生物海绵铁去除生活污水中氨氮的性能研究
- 格式:pdf
- 大小:250.40 KB
- 文档页数:4
海绵铁在水处理中的应用
海绵铁是一种逐渐被应用的新型水处理材料。
它是由精矿粉和氧化铁磷经过研磨、磁选后高温烧结,然后冷却、冲洗、破碎,再重新磁选和筛选而得到的廉价的多孔状颗粒物质,主要成分为铁氧化物。
海绵铁与传统的铁屑滤料相比,虽然组成相似,但它具有比表面积大、比表面能高等特点,在水处理应用过程中主要是利用海绵铁的电化学富集、氧化还原反应、吸附以及絮凝沉淀等性能。
海绵铁是由铁和碳组成的合金,即由纯铁、Fe3C及一些杂质组成。
Fe3C和其他杂质以极小的颗粒形式分散在海绵铁内,由于它们的电极电位比铁的高,当处在电解质溶液中时就形成了无数个腐蚀微电池,在它的表面就有电流在成千上万个细小的电池内流动,铁作为阳极被腐蚀消耗。
当体系中有活性炭等宏观阴极材料存在时,又可以组成宏观腐蚀电池。
(1)处理印染废水
腐蚀电池法处理印染废水,腐蚀电池体系中铁为还原性物质,通过电极反应被氧化时,其提供的电子将破坏染料的发色。
电极反应的产物Fe2也具有比较强的还原性,有利于Fe+的生成,产生凝聚能力很强的Fe(OH)3胶体,吸附絮凝印染废水中的有色物质,使染料脱色及降低废水COD。
(2)处理含磷废水
海绵铁除磷效果影响因素:
①吸附剂粒径影响,宜选用0.5〜1mm的颗粒。
②滤料配比影响,海绵铁与锰砂的不同配比(质量比)对除磷效果不同,宜选用7:1配比。
第48卷第12期2019年12月应㊀用㊀化㊀工AppliedChemicalIndustryVol.48No.12Dec.2019收稿日期:2019 ̄03 ̄12㊀㊀修改稿日期:2019 ̄04 ̄22基金项目:国家自然科学基金项目(51768032)作者简介:任杰(1996-)ꎬ男ꎬ甘肃庆阳人ꎬ在读硕士研究生ꎬ师从刘晓文教授ꎬ研究方向为水土污染防治与修复ꎮ电话:18793439029ꎬE-mail:1536374112@qq.com通讯联系人:刘晓文ꎬ教授级高级工程师ꎮE-mail:liuxiaowen@scies.org复合海绵铁处理污水的研究现状与机制分析任杰1ꎬ2ꎬ刘晓文2ꎬ李杰1ꎬ吴颖欣2(1.兰州交通大学环境与市政工程学院ꎬ甘肃兰州㊀730070ꎻ2.生态环境部华南环境科学研究所ꎬ广东广州㊀510655)摘㊀要:近年来ꎬ海绵铁广泛应用于污水处理ꎬ且复合联用效果良好ꎮ综述了复合海绵铁处理污水的研究现状ꎬ物化结构性质表达以及该过程的主要机制ꎮ探究了吸附性能㊁除磷㊁脱氮及同步脱氮除磷研究中物化结构性质的表达ꎮ分析了作用过程的相关机理ꎬ研发重点和研究难题ꎮ指出了主要可控因素:投加量㊁pH值和温度等的影响ꎻ并对复合海绵铁的发展提出了一定的看法ꎬ指出耦合微生物技术和速效降解等将是接下来海绵铁进一步研发与应用的重点内容ꎮ关键词:复合ꎻ海绵铁ꎻ处理ꎻ污水ꎻ机制中图分类号:X703.1ꎻTQ03ꎻTQ04㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1671-3206(2019)12-3022-05ResearchstatusandmechanismanalysisofcompositespongeirontreatmentwastewaterRENJie1ꎬ2ꎬLIUXiao ̄wen2ꎬLIJie1ꎬWUYing ̄xin2(1.SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineeringꎬLanzhouJiaotongUniversityꎬLanzhou730070ꎬChinaꎻ2.SouthernChinaInstituteofEnvironmentalScienceꎬMinistryofEcologyandEnvironmentꎬGuangdong510655ꎬChina)Abstract:Inrecentyearsꎬspongeironhasbeenwidelyusedinsewagetreatmentꎬanditscombineduseeffectisgood.Therewerereviewedtheresearchstatusandphysicochemicalpropertiesofcompositespongeirontreatmentwastewaterandthemainmechanismoftheprocess.Therewereexploredtheexpres ̄sionofphysical ̄chemistry ̄structurepropertyofadsorptionperformanceꎬphosphorusremovalꎬnitrogenre ̄movalandsimultaneousremovalofphosphorusandnitrogen.Thiswasanalyzedthemechanisminthetreatmentprocessꎬtheemphasisofresearchanddevelopmentandtheresearchdifficultyaboutcompositetreatment.ItwerepointedouttheeffectofthemaincontrollablefactorsthatincludeddosageꎬpHandtem ̄perature.Italsoputsforwardsomeviewsonthedevelopmentofcompositespongeironꎬpointingoutthatcoupledmicrobialtechnologyandrapiddegradationwillbethekeycontentoffurtherdevelopmentandap ̄plicationofspongeiron.Keywords:compositeꎻspongeironꎻtreatmentꎻwastewaterꎻmechanism㊀㊀海绵铁制备简单㊁经济实惠ꎬ是以零价铁为主要成分的多孔物质ꎮ海绵铁在我国的研究发展史见图1ꎬ2000年以前集中于海绵铁的生产制备ꎬ防治再氧化ꎬ直接还原生产技术研发和炼钢铸铁等ꎻ2000年以后逐渐应用于污废水处理的研究与应用ꎻ以及海绵铁滤料的生产与应用(锅炉给水除氧㊁水处理除氧技术㊁除氧剂和除氧器应用等[1 ̄3])等ꎮ复合海绵铁处理污水能够改善运行环境和优化运行效果ꎮ在污水处理中被广泛用作填料ꎬ载体和化学药剂等ꎬ其具有良好的物化结构特性:①吸附作用(多孔隙)ꎻ②还原性(零价铁等)ꎻ③铁碳微电解(少量杂质)ꎻ④协同微生物作用(抑制 ̄筛选等)[4 ̄5]ꎮ图1㊀我国海绵铁的研究与发展史Fig.1㊀HistoryofresearchanddevelopmentofspongeironinChina1㊀研究现状和机制分析1.1㊀吸附性能研究张艳梅等[6]研究发现ꎬ复合海绵铁装填的微生物固定化SBR反应器对污水处理效果优于普通SBR反应器ꎮ王建超等[7]研究发现ꎬ海绵铁/活性第12期任杰等:复合海绵铁处理污水的研究现状与机制分析炭复合填料能够很大程度提高3DBER工艺脱氮除磷效果ꎮ张[6]的研究体系中ꎬ通过微生物固定化大幅提升了污水生化效率ꎻ其主要原因是缓慢出现的Fe(Ⅲ)胶团吸附生成稳固微生物群落絮体ꎬ其他学者的研究[8 ̄9]也呈现出类似效果ꎮ王[7]的研究体系中ꎬ单独活性炭体系具有很强吸附能力ꎬ海绵铁也具有疏松多孔的结构优势ꎬ其吸附能力<活性炭ꎻ复合作用的降污效果反而得到大幅提升ꎬ是由于活性炭加速了海绵铁微电解ꎬ使得有机质吸附于复合材料表面发生化学降解ꎮ从整体来看复合海绵铁的吸附性能研究ꎬ是实现可吸附降解物质的循环 吸附 ̄化学降解 ꎬ亦可见可吸附不可降解物质的 吸附 ̄固定(沉淀㊁离子交换等) ꎮ1.2㊀除磷研究李杰等[4]指出生物海绵铁体系存在铁与微生物之间构成的协同互促除磷机制ꎮ郑莹等[8]指出SBR反应器复合海绵铁总磷平均去除率较普通活性污泥法提高了52.8%ꎬ也指出海绵铁有效提高了污泥生物量ꎮ生物海绵铁使得体系优化极可能是基于海绵铁缓慢的Fe(Ⅱ)释放ꎬ推动了体系对微生物的筛选与促进了优先菌的规模性成长ꎬ随后持续性发生生化和化学作用的协同强化降解ꎮ万琼等[10]复合海绵铁曝气生物滤池发现总磷去除率上升与否ꎬ与微生物生长阶段明显相关ꎬ长期连续运行阶段较生物挂膜阶段总磷去除率下降了18%(稳定期 ̄对数期)ꎮ从微生物学角度来看ꎬ铁碳微电解提供给铁氧化菌生存繁殖更充足的Fe(Ⅱ)ꎬ厌氧Fe(Ⅱ)氧化会提供优选菌生存繁殖所需的能量ꎻ污水处理过程也会持续性提供微生物营养成分ꎬ使其生长长期处于对数期和稳定期ꎻ通过微生物生化作用等进行污染物质的吸收与分解ꎻ实现基于生物法与化学法有机结合的海绵铁 ̄铁细菌 ̄磷之间的交互作用机制[4]ꎮ从整体上来看复合海绵铁的除磷研究ꎬ是实现总磷的持续生化与化学降解ꎻ从形成过程来看ꎬ是推动微生物的循环 优选 直至完成规模性成长ꎻ从量上来看ꎬ目前化学除磷(Fe(Ⅱ)与磷形成FeHPO4)仍然是海绵铁除磷的主要部分[11 ̄12]ꎬ生化降解有较大提升空间ꎮ1.3㊀脱氮研究改进传统脱氮工艺是大多数学者关注的热点ꎬ目前国内厌氧氨氧化工艺局限于实验室ꎬ主要原因是厌氧氨氧化菌成长受抑制因素较多ꎻ对外界条件敏感[13]ꎻ甚至普通环境条件下生长也存在困难[14]ꎮ陶文鑫[13]复合海绵铁改良了厌氧氨氧化菌的生存环境ꎬ其占比由8.96%提高到22.55%ꎮ复合零价铁的研究成果对复合海绵铁具有极大借鉴和进一步的研究价值ꎬZhang等[14]指出新型混铁反应器较无铁对照组总氮去除率显著提高ꎮAn等[15]指出零价铁体系前期可以完全去除硝酸盐ꎬ微生物成长规律同1.2节ꎻAn等进一步也指出氨的生成是一个包括增长期和稳定期的双相过程[15]ꎮ投加海绵铁逐步形成厌氧水体环境ꎬ海绵铁中占比高达90%以上的零价铁和微电解产生的Fe(Ⅱ)为高效脱氮提供还原电子[10]ꎻFe(Ⅱ)后续生成的带正电絮状悬浮难溶物也可协助优选菌的规模性成长ꎮ从整体上看复合海绵铁(复合零价铁)的脱氮研究ꎬ是实现总氮的循环 吸附 ̄生化降解 ꎮ1.4㊀同步去除研究张国珍等[16]在特定条件下复合海绵铁改良多级A/O工艺ꎬ氮磷达到国家排放标准ꎮZhang等[14]对厌氧亚铁氧化过程还原硝酸盐的研究中有效脱氮ꎬ同时发现累积污泥中的铁氧化物能够循环除磷ꎮ复合海绵铁/碳源强化CRI系统较常规CRI系统氮磷去除率提幅较大[17]ꎮ权海荣等[18]复合海绵铁处理污水发现ꎬ与有机质的反应基于微电解产生的Fe(Ⅱ)ꎬFe(Ⅱ)会抑制部分微生物的生存[19]ꎬ也会促进优选菌的生长ꎻ会被极微量游离氧等ꎬ铁氧化菌等迅速氧化ꎮ复合研究可以同步实现脱氮除磷ꎮ权[18]的研究发现ꎬ在化学反应的基础上增加了吸附㊁微生物作用ꎻ优选菌的生化效率得到提升[20]ꎻ通过微生物新陈代谢及世代更新加速了微生物对有机物的富集分解[21]ꎮ张[16]的研究发现复合海绵铁对照组较不投加海绵铁对照组水质优化ꎬ指出复合能够有效提高氮磷总去除率ꎻ总氮去除率提高是体系还原性促进了硝酸盐还原ꎻ总磷去除率的提高主要依赖吸附化学反应并通过碱式磷酸盐沉淀排放ꎮ从复合物化结构性质来看复合海绵铁ꎬ是通过复合作用兼顾脱氮除磷ꎮ1.5㊀主要机制浅析海绵铁性能在污水处理中表现比较复杂ꎬ是复合材料与多种性质的共同作用[22 ̄23]ꎮ其被大量学者青睐的单一物化结构性质以及复合作用的关键:是持续性的微电解ꎬ该特性使得体系长期维系较强还原性ꎬ同时逐步推动高效降解体系的形成ꎮ不论是微生物驯化培养ꎬ还是磷酸铁盐沉淀和厌氧亚铁氧化都基于此ꎬ经一系列链式反应实现微生物驯养或有机质降解ꎮ柴志龙等[24]指出零价生物铁体系具备原电池反应㊁类Fenton效应和零价铁对微生物种群的诱导变化等ꎮ海绵铁体系进一步优化依赖于海绵铁物化结构与微生物的协同ꎮ污水处理中优势菌群得到规3203应用化工第48卷模性成长且稳定运行后能够有效提升污水处理效果[25 ̄26]ꎮ大量研究指出经筛选后产生水体呈弱碱性ꎬ且氧浓度极低条件下的高适应性微生物ꎬ其能够附着于填料等并针对性地吸附降解污染物质ꎮ复合海绵铁处理污水长期运行过程的主要机制归纳为:吸附作用+微生物作用+化学反应ꎮ2㊀复合机理和焦点浅析2.1㊀相关机理归纳海绵铁是混合物ꎬ其物相以Fe为主ꎬ同时存在Fe2O3㊁Fe3O4㊁Fe2CO3和Fe3C(其中Fe㊁C㊁O含量分别为58.79%ꎬ21.85%ꎬ19.36%)[10]ꎻ外观特点:亮点㊁灰黑色㊁疏松海绵状[27]ꎻ其主要物相组成及各项指标见表1[27 ̄29]ꎬLi等[28]通过H2直接还原制备了1~5mm的新型海绵铁球ꎮ海绵铁在污水处理的性能ꎬ见图2ꎮ表1㊀主要物相组成及各项指标Table1㊀Mainphasecompositionandindicators总铁/%单质铁/%碳及其他杂质/%杂质锰/%密度/(g cm-3)粒径/mm96~97903~40.2802.3~2.70.5~5㊀㊀(1)Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化作用ꎬFe在阳极被氧化ꎻ主导方向:Fe(Ⅱ)ңFe(Ⅲ)ꎬ存在两个氧化途径:a体系中阳极氧化或微量游离氧等的氧化作用ꎻb铁氧化菌的生物氧化作用ꎮ厌氧亚铁氧化过程使得体系具备良好的还原能力ꎬ继而无处不在的铁氧化菌等ꎬ快速氧化Fe(Ⅱ)反应生成Fe(Ⅲ)[30]并释放出能量ꎬ这些能量会促进污水体系中其他优势菌种的生长ꎮWang等[31]研究指出大量Fe(Ⅱ)被污泥里细菌絮状物吸附ꎬ表明活性Fe(Ⅲ)的还原ꎮ(2)Fe(Ⅲ)在水中主要形成单核羟基络合物胶体ꎬ进一步会生成多核络合物Fen(OH)m(n>1ꎬm=3n)ꎬ多核络合物能够降低胶体Zeta电位[27ꎬ32]ꎮ氢氧化铁胶体有很强的吸咐能力ꎬ在中性㊁碱性条件下会形成带负电且能够捕集金属离子等的悬浮体[33 ̄34]ꎮ(3)海绵铁中零价铁本身和Fe(Ⅱ)具有很强的还原性ꎬ加速有机污染物硝基化和硝酸盐的还原ꎬ促进体系的硝化和反硝化ꎮ零价铁和Fe(Ⅱ)的还原以及海绵铁微电解形成的阴极还原ꎬ将有机污染物降解为更易硝基化的短链有机物ꎮ反硝化:NO-3ңN2ʏꎬ是一系列的还原过程[35]ꎬ零价铁和Fe(Ⅱ)的还原性能够促进这一过程的发生ꎮ(4)海绵铁内微电解ꎬ阳极为铁和阴极为碳ꎮ铁在阳极氧化成Fe(Ⅱ)ꎬ污染物(重金属和有机污染物等)在阴极或被Fe(Ⅱ)还原ꎮ伴随一系列的化学反应ꎬ生成FeHPO4ꎬFen(OH)m等絮状难溶物ꎬ并伴随反应的发生会引起污水体系pH值的升高ꎮ假设反应为适定问题ꎬ只生成FeHPO4和Fe(OH)3ꎮ当体系稳定为弱碱性时ꎬFe(OH)3和H2O的反应以正方向为主ꎻ产物[Fe(H2O)6]3+是呈酸性的弱场配体ꎬ可以吸附水体中的杂质ꎬ成为微生物生长依附的场所ꎻ该反应亦可解释后续随pH值升高至弱碱性时ꎬ微生物处理效果和生长状况良好的原因ꎮ图2㊀海绵铁在污水处理中的性能Fig.2㊀Thefunctionofspongeironinsewagetreatment2.2㊀日后研发重点和复合应用的难点研发重点[10ꎬ27ꎬ36]:(1)结构(比表面积和表面孔隙)的性能研究ꎻ(2)固定化的板结现象ꎻ(3)出水溶出Fe(Ⅱ)的问题ꎻ(4)阳极钝化膜的问题ꎻ(5)微生物驯化速率和规模性成长的问题ꎮ复合应用的难点影响着海绵铁的进一步推广应用:(1)量的消耗与化学形态的转化ꎮ海绵铁应用于填料的研究取得了良好的研究成果[37]ꎬ却也可能导致出水Fe(Ⅱ)含量过高ꎮ传统吸附剂具有较强的吸附能力且不会引入其他污染ꎬ填料的筛选倾向于惰性固体材料ꎻ海绵铁并非实质惰性材料ꎻ定性分析过程呈现出持续性复杂的作用机制ꎮ方自磊[38]研究发现ꎬ复合作用依靠外加碳源ꎬ保证体系还原性ꎮ酸性污水体系会增加海绵铁的消耗量ꎬ同时其他体系也存在着海绵铁的消耗ꎮ(2)①抑制与生长ꎮ生物海绵铁体系驯化过程基于海绵铁持续性微电解性能ꎬ万琼等[39]的研究表明ꎬ海绵铁挂膜速度并不是很快ꎬ对比陶粒相差33dꎮ当复合体系投加过量海绵铁时ꎬ会抑制生物除磷ꎬ降低污水体系碱度同时磷去除抑制作用增加[40]ꎮ极可能是前期海绵铁缓慢的微电解释放出大量的Fe(Ⅱ)ꎬ抑制了微生物生长ꎮ污水后续持续反应生成带正电呈酸性的物质ꎬ会促进微生物的生长繁殖与附着成膜ꎻ②抑制 ̄筛选促生背后生化作用4203第12期任杰等:复合海绵铁处理污水的研究现状与机制分析的占比问题ꎮ贾世超等[41]的研究体系中ꎬ开始阶段Fe(Ⅱ)的含量控制在一定范围内且保持ꎬFe(Ⅱ)的强还原性抑制微生物的生长ꎻ随着后续链式反应的进行ꎬFe(Ⅱ)的含量逐渐减少ꎬ体系pH值升高ꎬ生物除磷效果加强ꎮ严子春等[42]的研究指出在复合联用中生物法的存在是肯定的ꎬ但是化学除磷作用依旧占到很大比例ꎮ3㊀可控因素3.1㊀投加量与pH值建立完整投加量估算评价体系对于复合海绵铁处理污水的研究至关重要ꎬ过量投加会导致污水体系碱度下降ꎬ延缓脱氮除磷ꎻ适当投加能够提高污水体系的pH值ꎬ强化整个体系的还原性ꎮ将海绵铁直接作用于污水ꎬ能够优化运行效果ꎬ优化程度随海绵铁加量增加(适当范围内)而增加ꎻ不论是出水总体去除率还是在横向时间上相应的去除率ꎬ都优于投加前[43 ̄45]ꎮ万琼等[10]的研究发现磷浓度为10mg/L时ꎬ海绵铁投加量不影响去除率ꎻ磷浓度大于10mg/L时ꎬ随着海绵铁投加量的增加去除率逐渐上升ꎬ同时pH越低越有利于海绵铁对磷的吸附ꎻ该现象表明投加量的作用效果受污染体系的影响ꎬ同时pH值会影响投加量的作用效果ꎮpH值对于污水体系处理效果的影响相对复杂ꎬ有研究指出进水pH值低有利于硝酸盐氮的还原和氨氮的生成[46]ꎻ弱碱性条件下ꎬ水体生物反硝化作用最强ꎮLi等[28]研究发现pH值对高浓度含镉污水的去除率无显著性影响ꎮ贾世超等[41]处理苯酚废水的过程随着Fe(OH)3的生成ꎬpH值呈现增长趋势最终稳定在弱碱性范围内ꎮ可以通过适当调节污水pH值控制复合海绵铁处理污水的运行效果ꎮ零价铁体系pH值是影响偶氮染料污水降解的主要因素ꎬ降解速率随pH值增大而增大[47]ꎮ适当增加投加量=提高pH值=强化污水还原性=促进污水反硝化体系低pH值+适当增加投加量(pH值越低越有利于磷的吸附)=提高吸附量=总磷去除率的上升ꎮ3.2㊀温度温度对污水处理影响很大ꎬ低温处理效果普遍较差ꎻ强行提高成本太高ꎮ操家顺等[48]降温处理后发现快速碳源反硝化阶段的反硝化速率及缺氧释磷速率均发生较大程度降低ꎮ姜体胜等[49]研究表明ꎬ低温严重影响污水的硝化和反硝化过程ꎮ刘凯等[50]研究指出ꎬ25ħ是脱氮和有机物去除的最佳运行温度ꎮ复合海绵铁可以适当拓宽某些污水处理的温度范围ꎮ万琼等[10]的研究指出温度几乎不影响海绵铁的吸附去除效果ꎮ郑莹等[36]通过驯化后的生物海绵铁体系降解硝基苯模拟废水ꎬ指出该体系10~40ħ均能实现高效降解ꎮ4㊀结束语(1)复合海绵铁处理污水的现状和发展ꎬ一方面是生物海绵铁体系ꎬ通过筛选㊁驯化和稳固高效菌株实现优势菌群对特定污水的有效去除ꎬ加强微生物体系运行效果:微生物生化占比持续性提升与策略ꎬ增加大规模工程化应用等ꎻ另一方面是海绵铁 ̄碳㊁海绵铁 ̄双氧水等污水处理速效产品的研究开发ꎬ如水质应急修复和应急药剂的研究ꎬ通过速效氧化和速效沉降实现污染断面的快速修复ꎮ(2)复合海绵铁是多种机理作用的复合材料优化处理污水的方法ꎬ海绵铁在水处理中呈现为复合作用机制:其物化结构性质的共同作用和效果表达ꎻ吸附作用+微生物作用+化学反应ꎮ关键作用机理是通过调控污水环境控制微电解的发生ꎬ也可根据污水环境被动持续补充体系还原性ꎬ大多数情况是缓慢提供Fe(Ⅱ)ꎻ同时缓慢发生的微电解会引起集氧化还原㊁絮凝吸附㊁催化氧化㊁络合㊁电沉积以及共沉淀等作用于一体ꎮ参考文献:[1]㊀刘耀先ꎬ刘键ꎬ孙立文.锅炉给水除氧方式的分析与改进[J].工业水处理ꎬ2002(12):54 ̄56. [2]刘耀先ꎬ刘键.锅炉给水除氧方式的分析与选用[J].工业锅炉ꎬ2002(4):33 ̄35.[3]陈军ꎬ王铁钢.常温活性海绵铁除氧剂及除氧器的研制[J].工业锅炉ꎬ2000(3):28 ̄30.[4]李杰ꎬ李文譞ꎬ魏志勇ꎬ等.海绵铁/微生物协同互促除磷研究[J].中国给水排水ꎬ2013ꎬ29(23):124 ̄127. [5]丁磊ꎬ黄继萍ꎬ朱桐.海绵铁在水处理中应用理论与实践[J].现代矿业ꎬ2009ꎬ25(7):41 ̄45. [6]张艳梅ꎬ李杰ꎬ王亚娥ꎬ等.海绵铁复合填料强化SBR工艺处理城镇污水研究[J].