赤泥复合颗粒去除Fe~(2+)、Mn~(2+)影响因素及吸附性能

为了探究赤泥复合颗粒处理重金属酸性矿山废水的最佳反应条件,本研究对复合颗粒处理酸性矿山废水中Fe~(2+)、Mn~(2+)的影响因素及竞争吸附特性进行了深入研究,结果表明:赤泥复合颗粒投加量3 g/L、吸附时间120 min、pH值为4.0时反应条件最佳,对Fe~(2+)、Mn~(2+)的去除率可达99.41%、94.27%;Fe~(2+)、Mn~(2+)共同存在时,Fe~(2+)、Mn~(2+)存在竞争吸附,其中Fe~(2+)优先被去除。赤泥复合颗粒是处理重金属酸性矿山废水的优良水处理功能材料。     

电气石去除常温废水中Cu~(2+)的试验研究

研究了电气石对酸性废水中Cu~(2+)的吸附作用。考察了试验配水的初始pH值、吸附时间、Cu~(2+)起始浓度等对电气石去除Cu~(2+)的影响。结果表明:电气石能有效地从酸性废水中去除Cu~(2+)吸附速率快,去除率较高。温度为25℃,废水初始pH值为4.0时,采用朗缪尔吸附等温式计算出电气石对Cu~(2+)的最大吸附量为2.49 mg/g。准二级模型较好地拟合了电气石吸附Cu~(2+)的动力学数据。电气石吸附Cu~(2+)过程中存在物理吸附和化学吸附。为今后电气石在酸性重金属废水方面研究及应用提供依据。     

改性自燃煤矸石处理含Fe~(2+)、Mn~(2+)煤矿酸性废水实验

针对煤矿酸性废水中Fe2+、Mn2+含量高、处理难度大、处理成本高等问题,采用自燃煤矸石及Na OH、Na Cl、HCl活化改性煤矸石对煤矿酸性废水中Fe2+、Mn2+进行处理,单因素静态实验、SEM与XRD矿物学分析研究表明,自燃煤矸石的最佳反应条件为:粒径120~180μm,投加量4 g/50m L,p H值为5,震荡时间150 min。Na OH活化改性过程由于煤矸石结构发生较大改变,孔隙、比表面积增大,处理效果最好,最佳改性条件为:浓度3 mol/L,液固比2 L/kg,浸泡时间8 h。     

钠型煤基吸附剂对废水中Zn~(2+)的吸附研究

以新疆风化煤(XWC)为原料,硝酸钠溶液为浸渍液,采用浸渍联合微波辐照制备出钠型煤基吸附剂(SCA)。通过考察溶液pH值、吸附剂用量、反应时间及溶液初始质量浓度等因素,研究了SCA对Zn~(2+)的吸附特性。结果表明:在溶液pH值为5~11,加入量为0.3 g,溶液温度为室温的条件下,20 min内对质量浓度小于等于800 mg/L的含Zn~(2+)废水去除率达99.00%以上。经过改性后的SCA最大吸附容量为188.7 mg/g,是改性前XWC的4.2倍。改性前后的风化煤对Zn~(2+)吸附动力学均符合准二级动力学方程,吸附等温线均符合Langmuir等温模型。     

Pb~(2+)活化金红石的界面热力学和动力学机制

以吸附热力学和动力学为切入点研究Pb~(2+)与金红石的相互作用过程,系统考察了pH值、时间、药剂浓度和温度等因素对Pb~(2+)在金红石表面吸附过程的影响。结果表明,Pb~(2+)对金红石有良好的活化作用,在金红石表面的吸附符合准二级动力学模型且吸附速率常数随pH值增加整体呈现递减趋势;扩散模型结果显示传质过程的影响因素比较复杂;热力学吸附行为符合Langmuir等温模型,饱和吸附容量和吸附速率常数均随温度的升高而升高,吸附反应焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明吸附过程为自发的吸热过程;自由能及平均吸附能结果均证明Pb~(2+)在金红石表面的吸附为物理吸附。研究结果可为金红石资源的高效利用提供理论基础。     

生铁屑固定硫酸盐还原菌颗粒特性实验分析

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理煤矿酸性废水(AMD)需要充足碳源,易受外界因素干扰,单独作用效果差等问题,利用微生物固定化技术,以生铁屑作为主要基质材料,并联合SRB污泥、麦饭石及玉米芯颗粒,制备高活性生铁屑固定化颗粒,以完全活化的固定化颗粒为研究对象,探究生铁屑固定化颗粒的理化性状及对Mn~(2+)的吸附规律。结果表明:颗粒能够抵抗p H值为4的酸溶液(如AMD),并在碱、盐溶液中保持较好的稳定性,对Mn~(2+)的吸附容量符合Freundlich等温吸附方程(R2=0.98868,1/n=0.4896),吸附动力学符合Elovich动力学模型(R2=0.9964),可见,所制备的固定化颗粒对Mn~(2+)具有表面快速吸附的能力,且对处理AMD具有一定的适应性。     

