生物沥浸改性后污泥基生物炭对Pb^2+和Cd^2+的吸附

为探索利用生物沥浸改性后污泥基生物炭去除废水中Pb^2+和Cd^2+的可行性,以生物沥浸改性后污泥为原料制备生物炭,并测定了该材料的性能和吸附特性。通过单因素试验研究了pH值、生物炭投加量对吸附Pb^2+、Cd^2+性能的影响,并利用吸附动力学和热力学来揭示吸附机制。试验结果表明,经生物沥浸改性后污泥基生物炭的重金属含量降低;吸附Pb^2+和Cd^2+的最佳pH值分别为5、6,最佳生物炭投加量均为2 g/L;其对Pb^2+和Cd^2+的吸附均能较好地符合准二级动力学方程和Langmuir等温线模型,在25、35、45℃三种温度下对Pb^2+、Cd^2+的饱和吸附量分别为30.68、39.95、43.93 mg/g和19.82、28.58、32.29 mg/g,吸附过程均主要以物理吸附为主,且为吸热过程。     

改性钢渣的制备及其吸附除磷性能

研究了改性钢渣吸附除磷影响因素、等温吸附线特征和吸附动力学,并对生物处理后的出水进行吸附除磷研究。结果表明:在初始磷浓度10mg/L,投加量10g/L、pH为7时,改性钢渣吸附后总磷浓度为0.687mg/L,去除率达93%;改性钢渣对磷的吸附符合Langmuir模型,理论饱和吸附量是1.977mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型(R20.99);实际生活污水的吸附除磷中,投加量为50g/L,反应2h后出水总磷浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标的排放要求。     

花生壳生物炭对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附及影响因素分析

以花生壳生物炭为吸附材料,通过批量试验探究了pH值、生物炭投加量、初始重金属离子浓度、吸附时间对生物炭吸附Pb~(2+)和Cu~(2+)的影响,并利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型、准一级和准二级吸附动力学模型分别进行等温吸附和吸附动力学分析。结果表明,花生壳生物炭吸附Pb~(2+)和Cu~(2+)的适宜pH值分别为4. 5～5. 5和5～6。在Pb~(2+)和Cu~(2+)的初始浓度分别为100和75 mg/L,花生壳生物炭投加量分别为2和6. 25 g/L,吸附时间分别为480和900 min条件下,Pb~(2+)和Cu~(2+)达到吸附平衡时的吸附量分别为49. 32和11. 35 mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型。同时发现,花生壳生物炭能更快更好地吸附Pb~(2+)。     

生物玻璃纳米球制备及对亚甲基蓝的吸附研究

制备了一种新型生物玻璃纳米球(BGN),研究了该材料对水中亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,在p H值为7~12时,吸附效果均较好。亚甲基蓝去除率在反应前30 min急剧增加,在100 min时达到平衡。吸附反应符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。在30℃时,材料的饱和吸附量为80 mg/g,且吸附量随温度的升高而增大,为吸热反应。材料可有效分离、回收和再生,是一种优良的吸附剂。     

具氮、磷吸附特性的多孔混凝土材料优选

研究了粒径在25～30mm的天然沸石、浮石、钢渣、砾石在低浓度下对溶液中氮、磷的吸附特性,优选出具氮、磷高效吸附的多孔混凝土材料;通过静态试验和动态试验研究,对数据进行模型拟合及回归分析,得到了各材料对氮、磷的饱和吸附量.结果表明:4种材料对溶液中氨氮的吸附能力大小排列为沸石＞浮石＞钢渣＞砾石,对总磷的吸附能力大小依次为浮石＞钢渣＞沸石＞砾石.沸石对氨氮和浮石对总磷的吸附结果均能很好的拟合Lagergren准二级反应动力学模型.静态试验中当氨氮浓度为2 mg/L时,沸石对氨氮的吸附容量相应为116.28 mg/kg;浮石在总磷浓度为0.2 mg/L时,浮石对总磷的饱和吸附量为10.06 mg/kg.动态试验中各材料吸附效果明显优于静态吸附效果,在氨氮浓度为5 mg/L时,沸石对氨氮的吸附量达到了823 mg/kg,在总磷浓度为0.5 mg/L时浮石对总磷的吸附量为49 mg/kg.沸石和浮石可作为具氮、磷吸附特性的多孔混凝土优选材料.     