环境科学与管理ꎬ2014ꎬ39(8):99 ̄102.[7]王建超ꎬ郝瑞霞ꎬ孟成成.海绵铁/活性炭复合填料强化3DBER脱氮除磷特性[J].中国给水排水ꎬ2014ꎬ30(11):19 ̄23.[8]郑莹ꎬ李杰ꎬ豆宁龙ꎬ等.不同价态铁对活性污泥性能的影响[J].中国给水排水ꎬ2018ꎬ34(9):26 ̄32. [9]钟丽燕ꎬ郝瑞霞ꎬ万京京ꎬ等.新型缓释碳源耦合海绵铁同步脱氮除磷的研究[J].中国给水排水ꎬ2017ꎬ33(9):69 ̄72ꎬ76.[10]万琼ꎬ吴仪ꎬ王信ꎬ等.基于固定化载体材料海绵铁净化微污染河水特性研究[J].化工进展ꎬ2018ꎬ37(5):5203应用化工第48卷1999 ̄2009.[11]李正ꎬ王亚娥ꎬ李杰.污泥浓度对生物海绵铁体系中Fe0的腐蚀影响研究[J].环境科学与技术ꎬ2014ꎬ37(3):7 ̄11.[12]钟丽燕ꎬ郝瑞霞ꎬ王卫东ꎬ等.DNBF ̄O3 ̄GAC组合工艺深度脱除氮磷及代谢产物[J].环境科学ꎬ2017ꎬ39(1):247 ̄255.[13]陶文鑫.海绵铁对厌氧氨氧化与反硝化耦合的影响研究[D].吉林:东北电力大学ꎬ2018.[14]ZhangJingxinꎬZhangYaobinꎬLiYangꎬetal.Enhance ̄mentofnitrogenremovalinanovelanammoxreactorpackedwithFeelectrode[J].BioresourceTechnologyꎬ2012ꎬ114:102 ̄108.[15]AnYiꎬLiTielongꎬZhaohuiJinꎬetal.Decreasingammoni ̄umgenerationusinghydrogenotrophicbacteriaintheprocessofnitratereductionbynanoscalezero ̄valentiron[J].ScienceoftheTotalEnvironmentꎬ2009ꎬ407(21):5465 ̄5470.[16]张国珍ꎬ明驹ꎬ武福平ꎬ等.悬浮复合填料对改良多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水同步脱氮除磷的影响[J].环境污染与防治ꎬ2017ꎬ39(10):1108 ̄1110ꎬ1116.[17]WangXinꎬSunTiehengꎬLiHaiboꎬetal.Nitrogenremovalenhancedbyshuntdistributingwastewaterinasubsurfacewastewaterinfiltrationsystem[J].EcologicalEngineeringꎬ2010ꎬ36(10):1433 ̄1438.[18]权海荣ꎬ王亚娥ꎬ赵炜ꎬ等.海绵铁加量对SBSI反应器处理性能的影响[J].环境科学与技术ꎬ2017ꎬ40(4):148 ̄151ꎬ157.[19]PagnanelliFꎬLuigiMꎬMainelliS.Useofnaturalmateri ̄alsfortheinhibitionofironoxidizingbacteriainvolvedinthegenerationofacidminedrainage[J].Hydrometallur ̄gyꎬ2007ꎬ87(2):27 ̄35.[20]李杰ꎬ张艳梅ꎬ王亚娥.零价铁载体填料主料结合方式对生物强化效果的影响研究[J].水处理技术ꎬ2015ꎬ41(3):41 ̄44.[21]冯娟娟ꎬ王亚娥ꎬ李杰ꎬ等.新型富铁多孔复合填料强化生化处理效能研究[J].中国给水排水ꎬ2013ꎬ29(3):24 ̄28.[22]WangXiaomaoꎬWaiteTD.Ironspeciationandironspe ̄ciestransformationinactivatedsludgemembranebioreac ̄tors[J].WaterResearchꎬ2010ꎬ44(11):3511 ̄3521. [23]任雪锋ꎬ毕学军ꎬ程丽华ꎬ等.复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷研究[J].中国给水排水ꎬ2011ꎬ27(3):24 ̄28.[24]柴志龙ꎬ赵炜ꎬ王亚娥ꎬ等.Fe0 ̄生物铁法强化污水处理研究进展[J].工业水处理ꎬ2017ꎬ37(7):1 ̄4. [25]刘俊新ꎬ李杰ꎬ王亚娥ꎬ等.铁细菌在污水除磷中的应用研究[J].环境科技ꎬ2012ꎬ25(6):61 ̄65.[26]李杰ꎬ王亚娥ꎬ王志盈ꎬ等.生物海绵铁在生活污水脱氮除磷中的应用研究[J].中国给水排水ꎬ2007(1):97 ̄100.[27]丁磊ꎬ王萍.海绵铁在水处理中的研究现状及存在问题[J].中国给水排水ꎬ2004(3):30 ̄32.[28]LiJunguoꎬWeiLinghongꎬLiYungangꎬetal.Cadmiumre ̄movalfromwastewaterbyspongeironspherepreparedbyhydrogenreduction[J].JournalofEnvironmentalSci ̄encesꎬ2011ꎬ23:114 ̄118.[29]刘斐文ꎬ王萍.现代水处理方法与材料[M].北京:中国环境科学出版社ꎬ2003.[30]KharchenkoUVꎬBelenevaIAꎬKarpovVAꎬetal.Micro ̄biologicalactivityoffoulingcommunitiesasindicatorofbiocorrosionaggressivenessofseawater[J].ProtectionofMetalsandPhysicalChemistryofSurfacesꎬ2010ꎬ46(7):842 ̄845.[31]嵇斌ꎬ李杰ꎬ豆宁龙.不同价态铁强化SBR除磷研究[J].工业水处理ꎬ2018ꎬ38(3):17 ̄20.[32]ChenSYꎬChenWHꎬShihCJ.Heavymetalremovalfromwastewaterusingzero ̄valentironnanoparticles[J].WaterScienceandTechnologyꎬ2008ꎬ58(10):1947 ̄1954. [33]JohnsonRLꎬThornsRBꎬO BrienJohnsonRꎬetal.Min ̄eralprecipitationupgradientfromazero ̄valentironper ̄meablereactivebarrier[J].GroundWaterMonitoring&Remediationꎬ2008ꎬ28(3):56 ̄64.