褐煤对汞和砷的吸附行为研究

为了研制用于含汞和含砷废水处理的新型高效材料,以褐煤作为吸附剂,研究了褐煤对汞和砷的吸附行为.首先进行了批量实验来论证接触时间对吸附性能的影响.数据采用准一级和准二级动力学方程进行拟合.并采用langmuir吸附等温线和Freundlich吸附等温线拟合了不同浓度Hg2+和As3+的吸附数据,并对吸附机理进行了探讨.同时也探讨了褐煤投加量和pH值对吸附效果的影响.结果 表明,褐煤对汞和砷的吸附动力学方程拟合结果符合准二级动力学模型(R2=0.9992,0.9991),数据与准二级模型很好的匹配说明Hg2+和As3+在褐煤上的吸附过程为化学吸附,Freundlich吸附模型(R2=0.9648,0.9814)可以更好地描述褐煤对汞和砷的吸附过程.褐煤对汞和砷的去除效果均随褐煤投加量的增大而明显增加,然后逐渐趋于平稳.在相同投加量时,褐煤对砷的去除效果好于对汞的去除效果,随pH值增大,吸附量增加,可能是因为酸性溶液中,H+与Hg2+和As3+互相排斥,阻碍Hg2+和As3+在溶液中的快速扩散.褐煤吸附汞和砷前后的SEM分析结果表明,吸附前褐煤表面凹凸不平,很粗糙,表面布满孔隙,这一结构特别有利于对重金属离子的吸附,褐煤饱和吸附后,其表面小孔已被填满.     

红黄土对水中Cr~(3+)和Cd~(2+)的吸附性能

用天然红黄土作为吸附剂进行了去除水中Cr3+和Cd2+的试验研究,考察了pH值、吸附时间、红黄土投加量对吸附效果的影响,测定了不同pH和不同温度下的吸附等温线。结果表明:红黄土对Cr3+的吸附能力高于对Cd2+的吸附能力,一定条件下,Cr3+的去除率可达99.5%,而Cd2+的去除率最高约63%;吸附行为均符合Lang-muir单分子层吸附模型。根据试验结果,认为红黄土有望成为处理含重金属离子废水的新型吸附材料。     

氯化铁改性活性氧化铝的制备和表征及其除磷效果研究

为提高活性氧化铝对废水中磷的去除效果,以氯化铁为改性剂,采用碱性沉积法对其进行改性,测定了改性前后活性氧化铝的比表面积及孔容,考察了吸附时间、pH值、废水初始浓度、改性剂投加量等因素对去除废水中磷的影响,探讨了改性活性氧化铝对磷的吸附机理。结果表明,改性后活性氧化铝的比表面积为430.582 m2/g,提高了23.5%;吸附时间为4 h时,吸附达到平衡,磷吸附量比改性前提高了10.2%;当pH值在5~7时,磷去除效果最好;随着废水中磷初始浓度的提高,磷去除率降低;随着改性活性氧化铝投加量的增加,磷去除率升高,当投加量为5.0g/L时,吸附效果最好;Freundlich和Langmuir 2种等温线模型均能较好反映改性活性氧化铝对磷的吸附行为,其中Langmuir模型更为理想。     

核桃壳生物炭对Pb2+、Zn2+的吸附特性及机制

为探寻更为有效的Pb2+、Zn2+吸附材料和实现农林废弃物的资源化利用,以核桃壳为原料,采用限氧裂解法在600 ℃条件下制备核桃壳生物炭,分析了生物炭投加量、初始pH、吸附时间、吸附温度和初始浓度对Pb2+、Zn2+吸附的影响,并利用红外光谱（FTIR）对核桃壳生物炭吸附Pb2+、Zn2+前后进行了表征。同时利用三种等温线吸附模型和三种吸附动力学模型对其吸附过程进行分析。结果表明：核桃壳生物炭吸附Pb2+的最佳pH为5,投加量为0.1 g?L-1,在720 min时达到吸附平衡,最大吸附量为27.172 mg?g-1;而对Zn2+吸附的最佳pH为6,投加量为0.2 g?L-1,在480 min时达到吸附平衡,最大吸附量为10.800 mg?g-1。生物炭对Pb2+的吸附过程符合Elovich吸附动力学方程和Langmuir-Freundlich等温吸附方程,说明其吸附过程是一个非均相化学吸附过程,受扩散限制;而对Zn2+的吸附过程更加符合Elovich动力学方程和Freundlich等温吸附方程,表明核桃壳生物炭对Zn2+的吸附为非均相的多层吸附。     

