波洗脱、R2A和LB平板培养后提取基因组DNA.结果表明,除生物活性炭超声波洗脱不能提取到DNA外,其他处理均能提取到大小在10 kb以上的基因组DNA,但所提取的量有较大差异.以提取的DNA为模板分别进行PCR,均能扩增到408 bp的基因片段.这些片段经λ核酸外切酶消化处理后进行SSCP电泳.结果显示,超声波洗脱、R2A和LB培养对试验结果影响不明显.生物陶粒的微生物基因扩增片段SSCP图谱相同,且只出现1条带.测序后与基因组数据库对比,结果显示其与uncultured Pseudomonas sp.clone FTL201 16S rDNA(GenBank登录号AF509293.1)片段同源性为92%.生物活性炭的微生物基因扩增片段SSCP图谱也相同,但有2条带.测序对比的结果表明,这2个基因片段与Bacillus sp.JH19 16S rDNA(GenBank登录号DQ232748.1)片段和Bacterium VA-S-11 16S rDNA(GenBank登录号AY395279.1)片段的同源性分别为100%和99%.

关键词：生物陶粒生物活性炭微生物群落群落结构单链构象多态性

人工湿地常用生物陶粒基质LDHs覆膜改性及其除磷效果研究

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环境科学学报 2015年第9期35卷 2840-2849页

作者：郭露张翔凌陈巧珍王晓晓阮聪颖黄华玲武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 武汉理工大学城镇供水与水污染控制技术研究中心武汉430070

分别利用3种二价金属化合物和3种三价金属化合物,采用水热共沉淀法在碱性条件下对人工湿地中常用的生物陶粒基质进行层状双金属氢氧化物(LDHs)覆膜改性,并将9种不同类型的LDHs覆膜改性生物陶粒基质和普通生物陶粒基质分别填充于10个垂... 详细信息

分别利用3种二价金属化合物和3种三价金属化合物,采用水热共沉淀法在碱性条件下对人工湿地中常用的生物陶粒基质进行层状双金属氢氧化物(LDHs)覆膜改性,并将9种不同类型的LDHs覆膜改性生物陶粒基质和普通生物陶粒基质分别填充于10个垂直流人工湿地模拟实验柱中,进行除磷净化实验.结果表明,9种不同类型的改性生物陶粒基质均能有效提高磷素的净化效果;Zn系LDHs改性生物陶粒对总磷、溶解性总磷、磷酸盐均有很好的处理效果,其中Zn Fe-LDHs、Zn Co-LDHs和Zn Al-LDHs对总磷的平均去除率均在92%以上,对溶解性总磷和磷酸盐的平均去除率均超过95%;其对磷素的净化机理主要集中于物理化学作用,同时还应与其对微生物生长的促进作用有关.

关键词：人工湿地生物陶粒覆膜改性除磷效果 ZnFe-LDHs

“气浮-生物陶粒-膜”组合工艺处理微污染湖水的运行特性

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环境工程学报 2014年第12期8卷 5249-5253页

作者：刘强赵昌爽闫猛赵苔馨徐州工程学院环境工程学院徐州221111

为了提高饮用水水质,将气浮、生物陶粒与膜进行有机组合,开发出"气浮-生物陶粒-膜"一体化工艺。采用该工艺处理高藻、低浊、有机物浓度较高的微污染湖水,对其运行特性进行研究。实验结果表明,该工艺对有机物和藻类均具有良好的去除效果... 详细信息

为了提高饮用水水质,将气浮、生物陶粒与膜进行有机组合,开发出"气浮-生物陶粒-膜"一体化工艺。采用该工艺处理高藻、低浊、有机物浓度较高的微污染湖水,对其运行特性进行研究。实验结果表明,该工艺对有机物和藻类均具有良好的去除效果,对浊度、色度、COD、氨氮、叶绿素a的平均去除率分别为97.6%、80.6%、69.6%、64.1%和94.4%。另外,该工艺表现出了良好的抗膜污染能力。实验开始时,跨膜压差约为2.2 k Pa;当实验运行至100 d时,跨膜压差仅为4.1 kPa。

