三价铁离子浓度对As(V)-Fe(II)-Fe(III)体系沉淀臭葱石的影响

在常压、95℃、初始pH=1.5的条件下,研究了As(V)–Fe(II)–Fe(III)体系中初始Fe(III)浓度对砷的去除率和臭葱石合成的影响。结果表明,溶液中初始Fe(III)/As(V)摩尔比为0时,沉淀产物为结晶度良好的臭葱石,但砷的去除率仅为24.3%,沉淀浸出砷浓度高于国标规定的浓度限值5 mg/L。溶液中初始Fe(III)/As(V)摩尔比大于0时,在升温过程中生成了无定形砷酸铁,当初始Fe(III)/As(V)摩尔比不超过1.6时,砷酸铁反应8 h后转化为臭葱石;随初始Fe(III)/As(V)摩尔比增大,砷的去除率增大,臭葱石沉淀的结晶度降低、浸出砷浓度降低;其中,初始Fe(III)/As(V)摩尔比为0.8和1.6时,臭葱石沉淀的浸出砷浓度低于5 mg/L,适合安全堆存。当初始Fe(III)/As(V)摩尔比大于1.6时,无定形砷酸铁反应8 h仍不能转化成臭葱石,砷的去除率降低,沉淀浸出砷浓度超标,不适合安全堆存。     

Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)混凝-微滤去除废水中As的对比研究

以混凝-微滤工艺处理5mg.L-1的模拟含砷废水,对比了FeSO4和Fe(2SO4)3混凝剂的效果。结果表明:Fe(Ⅱ)比Fe(Ⅲ)有更好的混凝效果,对As(Ⅴ)的混凝-微滤去除率可达到99.21%,并且无论Fe(Ⅱ)还是Fe(Ⅲ),对As(Ⅴ)的去除率均高于As(Ⅲ)。Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)水解产物的Zeta电位、红外吸收光谱和X-射线衍射测试分析表明其表面电位和结构基本相同,电中和能力相当。比表面积和粒度分布测试结果显示相对于Fe(Ⅲ),Fe(Ⅱ)水解产物的粒度较小,比表面积较大,说明Fe(Ⅱ)比Fe(Ⅲ)混凝效果好的原因主要是能对砷起到更好的吸附作用。扫描电镜(SEM)图表明铁盐混凝处理As(Ⅴ)所形成的絮体粒度比处理As(Ⅲ)所形成的大,因此,将As(Ⅲ)预氧化为As(Ⅴ)可使混凝除砷絮体更易从水中分离。     

铁锰复合氧化物对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附研究及其在沼液中的应用

研究了铁锰复合氧化物(FMBO)吸附去除As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的性能。结果表明FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)均具有较好的吸附能力,其饱和吸附量分别为111.10、71.40 mg·g-1。As(Ⅲ)和As(Ⅴ)是通过与FMBO表面的Fe—OH基团进行交换并形成内层络合物的形式被FMBO吸附,且As(Ⅲ)的吸附是吸附和氧化共同作用的结果。另外,沼液中共存离子对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附有不同的影响。Zn2+能够增加FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附量,且增加幅度随着Zn2+浓度的增加而增加;磷酸根对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附有明显的抑制作用,当磷与砷的分子摩尔比为1时,FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附量分别降低了34.70%、31.50%;但是有机物(腐殖酸、动物蛋白及尿素)对FMBO吸附As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的影响不大。利用FMBO对实际沼液中的砷进行吸附,结果表明砷的去除率平均达到65%左右,使吸附后某些沼液中砷的浓度达到生活饮用水标准和地表水排放标准。因此,将FMBO用于砷污染的沼液及水体的治理具有很好的应用前景。     

光化学还原法处理六价铬模拟废水的试验研究

在高压汞灯照射下,Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物体系能够对含Cr(Ⅵ)的模拟废水进行光化学还原处理。在Cr(Ⅵ)初始浓度0．5-2．0mg／L范围内,光化学还原反应速率随浓度增加而减小。在废水pH值为3．0-6．0的范围内,pH=3．0时,光化学还原速率最快。在实验选择的[Fe(Ⅲ)]和草酸盐浓度范围内,Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度的增加可提高Cr(Ⅵ)的光化学还原效率。     