草酸法改性锰矿自水中吸附去除Ni2+

以草酸法改性锰矿和天然锰矿为吸附剂,研究了pH值、吸附时间、投加量对Ni²⁺吸附去除率的影响,并测定了饱和吸附量。结果表明,Ni²⁺的吸附-pH曲线呈“S”形特征,对Ni²的吸附去除率随吸附时间的延长和改性锰矿投加量的增加而提高;在25 ℃、吸附体系pH=7.0、吸附剂浓度为0.2 g/L的条件下,草酸法改性锰矿和天然锰矿对Ni²⁺的饱和吸附量分别为32.3 mg［Ni²⁺］/g和11.6 mg［Ni²⁺］/g,提高了约2.8倍。改性锰矿有望成为处理含Ni²⁺废水的新型吸附材料。     

用Mn3O4吸附水中Cr(Ⅲ)的试验研究

以合成的Mn₃O₄为吸附剂,研究了pH、吸附时间、Mn₃O₄投加量和Cr(Ⅲ)浓度对Cr(Ⅲ)吸附效果的影响,并测定了吸附等温线。结果表明：当Cr(Ⅲ)初始浓度为10 mg/L时,发生吸附的pH范围为3.0～7.2, pH=6.5时吸附率达到93.7%,pH＞7.2时容易出现Cr(OH)₃沉淀;在25 ℃及pH=5.5的条件下,Mn₃O₄对Cr(Ⅲ)的吸附量经历一个先快速上升,后逐渐增大并达到平衡的过程,达到平衡的时间为17 h;Cr(Ⅲ)的吸附量随Mn₃O₄投加量和Cr(Ⅲ)浓度的增加而增大,吸附等温线符合Freundlich方程。     

含磷废水中磷初始浓度对结晶法回收条件的影响研究

以天然方解石为晶种通过结晶法处理模拟含磷废水,考察了在不同的磷初始浓度条件下,反应时间、晶种投加量、pH值和Ca/P摩尔比对磷去除效果的影响。研究结果表明:磷初始浓度对反应时间影响较大,磷初始浓度愈大,结晶反应所需的时间愈短;晶种投加量为60 g/L时,磷去除效果最好;在一定条件下,随着磷初始浓度的增加,pH值和Ca/P摩尔比对磷去除率的影响逐渐减弱,所以应根据废水的具体磷初始浓度确定最适宜的pH值和Ca/P摩尔比。     

凹凸棒活性炭复合滤料对水中COD_(Mn)的吸附研究

以凹凸棒活性炭复合滤料处理原水中的CODMn,探讨了滤料投加量、吸附时间、温度、pH值及原水初始浓度等因素对CODMn去除处理效果的影响。结果表明,滤料的最佳投加量及吸附时间分别为40g/L和80min,吸附反应是放热反应,在pH约为8时CODMn的去除率可达到54.27%,滤料对CODMn的吸附符合Langmuir吸附模型,凹凸棒活性炭复合滤料在微污染饮用水处理领域有一定的实际应用价值。     

响应面法优化铁尾矿砂对铜(II)的吸附条件

以铁尾矿砂作为水体沉积物污染修复覆盖材料,研究了不同pH值、转速下铁尾矿砂对水相中Cu~(2+)去除情况,得出水相pH值在3～5时有利于Cu~(2+)去除率的提高;静态吸附与动态吸附相比有显著差异,转速为180 r/min时,铁尾矿砂对水相中Cu~(2+)去除率最高。使用Box-Behnken设计了响应面试验,研究了水相pH值、温度、Cu~(2+)初始浓度以及铁尾矿砂投加量4个因素对水相中Cu~(2+)去除作用,建立了铁尾矿砂对水中Cu~(2+)去除率的回归模型。其中各因素对响应值的影响次序为:温度>投加量>初始浓度>pH值。模型验证结果预测去除率与试验值偏差仅为0.08%,能够很好预测去除率变化情况。     

