污泥-秸秆复合吸附颗粒对溶液中Cd~(2+)的吸附特性研究

通过微波热解的方法,制备污泥-玉米秸秆和污泥-大豆秸秆吸附颗粒。研究不同吸附时间、pH值和Cd~(2+)初始浓度对废水中Cd~(2+)的吸附效果影响。结果表明,污泥-玉米秸秆对Cd~(2+)的吸附效果好于污泥-大豆秸秆颗粒。10℃和25℃条件下,两种吸附颗粒对Cd~(2+)的吸附率随着吸附时间的增加而增加,而35℃条件下,吸附时间为90min时,吸附率达到最大。当pH范围为2～7时,污泥-玉米秸秆和污泥-大豆秸秆对Cd~(2+)的吸附量分别为8.25mg·g~(-1)和2.33mg·g~(-1)。随着Cd~(2+)溶液初始浓度的增加,两种吸附颗粒对Cd~(2+)的吸附量呈现增加趋势。     

壳聚糖交联沸石对尾矿废水的Mn~(2+)、Cd~(2+)吸附特性研究

利用壳聚糖交联沸石吸附尾矿废水中Mn~(2+)、Cd~(2+),通过考察吸附剂处方配比、吸附剂用量、溶液pH值与吸附时间对两种重金属离子的去除率影响,表明7.0g·L~(-1)用量下的壳聚糖交联沸石(m_(壳聚糖):m_(沸石)=0.20)吸附pH值为5.0~6.0的100mg·L~(-1)的Mn~(2+)、Cd~(2+)溶液4h达到平衡。该吸附过程符合Langmiur等温吸附特征,尾矿废水样品经壳聚糖交联沸石吸附后,溶液中Mn~(2+)、Cd~(2+)残留量均符合国家排放标准,因此,可为相关行业环境治理提供参考。     

黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物的吸附性能测试

以改性黄腐酸为功能单体,反相悬浮聚合法制备了Cd~(2+)离子印迹聚合物,并研究其吸附性能。动力学模型表明,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物对Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学吸附模型,相关系数达到0.9977;热力学研究发现,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物吸附重金属离子的形式为单分子层表面吸附,与Langmuir等温吸附模型相符;竞争吸附实验显示,竞争离子Pb~(2+)、Cr~(3+)存在时,Cd~(2+)/Pb~(2+)、Cd~(2+)/Cr~(3+)的相对选择性系数分别为4.32、13.47,说明MFA-IIP对模板离子拥有较强的选择识别性能,竞争离子化合价不同,选择识别性更加显著。     

用6210净水剂直接去除电镀废水中Cr~(6+)

电镀废水中的Cr~(6+),不需预先化学还原或电化还原成Cr~(3+),添加净水剂6210就可直接反应去除。试验表明,含Cr~(6+)189.6 mg/l的电镀废水,投药比6210/Cr~(6+)为25～50,室温下搅拌反应1 h,Cr~(6+)的去除率>90%,且15 min内可澄清。6210净水剂还具有去除F~-、SO_4~(2-)等阴离子及去除Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)等重金属阳离子的特性。     

Zn~(2+)、Cd~(2+)在腐植酸上的吸附动力学与解吸作用研究

研究了Zn~(2+)、Cd~(2+)在腐植酸上的吸附动力学及其解吸特征。考察了初始p H与温度对吸附作用的影响。结果表明,金属离子的吸附量随初始p H的升高而增大,随温度升高而增大。Z n~(2+)、C d~(2+)在腐植酸上的吸附符合伪二级吸附速率模型。吸附在腐植酸上的Z n~(2+)、Cd~(2+)在H_2O、HCl、NaOH和NaCl溶液中的解吸量的关系是:HClNaOHNaClH_2O。     

纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子

探索经精细加工的纳米伊/蒙混层黏土吸附水中2种二价重金属离子(即Cu~(2+)和Cd~(2+))的吸附性能,并考察了该黏土在吸附过程中pH值、黏土用量、吸附时间、吸附温度和重金属离子浓度诸因素对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子吸附性能的影响。结果表明:纳米伊/蒙黏土对水中重金属离子的吸附量随pH值的增加而增加,当pH4时,吸附量基本趋于稳定;在优化条件下,纳米伊/蒙黏土对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附脱除率分别为95.15%和91.53%。用准一级和准二级动力学模型拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu2+和Cd2+的吸附动力学过程。结果表明,准二级动力学模型能够拟合纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。吸附热力学研究还表明,纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)属于物理吸附过程。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析纳米伊/蒙黏土分别吸附不同浓度Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。Langmuir模型能有效地拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附过程,由其获得的单层纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)饱和吸附量分别为7.99 mg/g和12.68 mg/g。     