紫外光协同TiCl_4去除水中As(Ⅲ)效能及动力学

在UV辐照射条件下,研究了钛盐混凝剂(TiCl_4)同步光催化氧化-混凝对水中As(Ⅲ)的去除效率及动力学特征。结果表明,TiCl_4对As(Ⅲ)的去除率在等电点附近(pH=5)达到最大,单一TiCl_4对As(Ⅲ)的去除率为73%;而增加UV辐照后,其去除效率增加至99%。UV/TiCl_4将As(Ⅲ)氧化为更易被絮体吸附的As(V)是去除率增加的主要原因。As(Ⅲ)的氧化吸附速率符合1级反应动力学模型,在pH=5～7内,其速率常数kO呈现出先增加后减小的变化趋势,在pH=6时达到最大(k_O=1.00 min~(-1));溶液中总砷(As(Ⅲ)+As(V))的吸附速率也符合1级动力学模型,且速率常数在pH=5～7内随pH的增加而增大,最大可达2.27 min~(-1)。     

Fe(Ⅱ)非生物氧化-沉淀联合工艺对As(Ⅴ)去除的研究

由于现代化工业进程快速发展,大量砷污染物进入水体,引起水质恶化。提出了氧诱导Fe(Ⅱ)非生物氧化与As(Ⅴ)共沉淀,是一种节省成本、时间且高效的As(Ⅴ)去除方法。考察了pH、Fe(Ⅱ)/As(Ⅴ)摩尔比、溶解氧(DO)浓度、温度及共存离子对As(Ⅴ)去除的影响。结果表明,同步氧化Fe(Ⅱ)可显著提高亚铁除砷效率。随着pH从5.3增加到8.0,As(Ⅴ)去除能力先增大后减小,最佳pH为6.4;溶解氧质量浓度从0提高到4 mg/L,反应60 min后As(Ⅴ)的去除率提升了37.85%;反应体系中共存离子(Cu²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cl^-、NO₃^-、PO₄^-)存在时,Mn²⁺促进As(Ⅴ)的去除,Mn(Ⅱ)=0.5 mg/L,As(Ⅴ)的去除率提高了11%;提高温度和亚铁浓度均能增加As(Ⅴ)的去除率。SEM-EDS结果表明,氧气存在时固体颗粒由松散细小转化为轮廓清晰、簇团密实的球形团聚,...     

负载Ti/Fe腐植酸吸附剂的制备表征及对As(Ⅲ)吸附性能研究

制备了负载Ti/Fe腐植酸吸附剂,采用SEM、XRD等分析方法对负载Ti/Fe腐植酸的结构进行了表征,并对As(Ⅲ)进行了吸附性能的研究。结果表明,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂较负载前的腐植酸,表面负载了大量类球状颗粒,内部孔道面积和表面积增加,活性吸附位点的数量增大,吸附能力有了明显的提高。在55℃、p H值为6、吸附平衡时间为120 min时,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)有较好的吸附效果。负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)的吸附符合Freundlich吸附模型。     

负载Ti/Fe腐植酸吸附剂的制备表征及对As(Ⅲ)吸附性能研究

制备了负载Ti/Fe腐植酸吸附剂,采用SEM、XRD等分析方法对负载Ti/Fe腐植酸的结构进行了表征,并对As(Ⅲ)进行了吸附性能的研究。结果表明,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂较负载前的腐植酸,表面负载了大量类球状颗粒,内部孔道面积和表面积增加,活性吸附位点的数量增大,吸附能力有了明显的提高。在55℃、p H值为6、吸附平衡时间为120 min时,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)有较好的吸附效果。负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)的吸附符合Freundlich吸附模型。     