伊利石基沸石相复合材料对水中Mn2+的吸附研究

为提高伊利石对重金属离子的吸附性能,以伊利石为主要原料,碳酸钙和石膏为活化辅料,采用焙烧水热合成法制备沸石相复合材料(ZPC),研究其对Mn²⁺的吸附效果。探讨了溶液p H值、ZPC投加量、吸附时间等因素对Mn²⁺去除率的影响并进行动力学和热力学模拟。结果表明,吸附最佳p H值为5,饱和吸附时间为180 min,当Mn²⁺初始质量浓度为25 mg/L,吸附剂投加量为0.6 g/L,ZPC对Mn²⁺的最大去除率为99.32%,明显高于焙烧活化物和伊利石。ZPC对Mn²⁺去除过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,说明吸附以多分子层化学吸附为主。根据ZPC吸附Mn²⁺前后的X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与X射线光电子能谱(XPS)表征分析可知,吸附机理主要为离子交换和化学沉淀共同作用。     

高岭土对废水中Cu~(2+)吸附性能的试验研究

研究高岭土用量、pH值、吸附时间以及初始Cu2+质量浓度等因素对吸附效果的影响。正交试验结果表明,影响Cu2+去除率的因素排序为:pH吸附时间高岭土用量初始Cu2+质量浓度。最优的试验方案:废液量为100 mL,pH=7.0,吸附时间为2 h,高岭土用量为6.0 g,初始Cu2+质量浓度为25 mg/L。在此条件下,Cu2+去除率可达到98.9%,Cu2+的最大吸附量为23.26 mg/g。吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程,说明高岭土对铜离子是典型的单分子层吸附。     

沸石吸附7-ACA废水中CODCr和NH3-N的试验研究

以抗生素原料中间体( 7-ACA)废水为研究对象,天然沸石及改性沸石为吸附材料,考察了废水初始pH值、沸石粒径、沸石投加量、吸附时间及沸石酸、碱、盐改性对废水中CODCr和NH3-N去除效果的影响.单因素实验结果表明,天然沸石处理废水的适宜条件为:废水初始pH值7.5,沸石投加量20g/L,沸石粒径1～2 mm,吸附时间150min.此条件下天然沸石对废水中CODCr和NH3-N去除率分别为35.3％和23.0％.盐酸改性沸石对废水中CODCr和NH3-N去除效果明显优于氢氧化钠改性沸石和氯化钠改性沸石.1 mol/L盐酸改性沸石投加量为15g/L,对废水中CODCr和NH3-N去除率均大于改性前,分别为48.4％和40％.     

壳聚糖磁性微球吸附Pb2+的试验研究

从吸附温度、吸附剂投加量、pH值、反应时间、初始浓度等方面考察了自制壳聚糖磁性微球作为吸附剂对含铅废水的处理效果。结果表明：在初始pH值为5.0,反应时间为20 min,吸附剂的投加量为0.900 g,初始浓度为50 mg/L时吸附剂对Pb2+的吸附效果最佳。壳聚糖磁性微球对Pb2+的吸附过程基本符合Langmuir、Temkin等温吸附模型,为二级反应动力学过程。     

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。     

伊利石合成沸石相吸附材料及对水中Ni2+ 的吸附

以伊利石-石灰石-石膏焙烧活化物为前驱体,采用水热法成功合成了沸石相吸附材料(ZAM),通过XRD和SEM表征其微观结构并考察了其对水溶液中Ni2+的吸附性能,结果表明,制备ZAM的较佳工艺条件为:硅铝比2.0,水热反应温度150℃,水热反应时间4h.此条件下合成的ZAM对Ni2+有较强的吸附性能,在温度25℃,pH值为6时,ZAM吸附Ni2+在180 min内达到平衡,吸附剂的较佳投加量为0.4 g/L、较大吸附量为121.21 mg/g,吸附过程符合拟二级动力学方程和Freundllich吸附模型,为以离子交换为主的多分子层的化学吸附.     

