磷石膏中磷的高效浸出及磷资源回收研究

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作者 谭善宜 文惠子 +3 位作者 张沥文 何淑玉 陈绍华 习本军 《应用化工》 北大核心 2025年第9期2316-2320,2326,共6页

利用草酸对磷石膏中的磷进行浸出,以减少堆存过程中造成的磷污染问题。探讨了草酸浓度、固液比和搅拌速度等因素对磷浸出率的影响,并采用堆浸实验模拟了磷的浸出过程。同时通过鸟粪石沉淀法对浸出液中的磷资源进行回收,分析了pH值、反... 利用草酸对磷石膏中的磷进行浸出,以减少堆存过程中造成的磷污染问题。探讨了草酸浓度、固液比和搅拌速度等因素对磷浸出率的影响,并采用堆浸实验模拟了磷的浸出过程。同时通过鸟粪石沉淀法对浸出液中的磷资源进行回收,分析了pH值、反应时间和n(Mg)∶n(N)∶n(P)的比值对磷回收率的影响。结果表明,在摇瓶实验中,最佳条件下45 min时磷石膏中磷的浸出率可达99.26%。堆浸实验中,堆浸160 min时磷的浸出率可达到99.45%。磷的回收实验表明,在pH为10.0,n(Mg)∶n(N)∶n(P)=1.4∶1.2∶1的最佳条件下,30 min时磷的回收率为96.18%。XRD和SEM-EDS分析表明,产物主要成分为鸟粪石(MgNH_(4)PO_(4)·6H_(2)O),其纯度为78.54%。通过草酸法实现了磷的高效浸出,为磷石膏堆存过程中磷污染问题提供了方案。生产出的鸟粪石具有较高的商业价值,可实现处理成本的进一步降低。 展开更多

关键词 磷石膏 磷污染 浸出 磷回收 资源化利用 鸟粪石

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磷石膏中磷的浸出行为及其动力学研究 被引量：2

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作者 谭善宜 文惠子 +3 位作者 何淑玉 张沥文 陈绍华 习本军 《无机盐工业》 北大核心 2025年第2期105-112,共8页

中国磷石膏储量巨大,利用率低,需大量堆存。为解决中国磷石膏在堆存过程中出现的磷污染问题,研究人员采用了一种工艺简单且高效的浸出技术。以稀硝酸作浸出剂,探讨了硝酸浓度、固液比(质量体积比,g/mL,下同)、搅拌速率、温度和反应时间... 中国磷石膏储量巨大,利用率低,需大量堆存。为解决中国磷石膏在堆存过程中出现的磷污染问题,研究人员采用了一种工艺简单且高效的浸出技术。以稀硝酸作浸出剂,探讨了硝酸浓度、固液比(质量体积比,g/mL,下同)、搅拌速率、温度和反应时间等因素对磷浸出率的影响。结果表明:浸出过程中,磷的浸出率随硝酸浓度、搅拌速率、温度、反应时间的增大而增大,随固液比的增大而减小,其中硝酸浓度、固液比和搅拌速率对浸出率的影响较大,温度对浸出率的影响较小;通过XRD、XPS、SEM等表征方法对磷石膏浸出前后的性质进行了对比分析,发现浸出后的磷石膏中磷含量降低显著;并通过响应面法优化了反应条件,得出在硝酸浓度为0.50mol/L、固液比为1∶14、搅拌速率为200r/min、温度为30℃的最优条件下,反应120min后磷的浸出率高达97.23%。同时,磷的浸出动力学表明,该反应过程属于固体产物层扩散控制,反应活化能为11.65kJ/mol。该研究可为磷的高效浸出提供理论指导,具有重要的理论和实际意义,针对中国磷石膏在堆存过程中存在的磷污染问题提供了可选择的解决方案。 展开更多

关键词 磷石膏 磷污染 硝酸 浸出 动力学

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Na_(2)CO_(3)强化食品添加剂废水水热湿法还原解毒铬渣的研究