关键词：藻类气浮生物陶粒膜膜污染

生物陶粒悬浮填料移动床同步硝化反硝化脱氮试验研究

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生物陶粒悬浮填料移动床同步硝化反硝化脱氮试验研究

作者：周艾文暨南大学

学位级别：硕士

近年来,水体富营养化问题越来越严重,急需开发一种既脱氮效果好,又简便节能的生物脱氮工艺。悬浮填料移动床是一种吸收了传统的流化床和生物接触氧化法两者的优点而成的高效污水处理方法,可为世代时间长、增值速度慢的硝化菌群提供良好... 详细信息

近年来,水体富营养化问题越来越严重,急需开发一种既脱氮效果好,又简便节能的生物脱氮工艺。悬浮填料移动床是一种吸收了传统的流化床和生物接触氧化法两者的优点而成的高效污水处理方法,可为世代时间长、增值速度慢的硝化菌群提供良好的生存环境,使系统脱氮能力突出。本文研究了悬浮填料移动床在有氧情况下同步硝化反硝化(SND)的生物脱氮机理,并对影响SND的各种因素进行了详细的研究。反应器由透明有机玻璃制成,采用轻质生物陶粒作为载体,以实际生活污水为处理对象,研究了生物陶粒悬浮填料移动床SND脱氮机理,以期在工艺上和技术上实现污水低成本脱氮。试验采用快速排泥法进行挂膜;挂膜成熟后,通过试验确定最佳填料填充率为30%,适宜温度为20～30℃,最佳水力停留时间为6h;然后通过单因素影响试验研究了DO、C/N、pH对反应器有机物去除及脱氮效果的影响。得出如下结论：反应器在DO为2.5～3.0mg/L条件时同步硝化反硝化脱氮效果最佳,NH4+-N、TN去除率分别可达到78.47%、51.3%;C/N为7-10、pH值为7.0～8.0条件下运行,SND脱氮效果最佳;并采用正交试验进一步考察了影响因素对反应器SND脱氮效果的影响,并对得出的结论进行检验性试验。试验研究了单个典型周期内反应器脱氮特征,证明了反应器具有同步硝化反硝化脱氮性能;并利用微环境理论和微生物学理论对试验中所发生的SND现象进行了解释。进一步对反应器内生物膜活性特性研究发现,生物膜活性较强,耗氧速率OUR、比耗氧速率SOUR分别为88.13μgO2/(g陶粒·h)、3.09μgO2/(mgVS·h);平均硝化速率、反硝化速率分别可达到2.21 mgNH4+-N/(gMLSS·h)、0.98mgNO3--N/(gMLSS·h)。在反应器同步硝化反硝化影响因素研究的基础上,根据物料平衡原理进行了SND动力学模型推导和探讨,并与试验结果进行拟合;模型较好地模拟了生物陶粒悬浮填料移动床同步硝化反硝化的结果。

关键词：生物陶粒悬浮填料移动床同步硝化反硝化脱氮

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生物陶粒过滤工艺处理微污染原水研究

中国给水排水 2008年第23期24卷 92-94页

作者：宋学峰付红丽许成君马放邱珊大庆石油管理局供水公司黑龙江大庆163453 哈尔滨工业大学城市水资源与环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

采用陶粒滤料处理微污染原水,研究了具有不同结构特性的陶粒滤料对有机物、藻类及浊度的去除效果。结果表明:对高锰酸盐指数的去除率>25,最高可达38;对氨氮的去除率>60,最高为70;对亚硝酸盐氮的去除率>98;对藻类的去除率可达95以上;出... 详细信息

采用陶粒滤料处理微污染原水,研究了具有不同结构特性的陶粒滤料对有机物、藻类及浊度的去除效果。结果表明:对高锰酸盐指数的去除率>25,最高可达38;对氨氮的去除率>60,最高为70;对亚硝酸盐氮的去除率>98;对藻类的去除率可达95以上;出水浊度陶粒处理效果好,适合作为水厂工艺改进的首选滤料。

