雪硅钙石诱导结晶法同步去除与回收污水中磷的研究

通过水热法合成雪硅钙石晶体,利用扫描电镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱对晶体进行表征;以模拟厌氧消化液为处理对象,分析合成雪硅钙石作为晶种诱导磷酸钙结晶法去除污水中磷的效率,并对该晶种减轻反应过程中CO_(3)^(2-)影响的作用进行研究。结果表明,合成的雪硅钙石纯度较高,且具有较强的pH和钙离子析出能力,在超纯水和自来水中分别投加2 g/L晶种后,溶液pH最终达到11.7和9.1,Ca^(2+)浓度达到43和30 mg/L;体系中含有CO_(3)^(2-)时,合成雪硅钙石诱导磷酸钙结晶反应符合晶体生长界面控制模型,且结晶反应仍符合二级方程(n=2);CO_(3)^(2-)的存在会抑制磷酸钙结晶反应过程中的除磷效率;但投加合成雪硅钙石晶种后,CO_(3)^(2-)的抑制作用减轻,磷酸钙结晶反应效率和速率大幅提高,在试验设定CO_(3)^(2-)浓度最大条件下,磷的去除率由4.6%大幅升至76.7%,速率常数(k)由0.76 L/(mol·min)提高至67.74 L/(mol·min);合成雪硅钙石重复利用4次之后,对磷的去除效果仍然高于未投加合成雪硅钙石时磷的去除效果,表现出良好的可重复利用性。

海藻酸钠/锆@钙水凝胶的制备及其对磷的吸附研究

利用简便的方法制备了一种新型的海藻酸钠/锆@钙(SA/Zr@Ca)水凝胶材料,采用SEM、XRD对该材料进行了表征,并通过拟合吸附等温模型及吸附动力学模型,结合XPS和Zeta电位分析,研究了该材料对磷酸盐吸附的性能和机理.结果表明,该材料为非晶态的无定型材料.在溶液初始pH为2~7时,SA/Zr@Ca对磷酸盐(以PO_(4)^(3-)计)的吸附量均大于60 mg·g^(-1),pH=2时,吸附性能最佳(124.23 mg·g^(-1)).HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)对SA/Zr@Ca水凝胶吸附磷酸盐的影响不大,其中,NO_(3)^(-)在pH=3的条件下对磷的吸附有轻微抑制作用,在pH为5~7时,则对磷的吸附具有促进作用.吸附动力学过程更符合粒子内扩散模型,吸附热力学过程符合Redlich-Peterson模型,且随温度的升高,反应的ΔG^(θ)降低,说明该吸附过程为自发的混合吸附过程.此外,XPS和Zeta电位分析结果表明,在初始溶液pH低于3.19时,SA/Zr@Ca水凝胶对磷的吸附通过静电吸附和配位交换实现;pH高于3.19时,吸附作用通过配位交换实现.

酰基高丝氨酸内酯延缓好氧颗粒污泥解体的研究

为探究外源信号分子对好氧颗粒污泥(AGS)稳定性的影响,在SBAR系统中分别投加不同类型的酰基高丝氨酸内酯(AHLs),并分析AGS胞外聚合物(EPS)相对含量变化,采用液相色谱-质谱技术(LC-MS)分析系统中信号分子的分布,基于BugBase物种表型预测微生物种群变化.结果表明,投加C12-HSL对微生物分泌EPS有明显促进作用,EPS含量达120.78 mg·g^(-1),系统运行90 d未出现颗粒解体现象,可维持AGS稳定状态;信号分子投加后C10-HSL主要分布于水相,而C12-HSL和C14-HSL更容易进入泥相;信号分子投加后种群结构变化显著,革兰氏阴性菌属丰度都有不同提升,在投加C12-HSL之后优势菌属为可塑菌属(Plasticicumulans)丰度显著增加(可达18.14%)、黄杆菌属(Flavobacterium)、梭菌属(Clostridium_sensu_stricto_1).C12-HSL通过提高革兰氏阴性厌氧菌属,并促进内源C14-HSL分泌,进而使EPS相对含量增加的方式延缓好氧颗粒污泥解体.