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作者 文惠子 习路遥 +4 位作者 何淑玉 谭善宜 张沥文 陈绍华 杜亚光 《无机盐工业》 北大核心 2025年第1期83-89,共7页

铬渣是生产金属铬和铬盐过程中产生的工业废渣,含有大量高毒性的Cr(Ⅵ),若进入环境将对人类和生态系统造成极大危害。利用Na_(2)CO_(3)作为置换液强化食品添加剂生产废水中的还原性物质水热湿法还原解毒无钙焙烧铬渣。探讨了食品添加剂... 铬渣是生产金属铬和铬盐过程中产生的工业废渣,含有大量高毒性的Cr(Ⅵ),若进入环境将对人类和生态系统造成极大危害。利用Na_(2)CO_(3)作为置换液强化食品添加剂生产废水中的还原性物质水热湿法还原解毒无钙焙烧铬渣。探讨了食品添加剂生产废水用量、反应温度等条件对铬渣解毒效果的影响。研究结果表明:当食品添加剂生产废水与铬渣质量比为6∶100(废水为0.24g,铬渣为4.0g)、温度为120℃、Na_(2)CO_(3)浓度为0.6mol/L,反应时间为3h,得到的滤液中Cr(Ⅵ)质量浓度为0.24mg/L,低于GB8978—1996《污水综合排放标准》的限值(0.5mg/L)。同时解毒铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出质量浓度为0.13 mg/L,小于HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范》规定中铬渣用作路基材料和混凝土骨料Cr(Ⅵ)的污染控制限值(0.5 mg/L),可以作为混凝土骨料综合利用。解毒机理表明是CO32-置换了铬渣中的Cr(Ⅵ),加速Cr(Ⅵ)从固相到液相的传质,随后食品添加剂生产废水中的葡萄糖等还原性物质将置换至溶液中的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),达到解毒铬渣目的。 展开更多

关键词 铬渣 六价铬 食品添加剂生产废水 水热湿法解毒

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磷石膏共反浮选除杂增白工艺研究 被引量：5

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作者 陈小红 余意 +3 位作者 朱淼 叶恒朋 陈绍华 李育彪 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期86-94,共9页

磷石膏中硅、有机质和可溶性氟等杂质严重制约磷石膏增值化利用。目前,浮选法是运用最广的预处理工艺,但正浮选成本高、工艺复杂,传统反浮选药剂稳定性和分散性差。针对以上问题,以磷石膏为研究对象,通过一段式共反浮选工艺对磷石膏中... 磷石膏中硅、有机质和可溶性氟等杂质严重制约磷石膏增值化利用。目前,浮选法是运用最广的预处理工艺,但正浮选成本高、工艺复杂,传统反浮选药剂稳定性和分散性差。针对以上问题,以磷石膏为研究对象,通过一段式共反浮选工艺对磷石膏中硅、有机质和可溶性氟等杂质的脱除展开了研究,并对新型苄基季铵盐共反浮选药剂(PG-1)反浮选后的精矿进行了SEM-EDS、XRD和XPS分析。结果表明:在矿浆自然p H为2.3~2.5,甲基异丁基甲醇(MIBC)用量为300 g/t、PG-1用量为300 g/t、矿浆浓度为25%(质量分数)、曝气量为0.20 m^(3)/h的最佳工艺条件下,Ca SO_(4)·2H_(2)O质量分数为86.75%、Si O_(2)质量分数为6.68%、白度为32.59%、有机质质量分数为0.72%、可溶性氟质量分数为0.40%的原磷石膏经过一段式共反浮选除杂增白后,可获得Si O_(2)质量分数为2.47%、白度为63.74%、有机质质量分数为0.03%、可溶性氟质量分数为0.039%、产率为80.17%、Ca SO_(4)·2H_(2)O质量分数为93.52%的磷石膏精矿,达到了GB/T 23456—2018《磷石膏》中建材石膏一级品的要求。该研究为磷石膏增值化利用的预处理过程提供了一种新方法。 展开更多