紫外光还原法处理含Cr(Ⅵ)模拟废水的实验研究

在紫外灯的照射下,以Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物处理含Cr(Ⅵ)废水,考察了溶液pH值、Fe(Ⅲ)浓度、草酸盐浓度、Cr(Ⅵ)初始浓度对废水处理效果的影响.结果表明,在3.0～6.0的范围内,废水pH=3.0时,Cr(Ⅵ)先化学还原速率最快;在一定的Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度比范围内,光化学还原速率随Cr(Ⅵ)浓度的增加而变缓,但随着Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度的增加而加快.在pH=3.0、Cr(Ⅵ)浓度为1 mg·L-1、[Fe(Ⅲ)]/[C2O42-]=10∶96(μmol稬-1∶μmol稬-1)的最佳条件下,先还原速率最快,较短时间内的Cr(Ⅵ)还原率可达到100%.     

煤矸石-H2O2体系对水中As(Ⅲ)的氧化及去除

对煤矸石进行预处理后用于模拟砷污染水体的处理,采用批量单因素试验,考察了煤矸石对水中As(III)的去除效果,研究了H2 O2对不同浓度As(III)的氧化效率及煤矸石-H2 O2共存时对水中As(III)去除效果提高的程度及原因.结果表明:相同条件下,煤矸石粒径越小对水中As(III)的去除率越高;对于500μg·L-1的As(III)溶液,煤矸石的投加量为40 g·L-1时可达到50.50％的去除率;pH值对煤矸石去除As(III)的效果影响作用不大;高温有利于反应过程的发生;煤矸石对As(III)吸附符合颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温式模型,吸附速率由膜扩散和颗粒内扩散联合控制,且吸附属于均匀介质表面的单层吸附;H2O2可促使As(III)转化为As(Ⅴ),H2O2浓度越大,氧化效率越好;煤矸石和H2 O2共同作用对As(III)氧化及去除效果的提高主要是由于煤矸石矿物成分中的Fe与H2 O2之间形成的芬顿效应.     

主要理化因素对FeCl_3除砷的影响

采用FeCl3作为化学沉淀除As药剂,研究了原水pH值、Fe/As质量比、搅拌参数、反应温度对As(V)去除效果的影响。试验结果表明,各因素的影响大小依次为:原水pH值>反应温度>Fe/As质量比>搅拌参数;FeCl3除As(V)的最佳反应条件为:原水pH值为9、反应温度为30℃、Fe/As质量比为1.0、搅拌转速为300/100/50 r/min及其对应搅拌时间为1/19/10 min、搅拌结束后静置90 min,As(V)的质量浓度由初始时的100 mg/L降低至3.8 mg/L,除As(V)率达到95%以上。连续提取方法分析沉淀样品中As(V)的形态结果表明,各种形态含量大小顺序依次为:与结晶态铁氧化物结合态>专性吸附态>与无定型铁氧化物结合态>水溶态>非专性吸附态;FeCl3与As(V)主要通过络合作用(如生成内层络合物FeAsO4沉淀)、吸附作用(专性吸附)达到除As目的,且生成的沉淀稳定性较强,不易产生二次污染。通过红外光谱测定发现,在波数为830 cm-1左右存在一个较为显著的波峰,这可能与沉淀样品中形成的内层络合物含有Fe—As—O以及吸附在铁氧化物上的As(V)含有As—O有关。     

NiCoFe三元金属基LDHs对水中三价砷的吸附性能研究

采用共沉淀法制备了硝酸根型层状复合金属氢氧化物NiCoFe-LDHs,研究其对水中的三价砷的吸附性能,系统研究溶液初始浓度、吸附时间以及溶液pH值等因素对吸附性能的影响。结果表明,当As(Ⅲ)溶液浓度为2 mg/L时,吸附率达到了81.1%,吸附量在As(Ⅲ)溶液浓度为4 mg/L时,达到了15.72 mg/g,而溶液pH值为8时,吸附性能最好,且吸附过程在30 min内可以达到平衡。热力学和等温吸附式的研究表明NiCoFe-LDHs对As(Ⅲ)的吸附过程,符合Langmuir模型和伪二级动力学模型,因此吸附过程发生在吸附剂表面,且吸附过程为化学吸附。     

