改性农林废弃物吸附印染废水的性能研究及其优选

研究对花生壳、小麦壳和荞麦壳进行NaOH改性。通过单因素分析,在不同投加量、吸附时间和吸附温度下,研究了改性农林废弃物的吸附性能,并对改性前后的三种材料吸附模拟印染废水的性能进行了对比实验。实验结果表明,投加量为0.1g时,在25℃下吸附60min,为改性农林废弃物吸附模拟印染废水的最佳吸附条件。花生壳改性后吸附性能提高最为明显,但在实验过程中吸附效果不理想。改性小麦壳的吸附效果在三种材料中最为稳定,是最佳改性农林废弃物。     

生物炭对铅离子的动态吸附

以黄姜皂素废渣为原料,制备成了生物炭,以硝酸铅水溶液作为模拟废水,采用降流式固定吸附床,模拟工业填充柱,分别考察了重金属铅离子溶液的吸附剂投加量、初始浓度、流速及初始pH值对生物炭动态吸附过程的影响.实验结果表明：生物炭能有效去除水中的重金属离子,随着重金属溶液初始浓度及流速的增大,穿透时间提前;增加生物炭的投加量,穿透时间延长;生物炭对水中铅离子动态吸附的穿透时间随pH值增大而延长.对实验数据进行了线性拟合,Thomas模型能较好地反映吸附过程特征,说明生物炭动态吸附铅离子是一个吸附位点一旦被吸附质占据后则吸附不再发生,而且没有轴向扩散.     

生物炭对亚甲基蓝的吸附动力学

采用静态吸附试验确定生物炭吸附的最适宜温度、振荡速度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭投加量及吸附时间的范围,选择吸附温度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭的投加量进行正交实验,得到最优吸附工艺条件:反应温度35℃,生物炭的投加量0.4g,亚甲基蓝的浓度45mg/L,生物炭对亚甲基蓝的去除率98.6%,吸附量5.54mg/g.最优条件下的动力学研究表明亚甲基蓝溶质分子在两相界面上进行的吸附达到平衡时,亚甲基蓝浓度与生物炭的吸附量之间符合Freundlich吸附等温线.吸附动力学特性符合准二级吸附动力学,生物炭对于亚甲基蓝的吸附以化学吸附为速率控制步骤.     

基于生物质本体特性的餐饮废水处理效果研究

利用核桃壳、木屑、甘蔗渣、水葫芦4种生物质作为吸附剂吸附处理餐饮废水,分析表征这4种材料的本体特性,考察生物质投加量、吸附时间、pH值和生物质粒径等因素对COD去除率及油的吸附量的影响.研究表明：生物质中纤维素与木质素的比值越高、比表面积越大吸附性能越好.4种吸附材料对COD去除率从大到小的顺序为甘蔗渣、水葫芦、木屑、核桃壳;对油的吸附量从大到小的顺序为水葫芦、木屑、甘蔗渣、核桃壳.     

生物炭负载零价纳米铁对溶液中的 Cr6+ 去除的研究

生物炭(biochar, BC)作为载体,负载纳米零价铁(nano zero valent iron, nZVI)形成复合吸附材料,利用电子扫描显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征材料的结构特征。研究了不同材料、初始溶液初始p H、不同初始浓度、去除剂的投加量对BC负载nZVI (nZVI-BC)去除含Cr~(6+)废水的影响。结果表明:BC的加入提高了nZVI的分散性和抗氧化性,同时提升稳定性,对于水中Cr~(6+)的去除具有较好的效果;当Cr~(6+)的初始浓度为15 mg/L,去除剂的投加量为2.5 g/L, pH=4的条件下,其去除率达到了98%; nZVI-BC去除含Cr~(6+)废水的过程符合Langmuir吸附等温式和准一级动力学方程,其中最大吸附量为209.93 mg/g。     

玉米秸秆生物炭对水中对苯醌的吸附性能研究

资源环境问题一直受到人们的广泛关注,农业废弃物玉米秸秆可以用来提取油气,副产物生物炭预期能够用于环境治理。在600℃条件下,通过简单的限氧热解法制备得到玉米秸秆生物炭,将其用于吸附去除在高级氧化过程中产生的中间氧化产物——对苯醌,研究了玉米秸秆生物炭的投加量和溶液初始pH值对吸附效果的影响,玉米秸秆生物炭吸附对苯醌的动力学、热力学作用机理,玉米秸秆生物炭的再生利用性能等。研究结果表明:①玉米秸秆生物炭能够高效吸附去除对苯醌,投加量为0.8 g/L时的去除率可达到97.2%。②在较宽的pH值变化范围内(3.0～11.0)均表现出了较高的去除能力,且生物炭和对苯醌之间产生的∏-∏电子供体-受体(∏-∏electron-donor-acceptor interaction)相互作用占主导。③Elovich和准二级动力学模型均能较好地拟合试验动力学数据,表明玉米秸秆生物炭与对苯醌之间可能存在扩散控制的化学吸附过程。④基于Langmuir模型的玉米秸秆生物炭对对苯醌的最大吸附量q_(max)为94.6 mg/g;与Langmuir模型相比,Freundlich模型能够更好地拟合试验热力学数据,且玉米秸秆生物炭对对苯醌的吸附在很大程度上是多分子层吸附过程。⑤多次循环再生后的玉米秸秆生物炭仍具有较好的吸附去除率。     