关键词 磷石膏 共反浮选 脱硅 增白 纯化

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Ca/Al/La LDH对磷石膏可溶性磷的固化研究

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作者 杨雨晴 罗爱文 +5 位作者 王杰 吴晨捷 瞿军 徐志高 杜冬云 曹艳敏 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期134-141,共8页

磷石膏是湿法磷酸工艺的副产物,含有质量分数为1%~2%的水溶性磷,其大量堆存对环境造成了严重危害。通过采用机械化学法合成Ca/Al/La水滑石(LDH)材料固化磷石膏中的可溶性磷,考察合成条件对产品磷吸附容量的影响,研究对比原始磷石膏和处... 磷石膏是湿法磷酸工艺的副产物,含有质量分数为1%~2%的水溶性磷,其大量堆存对环境造成了严重危害。通过采用机械化学法合成Ca/Al/La水滑石(LDH)材料固化磷石膏中的可溶性磷,考察合成条件对产品磷吸附容量的影响,研究对比原始磷石膏和处理后磷石膏制备建筑石膏粉的理化性质差异。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和粒度分析仪对固化前后的磷石膏进行表征,探究固化剂用量对可溶磷固化率和微观结构的影响。结果表明,在n[Ca(OH)_(2)]∶n[Al(OH)_(3)]∶n[La_(2)(CO_(3))_(3)·x H_(2)O]=12∶6∶1、球磨转速为600 r/min、球磨时间为1 h的条件下,加6%(体积分数)的乙醇作分散剂所得产品Ca/Al/La LDH(乙醇)磷吸附固化性能较优。Ca/Al/La LDH(乙醇)的添加量为1 g/L时,磷石膏中可溶磷固化率达到89.95%,优于Ca/Al LDH(78.70%)和Ca/Al/La LDH(80.86%)。乙醇能够使固化剂在磷石膏中分散均匀,与可溶性磷结合更充分,从而提高固化性能。处理后磷石膏制备建筑石膏粉,其抗折和抗压强度分别为6.60 MPa和9.30 MPa,符合建筑石膏2.0级质量标准。该研究结果为磷石膏的无害化与资源化提供了可行思路。 展开更多

关键词 磷石膏 水滑石 可溶性磷固化 β-半水石膏

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利用电解锰渣制备As(Ⅲ)吸附材料及其性能研究 被引量：8

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作者 孙燕 蓝际荣 +4 位作者 郭莉 孙朋 叶恒朋 杜冬云 占伟 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2377-2385,共9页

通过对工业废弃物电解锰渣(electrolytic manganese residues, EMRs)进行改性制备As (Ⅲ)吸附材料(改性EMRs),探究了NaOH用量、超声及微波对其表面结构及吸附性能的影响。结果表明:该工业废渣在固液比M(EMRs)∶V(NaOH, aq)= 1∶10(CNaOH... 通过对工业废弃物电解锰渣(electrolytic manganese residues, EMRs)进行改性制备As (Ⅲ)吸附材料(改性EMRs),探究了NaOH用量、超声及微波对其表面结构及吸附性能的影响。结果表明:该工业废渣在固液比M(EMRs)∶V(NaOH, aq)= 1∶10(CNaOH,aq = 2.0 mol · L^-1)条件下,经超声反应(200 W) 2 h脱除大部分Si、S、Ca 后,再微波(700 W)反应5 min 以使Fe、Mn 等活性吸附基团在其表面沉积,最后经105℃烘干制得改性EMRs。SEM结果表明,EMRs改性后表面形成片层纳米结构,对砷具有良好的吸附性能,可将初始As(Ⅲ)浓度为50 mg · L^-1废水出水中砷降至0.042 mg · L^-1,符合国家地表水环境质量标准Ⅰ类水质量要求(GB 3838—2002);同时,经3% NaOH溶液再生处理后可继续使用。XPS结果表明,改性EMRs吸附砷性能与其表面Fe3O4、FeOOH、MnO2等对As(Ⅲ)具有吸附作用或氧化作用的活性物种的增多密切相关。 展开更多

