我国3种典型高岭土的固结、渗透及吸附特性

为了研究不同类型高岭土的物理、化学及土力学特性,通过压缩固结、渗透及等温吸附试验,确定国内硬质、软质和砂质3种典型高岭土的固结、渗透及吸附特性.试验结果表明：通过压缩固结,硬质、软质高岭土的饱和渗透系数可减小到1×10-7 cm/s,砂质高岭土的渗透、固结系数均比前两者高一个数量级.不同类型的高岭土吸附Pb2+、Cd2+的能力不同,吸附能力由高到低排序为硬质高岭土>软质高岭土>砂质高岭土.3种高岭土对Pb2+的吸附能力均显著高于对Cd2+的吸附,硬质、软质、砂质高岭土对Pb2+的吸附容量分别为6 347.2、3 105.5、2 672.7 mg/kg,对Cd2+的吸附容量分别为691.1、686.4、667.5 mg/kg.综合考虑这3类高岭土的物理、渗透和吸附特性以及制样的方便性,推荐采用软质高岭土作为压实黏土衬垫的实验模拟材料.     

新型壳聚糖交联树脂的制备及对Pb(Ⅱ)吸附热性能研究

以自制的壳聚糖树脂生成装置,采用改进的滴加成球法,以环氧氯丙烷做交联剂,合成新型壳聚糖交联树脂.研究树脂对Pb(Ⅱ)的吸附效果,探讨了溶液pH、吸附时间、温度、初始浓度等因素对其吸附性能的影响及吸附热力学和动力学.结果表明,pH对树脂吸附Pb(Ⅱ)的影响较大;在pH=6,温度30℃,吸附4.5 h时,最大吸附容量可达105.0 mg/g;用Temkin等温线模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,相关系数R2分别为0.999 5和0.992 6,表明新型交联树脂对Pb(Ⅱ)的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果.     

生物质复合燃料焚烧灰制备陶粒及其对Pb（Ⅱ）的吸附特性研究

以生物质复合燃料焚烧灰为原料制备陶粒并应用于处置含铅废水。结果表明,混烧灰、原污泥与高岭土掺配比例为70%∶20%∶10%时,1 050℃烧制的陶粒性能较好。陶粒内部结构主要由气孔和孔间壁组成。陶粒对100mg/L的Pb(Ⅱ)的吸附平衡时间约为13h,吸附去除率超过99.9%。随着吸附质初始浓度的增大,陶粒吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附能力增幅逐渐平缓。吸附剂的量大于5g/L时,Pb(Ⅱ)的吸附去除率趋于平衡,且当吸附剂粒径小于2.36mm或者溶液pH值大于6时,陶粒吸附剂对100mg/L的Pb(Ⅱ)的吸附去除率普遍可以达到99%。等温吸附研究表明陶粒对Pb(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型;准一级模型适合用于描述其吸附动力学行为。升高温度有利于增加陶粒对pb(Ⅱ)的吸附能力,并且有利于吸附过程的自发进行。     

胺基化杂化微球对溶液中Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附

通过蒸馏共沉淀聚合反应和酰胺反应制备胺基功能化核-壳型有机/无机杂化二氧化硅微球P(DETA-co-EGDMA)/SiO2,该杂化微球无机内核直径约为400 nm,有机高分子外壳厚度约为33 nm.元素分析表明胺基化杂化微球上N元素的含量为2.91%.将所制备的胺基化杂化微球用于吸附污水中Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ).结果表明:胺基化杂化微球较甲基丙烯酸化杂化微球P(MAA-co-EGDMA)/SiO2和未改性SiO2微球对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有更好的吸附性能;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,在298 K时对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分别为45.50 mg/g和70.75 mg/g;吸附动力学行为符合准二级动力学模型;三次脱附再生实验后胺基化杂化微球仍具有良好的再生率.     

