CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

在微波环境下,制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)修饰的CTMAB-磷石膏,并对其结构进行了表征。通过静态吸附实验,研究了CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附特性,探讨了吸附机理,结果表明:CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,但Langmuir吸附等温模型能更好地描述吸附等温曲线。Lagergren准一级吸附动力学方程、Lagergren准二级吸附动力学方程、Elovich吸附方程以及粒子内扩散模型均可较好地描述吸附初始阶段,而整个吸附过程更好地符合Lagergren准二级吸附动力学方程,CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量为16.3225mg/g,吸附过程由物理吸附、化学吸附及络合沉淀作用共同控制。     

钢渣对废水中磷的吸附行为

通过批次振荡实验研究了钢渣吸附磷的特性. 结果表明,钢渣对磷的吸附过程符合Langmuir和Freundlich方程,理论饱和吸附量为0.33 g/kg,为优惠型吸附. 吸附动力学过程符合Lagergren准二级动力学方程,平衡吸附量随温度升高而增加,吸附速率主控步骤为液膜扩散和颗粒内扩散同时存在. 吸附热力学参数DH>0, DG<0, DS>0,钢渣对磷的吸附为吸热、自发的物理吸附过程,升高温度有利于吸附进行.     

钢渣对废水中磷的吸附性能

通过批次振荡实验研究了钢渣吸附磷的特性.结果表明,钢渣对磷的吸附过程符合Langmuir和Freundlich方程,理论饱和吸附量为0.33g/kg,为优惠型吸附.吸附动力学过程符合Lagergren准二级动力学方程,平衡吸附量随温度升高而增加,吸附速率主控步骤为液膜扩散和颗粒内扩散同时存在.吸附热力学参数ΔH0,ΔG0,ΔS0,钢渣对磷的吸附为吸热、自发的物理吸附过程,升高温度有利于吸附进行.     

磷在涂铁浮石上的吸附性能

通过对天然浮石进行涂铁改性,研究了涂铁浮石吸附水溶液中磷的热力学和动力学. 结果表明,Langmuir等温吸附方程比Freundlich等温吸附方程更能准确地描述涂铁浮石对磷的吸附,粒径为0.63~1.2 mm的涂铁浮石,298 K时对磷的最大吸附量为0.245 mg/g. 准二级动力学模型比准一级动力学模型和颗粒内扩散模型更能准确地描述涂铁浮石吸附除磷的动力学过程. 通过计算不同温度下的热力学参数DG0, DH0和DS0,证实该吸附为自发的吸热过程. SEM和EDAX分析表明磷吸附在涂铁浮石表面上.     

改性生物质炭对水样中磷的吸附性能研究

近些年，农业的迅速发展导致化学肥料、农药的大量使用，也引起磷污染。本论文对生物质炭采用氢氧化钠和金属处理对磷进行吸附。结果表明，钙镁摩尔比为1∶2时的生物质炭对PO■的吸附量最高，达到0.149 mg/g,投加量为32 g/L,pH在弱碱性条件下吸附效果最好，静态吸附平衡时间为17 h,温度对吸附影响不明显。吸附动力学模型符合准二级动力学模型，等温吸附过程符合Langmuir模型。     

硫酸铁改性珍珠岩微粉的磷吸附特性

对硫酸铁热改性珍珠岩微粉的磷吸附特性进行了研究,发现溶液pH值对磷吸附有显著影响,pH值为5.0时吸附量(3.96 mg/g)最大,溶液磷去除率达98.68%;搅拌时间对磷的吸附影响较小,搅拌10 min与搅拌24 h的磷吸附量没有显著差异;在100 mg/L的磷溶液中,改性珍珠岩微粉用量在5.0～50.0 g/L范围内,其磷吸附量随用量的增加先快速增加,达最大值后缓慢降低;当模拟污水磷浓度为50 mg/L时,添加25 g/L改性微粉的磷去除率达99.3%,污水残磷浓度为0.35 mg/L,含磷量符合国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918)的一级A类排放标准(≤0.5 mg/L)。硫酸铁热改性珍珠岩微粉在酸性、高磷废水的快速除磷处理中具有一定的应用潜力。     