香菇废弃物固定化方法的改进及其对Cd~(2+)的吸附研究

聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、香菇废弃物粉末以7∶3∶3的质量比混合,水浴加热溶解后,用CaCl_2饱和硼酸溶液固定化。以2%CaCl_2饱和硼酸的固定化时间、磷酸盐浓度以及磷酸盐的固定化时间为因子进行正交实验,以成球性、机械强度、Cd~(2+)吸附平衡时间和吸附率为指标,确定最佳固定化方法,并研究了固定化香菇对Cd~(2+)的吸附机理。结果表明,香菇废弃物的最佳固定化方法为:将质量比为7∶3∶3的PVA、SA、香菇废弃物粉末混合,水浴加热溶解,用注射器将混合液滴入2%CaCl_2饱和硼酸固定化24 h后,移至浓度5 g/L的磷酸盐进行二次固定化反应6 h。改良后的固定化香菇小球吸附Cd~(2+)的平衡时间大大缩短,由7 h缩短至1 h,准二级动力学方程能够很好地模拟改良固定化香菇对Cd~(2+)的动力学吸附过程,R~2=0.999 8。改良固定化香菇对Cd~(2+)的热力学吸附过程符合Langmuir模型与Frendlich模型,相关系数R~2分别为0.939 5和0.998 3,对Cd~(2+)的理论最大吸附量为11.99 mg/g,最大吸附量较改良前大大提高。     

中华麦饭石对重金属离子的吸附作用

以产于内蒙古通辽市奈曼旗的中华麦饭石为吸附剂,研究麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附作用。结果表明,中华麦饭石对重金属离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。中华麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附容量分别为0.119 8、0.133 1、0.105 4、0.069 8、0.057 5 mg/g。中华麦饭石对重金属离子的吸附机理主要是物理吸附与离子交换。     

松塔基炭材料的制备及其对Zn~(2+)的吸附性能研究

以松塔为原料,通过碱活化、炭化制得了一系列含氮松塔基炭材料。采用静态法研究了炭材料对Zn~(2+)的吸附性能。结果表明,松塔基炭材料AC_(PC-400-3)、AC_(PC-700-3)的比表面积分别为306.78,718.1 m~2/g,平均孔径分别为2.29,2.09 nm。AC_(PC-400-3)的吸附过程符合二级动力学方程,而AC_(PC-700-3)则符合颗粒内扩散模型。AC_(PC-400-3)对Zn~(2+)的吸附量达到42.95 mg/g。等温吸附数据符合Freundlich方程,炭材料对锌离子的吸附属于单分子层吸附,吸附容量在一定范围内随温度、pH升高而增大。另外,AC_(PC-4 00-3)具有较好的再生与重复使用性能。     

不同制备温度下水生植物生物炭吸附Cd~(2+)研究

选用水生植物为生物质原料在不同热解温度下(300、500、700℃)制备生物炭,分析3种生物炭理化性质差异,研究吸附影响因子对生物炭吸附Cd~(2+)的影响以及吸附机理。结果表明,随着热解温度的升高,官能团数量减少,灰分增加,pH增大。3种生物炭的吸附过程可用Langmuir等温线较好的拟合,饱和吸附量B500B700B300。吸附动力学过程符合准2级动力学方程,说明以化学吸附为主。pH在2～6时,生物炭的吸附量随pH增加而增大。随着投加量的增加平衡吸附量减小,去除率增大。水生植物生物炭去除Cd~(2+)的机理可能是阳离子-π作用、离子交换、沉淀、络合反应。水生植物生物炭是一种能有效去除水中Cd~(2+)的吸附剂。     