关键词：微污染原水生物陶粒过滤工艺处理水质水厂

微波辅助FeCl3复合改性生物陶粒除磷研究

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微波辅助FeCl3复合改性生物陶粒除磷研究

作者：山丕斌昆明理工大学

学位级别：硕士

营养元素氮、磷过剩是导致水体富营养化的主要原因,而磷含量是控制淡水水体富营养化的主要因素之一,较低的氮磷比更易引起水体富营养化。吸附法除磷具有工艺简单、占地小、产泥量小、环境友好等优点,如何在提高吸附剂吸附容量的同时,控... 详细信息

营养元素氮、磷过剩是导致水体富营养化的主要原因,而磷含量是控制淡水水体富营养化的主要因素之一,较低的氮磷比更易引起水体富营养化。吸附法除磷具有工艺简单、占地小、产泥量小、环境友好等优点,如何在提高吸附剂吸附容量的同时,控制吸附剂制备成本,是吸附法除磷的研究重点。通过实验室配制3mg/L的模拟含磷废水进行吸附处理试验,对7种常见的吸附剂材料进行比选,遴选吸附剂。采用化学法和微波法对吸附剂进行改性,对比了单一改性和复合改性共24种组合改性方式的除磷效果,最终确定吸附剂的最佳改性方式,并对改性吸附剂的最佳制备条件进行了研究。通过扫描电镜、比表面积及孔径分析、傅立叶红外光谱、X射线衍射、等温吸附曲线拟合、吸附动力学模型拟合等方法对改性吸附剂除磷的吸附机理进行分析,最后进行吸附剂的解吸再生试验和实际含磷废水的动态吸附试验。得出以下主要结论:(1)100ml的3mg/L模拟含磷废水,在吸附剂投加量20g/L,室温下振荡5h条件下,经预处理的沸石、生物陶粒、火山石、椰壳活性炭、商用活性炭、石英砂、硅藻土7种吸附剂材料中,生物陶粒对总磷吸附效果最好,去除率为61.15%,故选择生物陶粒为本试验的吸附剂。(2)单一化学改性:分别采用1mol/L的酸(HCl)、碱(NaOH)、盐(NaCl、MgCl、CaCl、FeCl、Al(SO)、ZnCl)对生物陶粒进行水热化学改性,制得的8种化学试剂改性生物陶粒中,FeCl改性生物陶粒对总磷的吸附效果最优,对100ml的3mg/L含磷废水,在吸附剂投加量20g/L,室温条件(下同)振荡吸附180min时,总磷去除率为90.24%,吸附240min时,总磷去除率达97.76%。物理化学复合改性:(1)8种化学试剂+高温焙烧(400℃3h)改性生物陶粒中,FeCl+高温焙烧后的陶粒对磷的吸附效果最优,振荡吸附180min时,总磷去除率为70.56%,吸附240min时,总磷去除率达89.38%。(2)8种化学试剂+微波辐射(406W 10min)复合改性生物陶粒中,FeCl+微波辐射改性陶粒对总磷的吸附效果最优,振荡吸附180min时,总磷去除率为98.27%,吸附240min时,总磷去除率可达100%。24种改性方法组合中,FeCl+微波辐射改性生物陶粒对总磷的吸附效果最好,故选择微波辅助FeCl改性为生物陶粒的最佳改性方法。根据单因素试验结果,FeCl溶液浓度0.6mol/L,固液比1:5,微波辐照功率567W,微波辐照时间10min为微波辅助FeCl改性生物陶粒(下简称改性陶粒)的最佳制备条件。(3)SEM电镜扫描发现改性陶粒表面呈现出不规则多孔结构,具有大量的孔洞、缝隙,平均孔径增大;FTIR红外光谱分析发现改性后陶粒表面官能团中,饱和烷烃基团种类和数量减少,羧基和酚羟基酸性官能团数量增加,这一方面为磷酸根的吸附提供了更多的吸附位点,另一方面陶粒形成羟基化表面,水中的磷酸根会与羟基发生离子交换,生成表面配位络合物;XRD分析可知:改性前陶粒主要由SiO、AlO、CaCO、FeO等成分组成,改性后陶粒的CaCO含量大幅降低,AlO含量也有所降低,此外陶粒表面出现了纳米态的FeOOH,FeOOH提高了改性陶粒整体的等电点,有利于吸附水中带负电的磷酸根离子,同时,水中的磷酸根能取代羟基位置,并与Fe配位,生成络合物,使磷得以去除;BET测试结果显示,改性前后陶粒孔结构类型均属不均匀狭缝孔,孔径总体处于介孔范围,最可几孔径在4.1nm左右,改性陶粒比表面积比改性前增大了3.26倍,孔容也得到较明显的提高,提高了陶粒对总磷的吸附能力。(4)改性陶粒对总磷的吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型,相关系数为0.9858,说明对磷的吸附主要以单分子层的化学吸附为主,物理吸附为辅;改性陶粒吸附总磷过程与伪二级动力学方程拟合程度最高,相关系数为0.9944,说明总磷吸附速率的控制性步骤是化学反应或通过电子得失的化学吸附。(5)总磷浓度为3mg/L时,改性陶粒吸附总磷的静态实验最佳工况:改性陶粒投加量30g/L,模拟含磷废水溶液pH=4,反应温度55℃,振荡时间50min条件下,改性陶粒对水中总磷的吸附去除率可达100%,几乎可以实现对磷的完全去除。(6)1mol/L浓度的NaOH溶液作为解吸剂,对吸附饱和改性陶粒的解吸效果最好,总磷的解吸率达到96.22%,可以实现对磷的有效回收。经解吸处理的改性陶粒,再用来吸附3mg/L的含磷废水,总磷去除率为64.99%。(7)采用700mm柱高,50mm内径的吸附柱进行动态吸附实验。最佳吸附条件:改性陶粒滤层厚度0.45m,废水进水流量4ml/min条件下,吸附穿透时间为570min,吸附饱和时间为780min。改性陶粒滤层越厚,进水流量越小,总磷的吸附穿透时间和吸附饱和时间越长。(8)昆明某高校中水处理站初沉池出水总磷平均浓度为2.632mg/L,经改性陶粒滤柱动态吸附