三氯化铁除砷的工艺研究

为了减少铁盐除砷过程中产生的危险废渣的数量,研究了三氯化铁作为除砷剂处理砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)废水的工艺条件,主要包括pH值、铁砷摩尔比(nFe/As)、反应时间等.结果表明,用三氯化铁处理含砷(Ⅲ)1647.8 mg·L-1废水的最佳工艺条件为:pH=9、反应时间1h、nFe/As=2；处理含砷(Ⅴ) 3697.2 mg· L-1废水的最佳工艺条件为:pH=8、反应时间1h、nFe/As=2.此外,阳离子型絮凝剂PAM209cc适合于铁砷沉淀物的沉降,对砷(Ⅲ)废水和砷(Ⅴ)废水的最佳投加量分别为40 mL· L-1、20 mL· L-1.     

Porous Spherical Cellulose Carrier Modified with Polyethyleneimine and Its Adsorption for Cr(Ⅲ) and Fe(Ⅲ) from Aqueous Solutions

An efficient porous spherical polyethyleneimine-cellulose (PEI-cell) absorbent was synthesized and characterized. The main influencing factors and adsorption mechanism for two typical metal ions, Cr³⁺ and Fe³⁺, were investigated. The adsorption performance primarily depends on the initial concentration of metal ions, pH value and temperature, and the chelation action between N atoms of PEI-cell and metal ions plays an important role. Under dynamic adsorption conditions, the saturation adsorption of polyethyleneimine-cellulose is 83.98 mg·g^-1 for Cr(Ⅲ) and 377.19 mg·g^-1 for Fe(Ⅲ), higher than reported data and that of unmodified cellulose. The adsorption can be well described with second-order kinetic equation and Freundlich adsorption model, and ΔH, ΔG and ΔS of the adsorption are all negative. With 5% HCl as eluent, the elution ratio of Cr(Ⅲ) and Fe(Ⅲ) achieved 99.88% and 97.74% at 313 K, respectively. After the porous PEI-cell was reused 6 times, it still presented satisfactory adsorption performance. Above results show the advantages such as easily-acquired raw material, high efficiency, stable recycling performance and biodegradability.     

两级中和-铁盐沉淀法处理高砷废水

采用两级氢氧化钠中和-硫酸亚铁沉淀法处理高浓度含砷废水,考察了废水pH、n(Fe)∶n(As)、曝气流量、曝气时间、搅拌速度等因素对As(Ⅲ)氧化率和总砷(AsT)去除率的影响。结果表明,在适宜的条件下,经一级处理后,废水中As(Ⅲ)的氧化率和AsT去除率分别为93.98%和78.60%;经二级处理后,废水中AsT去除率为99.99%,AsT残留质量浓度为0.10 mg/L,低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的要求。     

MIEX-DOC~离子交换树脂的饮用水除砷研究

对新型阴离子交换树脂MIEX-DOC的除砷性能进行了研究,考察了该树脂除砷容量、对三价砷[As(Ⅲ)]和五价砷[As(Ⅴ)]的去除能力、不同离子和水体pH值对树脂除砷[包括As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]效率的影响。结果表明,MIEX-DOC树脂对人工配制高砷水(0.1mg.L-1)的除砷容量约为0.0051mg.mL-1;对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除能力相当;常见的共存离子对树脂除砷效率有抑制或促进影响;不同pH值下,MIEX-DOC树脂除砷效率不同,但对0.1mg.L-1的高砷水的除砷效率均达到50%以上。对农村高砷水的实地中试研究表明,当源水砷浓度约为0.1mg.L-1时,出水砷浓度低于0.05mg.L-1,达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的农村小型集中式供水和分散式供水水质指标。成本分析结果表明,采用国产MIEX-DOC净水设备的除砷效果与进口设备相当,但除砷成本较低(0.56元.t-1),在我国农村高砷饮用水处理中有一定应用潜力。     