改性麦饭石固定化颗粒处理AMD的特性试验

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理多组分煤矿酸性废水(AMD)易受低p H值和高浓度重金属离子抑制等问题,采用PVC-硼酸,添加30%SRB污泥、5%玉米芯、5%铁屑和15%改性和未改性麦饭石分别包埋制作1号和2号固定化颗粒,并对1号和2号颗粒进行动力学、吸附容量及1号颗粒在不同SO_4~(2-),Mn~(2+),H+初始浓度下对SO_4~(2-),Mn~(2+)处理过程实验。结果表明,1号和2号颗粒对SO_4~(2-)的还原过程符合一级动力学,1号颗粒的最大还原速率(88.2 mg/(L·h))大于2号颗粒(82.4 mg/(L·h)),拟二级动力学模型能够很好地描述1号和2号颗粒Mn~(2+)吸附机理,1号和2号颗粒对Mn~(2+)等温吸附模型更好地符合Freundlich方程,可见,改性麦饭石固定化颗粒异化还原SO_4~(2-)活性更好,阳离子间竞争吸附影响较小。且初始SO_4~(2-)浓度通过改变体系中COD/SO_4~(2-)和颗粒内外的浓度差影响固定化颗粒的代谢过程,颗粒代谢性能受Mn~(2+)浓度影响较小,有较好调节p H能力。     

煤基聚苯胺复合功能材料对Cr~(6+)的性能研究

以褐煤原煤粉为原料,引入苯胺原位聚合制得兼具导电性和吸附性的复合功能材料电极-煤基聚苯胺,研究了其对Cr~(6+)的吸附性能和机理。结果表明,煤基聚苯胺具有较多的中孔和微孔结构,其孔结构和分布比原煤粉好。煤基聚苯胺和原煤粉对Cr~(6+)的吸附量均随时间的增加而增加,在弱酸条件下,煤基聚苯胺的吸附效果较好。煤基聚苯胺对Cr~(6+)的吸附符合二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。     

活化沸石对Pb~(2+)的吸附性能研究

对浙江缙云的天然斜发沸石进行了热活化和酸活化处理 ,制得不同的活化沸石吸附剂。其中以热 酸活化沸石对Pb2 + 的吸附性能最好 ,吸附较好地符合Frendlish吸附等温方程。吸附饱和后用 0 1MHCl或NaCl饱和溶液进行解吸 ,解吸率可达 10 0 % ,解吸后的H 型或Na 型沸石对Pb2 + 仍具很好的吸附能力。     

不溶性淀粉黄原酸盐对Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附

以淀粉为原料、环氧氯丙烷为交联剂,通过与丙烯腈接枝共聚,制备了不溶性淀粉黄原酸盐(ISX)。将ISX用于吸附模拟废水中的Cu2+或Zn2+离子,通过试验得出了吸附的适宜条件。对试验结果的分析表明:Cu2+和Zn2+在ISX上的等温吸附过程较适合用Langmuir等温式描述,动力学行为较适合用准二级动力学方程描述;吸附属自发的物理吸附。     

SRB协同自燃煤矸石处理煤矿酸性废水试验

针对煤矿酸性废水中金属离子含量高、易造成环境污染等问题,采用自燃煤矸石、NaOH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石对煤矿酸性废水中SO42-、COD、Fe2+和Mn2+进行动态吸附试验研究。结果表明：3种处理方式对煤矿酸性废水中待测离子的处理效果为：SRB协同自燃煤矸石作用>NaOH改性自燃煤矸石>自燃煤矸石。其中,装有SRB协同自燃煤矸石的3号柱运行稳定后对煤矿酸性废水中SO42-、COD值、Fe2+和Mn2+的平均降低率分别为69.05%、72.06%、99.02%和38.29%。     

不同粒度煤粉对Ni2+的吸附特性

通过筛分和高能球磨得到不同粒度的煤粉，研究了粒度变化对水溶液中Ni²⁺的吸附性能的影响和吸附机理.结果表明：不同粒度煤粉对Ni²⁺的吸附符合二级吸附动力学，其吸附过程由孔隙内扩散控制，求出了有效扩散系数.得出不同粒度煤粉对Ni²⁺的吸附量随粒径的减小呈指数关系增加；粒径为9.30，4.28和4.82 μm煤粉对Ni²⁺的吸附符合Freundlich吸附等温式.     