关键词：吸附法生物陶粒改性 FeCl3 微波辐射总磷

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生物陶粒柱深度处理水厂滤后水

中国给水排水 2007年第9期23卷 53-55页

作者：刘艳艳韩宏大天津城市建设学院环境与市政工程系天津300384 天津市自来水集团有限公司天津300040

采用生物陶粒柱(接种经筛选的工程菌)对水厂滤后水进行深度处理。结果表明,在水温为10～17℃、滤速为6 m/h、水力停留时间为40 min、气水比为1∶1的工况下,生物陶粒柱对滤后水中的CODMn、氨氮的去除率分别为30%和67.45%,优于水温为1～1... 详细信息

采用生物陶粒柱(接种经筛选的工程菌)对水厂滤后水进行深度处理。结果表明,在水温为10～17℃、滤速为6 m/h、水力停留时间为40 min、气水比为1∶1的工况下,生物陶粒柱对滤后水中的CODMn、氨氮的去除率分别为30%和67.45%,优于水温为1～10℃、滤速为4 m/h、水力停留时间为30 min、气水比为1∶1工况下对两者的去除率(分别为10%和61.9%);两种工况下的出水浊度均在0.3～0.4 NTU。

关键词：饮用水深度处理生物陶粒

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曝气生物滤池中生物陶粒的研究进展

给水排水 2015年第S1期41卷 173-174页

作者：尤鑫中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉400013

生物陶粒作为一种广泛应用的材料,已经成为滤料研究的热门方向。介绍了曝气生物滤池中生物陶粒滤料的种类和性能,并对生物陶粒滤料的存在问题及发展方向进行了讨论。

关键词：生物陶粒滤料曝气生物滤池