水源水中乐果污染物应急处理工艺的试验研究

以乐果为目标化合物,探讨了活性炭吸附、活性炭吸附-混凝沉淀工艺以及石灰碱解-活性炭吸附-混凝沉淀三种工艺对乐果的去除效果.结果表明,乐果的去除效果随着活性炭投加量与吸附时间的增加而增加,采用活性炭吸附-常规混凝沉淀工艺对乐果的去除效果要略好于单独采用活性炭吸附,但这两种工艺都不能有效去除水中的乐果.采用石灰碱解-活性炭吸附-混凝沉淀工艺时,乐果的去除率随着石灰碱解的pH值升高而增加.当原水乐果含量为0.182 mg/L,用石灰调节原水pH值为9,投加30 mg/L活性炭吸附20 min后,去除率达89.9%,沉淀出水乐果浓度为0.018 4 mg/L,满足标准要求.     

硫酸活化市政污泥对氨氮的吸附研究

采用污水厂剩余污泥作为原料,以硫酸作为活化剂制备吸附剂,并将其应用到含氨氮废水处理中。进而系统地研究了溶液初始p H值、氨氮初始浓度、吸附时间等因素对硫酸活化市政污泥吸附氨氮的影响。结果表明,在吸附剂投加量为2 g/L、p H值为7.5、温度为303 K条件下,硫酸活化市政污泥对氨氮的吸附效果最佳。吸附动力学和热力学研究结果表明,吸附剂对氨氮的吸附过程可用准二级动力学模型(R2=0.998 6)来描述,且均符合Langmuir等温吸附模型、Freundlich等温吸附模型和Temkin等温吸附模型。由Langmuir等温吸附模型计算得到活化市政污泥对氨氮的最大吸附容量为44.84 mg/g。颗粒内扩散速率也是其吸附反应的限制因素,但不是唯一限制因素。该研究表明硫酸活化剩余污泥可以作为处理含氨氮废水的材料。     

两种碳基材料对二级出水中有机物的去除特性

针对活性炭与活性焦两种碳基吸附材料,分别开展静态吸附与动态过滤实验,考察了两者对城镇再生水厂二级出水中有机物的去除效果。结果表明:活性焦介孔及大孔丰富,对应孔体积为0.436 cm³/g,为活性炭的1.6倍;准二级动力学模型更适用于两种材料对COD的吸附动力学拟合,活性焦动力学吸附速率常数k₂为活性炭的2倍;水温为22℃时,活性焦与活性炭对COD的Langmuir饱和吸附量分别为230.38、94.14 mg/g。在近4个月的连续运行中,活性焦滤柱对有机物的去除效果全程优于活性炭滤柱,尽管两滤柱在由单纯吸附向生物吸附降解转化的过程中对有机物的去除率有所降低,但对COD的去除率仍可分别稳定在28.43%和22.26%。活性焦颗粒与活性炭颗粒表面ATP含量最高分别为7032.94、5753.52 ng/g。此外,活性焦滤柱对1~10 ku有机物组分,以及腐殖酸类物质、溶解性微生物代谢产物等不同荧光特性有机物均有较好的去除效果。与活性炭相比,活性焦对再生水厂二级出水中有机物的去除效果更优。     

吸附法去除废水中染料罗丹明B的研究

针对废水溶液中的污染物罗丹明B,先在碱性条件下制备一种多孔二氧化硅复合材料(PSCs),探究该材料对水溶液中阳离子染料罗丹明B(RhB)的吸附性能,对吸附过程进行了动力学模型及等温线模型的研究,并推断吸附机理。结果表明,溶液pH值在3.0～7.0范围内,PSCs对罗丹明B的吸附效果良好,染料初始浓度为10 mg/L时,PSC-1对RhB的吸附率可达97.9%,染料初始浓度为50 mg/L时,PSC-1对RhB的吸附量为45.3 mg/g。PSCs对罗丹明B的吸附符合准二级动力学模型及Freundlich模型,PSC-3对罗丹明B的吸附也符合Langmuir模型,其对RhB的吸附主要通过静电作用及氢键作用实现。实验结果可为染料废水的处理提供理论依据和数据支持。     

不同混凝剂对四环素及磺胺甲基嘧啶的吸附性能

抗生素是一种新型环境污染物,我国各大水系呈现抗生素污染的特点,这对给水处理工艺提出了新的挑战.混凝工艺是饮用水处理中的重要环节之一,因此,选取4种常用的传统的混凝剂:三氯化铁(FeCl3)、聚合硫酸铁(PFS)、硫酸铝(Al2(SO4)3)及聚合氯化铁(PAC),考察其对四环素(TC)及磺胺甲基嘧啶(SM1)的吸附特征,以期为使用混凝剂去除抗生素效果的提升提供参考.结果表明,4种混凝剂对TC和SM1的吸附过程均符合拟二级动力学模型.混凝剂投加量和pH值均对吸附动力学参数产生影响.当FeCl3、PAC、Al2(SO4)3和PFS体系的pH值分别调至7、6、6、7时,对TC的平衡吸附量达到最大,分别为10.15、6.84、6.61、5.01mg/g;当FeCl3、Al2(SO4)3、PFS和PAC体系的pH值分别调至5、5、4、6时,对SM1的平衡吸附量达到最大,分别为6.59、6.02、5.61、4.83mg/g.混凝剂对TC及SM1在室温下的等温吸附行为分别符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型.FeCl3、PFS、Al2(SO4)3、PAC对SM1的的最大吸附量分别为6.15、5.06、4.50、4.17mg/g;对TC的最大吸附量分别为10.09、5.63、3.27、6.56mg/g.     

