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兰州交通大学
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摘要:本文介绍了蚯蚓粪的性质,以及国内外目前对蚯蚓粪在种植业、畜牧业、土壤修复、新型肥料以及吸附剂等方面的研究现状,并针对存在的问题提出了建议....
[硕士论文] 袁晨
市政工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:城镇污泥的处理问题是目前环境领域的一大难题,城镇污泥中含有丰富的金属元素,这些元素在吸附材料的除磷过程中占有重要地位。这使得城镇污泥具有吸附除磷的潜能。本研究将城镇污泥经过简单的处理制成一种轻质的滤料,用于吸附处理含磷废水,为除磷吸附剂的研发提供了新的思路,同时也为污泥的资源化利用提供了新的途径。
  本文首先将制备完成的污泥滤料进行理化性质的表征,通过电镜扫描、X射线衍射光谱和傅里叶红外光谱等方式进行分析,探究污泥滤料的物质组成及结构。其次,本文将污泥滤料进行静态吸附实验处理模拟含磷废水,进行污泥滤料吸附除磷的吸附性能研究。分别考察污泥滤料与含磷废水的固液比、含磷废水pH、吸附时间、污泥滤料粒径、含磷废水初始磷浓度、吸附温度和竞争离子等影响因素对滤料吸附除磷吸附性能的影响。考察了污泥滤料吸附除磷的等温吸附特征,并进行了等温吸附模型的模型拟合。考察了污泥滤料吸附除磷的吸附动力学过程,并进行了动力学模型的模型拟合。考察了污泥滤料吸附除磷的热力学特征,并进行了热力学状态函数的表征。另外,本文用污泥滤料制成吸附柱进行动态吸附除磷实验,并将测得的穿透曲线进行动态吸附的模型拟合,研究污泥滤料的动态吸附特征。最后,本文将吸附饱和的滤料中的磷进行分级提取,研究被吸附的磷在污泥滤料表面的存在形式,并进行污泥滤料吸附除磷的机理探讨。结果表明:
  (1)污泥滤料表面多孔且凹凸不平,具有较好的晶体结构,其中主要为铝、钙等金属元素的氧化物结构与硅形成的硅酸盐结构,并且除铝、钙以外,锰、镁、铁等金属含量也都较为丰富。
  (2)污泥滤料除磷的最佳投加量固液比为0.05,在弱酸性条件下更容易吸附,最佳pH范围为5-7,吸附平衡时间大约为24h,初始磷浓度对于滤料吸附有较大影响,浓度越大越有利于吸附,滤料粒径的减小能够明显地增大吸附量和吸附速率,温度升高同样有利于滤料的吸附。
  (3) Freundlich模型拟合与Langmuir模型拟合都能得到较好的拟合结果,拟合结果显示,低浓度下污泥滤料对磷的吸附属于单层吸附,高浓度下,污泥滤料对磷的吸附为多层吸附。由分段拟合的结果计算得到的Langmuir理论饱和吸附量为15.43mg/g,与全范围Langmuir拟合得到的结果相比,更加接近实测的最大吸附量,实验中实际测得的最大吸附量为16.21mg/g。准二级动力学模型能够准确地描述污泥滤料吸附除磷的动力学过程,吸附过程呈现前期快速吸附后期缓慢平衡的特点。准二级动力学模型预测的平衡吸附量与实测值很小,均小于7%。通过热力学分析,污泥滤料吸附除磷是个自发、吸热的熵增反应,高低磷浓度的热力学特征区别更加明显,滤料吸附低浓度磷时,焓变与平均吸附能都较大,达到了化学吸附的范围,而吸附高浓度磷时的焓变与平均吸附能都较小,属于物理吸附的范畴。
  (4)在进水浓度为10mg/L,流量为0.3L/h的条件下,以1mg/L的出水浓度作为穿透浓度,10 cm、20cm、30cm高吸附柱的穿透点分别为64h、96h、144h,耗竭点分别为624h、708h、804h。三个吸附柱高度下的吸附量分别为5.32mg/g、3.68 mg/g和3.04 mg/g,总去除率分别为42.6%、52.1%和56.2%,提高吸附柱的高度会提高总去除率,但是滤料的吸附量会下降。从模型拟合的结果来看,BDST模型和THOMAS模型都能够较好的拟合污泥滤料的穿透曲线,数据与模型的吻合程度均大于0.96,并且预测的耗竭吸附量和耗竭点都与理论值误差较小,均小于15%。BDST模型对污泥滤料吸附柱的耗竭点的预测较为准确,THOMAS模型能够更加准确地预测污泥滤料吸附柱的动态吸附容量。
  (5)污泥滤料吸附的磷主要的形式为Al-P和Ca-P,占比分别达到52.5%和23.8%,Fe-P的形式结合的磷占比较少,为11.9%,铝铁钙三种金属对吸附的贡献率达到88.2%。因此污泥滤料吸附磷属于化学吸附,主要是铝和钙与磷反应进行吸附。污泥滤料吸附除磷机理为:具有铁、钙、铝等金属氧化物结构的污泥滤料表面在水中结合配位水,在固液表面生成大量羟基和水合基,形成羟基化界面,这些羟基和水合基与磷酸根发生配位交换反应,形成稳定的结构,将磷酸根吸附至污泥滤料表面,从而将磷去除。
摘要:以生物悬浮改性填料和负载活性炭轻质陶瓷波纹填料为填料层的生物滴滤塔系统,在正常温度条件下,对H2S废气进行净化处理,通过研究H2S负荷、气体停留时间和营养液的pH值及"饥饿时间"等因素在不同条件下对生物滴滤塔降解H2S净化效率的影响.实验结果表明:当进入气体的质量浓度为400 mg/m3,H2S的负荷为25 g/(m3·h),气体在装置的时间为60 s,系统的平均去除效率为99%.系统运行期间,填料未出现堵塞现象,生物悬浮改性填料和负载活性炭轻质陶瓷波纹填料组合可用为生物滴滤塔的填料....