改性活性污泥生物炭对水中苯酚吸附性能研究

以城市生活污水处理厂污泥为原料、碳酸氢钠为绿色活化剂、磷酸铵为氮磷源,采用真空热解法制备改性污泥生物炭,并采用SEM、FT?IR对材料进行了表征分析。结果表明,污泥生物炭改性后,可显著提高生物炭比表面积和孔隙度,以及N—H和C—O数量。研究了改性污泥生物炭投加量、污染物质量浓度、反应温度和pH等条件对苯酚吸附效果的影响,以及吸附的过程与机理。结果表明,改性污泥生物炭对苯酚有更好的吸附效果,吸附率随改性污泥生物炭投加量的增大而增大;当污染物质量浓度增大时,吸附率降低;反应温度越高,吸附效果越好;酸性条件有利于反应的进行。改性污泥生物炭对苯酚的吸附过程符合准二级动力学,吸附机理为单分子层吸附和不均匀的表面吸附。改性污泥生物炭具有良好的再生利用性能,可为污泥资源化利用及废水中苯酚的处理提供有效途径。     

改性石榴皮生物炭对水中低浓度硝氮的吸附性能研究

以石榴皮为原料在不同条件下制备生物炭,并对其进行盐酸改性,对比改性前后生物炭性质及其对硝氮的吸附效果.SEM、FTIR及等电点测定结果表明,改性后生物炭表面覆盖的颗粒被清除,微孔更清晰且孔径均有所增大;三种改性生物炭均含有-OH官能团,其中HBC600、HBC700是新增的;HBC600、HBC700和HGBC700等电点分别为9.1、10.1和8.1.未改性生物炭BC600、BC700和GBC700吸附后引起硝氮浓度增高,而改性生物炭HBC600、HBC700和HGBC700均具有较好吸附效果.硝氮初始浓度、吸附时间及生物炭投量均影响生物炭的吸附效果,硝氮初始浓度越低、吸附时间越长、投量越大,三种改性生物炭对硝氮的去除率越高,且相同条件下HBC700对硝氮的吸附效果均最优,最大吸附量可达1.742 mg/g.在硝氮初始浓度9.0 mg/L、生物炭投量8.0 g/L、吸附时间12 h条件下,HBC700吸附去除硝氮的综合效果最佳,去除率为87.6%,且可解吸再利用.     

还原剂改性生物炭吸附法去除对苯醌的试验研究

选用Na_2SO_3、FeSO_4两种还原剂制备改性麦秸秆生物炭,以对苯醌为目标污染物,通过试验研究生物炭制备过程中还原剂浸渍时间及浓度、生物炭热解温度及投加量对其吸附去除对苯醌的影响,同时进行热力学分析。结果表明,还原剂浸渍时间宜为2 h、最佳物质的量浓度为0.001 mol/L,生物炭最佳热解温度为600℃、最佳投加量为20 mg。另外,FeSO_4改性麦秸秆生物炭吸附去除对苯醌的效果比Na_2SO_3改性麦秸秆生物炭好。     

改性柚皮生物炭的制备及其对水体磷酸盐的吸附性能

针对地表水体磷污染问题,利用农业废弃物柚子皮为原料制备柚皮生物炭(PB),以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为分散剂,制备改性纳米零价铁生物炭吸附材料(CNZVI)。使用扫描电镜、比表面积分析仪和X射线衍射分析仪等手段,研究柚皮生物炭改性前后的理化性能,并分析溶液p H、吸附剂投加量、反应时间、初始浓度和温度对CNZVI-PB吸附水中磷酸盐的影响。结果表明:CNZVI-PB对水中磷酸盐具备较好的吸附去除能力;溶液pH对磷吸附过程影响较大,最优吸附效率的pH值为3.0～7.0;该吸附反应是一个吸热过程,反应过程符合准二级动力学模型,及Langmuir等温吸附模型,在20～40℃时,磷最大吸附量达到8.47～9.62 mg/g。CNZVI-PB对磷酸盐的吸附过程主要包括静电吸附和配位基交换作用。