合成碳羟基磷灰石对废水中锰离子的吸附研究

利用废弃的蛋壳制备碳羟基磷灰石(CHAP),研究了其对废水中Mn2+的吸附作用,并探讨了CHAP用量、Mn2+浓度、温度、pH对吸附效果的影响.试验结果表明:在pH值为6、温度为30℃、搅拌时间为1 h、CHAP用量为3 g/L、Mn2+初始浓度为70 mg/L的条件下,CHAP对Mn2+的去除率可达到97.9%,吸附容量为22.84 mg/g;CHAP对Mn2+的吸附过程符合Langmuir和Fre-undlich吸附等温式,吸附反应是自发放热过程;H0准二级动力学模型能较好地描述CHAP对Mn2+的动力学吸附行为.     

壳聚糖吸附印染废水性能的研究

对壳聚糖凝体对酸性染料普拉红B吸附动力学与吸附热力学进行了研究。实验结果表明:在常温下,p H=7. 0,在壳聚糖的投加量为0. 2 g,吸附剂对染料的吸附符合朗格缪尔曲线,对普拉红B的饱和吸附量为246. 8 mg/g,动力学为一级反应。     

超声改性沸石去除微污染原水中氨氮的研究

采用超声强化NaCl对天然沸石进行改性,考察了改性沸石对氨氮的吸附去除特性。结果表明,在超声功率为560 W、改性时间为40 min、NaCl浓度为0.8 mol/L的条件下制备的改性沸石对氨氮的去除效果最佳;在氨氮初始浓度为10 mg/L、改性沸石投加量为5 g/L的条件下,吸附40 min后改性沸石对氨氮的去除率可达到86.9%,120 min后达到吸附平衡,此时对氨氮的去除率为91.11%,相比天然沸石提高了86.3%;准二级反应动力学模型可以较好地描述改性沸石的吸附行为,R2=0.991;改性沸石对氨氮的吸附符合Langmuir模型(R2=0.961 2),其最大吸附量可达到12.56 mg/g。     

磁性壳聚糖交联沸石的制备及对Cu2+的吸附性能

随着工业化的快速发展,Cu²⁺污染日益严重。为了减轻Cu²⁺污染,通过沸石和磁性纳米Fe3O4的联合作用,制备出一种新型多层吸附材料,即磁性壳聚糖交联沸石(FS-CS)以改善壳聚糖的吸附作用,从而达到去除Cu²⁺的目的。通过扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对FS-CS的结构和性能进行表征,并考察FS-CS投加量、吸附时间、pH对吸附Cu²⁺的影响。结合吸附动力学、吸附热力学等多种方法,探讨其吸附机理。结果表明：FS-CS吸附Cu²⁺的最佳初始pH为5,最佳吸附时间为4 h,最大吸附容量可达32.705 mg/g,且FS-CS具备良好的分离和可再生能力;FS-CS对Cu²⁺的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich吸附模型。     

复合气凝胶的制备及对甲苯的吸附试验

以氧化石墨烯(GO)、氧化碳纳米管(CNTs-COOH)作为添加物,以乙醇为分散介质,按不同比例负载到以正硅酸乙酯为硅源的SiO2气凝胶上,对产物进行溶剂置换、表面改性、常压干燥等后续处理,高温还原后得到不同石墨烯/碳纳米管掺杂量的复合气凝胶(GCS),并进行性能表征。结果显示:GO/CNTsCOOH的最佳添加量为3%,其振实堆密度为300 kg/m3,比表面积为1 030 m2/g,平均孔径为16.10 nm。选取几种吸附剂进行对比实验,每克GCS对甲苯的吸附量可达活性炭吸附量的3倍,约为243 mg。动力学分析表明,Langmuir等温吸附模型、准二级动力学吸附模型可以很好地拟合吸附过程。     

