污泥基吸附剂去除抗生素废水的研究进展

污水处理厂中的污泥含有多种有机、无机等成分,可制备吸附剂应用于污水处理。介绍了污泥基吸附剂去除水中抗生素的基本原理以及当前我国对于水中抗生素的处理技术。综述了各技术手段的优缺点,分析了吸附法以及吸附法处理水中抗生素的研究进展。污泥制备吸附剂去除水中抗生素的研究,既可以实现我国污泥的资源化利用,又能为吸附废水中抗生素提供思路,未来应着重加强对于经济高效、环境友好型的活化药剂的研究。

浅谈污泥基吸附剂的制备及应用

本文重点阐述了不同方法制备污泥吸附剂(SBA)及其对水体中各类污染物吸附研究的进展。经查阅文献发现,SBA的制备方法可分为碳化法、物理活化法、化学活化法,其中化学活化法能够制备出比表面积和孔体积均较大的SBA,且制备过程简单,从而展现出优于其他两种制备方法的吸附能力,但也存在成本较高的缺陷。因此,研究开发一种低成本、高效、环境友好型吸附剂显得尤为重要。经过改性后的污泥基吸附剂可以脱离主要因素影响大幅改善对某类污染物的吸附性能。

污泥基吸附剂制备及在污水处理中应用研究进展

叙述了4种污泥吸附剂(SBA)制备的方法和SBA对水体中各种污染物的吸附研究进展,化学活化法能够制备出具有较大比表面积和孔体积的SBA,但也有造价昂贵等缺点。SBA的比表面积、孔隙结构特征和表面化学性质对水体中污染物的吸附起主要作用。SBA的解吸和再生具有回收有用资源、节约成本的优点。目前实验室级别的SBA的制备成本远低于商业活性炭,但鲜有中试级别以上的报道。认为今后的研究方向应为:在制备SBA时必须注意对人体和环境有害的物质;研究经济高效、环境友好型的活化药剂,将活化技术和吸附剂表面改性技术结合起来,制备具有特定表面性质的SBA,提高其对特定污染物的吸附能力;废弃吸附剂的管理需引起足够的重视。

化学污泥基吸附剂在污水处理中的应用研究

利用化学污泥为原材料制备吸附剂;以碘吸附值为评价指标,考察不同活化条件对活化效果的影响。最佳活化条件为污泥以质量比1∶1浸渍于3mol/L的ZnCl2中,在700℃下活化1h。化学污泥基吸附剂对污水的吸附试验结果表明,由于含有大量的铁、铝金属氧化物,化学污泥基吸附剂对UV254与DOC的去除效果与商品活性炭相近;化学污泥基吸附剂在投加量为2.0g/L时对UV254与DOC去除率可分别达到85.8%与59.7%。

污泥基吸附剂耦合MBR工艺处理生活污水

本研究利用污水处理厂产生的化学污泥制备成多孔、高效吸附剂材料,并且耦合膜生物反应器(MBR)工艺对生活污水进行处理.与普通MBR工艺比较可知,污泥基吸附剂耦合MBR工艺能强化污水处理效能,对浊度、NH3-N、总磷与DOC的去除率分别为99.5%、94.6%、37.9%与88.8%.跨膜压差(TMP)的实验表明,污泥基吸附剂耦合MBR工艺能维持较长的TMP,说明污泥基吸附剂能减缓MBR工艺的膜污染程度,延长膜清洗周期,降低污水厂的运行成本.

污泥基吸附剂强化MBR工艺污水处理效能

利用ZnCl_2作为活化剂对化学污泥进行活化,制备成吸附剂材料应用于膜生物反应器(MBR)工艺。在平行运行条件下对单独MBR工艺(MBR1)、污泥基吸附剂(SA)-MBR工艺(MBR2)与粉末活性炭-MBR工艺(MBR3)处理城市污水效能进行比较研究。结果表明,在反应器内形成的生物SA的吸附与生物降解的综合作用下,MBR2对有机物的去除效能与MBR3相近,并且优于MBR1。MBR2较MBR1与MBR3能在较低的跨膜压差下维持着可持续的通量(12.5 L/(m2·h)),这说明在SA含有的铁、铝化合物的影响下,MBR工艺的膜污染情况得到改善。MBR2的膜后出水重金属含量达到水质标准。