硫酸铁改性珍珠岩微粉的磷吸附特性

对硫酸铁热改性珍珠岩微粉的磷吸附特性进行了研究,发现溶液pH值对磷吸附有显著影响,pH值为5.0时吸附量(3.96 mg/g)最大,溶液磷去除率达98.68%;搅拌时间对磷的吸附影响较小,搅拌10 min与搅拌24 h的磷吸附量没有显著差异;在100 mg/L的磷溶液中,改性珍珠岩微粉用量在5.0～50.0 g/L范围内,其磷吸附量随用量的增加先快速增加,达最大值后缓慢降低;当模拟污水磷浓度为50 mg/L时,添加25 g/L改性微粉的磷去除率达99.3%,污水残磷浓度为0.35 mg/L,含磷量符合国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918)的一级A类排放标准(≤0.5 mg/L)。硫酸铁热改性珍珠岩微粉在酸性、高磷废水的快速除磷处理中具有一定的应用潜力。     

磷石膏制备超微细硫酸钙晶须的除磷特性研究

以磷石膏为原料,采用水热合成法经放大实验制备出超微细硫酸钙晶须(PUCSW),在研究PUCSW对废水中磷的吸附特性的基础上,结合FTIR、SEM、XRD和EDS等手段分析吸附前后PUCSW的结构和表面形貌,探讨吸附除磷机理。结果表明,碱性条件有利于PUCSW除磷,在pH=12时,PUCSW对磷的去除率达到最高,为100%;PUCSW对废水中磷的吸附符合准二级动力学方程,Langmuir模型能很好地描述磷在PUCSW上的吸附行为,理论饱和吸附量为117.6 mg/g,与实验测试值116.7 mg/g基本一致;制备的PUCSW含有结晶水,主要成分为半水硫酸钙,且结晶性良好,平均直径0.42μm,长径比45.17;PUCSW对废水中磷的吸附机理包括物理吸附和化学吸附,并以生成羟基磷酸钙沉淀和羟基配位交换的化学吸附为主。     

净水厂聚合氯化铝铁污泥对污水中磷的吸附作用

采用控制变量法,逐一研究初始pH值、污泥投加量、初始磷浓度等条件下的聚合氯化铝铁(PAFC)污泥的磷吸附过程。结果表明,在pH值为4.5⁹.0时,污泥对磷的吸附过程稳定,磷的去除率和单位质量污泥对磷的吸附量随pH值的下降而升高。磷的去除率随污泥投加量的增加而增大,随污水的初始磷浓度增大而减小。单位质量污泥磷吸附量随污泥投加量的增加而减小,随污水的初始磷浓度增大而增大。准二级动力学方程可以很好地描述污泥磷吸附过程。通过Langmuir和Freundlich吸附等温线方程发现,PAFC污泥具有较强的磷吸附能力,最大理论磷吸附量为6.049 mg/g。     

FeCl3改性膨胀珍珠岩对水体中磷的吸附研究

采用氯化铁溶液浸渍膨胀珍珠岩进行改性,考察了氯化铁质量分数、温度、时间等因素对改性效果的影响,改性膨胀岩的用量、温度、时间对磷吸附效果的影响,磷的含量采用磷钼蓝分光光度法进行浓度测定。试验结果表明：温度18℃时,1.500 0 g膨胀珍珠岩在20 mL质量分数1%的FeCl₃溶液中改性7 h,对磷溶液吸附效果最优;温度18℃时,1.200 0 g改性膨胀珍珠岩加入到20 mL质量浓度3μg/m L的磷溶液中,吸附5 h后,去除率可达99.43%。用Langmuir方程描述了改性膨胀珍珠岩对磷的等温吸附特征,其吸附为单分子层吸附。动力学方程符合准二级吸附动力学模型。     

火山岩对废水中磷的吸附性能及机理研究

研究了火山岩对废水中磷的吸附等温特性和吸附热力学特性,考察了火山岩吸附除磷的影响因素,并对其吸附机理做了初步探讨。实验结果表明,火山岩的理论饱和吸附量为1.172 mg磷/g火山岩;火山岩吸附除磷效率随废水初始pH减小或火山岩粒度减小而升高,随着投加量逐渐增加,火山岩对磷的平衡吸附总量增加,而平衡单位吸附量（Xe）逐渐减少;火山岩在低温条件下（〈25℃）为放热反应,且对Xe随温度升高而降低,高温条件下（〉25℃）为吸热反应,Xe随温度升高而升高;通过对火山岩吸附除磷热力学实验及吸附磷形态分析可推断火山岩在低温条件下（〈25℃）去除水体中的磷以物理吸附为主,高温条件下（〉25℃）以化学吸附为主。     