关键词 电解锰渣 除砷 微波 再生 吸附剂

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球磨预处理强化铜冶炼烟灰中砷与有价金属高效分离 被引量：3

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作者 胡中求 瞿军 +4 位作者 郭莉 马文博 胡楠 占伟 杜冬云 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1915-1924,共10页

探究了球磨预处理铜冶炼烟灰中As与有价金属的高效分离,并对比研究球磨及碱性介质中球磨预处理对烟灰中As分离浸出效果影响。结果表明:单独采用球磨预处理会抑制烟灰中As的浸出,与未球磨烟灰相比,浸出率由56.01%降至32.85%;而碱性介质... 探究了球磨预处理铜冶炼烟灰中As与有价金属的高效分离,并对比研究球磨及碱性介质中球磨预处理对烟灰中As分离浸出效果影响。结果表明:单独采用球磨预处理会抑制烟灰中As的浸出,与未球磨烟灰相比,浸出率由56.01%降至32.85%;而碱性介质的加入可显著提高As浸出率,浸出率则由56.01%升至78.52%,最优工艺参数为:NaOH与烟灰质量比(mNaOH:mAsh)=0.5:1、球磨活化60 min(碱性介质下球磨预处理(50±5) min后,投加入一定量的乙醇研磨(10±5) min)、转速600 r/min。另外,采用该方法处理后,烟灰中Cu、Zn、Pb、Cd基本未被浸出,且浸出残余固体物中As含量由5.74%降低至0.13%。SEM和粒径分析表明:球磨可使颗粒表面产生缺陷,减小烟灰粒度,增大反应比表面积,促进界面传质,提高As浸出率。XRD和XPS结果表明:球磨过程中局域产生高温高压,诱导固-固反应,As2O3等与Na OH反应转化为可溶性的砷酸盐,部分PbSO4在局部高温下最终分解为PbO,进一步强化浸出过程中As与有价金属的高效分离,该方法为烟灰无害化及资源化的利用提供了理论依据。 展开更多

关键词 铜冶炼烟灰 球磨 化学反应 活化 界面传质 选择性浸出

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磷石膏基复合吸附材料的制备及其对废水中As(Ⅲ)的吸附性能研究 被引量：4

8

作者 吕晨阳 许向群 +2 位作者 宋云杰 马梦雨 杜亚光 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2023年第2期163-171,共9页

研究了用机械球磨法混合磷石膏(PG)和还原铁粉制备吸附材料(m-PG-Fe),通过响应面法对制备工艺条件进行优化,考察了优化条件下所制备m-PG-Fe对模拟废水中As(Ⅲ)的吸附性能。结果表明:最优制备条件为PG配比60%,球磨转速500 r/min,球磨时间... 研究了用机械球磨法混合磷石膏(PG)和还原铁粉制备吸附材料(m-PG-Fe),通过响应面法对制备工艺条件进行优化,考察了优化条件下所制备m-PG-Fe对模拟废水中As(Ⅲ)的吸附性能。结果表明:最优制备条件为PG配比60%,球磨转速500 r/min,球磨时间为2 h;在该条件下制备的m-PG-Fe对废水中As(Ⅲ)的吸附量为29.86 mg/g,与预测值的误差为3.7%,可靠性较高,具有潜在使用价值;m-PG-Fe具有更大的比表面积、孔隙体积和介孔率,在机械力作用下PG中的结晶水逸出产生羟基自由基,并与铁粉在球磨作用下结合生成FeO(OH),有利于对As(Ⅲ)的吸附。 展开更多