[34]ZhangMengꎬZhengPingꎬLiWeiꎬetal.Performanceofni ̄trate ̄dependentanaerobicferrousoxidizing(NAFO)process:Anovelprospectivetechnologyforautotrophicdenitrification[J].BioresourceTechnologyꎬ2015ꎬ179:543 ̄548.[35]郑莹ꎬ牟彪ꎬ王萍ꎬ等.生物海绵铁体系降解硝基苯的特性及机理初探[J].中国环境科学ꎬ2018ꎬ38(7):2535 ̄2541.[36]李守章ꎬ李俊国ꎬ王凡ꎬ等.海绵铁处理水体污染物的研究现状[J].工业水处理ꎬ2010ꎬ30(12):25 ̄29. [37]方自磊.外加碳源及不同运行工艺对腈纶废水处理研究[D].兰州:兰州交通大学ꎬ2017.[38]万琼ꎬ吴仪ꎬ王信ꎬ等.海绵铁和陶粒填料生物膜净化微污染河水实验研究[J].水处理技术ꎬ2017ꎬ43(11):34 ̄40.[39]XieCꎬLuRꎬHuangYꎬetal.Effectsofionsandphos ̄phatesonalka ̄linephosphataseactivityinaerobicactiva ̄tedsludgesystem[J].BioresourceTechnologyꎬ2010ꎬ101(10):3394 ̄3399.[40]贾世超ꎬ崔建国.高铁酸钾氧化 ̄絮凝处理苯酚废水过程中pH值的变化[J].中国农村水利水电ꎬ2018(4):159 ̄164.[41]严子春ꎬ何强ꎬ龙腾锐ꎬ等.多孔富铁填料曝气过滤除磷机理研究[J].环境工程学报ꎬ2010ꎬ4(6):1305 ̄1308.[42]李双.海绵铁加量对SBR反应器性能的影响研究[D].兰州:兰州交通大学ꎬ2015.(下转第3031页)6203第12期陈秀芳等:低温烟气脱硝技术在火电机组灵活性改造中的应用剂ꎬ设计灵活的SNCR+SCR混合工艺脱硝技术将在循环流化床机组灵活性改造中进一步脱硝方面得到更大的应用ꎮ弊端:SCR脱硝技术关键部分需要解决的问题是宽温差的催化剂ꎬ活性的温度范围要宽一些ꎬ对催化剂的要求较高[9]ꎮ另外催化剂长时间在含有SO2和水蒸气的烟气中ꎬ催化剂的低温反应活性ꎬ抗硫性㊁抗水性以及再生性等关键问题仍需进一步突破ꎮ该技术适用于低氮燃烧器+循环流化床的热电厂ꎬ基于原有SNCR脱硝装置上ꎬ在省煤器和空预器之间加装合适SCR装置ꎬ实现氮氧化物的达标排放ꎮ5 结论在火电机组的灵活性改造中ꎬ应根据机组本身的具体情况ꎬ选择合适脱硝技术ꎮ脱硝改造不仅要满足达标排放的要求ꎬ又要考虑改造的投资及运行成本ꎮ总之ꎬ多种技术联合㊁多种污染物协同脱除的一体化耦合是脱硝技术发展的总体趋势[4]ꎮ参考文献:[1]㊀郭彬ꎬ栾涛.介质阻挡放电低温等离子体脱硝性能研究[J].核聚变与等离子体物理ꎬ2017ꎬ37(2):236 ̄243. [2]陆良樑ꎬ潘孝庆ꎬ潘衍行ꎬ等.等离子体在NOx治理中的应用[J].上海电力学院学报ꎬ2017ꎬ33(3):299 ̄303. [3]余刚ꎬ姜效勤ꎬ翟晓东ꎬ等.低温等离子体 ̄催化协同脱硝技术中若干问题探讨[J].洁净煤燃烧与发电技术ꎬ2004(1):3 ̄6.[4]杨加强ꎬ梅毅ꎬ王驰ꎬ等.湿法烟气脱硝技术现状及发展[J].化工进展ꎬ2017ꎬ36(2):695 ̄704.[5]黎宝林ꎬ李明玉ꎬ刘海豪ꎬ等.络合 ̄氧化 ̄还原耦合方法脱除烟气中NOx的研究[J].中国环境科学ꎬ2014ꎬ34(5):1125 ̄1130.[6]辛志玲ꎬ郭龙ꎬ马从华ꎬ等.三乙烯四胺合钴溶液同时脱硫脱硝的实验研究[J].电站系统工程ꎬ2014(5):16 ̄18ꎬ22.[7]齐俊华.水泥窑烟气脱硝技术的发展与创新(上)[J].中国水泥ꎬ2015(10):73 ̄75.[8]马双忱ꎬ苏敏ꎬ马京香ꎬ等.臭氧同时脱硫脱硝技术研究进展[J].中国环保产业ꎬ2009(4):29 ̄31ꎬ34. [9]周威ꎬ华玉龙ꎬ孙红丽ꎬ等.燃煤烟气脱硝技术介绍[J].广州化工ꎬ2017ꎬ45(15):30 ̄32.[10]康勇ꎬ阮磊.烟气臭氧应用研究[J].化工管理ꎬ2016(11):200.[11]王鲁元ꎬ程星星ꎬ王志强ꎬ等.低温催化脱硝技术研究进展[J].化工进展ꎬ2016ꎬ35(7):2222 ̄2235. [12]李忠华ꎬ柏源ꎬ薛建明ꎬ等.火电厂燃煤烟气过氧化氢脱硝技术的研究及应用[J].电力科技与环保ꎬ2010ꎬ26(4):11 ̄14.[13]刘永娟ꎬ张蕾ꎬ张磊ꎬ等.湿法氧化脱硝并联与串联工艺对比研究[J].西安科技大学学报ꎬ2016ꎬ36(6):857 ̄862.[14]杨柳ꎬ王洪升ꎬ廖伟平.H2O2同时脱硫脱硝的试验研究[J].动力工程学报ꎬ2016ꎬ31(9):689 ̄692. [15]高续春ꎬ代宏哲ꎬ梁颖ꎬ等.燃煤烟气脱硝技术研究进展[J].榆林学院学报ꎬ2016ꎬ26(2):1 ̄5.[16]赵毅ꎬ刘凤ꎬ赵音ꎬ等.亚氯酸钠同时脱硫脱硝的热力学研究[J].化学学报ꎬ2008ꎬ66(15):1827 ̄1832. [17]赵毅ꎬ王佳男.燃煤电厂烟气脱硝技术发展综述[J].化工技术与开发ꎬ2017ꎬ46(6):34 ̄37.(上接第3026页)[43]李杰ꎬ王亚娥ꎬ王志盈ꎬ等.海绵铁生物填料对生化处理效果的影响[J].水处理技术ꎬ2006(12):64 ̄67. [44]徐忠强.硫铁填料和微电流作用强化再生水深度脱氮除磷研究[D].北京:北京工业大学ꎬ2016.[45]杨家萍.海绵铁对污水中氮形态转化的影响研究[D].兰州:兰州交通大学ꎬ2013.[46]ZhangHꎬDuanLꎬZhangYꎬetal.TheuseofultrasoundtoenhancethedecolorizationoftheC.I.AcidOrange7byzero ̄valentiron[J].Dyes&Pigmentsꎬ2005ꎬ65(1):39 ̄43.[47]操家顺ꎬ侯梁浩ꎬ方芳ꎬ等.温度及外加碳源对生物脱氮除磷过程的影响[J].环境工程学报ꎬ2013ꎬ7(6):2013 ̄2018.[48]姜体胜ꎬ杨琦ꎬ尚海涛ꎬ等.温度和pH值对活性污泥法脱氮除磷的影响[J].环境工程学报ꎬ2007(9):10 ̄14. [49]刘凯ꎬ王海燕ꎬ马名杰ꎬ等.温度对城市污水厂尾水反硝化MBBR深度脱氮的影响[J].环境科学研究ꎬ2016ꎬ29(6):877 ̄886.1303。
海绵铁对污水中氮磷去除实验研究海绵铁对污水中氮磷去除实验研究引言随着工业化和城市化的快速发展,废水中氮磷物质对水环境的污染问题日益突出。
氮磷物质的过度排放不仅会引起水质恶化,还会导致富营养化,危害人类健康和生态系统稳定性。
因此,探索高效、低成本的氮磷去除技术具有重要的理论和实际意义。