铁镁铝三元类水滑石对磷的吸附特性研究

采用低饱和共沉淀的方法合成了n(Fe)∶n(Mg)∶n(Al)=1∶1∶1的铁镁铝三元类水滑石。研究其对磷的吸附特性,考察了吸附时间、投加量、温度、p H等因素对吸附效果的影响。结果表明:此类水滑石对磷的吸附在前20 min吸附量急剧增加,40 min之后趋于稳定;当投加量为1.0 g/L时,吸附率和吸附容量都相对较高;初始p H为3~10时,对吸附效果无明显影响;温度对吸附效果影响较大,温度升高吸附量增加,表明此吸附过程是吸热过程。此类水滑石对磷的等温吸附数据与Langmuir方程的相关系数很高,45℃时饱和吸附量高达13.15 mg/g,同时吸附过程符合二级动力学模型。     

微米级管状氧化镁团簇体的合成及其吸附磷的性能

利用自组装技术合成了微米级管状团簇体碱式碳酸镁（MTBMg）,进一步热解得到管状团簇体氧化镁（MTMgO）。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和BET分析对MTMgO的结构、形貌进行了表征。结果表明,在水解温度为80 ℃、反应物浓度为0.6 mol/L条件下利用自组装技术构筑了MTBMg,热解后形成的MTMgO保留了前驱体MTBMg的相似结构,且具有丰富的微米尺寸氧化镁,为磷的吸附提供了活性位点。磷模拟废水吸附结果表明,在废水pH为3~11条件下MTMgO表现出优异的吸附磷的性能,其吸附过程满足Langmuir等温吸附模型;当废水pH=10时MTMgO对磷的理论吸附量最大,为2 120.12 mg/g。动力学分析结果表明,对于MTMgO吸附磷的过程准一级和准二级动力学方程拟合度均较高,是化学吸附与物理吸附并存的过程,随着MTMgO加入量增加由化学吸附为主导向物理吸附为主导转变。当废水中磷的质量浓度为800 mg/L时,吸附剂对磷的去除率仍达到96.47%。     

基于加气混凝土改良的混合基质对水中磷酸盐的吸附特性

考虑采用具有磷吸附能力的基质构建人工湿地,以吸附性能和出水pH等应用条件优化为前提,选择5种常见材料进行静态吸附试验,研究它们对磷的吸附能力。将不同特性的材料按照不同比例构建混合基质,筛选除磷效果最佳的混合基质,研究其对水中磷的等温吸附特征,考察温度、初始浓度、基质粒径3个因素对混合基质吸附除磷的影响,并进行动力学分析。试验设计条件下,以出水pH值8.5为优化目标,加气混凝土、陶粒、砾石按质量比3∶1∶1制得的混合基质ACG311对水中磷的去除效果最佳;对该比例混合基质进一步研究发现,ACG311对磷的等温吸附特征更符合Langmuir等温模型,最大吸附容量为3.015 7 mg/g;温度、初始浓度以及粒径对ACG311混合基质的吸附动力学过程有影响;准二级动力学模型可较准确地描述该混合基质对磷的吸附动力学特性。     

聚合氯化铝污泥对磷的吸附动力学及其吸附速率控制步骤

考查了不同初始磷含量下聚合氯化铝污泥(PACS)对磷的吸附动力学模型及吸附速率控制步骤,试图对在长期工作后实际处理系统中所获得的吸附剂实算吸附量,与通过静态吸附试验Langmuir吸附等温线方程获得的理论最大吸附量产生的不一致做出进一步解释.结果表明,PACS对不同初始磷含量下磷的吸附符合平行1级动力学方程(R2＞0.98),说明PACS对磷的吸附反应是由PACS与2种磷酸根离子(H2PO4-和HPO42-)同时进行的子反应完成的;当磷的初始质量浓度从2mg·L-1增加到100mg·L-1时,颗粒扩散和吸附反应这2个过程同时控制着PACS对磷的吸附反应速率.     