关键词 磷石膏 铁粉 球磨 响应面法 吸附 As(Ⅲ)

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磷石膏基吸附剂的制备及其对As(Ⅴ)的吸附性能试验研究 被引量：2

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作者 哈志昊 许向群 +4 位作者 谭小涵 蓝艳馨 林燕敏 马梦雨 杜亚光 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2023年第1期76-82,共7页

研究了用氧化钙(CaO)改性磷石膏(PG)制备吸附剂m-CaO-PG,并用于从废水中吸附去除As(Ⅴ),采用Design-Expert软件以响应面法中的Box-Behnken程序优化m-CaO-PG制备工艺,考察了球磨转速、球磨时间和物料质量比对m-CaO-PG吸附As(Ⅴ)的影响。... 研究了用氧化钙(CaO)改性磷石膏(PG)制备吸附剂m-CaO-PG,并用于从废水中吸附去除As(Ⅴ),采用Design-Expert软件以响应面法中的Box-Behnken程序优化m-CaO-PG制备工艺,考察了球磨转速、球磨时间和物料质量比对m-CaO-PG吸附As(Ⅴ)的影响。结果表明:制备m-CaO-PG的最佳条件为球磨转速200 r/min,物料质量比6/4,球磨时间4 h;m-CaO-PG对As(Ⅴ)的最大吸附量为37.75 mg/g;吸附过程中产生了Ca_(3)(AsO_(4))_(2)和CaHAsO_(4)·2H_(2)O新物相,新物相中增加了羟基自由基;m-CaO-PG有更大表面积和孔隙体积,吸附去除As(Ⅴ)效果较好。 展开更多

关键词 磷石膏 氧化钙 改性 m-CaO-PG 响应面法 As(Ⅴ) 优化 吸附

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磷石膏基有机吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附试验研究

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作者 宋云杰 马梦雨 +3 位作者 吕晨阳 黄彩妹 向露 杜冬云 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2023年第1期61-69,共9页

研究了用聚丙烯酸(PAA)改性磷石膏(PG)制备新型复合吸附剂PG/PAA,并用于吸附去除废水中的Pb(Ⅱ)。利用SEM、BET、FT-IR表征了PG/PAA的结构和性能。结果表明:改性后磷石膏基吸附剂表面形貌由光滑变得粗糙,比表面积和孔容减小,官能团也有... 研究了用聚丙烯酸(PAA)改性磷石膏(PG)制备新型复合吸附剂PG/PAA,并用于吸附去除废水中的Pb(Ⅱ)。利用SEM、BET、FT-IR表征了PG/PAA的结构和性能。结果表明:改性后磷石膏基吸附剂表面形貌由光滑变得粗糙,比表面积和孔容减小,官能团也有所改变;在溶液pH=5.0、PG/PAA用量1 g/L、初始Pb(Ⅱ)质量浓度50 mg/L、吸附时间30 min条件下,PG/PAA对Pb(Ⅱ)的吸附量达49.34 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程自发放热;PG/PAA吸附Pb(Ⅱ)的机制包括螯合、配位作用和离子交换。 展开更多

关键词 磷石膏 聚丙烯酸 改性 制备 吸附 Pb(Ⅱ)

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磷石膏与铜尾渣的高效耦合固定/稳定化处理 被引量：12

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作者 王维 许向群 +3 位作者 李杰 郭莉 陈荣升 杜冬云 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第5期1601-1609,共9页