改性酒糟对电镀废水中Cr~(6+)、Ni~(2+)的吸附研究

酒糟采用1 mol/L硫酸和2 mol/L盐酸混合溶液(体积比1∶1)室温下改性6 h,冷冻干燥,进行FTIR表征,研究其对电镀废水中Cr~(6+)、Ni~(2+)吸附特性及作用机理。结果表明,经酸改性后酒糟有效官能团数目增多;对于初始浓度20 mg/L的Cr~(6+)、Ni~(2+)的溶液,在Cr~(6+)pH=5.0、Ni~(2+)pH=7.0,改性酒槽投加量30 g/L,在20℃吸附30 min时,改性酒糟吸附Cr~(6+)、Ni~(2+)的效果最好;准二级动力学方程很好的反映吸附过程;Langmuir方程能更好地描述改性酒糟对Cr~(6+)、Ni~(2+)的等温吸附。     

2种介孔硅藻的制备及其对废水中Cd~(2+)的吸附

以硅藻土为天然硅源,CTAB为模板剂制得介孔硅藻(DM)和磁性介孔硅藻(MDM)。采用SEM、FTIR和STA对制备的产品进行了表征,并以Cd~(2+)为目标污染物,研究了2种吸附材料对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,当初始Cd~(2+)质量浓度为10 mg/L,温度为25℃,pH=6,DM和MDM投加量为3 g/L,吸附时间为30 min时,DM和MDM对Cd~(2+)的去除率分别为85.67%和98.75%,且均可再生使用5次。DM和MDM对Cd~(2+)的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型,吸附过程均符合准二级动力学方程。     

功能化壳聚糖磁性微球的制备及其对Cr~(3+)、Ni~(2+)的吸附

以经SiO_2包覆的Fe_3O_4和4-氯苯基异氰酸酯修饰的壳聚糖为原料,六亚甲基双异氰酸酯(HDI)为连接剂,制得功能化Fe_3O_4@Si O_2-壳聚糖磁性微球(磁性微球C),并利用SEM、FTIR对其进行表征,考察了所得磁性微球C对Cr~(3+)和Ni~(2+)的吸附性能。结果表明:磁性微球C的平均粒径为520 nm左右且分散性好。对Cr~(3+)、Ni~(2+)的吸附在60 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.2 g,Cr~(3+)浓度为2.5 mmol/L,p H=3.0时,Cr~(3+)的单位吸附量为191.1 mg/g;在Ni~(2+)浓度为0.1 mmol/L,pH=5.0时,Ni~(2+)的单位吸附量为4.725 mg/g。所测等温吸附数据既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。     

Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜的制备及其吸附性能研究

基于壳聚糖对金属离子的螯合机理,同时采用离子印迹法和共混法改性壳聚糖膜,制备了Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜(CS(Cu~(2+))/PVA),并研究了其对Cu~(2+)的吸附性能。利用SEM、 FT-IR对其进行表征,并探讨了各因素对吸附效果的影响,结果表明:当PVA添加量为7.5%, Cu~(~(2+))初始浓度为100 mg·L-1,吸附剂添加量为0.01 g, pH=5.00时, CS(Cu~(2+))/PVA对Cu~(2+)的吸附量最大,为182.1 mg·g-1,是壳聚糖膜(CS)吸附量的1.9倍。吸附在90 min内达到平衡,吸附等温线既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。吸附动力学符合拟二阶动力学模型。3次循环使用后,吸附量仍可达到102.7 mg·g~(-1)。在有Pb~(2+)存在的混合溶液中,其对Cu~(2+)的吸附量为150.39 mg·g-1,是对Pb~(2+)吸附量(22.14 mg·g-1)的7倍,表现出优异的吸附选择性。     

污泥基生物炭的制备及其对重金属的吸附性能

本研究采用城市生活污泥为原料,污泥活化后低温炭化所得的生物炭用作吸附剂去除水溶液中的Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)重金属离子。并对所得生物炭进行了表征,研究了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对生物炭吸附能力的影响,并对吸附机理进行了分析。实验结果表明:所得生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的最大吸附值分别为250 mg/g、93.5 mg/g、44.4 mg/g、142 mg/g。生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的等温吸附曲线符合Langmuir方程,吸附动力学过程可以用伪二阶模型来描述。     

Acidithiobacillus ferrooxidans去除水中Ni~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)机理的研究