SDS-硅藻土吸附亚甲基蓝和孔雀石绿染料的动力学和热力学

文章主要研究了SDS-硅藻土对亚甲基蓝和孔雀石绿两种染料的吸附动力学和热力学。研究结果表明,SDS-硅藻土对亚甲基蓝和孔雀石绿的平衡吸附量分别为16.3mg/g和20.1mg/g。亚甲基蓝和孔雀石绿在SDS-硅藻土上的吸附行为均可用Langmuir等温方程来描述,20℃时的相关系数分别为0.939 1和0.963 6,升温有利于吸附的进行。准二级吸附速率方程能更好的描述亚甲基蓝和孔雀石绿在SDS-硅藻土上的吸附动力学,20℃时的相关系数分别为0.991 0和0.990 8。通过计算不同温度各热力学参数ΔG、ΔH和ΔS,理论上证实该吸附为一自发的吸热过程,且以物理吸附为主。     

受硝基苯污染松花江原水的应急处理工艺研究

针对受硝基苯污染的松花江原水,通过小试和生产性试验研究了粉末活性炭吸附协同高锰酸盐复合药剂（PPC）强化复合铝铁（PAF）混凝工艺对硝基苯的去除效果.小试结果表明,粉末活性炭（PAC）对硝基苯的吸附遵循一级反应动力学模型,达到吸附平衡大约需40 min,在硝基苯的平衡浓度为5.0μg/L时,PAC对其吸附容量大约为2 mg/g.根据试验结果,将PAC的投加点选在松花江饮用水源地,投加量为40 mg/L;当PPC的投量为0.3～0.5 mg/L时有明显的强化混凝效果.生产性试验的结果表明,当原水硝基苯浓度为25.9～66.2μg/L时,经PAC在取水管道中吸附约2 h后,进厂水的硝基苯浓度稳定在2μg/L以下,滤后水的硝基苯浓度＜1μg/L,滤后水的浊度在1 NTU左右。PAC预吸附协同PPC强化PAF混凝是控制受污染松花江水中硝基苯的一种有效应急工艺。     

CTAB改性沸石对养殖废水中四环素污染的吸附研究

近年来养殖废水中四环素(TC)污染日趋严重,为研究十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性沸石对养殖废水中四环素污染的去除效果,本研究中通过浸渍法制备CTAB改性沸石,采用SEM、FT-IR、BET等方法对沸石改性前后进行表征,考察改性浓度、沸石投加量、四环素初始浓度、吸附时间、pH等因素对养殖废水中四环素吸附的影响。结果表明:当改性浓度为15 mmol/L、投加量为0.10 g、四环素初始浓度为15 mg/L、反应时间为1 h、pH为8时,CTAB改性沸石对养殖废水中的四环素污染去除效果较好,去除率可达89.28%;吸附热力学和动力学研究表明,相比Freundlich吸附等温方程,Langmuir吸附等温方程(R²>0.98)对改性沸石吸附四环素的数据拟合较好,改性后沸石对四环素的最大饱和吸附量为79.18 mg/g,吸附动力学符合拟二级动力学模型和颗粒内扩散模型,改性沸石对养殖废水中四环素污染的吸附为自发吸热的物理吸附过程。研究表明,CTAB改性沸石能够有效地去除养殖废水中的四环素污染。     

活性污泥中提取的藻酸作为铜吸附剂的研究

采用实验室培养的活性污泥提取藻酸并制备藻酸钙吸附剂,用于去除污水中的Cu2+,考察了其吸附和解吸性能及影响因素,并采用城市污水处理厂的剩余污泥进行验证.结果表明:pH值和藻酸钙投量对其吸附Cu2+有明显影响,当pH值为4、Cu2+初始浓度为100 mg/L、藻酸钙投量为0.7 g/L时,对Cu2+的平衡吸附量为41.96 mg/g;藻酸钙对Cu2+的吸附过程符合Langmuir模型;以盐酸为解吸剂,藻酸钙的解吸率可达到90%.实际剩余污泥可制备(203±11)mg/g的藻酸钙,对Cu2+的吸附量可达51.44 mg/g,而解吸率可达到94%.采用剩余污泥制备藻酸钙吸附剂,操作简单、成本低、对Cu2+的吸附高效、易于再生,具有工业应用前景.     

磁性锆铁改性沸石吸附疏浚余水中磷酸盐的特性

采用共沉淀法制备了磁性锆铁改性沸石,在研究其对疏浚余水中磷酸盐吸附特性的基础上,采用X射线衍射仪(XRD)表征其结构,探讨吸附磷的特性。结果表明,Langmuir等温吸附模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型均可以较好地描述磁性锆铁改性沸石对疏浚余水中磷酸盐的吸附特征。当吸附剂投加量为18 mg/L、pH值为7时,疏浚余水中磷酸盐的饱和吸附量为11. 4 mg/g(以磷计);当pH值为5～7时,磁性锆铁改性沸石对磷酸盐的吸附效果较好,偏碱性条件下吸附量明显下降;当水温在10～30℃时,对磷酸盐的吸附效果随温度的升高而增加;磁性锆铁改性沸石吸附水中磷酸盐的过程属于化学吸附。