改性污泥基吸附剂对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究

以城市污水厂脱水污泥为原料,采用添加发泡剂辅助的方法制备了污泥基吸附剂,并对部分污泥基吸附剂进行3 mol/L HNO3改性,研究了2种改性污泥基吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附行为.结果表明：HNO3改性改善了污泥基吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附性能,p H是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr（Ⅵ）的关键因素,最适p H在1.0-3.0,最佳吸附时间为3 h.25℃下改性污泥基吸附剂吸附Cr（Ⅵ）符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述HNO3改性前后污泥基吸附剂的吸附行为。

污泥基吸附剂对邻苯二甲酸二甲酯吸附和解吸附性能研究

以城市污水处理厂产生的剩余污泥为原料,采用活化剂氯化锌改性制备污泥基吸附剂,对其物理与化学特性进行表征,考察其对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的吸附和解吸附性能。研究表明,活化改性后的污泥基吸附剂表面具有清晰的孔结构(以微孔为主),且含有较高的含碳量(37.60%)和酸性官能团(0.680 mmol/L);污泥基吸附剂对DMP的最佳吸附条件为:pH值为6,吸附时间为2 h,吸附剂投加量为4 g/L,此时DMP去除率可达80%以上;Freundlich模型对吸附平衡数据有很好的拟合结果,吸附动力学过程符合准二级动力学模型;采用1 mol/L的NaOH作为再生液进行解吸附,污泥基吸附剂经过重复使用7次后,对DMP去除率仍然在80%以上。

厌氧颗粒污泥基吸附材料在重金属和难降解有机污染物中的研究进展

通过简述厌氧颗粒污泥基生物吸附剂在重金属和难降解有机污染物领域的研究进展;对比分析了颗粒污泥直接法和改性法的优缺点;突出了颗粒污泥基复合吸附材料的优良性能。指出了目前厌氧颗粒污泥复合吸附材料的研究还比较缺乏,涉及的吸附机理、动力学参数和影响因素等相关问题仍需进一步研究。最后展望了厌氧颗粒污泥基复合吸附材料在废水综合治理方面的研发趋势。

污泥基吸附剂耦合混凝剂深度处理有机物的应用研究

以超低泥龄活性污泥工艺产生的剩余污泥为研究对象,通过高温化学活化的方法将其制备成不同的污泥基吸附剂(sludge-based adsorbents,SBAs),并表征了SBAs的物理化学性质,针对现有工艺出水有机物较高的问题,以有机物(TCOD)去除率为评价指标,优选出性能良好的2种污泥基吸附剂(SBA1、SBA5),并将其与2种混凝剂(Fe_2(SO_4)_3和Al_2(SO_4)_3)耦合使用进一步去除水中有机物。研究结果表明:制备污泥基吸附剂的孔隙结构得到了很大改善,SBA5的有机物去除效率优于SBA1。联用试验中,SBA5与Fe_2(SO_4)_3联用的TCOD去除率达到最高为48%。相比于混凝剂对溶解态COD的去除率,联用试验的去除率从25. 5%～34. 7%提升到49. 3%～60. 1%,实现污泥资源化的同时提高了有机物的去除率。

改性污泥基吸附剂深度处理出水有机物的研究

本研究通过对污泥热解碳化,并负载传统的混凝剂制成改性污泥基吸附剂(Modified Sludge-Based Adsorbents, MSBAs),用来深度处理超短污泥龄活性污泥工艺出水有机物(COD).同时,以总有机物(TCOD)和溶解性有机物(SCOD)去除率及处理前后各类有机物组分特征变化为指标,评价MSBAs深度处理出水中有机物的效果及处理后污水中有机物的潜在风险.结果表明,改性后的污泥基吸附剂均有较好的有机物吸附效果,TCOD的去除效率可达到32.6%以上,其中,Fe2(SO4)3改性制备的污泥基吸附剂对有机物的去除能力最大,TCOD最大的去除效率为42.5%,其中,SCOD最大的去除效率为44.1%.有机物特征分析结果显示,4种MSBAs对污水中疏水酸性有机物(HPO-A)有较好的去除效果,且处理后污水中有机物芳香构造化程度增加,稳定性增加,污水消毒副产物的产生可能性大大降低.