实验设计与方法本研究选取一种新型材料——海绵铁,在实验室条件下进行了一系列对污水中氮磷去除的实验研究。
实验分为两组,第一组以普通污水为试验对象,第二组以含有高浓度氮磷物质的污水为试验对象。
对照组只使用传统的去除剂进行处理。
实验采用温度、pH值、接触时间和海绵铁投加量等多因素进行调整和控制。
通过测量不同处理条件下的水样中氮磷浓度变化,以及海绵铁对氮磷的吸附能力进行评估。
实验结果实验结果显示,海绵铁在不同处理条件下对污水中氮磷物质有较好的吸附性能。
在常温条件下,海绵铁对氮磷物质的去除率高达80%以上,远远超过对照组。
实验还发现,海绵铁对高浓度氮磷物质的去除效果同样显著。
此外,适当提高pH值和增加海绵铁投加量,可以进一步提高氮磷的去除效果。
实验还表明,海绵铁在对氮磷物质进行吸附后可以进行有效的再生利用,循环使用次数高于传统的去除剂。
讨论与启示海绵铁在污水中氮磷去除方面的研究具有重要的理论和应用价值。
首先,海绵铁作为一种新型去除剂,具有高效、低成本、可循环使用等特点,适用于大规模水处理。
其次,海绵铁能够在不同污染物浓度和处理条件下都表现出优异的去除效果,对不同类型的废水处理具有广泛的适用性。
最后,本研究的成果为氮磷物质去除的理论研究提供了新的思路和途径。
结论本研究通过实验研究海绵铁对污水中氮磷去除的性能,发现海绵铁具有良好的吸附性能和再生利用能力。
海绵铁可以有效去除污水中的氮磷物质,具有重要的理论和应用价值。
然而,本研究仍然存在一些问题,例如对比不同去除剂的效果以及处理过程中的降解过程,需要进一步的研究和实践来验证。
综上所述,海绵铁作为一种新型去除剂,在污水中氮磷去除方面具有较好的吸附性能和再生利用能力。
《铁元素介导SNAD活性污泥处理城市污水性能研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市污水问题愈发突出。
为了有效地处理和净化城市污水,各种污水处理技术应运而生。
其中,活性污泥法因其处理效率高、操作简便等优点被广泛应用。
近年来,铁元素介导的SNAD(Simultaneous Nitrogen and Denitrification)活性污泥技术逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨铁元素在SNAD 活性污泥处理城市污水过程中的作用及其性能研究。
二、铁元素在SNAD活性污泥中的作用铁元素作为地球上的重要微量元素,在生物化学反应中扮演着关键角色。
在SNAD活性污泥处理城市污水的过程中,铁元素发挥着重要作用。
首先,铁元素能够提高微生物的活性,促进微生物的生长和繁殖。
其次,铁元素能够参与氮、磷等营养元素的循环过程,有助于提高污水的净化效果。
此外,铁元素还能够与污泥中的有机物结合,形成稳定的复合物,有助于提高污泥的沉降性能和脱水性能。
三、SNAD活性污泥处理工艺及实验方法SNAD活性污泥处理工艺是一种集硝化、反硝化、除磷等多种功能于一体的污水处理技术。
该技术通过调节污水中的碳源、氮源和磷源等营养元素的比例,实现同步去除氮、磷等污染物的目的。
本实验采用铁元素介导的SNAD活性污泥处理工艺,以城市污水为处理对象,通过调整铁元素的投加量、pH值、温度等参数,观察其对污水处理效果的影响。
实验过程中,采用分光光度法、化学滴定法等分析方法对污水处理前后的水质进行检测和分析。
四、实验结果与分析1. 铁元素投加量对污水处理效果的影响实验结果表明,适量的铁元素投加能够显著提高SNAD活性污泥的处理效果。
当铁元素投加量过低时,微生物的生长和繁殖受到限制,污水处理效果不佳;而当铁元素投加量过高时,可能会对微生物产生毒害作用,反而降低处理效果。
因此,需要找到一个适宜的铁元素投加量,以实现最佳的污水处理效果。
2. pH值和温度对污水处理效果的影响pH值和温度是影响SNAD活性污泥处理效果的重要因素。
海绵钛在氨氮去除中的应用研究综述摘要:氨氮是一种常见的有机氮污染物,对水环境造成了严重的影响。
近年来,海绵钛作为一种新型的催化材料,在氨氮去除中的应用得到了广泛关注。
本综述对海绵钛在氨氮去除中的应用进行了阐述,探讨了其原理、性能和可行性,并对未来的研究方向进行了展望。
1. 引言氨氮作为一种重要的环境污染物,主要来源于农业和工业废水。
氨氮的存在不仅对水体的生态系统造成危害,还对人体健康产生潜在风险。
因此,高效地去除氨氮成为了一项紧迫的任务。
2. 海绵钛的特性海绵钛是一种具有多孔结构的材料,具有高比表面积和良好的可吸附性能。
这使得海绵钛成为一种理想的催化剂材料,可用于吸附和催化转化氨氮。
3. 海绵钛在氨氮去除中的应用3.1 海绵钛的制备方法海绵钛的制备方法多样,包括溶胶-凝胶法、水热法和气相沉积法等。
这些方法可根据需要进行调整,以获得理想的孔隙结构和表面特性。
3.2 海绵钛的表面改性通过改变海绵钛的表面特性,可以提高其吸附和催化性能。
常用的表面改性方法包括物理吸附、化学修饰和复合材料制备等。
3.3 海绵钛的吸附性能海绵钛材料由于其多孔结构和高比表面积,对氨氮的吸附能力较强。
研究表明,适当调控材料的孔隙结构和表面特性,可以提高其吸附效果。
3.4 海绵钛的催化转化性能除了吸附,海绵钛还可以催化转化氨氮为无害的物质。
例如,通过调整材料的酸碱性,可以催化氨氮的氧化和脱氮反应。
4. 可行性与挑战4.1 可行性海绵钛作为一种新兴的材料,在氨氮去除中展示出了显著的应用潜力。
其高吸附和催化性能使其成为一种有效的氨氮去除材料。
4.2 挑战然而,海绵钛在实际应用中仍面临一些挑战。
例如,材料的制备工艺仍需要改进,以提高其制备效率和稳定性。
此外,材料的再生和循环利用也是一个关键的问题。
5. 未来的研究方向5.1 材料的制备与改性在未来的研究中,需要进一步优化制备方法,提高材料的制备效率和稳定性。
同时,研究人员还可以探索新的表面改性方法,以提高材料的吸附和催化性能。
生物海绵铁体系处理难降解有机物过程中生物强化机制研究生物海绵铁体系处理难降解有机物过程中生物强化机制研究随着全球经济的快速发展和人口的不断增长,环境问题日益严重,特别是水体污染问题成为了亟待解决的难题。
有机物是水体污染的主要成因之一,其中一些有机物由于其结构复杂,难以降解,给水净化工作带来了很大的挑战。
因此,寻找高效降解难降解有机物的方法成为当前环境科学领域的重要研究方向之一。
生物海绵铁体系是一种近年来被广泛研究并实际应用于水净化的生物技术。
该技术将铁为底物利用于生物降解难降解有机物的过程中,通过生物强化机制,提高了有机物去除率和降解效率。
生物海绵铁体系是一种将微生物生物技术与铁介导生物强化相结合的新型方法。
生物海绵铁体系的基本原理是利用铁与微生物之间的相互作用。
在水体中引入铁作为底物后,微生物通过吸附和附着在铁上,形成一层“生物海绵”,增加了生物降解有机物的能力。