以从粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)分离出具有的Acidithiobacillus ferrooxidans(A.f菌)为研究对象,采用原子吸收分光光度法和X射线衍射分析技术,研究A.f菌对水中Ni~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)的去除和钝化机理。实验结果显示,A.f菌与重金属离子共培养7 d后,其对Ni~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)的去除率分别为18.52%、31.63%、36.05%,X射线衍射分析显示Ni~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)与次生矿物晶体内的构晶离子Fe~(3+)间的类质同象作用不明显;A.f菌成因次生矿物对Ni~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)的吸附容量分别达130.26、74.99、78.36 mg/kg,可能与A.f菌次生高铁矿物纳米颗粒表面富含OH~-、SO_4~(2-)等高吸附能位点的强静电相互作用密切相关。     

粘质沙雷氏菌HB-4吸附重金属镉的机制

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd~(2+)具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。该菌株能在Cd~(2+)浓度为300 mg·L~(-1)的条件下正常生长;对Cd~(2+)的最大吸附量为(154.7±0.9)mg·g~(-1)。考察了Cd~(2+)初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd~(2+)的影响,结果表明:pH=3.0~8.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd~(2+)的去除率仍可达到49.9%±0.1%;Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)与Cd~(2+)共存时,几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%(Pb~(2+))、44.6%±0.6%(Zn~(2+))、52.7%±0.1%(Cu~(2+))和64.2%±0.3%(Cd~(2+))。解吸实验证明了HB-4对Cd~(2+)极强的吸附能力,洗脱液pH=7.0时,解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况,并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究,推断HB-4对Cd~(2+)的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。     

氨基化改性壳聚糖磁性树脂的原位制备及其对UO_2~(2+)的吸附性能

利用NaOH/Fe~(2+)反应体系生成Fe(OH)_2,同时通入低浓度O_2使Fe(OH)_2氧化成Fe_3O_4,在壳聚糖基质内部均匀生成磁性物质;并利用三聚磷酸钠交联,原位制备氨基化改性磁性壳聚糖树脂(TETA-MCR)。考察了不同pH、吸附时间、初始浓度及温度对TETA-MCR吸附UO_2~(2+)性能的影响。FT-IR分析表明氨基是UO_2~(2+)主要吸附位,通过配位络合吸附UO_2~(2+)。吸附动力学符合拟二级动力学模型,并且为自发吸热过程。吸附等温线符合Langmuir模型,298 K时最大吸附容量达166.6 mg UO_2~(2+)×g~(-1)。TETA-MCR对UO_2~(2+)吸附具有吸附容量较高、易于磁分离、可重复使用的优点,可作为UO_2~(2+)分离的新型磁性吸附剂。     

生物除磷颗粒污泥对Zn~(2+)的去除特性研究

采用生物除磷颗粒污泥来去除Zn~(2+),考察了Zn~(2+)初始含量、污泥含量、p H、温度、反应时间和共存离子对Zn~(2+)去除效果的影响,并通过傅里叶变换红外光谱分析去除Zn~(2+)的主要官能团。结果表明,生物除磷颗粒污泥对质量浓度100 mg/L的Zn~(2+)的最大吸附量为29.55 mg/g,平衡吸附量为17.54 mg/g,优化p H为5、温度为25~35℃、污泥的质量浓度为1.0 g/L。Zn~(2+)的去除过程分为快速吸附、慢速吸附和吸附平衡3个过程,符合准2级动力学方程。Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)通过离子交换参与了Zn~(2+)的去除,去除Zn~(2+)的行为主要是依赖聚磷菌的作用来完成的,Zn~(2+)在细胞内的比例为33.52%;去除Zn~(2+)的主要官能团为脂碳链、羧基、伯醇、多聚糖、磷酸基和硫酸基团。     

给水厂铝污泥对Cd~(2+)的吸附性能

采用铝污泥作为吸附剂去除废水中的Cd~(2+),研究铝污泥投加量、粒径、初始Cd~(2+)浓度、溶液pH以及不同改性温度对吸附性能的影响。动力学实验和等温吸附实验表明,铝污泥对Cd~(2+)的吸附结果符合准二级动力学和Freundlich等温吸附方程;Cd~(2+)的最大吸附量为3.32 mg/g,化学吸附是速率限制步骤。高温改性能够增强铝污泥对Cd~(2+)的吸附能力,且煅烧温度越高,改性后的铝污泥吸附能力越强。经200,400,600℃改性的铝污泥对Cd~(2+)的吸附量分别为原始铝污泥的1.2,1.5,2.2倍。