改性钢渣陶粒对低浓度磷的吸附特征

为了阐明改性钢渣陶粒应用于水体除磷的可行性,通过吸附实验研究了镧铁复合氧化物改性钢渣陶粒对低浓度磷的吸附特性,考察了投加量、pH、共存离子等因素对除磷率的影响,并研究其吸附动力学特性。采用NaOH作为再生剂,比较了吸附饱和的改性钢渣陶粒经不同条件再生处理后的除磷效果。结果表明,对于初始磷浓度1 mg/L的溶液,吸附剂投加量5 g/L,pH为7时,除磷率高达99.07%;HCO_3^-和SO_4-和SO_4^(2-)对除磷的抑制作用较强。吸附动力学过程符合准二级动力学模型。使用1.5 mol/L NaOH浸泡60 min是较为合理的再生条件,一次再生后的除磷率仍可达98.51%。     

不同压强下微波水热炭的制备及其磷吸附性能

研究利用蚯蚓粪为原料在不同压强条件下利用微波加热制备水热炭,以三格化粪池出水中磷为对象,利用水热炭进行吸附实验,同时探究了水热炭的磷脱附实验。研究表明当制备压强控制为2.5 MPa,微波加热时间为4 h,水热炭对磷的吸附效果最好,为1.8 mg/g,吸附量较2.0 MPa条件下制备的水热炭增加了14%,吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温方程。上述结果说明,蚯蚓粪水热炭对于去除粪污中磷及其回用具有巨大潜力。     

改性沸石/聚合氯化铝造粒复合材料对水中氨氮和磷的吸附性能研究

以改性沸石（MZ）和聚合氯化铝（PAC）为原料,添加粘结剂聚乙烯醇（PVA）和造孔剂碳酸氢钠（NaHCO3）,制备出可同步脱氮除磷的复合颗粒材料（MZP）,并探究了投加量和pH等因素对氨氮和磷吸附性能的影响。结果表明,在MZP投加量为7 g/L,pH为6～8条件下,MZP对氨氮和磷的去除率均高于84%。MZP对氨氮和磷的吸附符合Freundlich吸附等温线模型,且吸附过程受液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,符合准二级动力学模型,吸附过程MZP对氨氮和磷的最大理论吸附量分别为5.92、2.25 mg/g。共存离子对MZP吸附氨氮和磷有一定影响。经过5次吸附-解吸再生循环利用后,MZP仍能保持74%的氨氮去除率和52.6%的磷去除率。结合材料表征分析结果,MZP对氨氮的吸附主要为离子交换,对磷的吸附主要为静电吸附和配体交换。     

白云石质磷尾矿制备多孔陶粒对含磷废水吸附特性研究

为提高磷尾矿大宗固体废弃物低利用率造成的水体污染及资源浪费等问题，采用以白云石质磷尾矿为主要原料，蒙脱石为粘结剂，辅以硬脂酸为造孔剂，通过高温焙烧制备出白云石质磷尾矿多孔陶粒（PMS）。探究孔隙结构、pH、投加量、共存离子等因素对含磷废水吸附性能的影响。研究表明：造孔剂添加量为7%的陶粒，平均孔径为51.326 nm，属于大孔材料，其最优吸附初始浓度为5～100 mg/L,pH范围为3～7，投加量为40 g/L，吸附平衡时间为100 min，在25℃时对磷酸盐的吸附效果最好，吸附率为90%～99%。吸附过程遵循伪二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，采用XRF、SEM和BET等对多孔陶粒进行表征和分析，吸附机理主要为静电作用和配体交换。     

氧化镁/地铁渣土复合陶粒的制备及除磷性能研究

以固体废弃物地铁渣土为主要原料,辅以氧化镁混合改性,在较低温度下制备一种除磷陶粒。研究了烧结温度、氧化镁掺量、吸附溶液p H值、吸附温度和吸附时间等因素对陶粒磷吸附性能的影响。结果表明,氧化镁掺量为20%时,300℃预热25 min后在700℃烧结20 min可得到强度适中、性能优异的水体除磷陶粒。p H=6.0时陶粒具有较高的磷吸附性能,升高温度,有利于溶液中磷的吸附,80℃下的最大吸附量为3 811.6 mg/kg,2 h内基本能达到吸附平衡,吸附动力学规律基本符合Lagergren准二级反应。