剩余污泥的资源化利用

随着社会的不断发展,大量剩余污泥的产生将不可避免,剩余污泥的处理也因此成了一个非常棘手的问题。针对传统剩余污泥处理方法的种种弊端提出的污泥资源化利用技术,是符合当今社会可持续发展战略的。本文简单介绍了目前剩余污泥资源化技术的状况,着重介绍了污泥制备吸附剂和碳基催化剂的技术,同时对今后剩余污泥资源化发展提出了几点建议。

响应曲面法优化污泥基吸附剂处理含铅选矿废水的实验条件

针对碱性含铅选矿废水的处理问题,利用CaO-SA对广东省某含铅选矿废水进行了吸附研究。通过单因素实验,研究了吸附时间、pH、温度和吸附剂投加量等因素对吸附剂吸附Pb^2+的影响。利用Box-Behnken实验设计探究了吸附时间、pH、温度和投加量对Pb^2+的吸附影响并优化最优工艺参数,最后对CaO-SA吸附Pb^2+的机理进行探讨。单因素实验结果表明:吸附饱和时间为60 min;吸附剂最优投加量为5 g·L^-1;提高温度有利于吸附的进行;在碱性条件下,投加量为5 g·L^-1,适当增加温度有利于提高Pb^2+的去除率。通过Box-Behnken实验设计探究发现:各因素对吸附效果的影响顺序为温度>吸附时间>投加量>pH;在最佳条件(投加量为6 g·L^-1、温度40℃、pH=11、吸附时间为30 min)下,Pb^2+的去除率为99.63%;在较短吸附时间内,适当地增加投加量与提高温度有助于提高Pb^2+的去除率。对CaO-SA的SEM表征结果显示,该材料孔隙发达,提供吸附位点多。红外光谱与XRD的结果显示,CaO-SA对Pb^2+的吸附主要为吸附剂中羧酸盐与Pb^2+结合的化学吸附,其次是吸附剂中大量存在的硅酸盐与Pb^2+结合的物理吸附。以上研究结果可为CaO-SA工业化应用提供参考。

APTES改性污泥基炭的表征及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附特性

污泥炭(SC)灰分含量高,吸附性能差,因而限制了其应用范围。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对污泥炭进行改性,提高其对重金属的吸附能力。结果表明:APTES成功地负载到污泥炭上;在25℃时,APTES-SC对Pb(II)的吸附量是SC的8倍;吸附量随溶液pH (1～8)的增大而增强。APTES-SC对Pb(II)的吸附行为符合二级动力学模型,等温吸附曲线符合Langmuir模型,吸附过程是自发、吸热反应(ΔG<0,ΔH>0)。该方法制备的改性污泥基炭是一种能去除废水中Pb(II)的高效吸附剂。

铈改性净水污泥除磷效能与机理分析

磷酸盐含量是控制水环境质量的重要标准之一,吸附是一种高效、清洁和经济的除磷技术。采用铈改性净水污泥吸附去除磷酸盐,考察了铈负载量、投加量、pH、共存离子等因素对吸附磷酸盐的影响,探讨了可能的吸附机理及吸附材料循环再生能力。结果表明,铈改性净水污泥吸附磷酸盐过程符合拟二级动力学和Freundlich吸附等温线,最大吸附量为69.43 mg·g^(-1),吸附速率受内扩散、边界层效应等多重因素的限制。在Cl^(-)、NO_(3)^(-)、CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)等共存离子干扰下,铈改性净水污泥具备选择性吸附磷酸盐的能力。在进行5次吸附-解吸循环后,吸附材料对磷酸盐的去除率下降了25.4%。吸附机制主要为磷酸盐与羟基以及含铈基团的静电吸引和配体交换。

不同MBR工艺处理生活污水效能的对比

污泥是富含有机物的碳质材料,可以制备成吸附性能比拟活性炭的吸附剂。利用污泥制备成廉价吸附材料并应用于膜生物反应器(MBR),对比研究了污泥基吸附剂-MBR(SAMBR)、MBR、PAC-MBR工艺处理生活污水的效能与膜污染情况。结果表明,SA-MBR工艺对UV254、DOC的去除率分别为58.5%与88.8%,与PAC-MBR工艺的去除效能(UV254:62.3%;DOC:90.1%)相近,优于MBR工艺的47.8%和85.9%。在控制膜污染方面,由于混合液中EPS与SMP的含量较低,而且投加的污泥基吸附剂富含铁、铝化合物,有效降低了污染物对膜的污染,使SA-MBR工艺的膜阻力较低,膜比通量下降速度较缓慢。