碱和微波改性沸石及对亚铁离子的吸附研究

采用微波辐射技术和NaOH对天然沸石进行活化改性处理,研究了改性沸石对水溶液中Fe2+的吸附性能及影响因素。结果表明:经浓度为0.8 mol/L的NaOH和微波功率480W辐射5 min改性的沸石吸附性能良好,在溶液pH值为7及常温条件下,改性沸石在用量为10 g/L、振荡吸附时间为40 min时,对质量浓度为224 mg/L的Fe2+的去除率为99.5%。改性沸石对Fe2+的吸附规律较好地符合Langmuir吸附等温式。采用0.8 mol/L的NaOH作为改性沸石的再生剂,可使其再生重复使用。     

自燃煤矸石吸附煤矿酸性废水矿物学特性研究

针对煤矿酸性废水污染问题,采用SEM、XRD和FTIR等分析测试手段,对吸附煤矿酸性废水前后的自燃煤矸石、Na OH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石样品进行矿物学特性研究。结果表明:自燃煤矸石通过表面孔隙吸附作用和发生配位反应,将煤矿酸性废水中的离子以小颗粒的形式沉积在自燃煤矸石表面。Na OH改性过程溶出自燃煤矸石表面的部分物质,使煤矸石表面出现大量孔隙。对比XRD谱图和红外光谱图可知,自燃煤矸石中的石英和钠长石等矿物成分在吸附煤矿酸性废水时起到了一定的作用。SRB协同自燃煤矸石过程对自燃煤矸石结构成分的影响比Na OH改性过程影响大,附着在煤矸石表面的SRB不仅影响自燃煤矸石表面的矿物质成分,形成黑色硫化物颗粒,还可以直接处理煤矿酸性废水,进一步提高对煤矿酸性废水的处理效果。     

赤泥复合颗粒对Fe2+和Mn2+的吸附-聚沉性能

针对煤矿酸性废水中存在大量Fe2+、Mn2+和H+的污染问题,采用赤泥复合颗粒、脱碱复合颗粒及单独加碱对含Fe2+和Mn2+的煤矿酸性废水进行对比处理试验研究,并探讨了复合颗粒对Fe2+和Mn2+的去除机理。结果表明,赤泥复合颗粒释放总碱度为186.68 mg/g（以CaCO3计）,具有较强的pH值提升能力;复合颗粒通过吸附、沉淀、聚沉协同作用去除Fe2+和Mn2+,且以沉淀作用为主,投加量为2 g/L时的去除率分别为83.26%和67.27%;复合颗粒对Fe2+和Mn2+的吸附均符合Freundlich吸附等温方程,倾向于多分子层吸附;赤泥复合颗粒既能降低酸度,又能吸附重金属离子,可作为处理含Fe2+、Mn2+煤矿酸性废水的优良吸附材料。     

NaOH改性粉煤灰对废水中Pb2+的吸附特性研究

采用批吸附试验探究NaOH改性粉煤灰对含Pb2+废水吸附特性。结果表明,NaOH改性粉煤灰对Pb2+具有较强的吸附效果,在固液比为0.9 g/L、温度为25℃、Pb²⁺溶液质量浓度为100 mg/L条件下,吸附反应在30 min基本达到平衡,Pb2+去除率为96.02%,吸附容量为106.69 mg/g。由吸附等温线模型得出吸附主要在单分子层表面进行。吸附动力学特征表明吸附主要限速步骤为化学吸附。吸附反应存在物理吸附和化学吸附。     

膨润土对煤矸石溶出重金属Zn2+的吸附研究

采用淋溶吸附试验,考察煤矸石淋溶液pH值、膨润土用量、吸附时间、重金属浓度4个指标,研究膨润土对煤矸石淋溶液中重金属Zn²⁺的吸附效果。结果表明,吸附过程在96 h后达到平衡状态;最佳膨润土掺量为30%,该掺量下吸附达到平衡时Zn²⁺吸附率均大于72%;吸附平衡状态下,膨润土对煤矸石淋溶液中Zn²⁺吸附量随pH值增加而减小;吸附过程符合双常数模型。     

酸和微波改性沸石对锌离子的吸附及动力学研究

利用微波辐射技术和HCl对天然沸石进行改性,在单因素试验的基础上对改性条件进行了优化,得出沸石改性的较优试验条件为:HCl改性液浓度为1.5 mol/L、微波功率640W、微波辐射时间6 min。研究了改性沸石对废水中Zn2+的吸附性能、影响因素及动力学过程,结果表明:当废水p H=7.0、常温、吸附时间为75 min、改性沸石用量为10 g/L时,对质量浓度为50 mg/L的Zn2+的去除率达98.52%。Langmuir吸附模型能较好地模拟改性沸石对Zn2+的吸附过程,吸附动力学方程以准二级动力学方程的拟合效果最优。