两种形式RPFC-Ⅰ纤维对Pb(Ⅱ)的吸附研究

主要研究了Na-RPFC-Ⅰ纤维和H-RPFC-Ⅰ纤维对Pb(Ⅱ)的吸附性能。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对吸附前后的H-RPFC-Ⅰ纤维和Na-RPFC-Ⅰ纤维进行表征,结果表明,RPFC-Ⅰ纤维对Pb(Ⅱ)的吸附是羧基和氨基共同作用的结果,羧基占主导地位。通过实验研究了pH值和温度对两种纤维吸附Pb(Ⅱ)的影响;利用实验数据模拟了吸附动力学方程和吸附等温模型;探讨了Na-RPFC-Ⅰ纤维和H-RPFC-Ⅰ纤维的再生性能。结果表明,H-RPFC-Ⅰ纤维和Na-RPFC-Ⅰ纤维吸附Pb(Ⅱ)的最佳pH值分别为4.0～9.0和3.0～9.0,适宜温度范围分别为25～40℃和10～40℃;用准二级动力学模型和Langmiur吸附等温线模型能够很好地描述RPFC-Ⅰ纤维吸附Pb(Ⅱ)的过程;此外,RPFC-Ⅰ纤维还具有良好的再生使用性能。     

土壤不同有机组分对诺氟沙星的吸附

通过静态吸附实验,研究了水稻土和赤红壤不同有机组分颗粒物(DOC去除、NaOH提取、375℃灼烧和600℃灼烧)对诺氟沙星的吸附行为。结果表明,DOC去除颗粒物的总有机碳含量(TOC)最高,其他颗粒物的TOC从原始土壤到600℃灼烧后颗粒物逐渐减小。所有土壤不同有机组分颗粒物对诺氟沙星的吸附均表现为非线性吸附,Freundlich模型对吸附数据的拟合效果很好,并且其吸附非线性程度均比原始土壤高。其中,375℃灼烧后颗粒物具有最强的吸附非线性特征,吸附非线性参数n值分别为0.517(水稻土)和0.592(赤红壤)。水稻土不同有机组分颗粒物对诺氟沙星的吸附能力均高于赤红壤。与原始土壤相比,DOC去除和NaOH提取颗粒物的Koc值(ce=0.1mg.L-1)减小,说明其吸附能力降低。相反,375℃灼烧后颗粒物对诺氟沙星Koc值最大,说明其吸附能力最强,而600℃灼烧后的颗粒物的吸附能力最弱。     

砂箱模型中溶质运移过程的二维电阻率成像法监测

为了解溶质在含水层中的运移过程和规律,在室内建立二维砂槽模型,以ＮａＣｌ溶液为溶质代表,采用电阻率成像的方法监测溶质运移过程。研究发现：在稳定流条件下,ＮａＣｌ溶液沿水流的方向移动距离较大;在垂直方向上主要受水动力弥散和重力的作用,随着试验的进行逐步向下扩散;低阻区沿水流方向的移动速度比垂直方向的入渗速度快。由电阻率图像可以清晰地看出咸淡界面的迁移过程,说明应用电阻率成像法监测溶质运移过程是有效的,为地下水中溶质运移过程的研究提供了一种新的可视化手段,为求取地下水流速和水动力弥散系数奠定了基础。     

溶质运移模型数值解及并行化处理

文章主要是在了解和广泛收集前人研究资料的基础上,将混合拉普拉斯变换有限单元法引入到求解首采区卤水动态二维模型中关于溶质运移的问题中。在求解对流占优的地下水溶质运移问题时,常规数值方法会产生数值扩散和过量现象,而此方法能够有限地消除数值扩散和过量的现象,还具有一步到位、局部求解的优点。最后还将此方法应用到具有空间一阶导数项的对流弥散方程,以检验此方法的数值有效性和求解溶质运移模型的能力。     