[专利] 发明专利 CN201610999732.5
兰州交通大学 2017-01-18
摘要:本发明涉及一种污水除磷的方法,该方法包括以下步骤:⑴在污水厂剩余污泥中加入铝盐,混合均匀后制成污泥颗粒;⑵所述污泥颗粒在环境温度为25~30℃、空气流动速度为0.5~1.0m/s的条件下搁置16~24小时;⑶将所述步骤⑵中所得的污泥颗粒在高温环境中烧制后得到滤料;⑷在含磷废水中加入所述滤料进行除磷,分别得到净水和吸附饱和后的滤料;所述吸附饱和后的滤料作为磷肥回收利用。本发明简单、易行、环保,且成本低廉,具有很高环境效益和经济效益。
[专利] 发明专利 CN201711098639.8
兰州交通大学 2018-02-09
摘要:本发明公开一种免维护农村生活污水处理装置,涉及生活污水处理领域,包括沉砂池、泵Ⅰ、反应器Ⅰ、泵Ⅱ、反应器Ⅱ、泵Ⅲ、排水管、电控柜和远程监控系统,所述电控柜分别与所述泵Ⅰ、所述泵Ⅱ和所述泵Ⅲ连接,所述沉砂池、泵Ⅰ、反应器Ⅰ、泵Ⅱ、反应器Ⅱ、泵Ⅲ和排水管依次连接,所述反应器用于放置生物载体,所述生物载体用于附着微生物,所述远程监控系统用于监控所述反应器的水位保护高度。本发明的免维护农村生活污水处理装置,配水均匀无死角,快速排水复氧且复氧充分均匀,无需生物膜培养过程,可程序化运行进而实现全自动无人值守,远程监控反应器水位保护高度以及时更换或清理生物载体,抗有机负荷冲击能力强。
[专利] 实用新型 CN201721487404.3
兰州交通大学 2018-12-14
摘要:本实用新型公开一种免维护农村生活污水处理装置,涉及生活污水处理领域,包括沉砂池、泵Ⅰ、反应器Ⅰ、泵Ⅱ、反应器Ⅱ、泵Ⅲ、排水管、电控柜和远程监控系统,所述电控柜分别与所述泵Ⅰ、所述泵Ⅱ和所述泵Ⅲ连接,所述沉砂池、泵Ⅰ、反应器Ⅰ、泵Ⅱ、反应器Ⅱ、泵Ⅲ和排水管依次连接,所述反应器用于放置生物载体,所述生物载体用于附着微生物,所述远程监控系统用于监控所述反应器的水位保护高度。本实用新型的免维护农村生活污水处理装置,配水均匀无死角,快速排水复氧且复氧充分均匀,无需生物膜培养过程,可程序化运行进而实现全自动无人值守,远程监控反应器水位保护高度以及时更换或清理生物载体,抗有机负荷冲击能力强。
[专利] 发明专利 CN201710739162.0
兰州交通大学 2017-11-07
摘要:本发明涉及一种高温堆肥处理城镇污泥的方法,该方法包括以下步骤:⑴将含水率为75~80%的脱水污泥进行造粒,得到粒径为3~10mm的污泥颗粒;⑵所述污泥颗粒经封闭式进料输送带送至混合装置中,同时添加辅料,搅拌均匀后,得到混合料;⑶所述混合料送入窑炉式发酵装置,使其充满度为0.5~0.7,然后于60~65℃进行发酵,5~7天后,得到一次发酵物料;⑷所述一次发酵物料经封闭式出料输送带送至二次发酵室,20~30天后得到稳定的发酵物料。本发明简便易行,堆肥过程产热损失小,热能易于集中收集再利用,且堆肥结束无需筛分。
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