这种生物强化机制与传统的生物降解方法相比,具有更高的效率和更广的适用范围。
研究发现,生物海绵铁体系处理难降解有机物的过程中,微生物起到了至关重要的作用。
微生物能够分解有机物,并利用其作为能源和底物生长繁殖。
同时,微生物在生物海绵中形成的微环境还能提供保护和促进微生物降解过程的条件。
此外,生物海绵铁体系还能促进微生物之间的相互作用,提高微生物群体的降解能力。
生物海绵铁体系处理难降解有机物还存在一些问题和挑战。
首先,铁底物的选择和投加量需要进行合理的设计,以确保其与微生物之间的相互作用最佳。
其次,生物海绵中的微生物种类和丰度对降解效果有着重要影响,因此需要选取合适的微生物,并进行优化培养条件。
最后,生物海绵铁体系的可持续性和稳定性也需要进一步研究和改进。
总的来说,生物海绵铁体系是一种具有潜力的生物技术,能够有效处理难降解有机物。
通过对生物海绵铁体系处理难降解有机物的生物强化机制的研究,我们可以更好地理解其工作原理,并进一步优化和推广该技术。
(Ⅵ)污染土壤中的应用研究海绵铁与生物铁泥在处理Cr(Ⅵ)污染水体及修复Cr (Ⅵ)污染土壤中的应用研究污染物对环境以及人类健康造成的威胁日益严重,特别是重金属污染问题已逐渐引起了广泛的关注。
其中,铬(Cr)是一种常见的重金属污染物,其中Cr(Ⅵ)离子具有较高的毒性和迁移能力,对生态系统和人体健康造成严重危害。
因此,寻找高效、经济、环保的方法来处理Cr(Ⅵ)污染成为科学研究的热点之一。
海绵铁和生物铁泥是近年来用于处理Cr(Ⅵ)污染的新兴材料,其在水体和土壤修复中的应用研究取得了较为显著的效果。
海绵铁是一种多孔性、可吸附多种有害物质的铁基材料,可以通过还原Cr(Ⅵ)离子来将其转化为Cr(Ⅲ),从而减轻其毒性。
海绵铁可通过颗粒混合、填充或固定床等形式固定在反应器中使用,并且可以通过改变反应条件(如温度、pH值等)来调控反应效果。
实验证明,海绵铁对Cr(Ⅵ)的去除率较高,可以将Cr(Ⅵ)浓度从污染水体中显著降低,具有较好的处理效果。
生物铁泥是一种由微生物合成的含铁矿物质,其具有较高的还原能力和吸附能力,对Cr(Ⅵ)的去除能力较强。
生物铁泥还能够通过微生物的生物酸代谢过程产生的有机酸与Cr (Ⅵ)发生还原反应,将其转化为可溶性的Cr(Ⅲ),从而实现Cr(Ⅵ)的去除和转化。
此外,生物铁泥还能够通过微生物以及其代谢产物的活性,对土壤中的污染物进行吸附和降解,从而对Cr(Ⅵ)污染土壤进行修复。
(Ⅵ)污染土壤中具有许多共同的优点。
首先,它们都具有较高的去除效率和转化效能,能够将Cr(Ⅵ)污染物有效地转化为无毒或低毒的Cr(Ⅲ)离子。
其次,它们对环境友好,无二次污染,且资源可再生。
此外,它们操作简便,成本相对较低,适用于大规模应用。
然而,海绵铁和生物铁泥的应用仍然面临一些挑战。
一方面,海绵铁作为一种人工合成材料,其制备和使用成本较高,制备过程中对环境的压力也较大。
另一方面,生物铁泥的合成过程相对复杂,且微生物易受环境因素影响,其合成和应用存在一定的局限性。
海绵铁处理水体污染物的研究现状李守章;李俊国;王凡;曾亚南;闫小林【摘要】作为一种新型的零价铁材料,海绵铁在处理水体污染物的过程中显示了较强的处理能力.针对海绵铁去除水体中有机污染物、重金属离子和无机盐等化学污染物的研究现状,对海绵铁的物化性能及其去除污染物的效果进行了深入分析,总结了海绵铁在应用过程中存在的问题,提出了海绵铁所具有的优势及其改进方向.分析认为海绵铁是一类极具潜力的零价铁材料,其在污水处理过程中必将发挥重要作用.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2010(030)012【总页数】5页(P25-29)【关键词】海绵铁;还原性;污染物;废水处理【作者】李守章;李俊国;王凡;曾亚南;闫小林【作者单位】河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山,063009;河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山,063009;河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山,063009;河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山,063009;河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山,063009【正文语种】中文【中图分类】X703.1早在 20 世纪 80 年代,Κ.Η.Sweeny〔1〕就发现金属铁屑对多种氯代有机物具有降解作用,由此零价铁的还原特性逐渐被越来越多的研究者认识,并用于对水体中各类化学污染物的去除。
目前,应用的零价铁材料主要包括铁屑、铁粉、纳米铁和海绵铁〔2-5〕。
铁屑和铁粉主要来源于工业废弃物,廉价易得,但铁屑需要二次除锈,且比表面积小,存在二次污染和去除效率低的缺陷。
纳米铁粉是近几年出现的新材料,但纳米铁粉制备成本较高,易于二次氧化,具有潜在的环境和生物毒性,因此尽管纳米铁粉对污染物具有很高的去除效果,但目前尚难以实际应用。
海绵铁因具有比表面积大、比表面能高、较强的电化学富集、强还原性、物理吸附及絮凝沉淀等优越的物理化学性能,在锅炉水除氧、含磷废水、有机印染废水、焦化废水及硝酸盐废水的处理中均有一定的应用和研究〔6-10〕。
海绵铁对污水中氮磷去除实验研究
胡飞飞;朱韩依;郭巧换;张甲欢
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2023()3
【摘要】本文研究了海绵铁作为生态浮床基质对模拟污水处理厂的尾水中
NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N及磷的去除过程与原理。
结果表明:海绵铁与硝酸
盐氮反应过程中可以产生氨氮和NO_(2)^(-)-N,其中NO_(2)^(-)-N浓度较低,与NO_(2)^(-)-N反应时大部分转化成了氨氮,小部分转化成NO_(3)^(-)-N;海绵铁对氨氮去除作用较小,因此其对水体中总氮的去除效果不佳,与脱氮效果相比,海绵铁去除水体中磷效果明显,但随着水体中磷含量的增加,海绵铁除磷效果有逐渐下降趋势。
研究结果可为基质型生态浮床填料的选择提供参考。
【总页数】4页(P77-80)
【作者】胡飞飞;朱韩依;郭巧换;张甲欢
【作者单位】陕西高速环境科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.铁碳微电解法预处理对猪场沼液废水中氮磷的去除率