土体固结与溶质运移三维耦合模型

考虑堆场上覆堆积体自重引起的土体固结与溶质运移的耦合效应已成为环境土工领域中的热点问题。在 Biot 固结理论和溶质运移理论相结合的基础上,以孔隙率作为耦合参量,将固结方程与运移方程相联系,考虑土体固结对溶质运移模型参数的影响,建立了溶质在固结变形土体中运移的三维耦合模型。采用多场耦合有限元软件 COMSOL Multiphysics 对模型进行了数值求解。数值模拟结果表明,土体固结变形对溶质运移过程具有较强和持久的阻滞作用,导致溶质运移深度以及污染羽范围的减小,在模拟运移20 a 时,运移距离减小率已高达27．75％,且随着时间的增加而逐渐增大;溶质在水平方向的迁移距离不可忽略,随着横向水力梯度的增大而增大。     

考虑裂隙的多孔介质中对流扩散现象的仿真模拟

为研究裂隙多孔介质中的对流扩散现象,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法从孔隙尺度下模拟了裂隙中孔隙水的流动过程,仿真实现了考虑裂隙时溶质穿透多孔介质的真实运移过程,并提出一种简化处理的两流区模型对穿透过程加以描述.计算中首先采用SPH方法求解纳维斯托克斯方程,建立能考虑复杂多孔颗粒边界的二维流场模型,并基于此模型进行了溶质穿透三种不同裂隙宽度的多孔介质的仿真实验.随着介质中裂隙宽度增大,裂隙区域流速与基质区域流速差增大,穿透曲线中早期穿透和拖尾现象越明显;采用两流区模型能够描述这一现象,但一般化的模型难以得到精确解,因此提出一种简化处理办法,并给出了该简化模型的解析解.结果表明,该简化模型能够很好地描述裂隙多孔介质中溶质的运移规律,并可反演得到裂隙流中对流扩散的相关参数.     

生物质热解焦对模拟烟气中汞吸附特性的实验研究

以桑树枝、核桃壳、麦秆和稻秆4种生物质为原料,利用固定床热解实验台制备不同的生物质热解焦,采用比表面积与孔隙度分析仪测量了生物质热解焦的比表面积及其孔隙结构参数.利用固定床吸附实验装置,研究了生物质种类、热解温度、吸附温度及汞初始浓度等因素对模拟烟气中汞吸附性能的影响.结果表明:(1)在相同的热解和吸附条件下,核桃壳热解焦的吸附效果最好,其次是桑树枝热解焦和麦秆热解焦,稻秆热解焦的吸附效果最差;(2)在热解温度为400℃～800℃范围内,600℃热解温度下所得生物质热解焦的吸附效果最好,400℃热解焦吸附效果最差;(3)在吸附温度为60℃～120℃的实验范围内,随着吸附温度的升高,单位生物质热解焦汞吸附量明显降低;(4)在汞初始浓度13.5～38.1μg/m3范围内,随着汞初始浓度的增加,单位生物质热解焦汞吸附量有所减小.     

基于多孔介质理论的冻土水热迁移耦合模型推导

在多孔介质理论的基础上,基于非线性达西定律并假设水分迁移过程为单向、可逆及水分迁移过程中无溶质迁移,推导得出了无相变以及考虑相变的水分迁移方程;引入土体传热方程和土骨架质量密度变化方程,过程中考虑了冻土中温度变化,扩散和对流,以及水分相变和温度、质量变化之间的相互影响。联立各方程得到了非饱和冻土水热分布控制方程,建立了非饱和冻土水热迁移耦合模型。文中亦对模型中具体参数的确定方法提出了建议。方程属于非线性偏微分方程,无法得出解析解,须采用数值解法。     

好氧颗粒污泥等温吸附甾体雌激素

为了研究好氧颗粒污泥对甾体雌激素E1、E2、EE2的吸附作用,通过摇瓶试验考察了吸附平衡时间及在不同温度下的等温吸附过程,对该过程进行了Freundlich方程和Langmuir方程拟合分析,并采用SEM观察好氧颗粒污泥结构.实验结果表明,吸附40min后基本达到平衡;吸附量随着温度的升高而减少,在20℃时,E1、E2、EE2最大吸附量分别为60.98、58.82、82.64μg/g;吸附过程符合Freundlich方程和Langmuir方程,其相关系数R2分别为0.93~0.99和0.92~0.99;吸附后好氧颗粒污泥表面及内部均发生了变化.     