电镀废水中共存阳离子对Fe(Ⅱ)/O2去除无机磷的影响

通过序批试验,考察了有氧条件下,共存阳离子对亚铁除磷效率的影响并以实际电子废水为考察对象,对比研究Fe(Ⅱ)/O₂与传统石灰工艺的除磷效果及相关技术经济指标。结果表明:NH₄⁺-N对同步氧化Fe(Ⅱ)除磷效率几乎没有影响;Zn(Ⅱ)可通过与磷酸根反应产生沉淀提高磷的去除率。Mn(Ⅱ)可与新生三价铁形成稳定络合物,促进亚铁氧化并改善铁磷沉淀物混凝沉淀性能,当Mn(Ⅱ)投加量为1.0 mg·L^-1时,反应60 min后,磷的去除率提高11%。Cu(Ⅱ)能高效催化亚铁氧化,从而使亚铁除磷效率显著提高,在Cu(Ⅱ)浓度为0.05 mg·L^-1时,除去45%水中磷所需时间由空白的60 min缩短为5 min,Cu(Ⅱ)是所选共存阳离子中最为高效的亚铁除磷催化剂。以实际电镀废水为研究对象,在共存离子的促进作用下,Fe(Ⅱ)/O₂对废水中磷的去除效果优于传统石灰法,且药剂成本及产泥量均低于直接投加石灰的除磷工艺。     

改性黄磷水淬渣的制备及其对含砷（Ⅲ）废水吸附性能的研究

采用铁盐溶液浸渍的方法对黄磷水淬渣进行改性,以提高其对废水中As （Ⅲ）的去除效率。考察改性过程中铁盐种类、铁盐浓度、熟化温度及熟化时间四个因素对改性黄磷水淬渣吸附砷性能的影响：浸渍铁盐溶液为FeCl3、浓度0．8 mol／L、熟化温度80℃和熟化时间6 h。通过比表面积和孔径测定（ BET）、扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（ FT-IR）对改性前后黄磷水淬渣的表面性能和结构进行表征。在最佳条件下制备的改性黄磷水淬渣比表面积增大、Fe3＋和-OH含量升高,对废水中As（Ⅲ）的去除率可达到99．1％。改性后的黄磷水淬渣表面有铁负载,增加了其对废水中As（Ⅲ）的吸附性能。     

PDA/RGO复合材料对水中Fe（Ⅲ）的吸附行为

将多巴胺与氧化石墨烯纳米片层接枝复合制备了聚多巴胺/还原氧化石墨烯（PDA/RGO）复合材料,通过XRD、FTIR、FESEM和XPS等对该复合材料的结构和表面性质进行表征,并研究了其对水中Fe（Ⅲ）的吸附性能,考察了pH、吸附剂用量、吸附时间、Fe（Ⅲ）浓度和温度对其吸附性能的影响。结果表明：通过多巴胺与氧化石墨烯的仿生复合成功制备出具有优良吸附性能的PDA/RGO复合材料。pH为2,293 K时,该吸附材料对水中Fe（Ⅲ）的最大吸附量为59.1 mg·g^-1,其吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用准二级动力学方程来描述。吸附热力学研究表明该复合材料对Fe（Ⅲ）的吸附过程为自发吸热过程,呈现非均质吸附特性。作为一种新型吸附材料,该复合材料在Fe（Ⅲ）等金属污染废水处理中将具有潜在的应用前景。     

高岭土的改性及其从含砷水中除砷性能研究

以高岭土为原料通过碱熔合成得到类似于分子筛的笼状骨架结构,并将Fe3+通过离子交换吸附,负载在其骨架上,实现改性;利用改性后的吸附剂具有大的活性表面积,以及砷阴离子(AsO43-)与Fe3+的强配位能力,实现了基于配体交换的固液分离的从微量含砷水中去除砷。实验表明,改性高岭土除砷材料具有良好的吸附除砷性能,在含As(V)5~40 mg/L的水中,在实验条件下平衡除砷率可达99%以上。经测定,该材料对As(V)的吸附量可达3.7 mg/g除砷剂以上,并具有水中常见共存离子不影响砷的去除效果,以及不对水体产生二次污染等特点。处理后的水的砷含量可达到国家饮用水标准甚至更低。获得一种新的从饮用水源中去除砷的方法。