磷石膏(PG)和铜尾渣(CSS)是磷化工和有色冶炼行业中产生的两种固废,含有大量可迁移性有害物质,在堆存过程中能对环境造成污染。向PG、CSS混合渣中添加CaO作为额外钙源、NaOH作为激发剂,加入约30%(质量分数)的水,搅拌均匀,通过机械压模... 磷石膏(PG)和铜尾渣(CSS)是磷化工和有色冶炼行业中产生的两种固废,含有大量可迁移性有害物质,在堆存过程中能对环境造成污染。向PG、CSS混合渣中添加CaO作为额外钙源、NaOH作为激发剂,加入约30%(质量分数)的水,搅拌均匀,通过机械压模制成固结体(PG-S),经过抗压测试和毒性浸出试验,结果表明:PG-S抗压强度可达到14.8 MPa;PG中的主要污染物PO_(4)^(3-)、F^(-)的固定率分别达到99.87%和92.13%,重金属锌、铅等有害物质的浸出浓度均能满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)要求,实现了对PG、CSS的高效耦合固定/稳定化处理。通过XRD、SEM表征分析证明PG、CSS中的有害物质通过生成不溶物和胶凝包裹吸附而被固定。 展开更多

关键词 磷石膏 铜尾渣 固定化 废物处理 活化

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球磨与助剂强化选择性回收电解锰渣中的锰 被引量：9

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作者 蓝际荣 孙燕 +2 位作者 潘滢 李卓蔓 杜冬云 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1749-1755,共7页

电解锰渣(Electrolytic manganese residues,EMRs)是电解锰工业产生的废渣,但电解锰渣还含有部分的Mn。目前,对电解锰渣的处理大多为露天堆放,不仅造成严重的环境问题还造成Mn资源的浪费。针对长期堆放的库存电解锰渣,采用球磨的方式浸... 电解锰渣(Electrolytic manganese residues,EMRs)是电解锰工业产生的废渣,但电解锰渣还含有部分的Mn。目前,对电解锰渣的处理大多为露天堆放,不仅造成严重的环境问题还造成Mn资源的浪费。针对长期堆放的库存电解锰渣,采用球磨的方式浸出常规方法无法浸出的Mn。试验探究了固液比、转速、料球比、填充系数、球磨时间和不同化学助剂下等因素对Mn浸出率的影响。结果表明:当固液比为1:5、转速为200 r/min、料球比为0.5、填充系数为0.06、球磨时间为60 min,在化学助剂柠檬酸三钠添加量为2.2 g/kg或二水合草酸添加量为2.0 g/kg时,Mn的浸出率可达99%以上。球磨能够实现对堆放较久的库存电解锰渣中Mn的高效选择性浸出并减少Cr的干扰,为库存电解锰渣中Mn的回收处理提供了新的方法。 展开更多

关键词 电解锰渣 选择性 回收 锰 资源化

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低C/N比CANON工艺脱氮机制分析 被引量：1

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作者 田亮 黄锐 +1 位作者 杜冬云 吴晨捷 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期104-111,共8页

该文在微氧升流反应器中构建颗粒-絮体污泥体系,以乙酸钠作为碳源,探究了C/N对CANON工艺脱氮效率的影响,并分析了低C/N下该工艺的脱氮机制。当C/N=0.75时,TN和NH_(4)^(+)-N去除率达到了最高值92%和95%。而当C/N从0.75增长至1时,TN和NH_(... 该文在微氧升流反应器中构建颗粒-絮体污泥体系,以乙酸钠作为碳源,探究了C/N对CANON工艺脱氮效率的影响,并分析了低C/N下该工艺的脱氮机制。当C/N=0.75时,TN和NH_(4)^(+)-N去除率达到了最高值92%和95%。而当C/N从0.75增长至1时,TN和NH_(4)^(+)-N去除率分别下降至80%和85%;C/N回调至0.75后,10 d左右反应器性能恢复至91%TN去除率。C/N=0.75时脱氮贡献分析和粒度分布表明AnAOB对NO_(2)^(-)-N的摄取处于优势地位,反应器内主要发生Anammox反应和短程反硝化反应,合适的C/N并不会导致异养菌取代AnAOB的优势地位,且Anammox反应的脱氮贡献在56%~62%之间。 展开更多

关键词 微氧升流反应器 CANON工艺 颗粒-絮体污泥 脱氮机制 低C/N

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