Preparation of Hierarchically Interconnected Porous Banana Peel Activated Carbon for Methylene Blue Adsorption

Hierarchically interconnected porous activated carbon have high specific surface areas, large numbers of dye adsorption sites, and interconnected pores for dye molecule diffusion and transportation. We prepared hierarchically interconnected porous banana peel activated carbons(BPACs) via a green method involving hydrothermal pretreatment and KOH activation, and systematically tested its methylene blue(MB) adsorption capacity. SEM showed that the BPACs had an interconnected porous structure and high-porosity surface. The Brunauer-Emmett-Teller surface area was 601.21 m~2/g, the adsorption average pore diameter was 2.11 nm, and the total pore volume was 0.32 cm~3/g. The MB adsorption capacity increased with increasing temperature, initial MB concentration, and pH value; it decreased with increasing adsorbent dosage. The adsorption isotherms and kinetic results for MB adsorption on BPACs were best described by the Langmuir adsorption and pseudo-second-order kinetic models, respectively. BPACs have a well-developed hierarchically interconnected porous structure, which increase the MB adsorption capacity and removal efficiency. Systematic MB adsorption tests show that BPAC is a highly efficient and easily available adsorbent.     

改性MCM⁃41孔内水分子吸附扩散行为的模拟研究

通过构建多种官能团负载的MCM?41骨架模型，使用GCMC与MD模拟方法计算了水分子在不同亲疏水性质的MCM?41孔内的吸附及扩散性质。结果表明，MCM?41材料的水吸附等温线主要为Ⅱ型；负载到MCM?41孔表面的亲水官能团能够与水分子形成氢键，因此对水分子的相互作用力较疏水官能团高约114.27%；MCM?41孔内水分子的扩散能力与表面官能团的亲水性呈正相关，亲水表面的材料内水分子的扩散系数相较于疏水表面扩散系数高约58.82%；证明了亲水表面的MCM?41材料在含水环境中对孔内水分子的吸附扩散行为具有一定促进作用。     

膨润土对底泥重金属的抑制效果及机制探讨

采用底泥原地稳定化处理技术中的帽封方法,考察膨润土对苏州河底泥中Cu2＋、Pb2＋和Zn2＋3种重金属离子释放的抑制效果。结果表明：钙基膨润土对Cu2＋、Pb2＋和Zn2＋的最大吸附容量分别为273.4 mg.g-1、473.6mg.g-1和263 mg.g-1;均具有较强的吸附性能;且在溶液pH值升高时,其对Cu2＋、Pb2＋和Zn2＋的吸附效果增强。在Zn-Pb混合体系下,钙基膨润土对Pb2＋吸附效果增强,Zn2＋的吸附效果不明显;而在Zn-Cu混合体系下,钙基膨润土对Cu2＋效果增强,对Zn2＋的吸附效果减弱。     

Removal of lead in wastewater by immobilized inactivated cells of Rhizopus oligosporus

1　INTRODUCTIONThetreatmentofwastewatercontainingleadionscontinuestopresentchallengestoenvironmentalengi neers .InChina ,theeffluentstandardofleadinthedrainofindustryhasbeenspecifiedat1mg·L- 1forthechronictoxicitytohumansandenvironment[1] .Besidesbeingexpensive ,the presentmethodsfortreatingleadinwastewatermainlybasedonprecipita tiondonoteffectivelyremovelowleveloflead[2 ] .Us ingmicroorganismsasbiosorbentsforremovingleadions ,however ,offersapotentialalternativetotheex istingmethods .W…