草酸法改性锰矿吸附水中Cu(NH3)42+

以草酸法改性锰矿为吸附剂吸附模拟废水中的Cu(NH3)42 ,研究了pH值、吸附时间、吸附剂投加量对吸附率的影响,测定了吸附等温线,并与天然锰矿进行比较.结果表明:2种锰矿对Cu(NH3)42 的吸附率-pH曲线均呈"M"形,但同一pH下改性锰矿的吸附率明显提高;温度为25℃、pH为7.0时,用量为0.3 g/L的改性锰矿对Cu(NH3)42 的吸附在60 min达到平衡,吸附率为91%;2种锰矿的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程,按Langmuir方程,上述条件下改性锰矿对Cu(NH3)42 的饱和吸附量以Cu2 计为70.4 mg/g,比天然锰矿提高了89.25%.用草酸法改性锰矿处理含Cu(NH3)42 废水具有较好的推广价值.     

西宁盆地坡缕石粘土对Cd2+吸附性能研究

试验研究了西宁盆地坡缕石粘土对Cd2+的吸附性能,考察了改性方法、搅拌时间、粘土投加量、吸附温度、溶液初始浓度等因素对吸附效果的影响。结果表明,采用Na2CO3改性时,Na2CO3与粘土最佳配比为3∶100;吸附的适宜条件为:搅拌时间50min、粘土投加量1.5g/100mL Cd2+溶液、吸附温度20℃;在试验的浓度范围内,Cd2+在粘土上的吸附规律符合Langmuir等温模型。西宁盆地坡缕石粘土对Cd2+具有较好的吸附性能,粘土投加量为每100mL Cd2+溶液2.5g时,处理后溶液中Cd2+含量下降到0.1mg/L以下,符合GB8796-1996第一类污染物最高排放标准。     

膨润土复合颗粒制备工艺及其吸附性能研究

针对矿山废水中酸度、重金属离子的高成本处理问题,采用经高温焙烧的膨润土-钢渣复合颗粒对Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+进行吸附。从去除效果、碱度释放量及散失率对复合颗粒的最佳制备工艺进行研究,并用其处理模拟酸性矿山废水(AMD)。结果表明,最佳制备工艺条件为：膨润土与钢渣配比5∶5,黏结剂用量5%,焙烧温度500℃,焙烧时间60 min;当吸附剂投加量为10 g/L,吸附时间为240 min时,酸性矿山废水中Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+的去除率分别为93.21%、87.31%、100%、89.68%,出水pH值为8.31。膨润土-钢渣复合颗粒可同步降低水中酸度,去除重金属离子,且处理成本较低,值得推广应用。     

改性膨润土吸附剂的制备及对苯酚的吸附性能

采用AlCl3改性膨润土制备含苯酚废水吸附剂。研究了AlCl3投加量、焙烧温度对吸附剂性能的影响，探讨了改性膨润土用量、接触时间、溶液pH、改性膨润土投加方式等对改性膨润土吸附苯酚的影响。结果表明，经过改性和450℃焙烧的改性膨润土对苯酚的去除效果优于原土和活性炭，在原水苯酚浓度为200mg／L、pH=8．5、接触时间为30min、改性膨润土投加量为4g/L时，对苯酚的去除率可以达到92．2％；采用分批投药的方式，苯酚去除率可达99．7％。     

微波-酸改性粉煤灰对Cu~(2+)的吸附性能研究

为探讨微波-酸改性粉煤灰对Cu2+吸附性能的影响,针对粉煤灰的最佳改性条件和不同投放环境下Cu2+吸附性能进行研究。结果表明,在正交试验下,粉煤灰最佳改性条件为:HCl浓度2 mol/L、浸渍时间60 min、HCl用量5 m L/g、微波功率600 W、微波时间9 min,改性粉煤灰对水中Cu2+的去除率可达92.56%;改性粉煤灰在pH值为6,投加量为12 g/L时,对含有Cu2+的溶液吸附效果最佳;根据等温吸附模型可知,改性粉煤灰对Cu2+初始质量浓度在20~40 mg/L去除效果最好,最高可达95.41%,且反应为放热过程。Langmuir模型能很好地描述微波-酸改性粉煤灰对Cu2+的吸附过程,理论饱和吸附量为10.53 mg/g,RL小于1,说明试验条件均有利于吸附的进行。