2.磷酸铵镁法去除高氮磷比废水中磷的试验研究
3.菌-藻体系去除水产养殖废水中氮和磷的净化实验
4.铁锰复
合氧化物对水中有机态磷——腺苷磷的吸附去除研究5.生物海绵铁去除生活污水中氨氮的性能研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
海绵铁缓解污水厌氧氨氧化反应器中硝酸盐积累的效果杨世东;陶文鑫;崔鑫鑫;孔龙【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2018(034)022【摘要】该文旨在通过向厌氧氨氧化反应器中投加海绵铁来减轻厌氧SBR(sequencing batch reactor activated sludge process)反应器中的硝酸盐积累,试验研究了海绵铁与硝酸盐和亚硝酸盐在静态条件下的反应.在静态条件下,部分硝酸盐和亚硝酸盐被海绵铁还原成了氨.对比动态试验表明投加海绵铁可以将SBR 出水硝酸盐质量浓度控制在25~30 mg/L左右.相同条件下不投加海绵铁出水硝酸盐质量浓度不断累积,直至超过55 mg/L.这可能是由于铁将硝酸盐还原为亚硝酸盐并与厌氧氨氧化进行了耦合.采用高通量测序发现投加海绵铁的反应器中厌氧氨氧化菌在微生物群落中所占的比例(22.55%)约为不投加反应器(8.85%)的3倍,表明投加海绵铁有利于反应器中厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌的生长和厌氧氨氧化反应器的启动.【总页数】6页(P185-190)【作者】杨世东;陶文鑫;崔鑫鑫;孔龙【作者单位】东北电力大学建筑工程学院,吉林 132012;东北电力大学建筑工程学院,吉林 132012;东北电力大学建筑工程学院,吉林 132012;东北电力大学建筑工程学院,吉林 132012【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.厌氧氨氧化折流板反应器在城市污水处理中的应用 [J], 王艳芬2.厌氧氨氧化折流板反应器在城市污水处理中的应用 [J], 王艳芬3.DO在厌氧序批式生物膜反应器中对厌氧氨氧化反应启动的影响 [J], 李祥;黄勇;袁怡4.海绵作填料在上流式厌氧固定床反应器中厌氧氨氧化 [J], 吕鑑n;张莉;Kenji Furukawa;梁小田5.厌氧氨氧化工艺在厌氧复合床反应器中的启动运行 [J], 吴立波;宫玥;龙斌;何士忠;彭新红;蒋军因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
双层滤料生物滤池去除城市污水中CODCr和NH3-N的试验研究作者:王瑛, 李绍铭, 樊凯, 魏丽, WANG Ying, LI Shao-ming, FAN Kai, WEI Li作者单位:王瑛,WANG Ying(兰州理工大学,土木工程学院,甘肃,兰州,730050), 李绍铭,樊凯,魏丽,LI Shao-ming,FAN Kai,WEI Li(兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050)刊名:兰州理工大学学报英文刊名:JOURNAL OF LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY年,卷(期):2007,33(2)被引用次数:2次1.文联奎.曲爱平.王学文一种新型滤料-炉渣滤料性能研究 1995(06)2.倪晓斌.赵陈.童建颖炉渣的吸附性能及在废水处理中的应用试验[期刊论文]-化工生产与技术 2005(06)3.郎咸明.吴昊.孟菊英炉渣吸附法处理硝基废水的研究[期刊论文]-环境保护科学 2001(03)4.严子春.王萍.刘斐文沸石-活性炭组合工艺处理微污染原水的研究[期刊论文]-给水排水 2002(11)5.刘金香.娄金生.陈春宁沸石-陶粒曝气生物滤池处理微污染水源水试验[期刊论文]-工业用水与废水 2005(04)6.濮文虹.刘光虹.喻俊芳水质分析化学 20041.学位论文樊凯陶粒-炉渣双层填料生物滤池处理生活污水的试验研究2007曝气生物滤池处理城市居民生活污水效果比较理想。
它构造简单,操作容易,运行费用低,近十几年来发展迅速,随着技术的日趋成熟,曝气生物滤池必将成为解决我国所面临的严峻的水环境污染和水资源短缺问题的主要技术途径之一。
本文对采用上向流式陶粒一炉渣双层填料曝气生物滤池处理生活污水进行了试验研究和理论分析。
考察了该工艺的处理效果,并研究温度、气水比、水力停留时间等因素对曝气生物滤池处理性能的影响。
陶粒一炉渣双层填料曝气生物滤池采用自然挂膜启动方式所需时间较短,经过24天左右的时间即可挂膜成功,COD<,Cr>、氨氮去除率分别稳定在75%,6096左右。
净水技术厌氧铁氨氧化在三类污水中对氨去除的探索专家点评厌氧铁氨氧化反应是在厌氧条件下由微生物驱动的氨氧化铁还原反应,是关注的热点之一。
该文探究厌氧铁氨氧化反应对实际污水的处理效果,以三类污水(城市生活污水、农村生活污水及矿山废水)为研究对象,在试验中添加厌氧铁氨氧化菌液,研究厌氧铁氨氧化反应对这三类污水中氨的去除效果。
论文选题有一定的意义,试验方法正确,分析结果合理,对类似研究有一定的参考作用。
根据2015年中国环境质量公报,我国废水氨氮排放总量已达229.9万吨。
对于城镇污水处理厂,现有的废水处理工艺难以进一步提高对含高浓度氨氮废水的除氮效率。
而对于工业废水,其中往往含有重金属,会降低废水处置过程中的微生物活性,导致除氮效率不高。
传统的废水脱氮工艺通过硝化和反硝化过程实现脱氮;与之相比,厌氧氨氧化不需要大量曝气,并且能在一个反应器内直接实现脱氮[6]。
因此近年来厌氧氨氧化细菌及以据此建立的废水脱氮工艺一直是学者们研究的热点。
随着厌氧反应研究的深入,不少研究者发现,在厌氧条件下一些金属化合物可以作为电子受体将氨氮氧化。
Luther等发现锰可以将土壤中的氨氮氧化;Gilson等在厌氧细菌培养试验中发现U(Ⅵ)可以作为电子受体参与氨氧化反应等。
2005年,Clement等在美国新泽西州的湿地土壤中发现Fe(Ⅲ)氧化氨氮现象;2006年,日本学者Sawayama在固定床反应器中以厌氧环境下铁的络合物(Fe(Ⅲ)-EDTA)作为电子受体,将氨氮氧化,并将此反应现象定义为厌氧铁氨氧化反应。
随后Yang等和Ding等分别在热带雨林土壤和水稻土中发现厌氧铁氨氧化反应。
2013年,Huang等给厌氧铁氨氧化下了一个定义,即厌氧铁氨氧化是以铁氧化物作为电子受体,将氨氮作为电子供体,在厌氧的条件下实现氨氧化的过程。
随后的研究表明,这种反应由细菌Acidimicrobiaceae bacterium A6(简称A6)所驱动。