Biosorption behaviors of Cu, Zn, Cd and mixture by waste activated sludge

Biosorption of heavy metal ions, such as Cu²⁺, Cd²⁺ and Zn²⁺, was carried out using waste activated sludge from municipal sewage treatment plant as adsorption material, and the effects of parameters, such as pH value, temperature, reaction time and sorption duration, were studied in detail. The results indicate that the removal rates of Cu²⁺, Zn²⁺ and Cd²⁺ with low concentration are 96.47%, 80% and 90%, respectively, adsorbed by waste activated sludge. Little effect of dosage of activated sludge on the adsorption of Cu²⁺ and more effects on the adsorption of Zn²⁺ and Cd²⁺ are observed. Little effect of temperature is observed, while pH value and adsorption time exert important influence on the sorption process. The adsorption behaviors of heavy metal ions all have parabolic relationships with pH value. The optimum pH value is between 6 and 10, and the optimum adsorption time is 1 h. In single heavy metal ion system, the sorption processes of Cu²⁺, Zn²⁺ and Cd²⁺ are in accordance with Freundlich model, which indicates that it is suitable for the treatment of these three heavy metal ions using intermittent operation. In addition, the sorption capacity of the sludge for Cu²⁺ is preferential to the other two ions.     

MgCl_2改性柑橘皮对水溶液中重金属离子的吸附性能

以柑橘皮(OP)为原料,通过MgCl2进行改性制备新型柑橘皮生物吸附剂MgOP。考察溶液pH值、温度、固液比、吸附时间和金属离子浓度对MgOP从单组分溶液中吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附性能的影响。结果表明,pH值和固液比对吸附率的影响较明显;温度对吸附率的影响较小;所有吸附过程可在20 min内达到吸附平衡,对5种金属离子的吸附动力学均符合准二级动力学方程;与原始柑橘皮相比,MgOP对5种金属离子的最大吸附量显著提高;MgOP可重复使用10次以上;共存金属离子对吸附率影响很小。     

Removal of cadmium and zinc ions from aqueous solution by living Aspergillus niger

1 Introduction Heavy metals like copper, mercury, chromium, cadmium, lead, nickel and zinc cause serious threat to environment, animals and human for their extreme toxicity[1]. Many industries including metal plating, mining, battery, pigment, dyestuff a…     

Sorption properties of fullerene-modified polystyrene

Polystyrene is modified with fullerene, and composite films are obtained. The kinetics of sorption of heavy metal ions from aqueous electrolyte solutions on the initial and modified polystyrene films is studied. The efficiency of sorption of copper ions of the modified polymer is found to be four times higher than on the unmodified samples. The selectivity of sorption on the composite can be presented with the following order: Cu(II) ≥ Cd(II) > Ni(II) > Zn(II). The interaction between polystyrene and fullerene is studied by IR spectroscopy.     

Adsorption and removal of cadmium （ Ⅱ ） from aqueous solutions by bio-formulation

A novel sorbent, bio-formulation（BF）, was prepared and employed for the adsorption of cadmium（Cd） ion from aqueous system. The process of adsorption follows the pseudo second-order kinetic equation and the adsorption behavior is fitted with a Freundlich isotherm. The removal rate of Cd is slightly dependent on the initial pH value over a wide range of 4-11. The addition of Zn^2＋ and Cu^2＋ ions hardly affects the Cd adsorption, whereas the coexisting Pb^2＋ ion greatly interferes with the adsorption. The adsorption mechanism is supposed as a cation-exchange process between Cd^2＋ and calcium and Mg^2＋ present on the surface of BF, and somewhat as adsorption in a hydrolyzed form. The adsorbed Cd ions are desorbed effectively by a 0.1 mol/L HCl solution.     

微电解絮凝耦合技术处理含重金属铅锌冶炼废水

采用"石灰中和曝气微电解絮凝沉淀法"技术处理含重金属铅锌冶炼废水,考察微电解进水pH值、水力停留时间、铁炭质量比、絮凝pH值和助凝剂用量等反应条件对废水中铅、锌、镉、铜和砷离子去除率的影响。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等测试手段,研究微电解反应前后铁屑和活性炭的表面形貌及物质组成的变化,分析铁炭微电解原理及铁炭床失效原因。结果表明:在微电解铁炭质量比为1:1.5、进水初始pH值为2.5、水力停留时间为40 min、絮凝pH值为11、助凝剂PAM用量为4×10 6(质量分数)的条件下,微电解絮凝耦合技术对废水中各离子的去除效果最佳,Cd2+出水浓度达到了《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级标准,Pb2+、Cu2+、Zn2+和总砷的出水浓度满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅲ类水标准。     

氨基功能化CoFe2O4-SiO2 磁性复合材料的制备及其在去除水中重金属离子的吸附性能

钴-铁氧体纳米粒子(CoFe₂O₄ NPs)通过改良的共沉淀法制备,CoFe₂O₄-SiO₂磁性复合材料通过st?ber法合成,为了吸附重金属离子CoFe₂O₄-SiO₂进行了氨基功能化。这种吸附剂的晶体结构、形貌、颗粒尺寸、化学组成和分子结构采用X射线衍射图谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行表征。此复合材料具有优良的磁性能,由于其高的饱和磁化强度,磁铁可以将其在30秒内快速分离。同时,CoFe₂O₄ NPs的磁性能可以通过烧结温度进行调节,随烧结温度提高,磁性能增强。溶液的pH及反应时间对重金属离子吸附的影响进行了研究,此外此吸附剂对Cu (II)、Cd (II)、Mn (II) 和Zn (II)具有较高的吸附容量和去除率,这一结果使此复合材料可以潜在应用于废水中重金属离子的吸附上。     

铜离子在氨基化磁性纳米粒子上的吸附行为及吸附机理

通过溶胶?凝胶法制备氨基修饰的磁性纳米粒子。以紫外分光光度法为检测手段,采用静态批次实验研究不同实验参数(吸附时间、溶液 pH 和溶液温度)对铜离子吸附的影响。对铜离子的动力吸附学过程符合准二级动力学模型。准一级动力学模型证明其对铜离子的吸附是一个基于内部粒子扩散的过程。吸附等温线数据既符合Langmuir吸附等温模型又符合Dubinin?Radushkevich吸附等温式。随着溶液pH的增加和温度的升高,水中铜离子的去除效率也增加。另外,铜离子在低 pH 时可以很容易地从吸附材料上面洗脱下来,并且在材料重复使用5次之后,铜离子的回收率仍然保持在90.0%以上。根据吸附活化能和热力学实验结果,可以推断铜离子在吸附剂上的吸附机制是离子交换?表面络合。     

纳米TiO_2对钼(Ⅵ)的吸附性能

研究纳米TiO_2对Mo(VI)的吸附过程,考察溶液的pH值、时间、温度等因素对吸附的影响.结果表明:在pH 1～8范围内,纳米TiO_2对Mo(VI)的吸附率均超过99%,吸附于纳米TiO_2上的Mo(VI)可用2.0 mL的0.1 mol/L NaOH溶液定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为22.7 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程不能忽略;吸附行为服从Langmuir和D-R等温模型.在室温下,纳米TiO_2对Mo(VI)的饱和吸附容量为12.74 mg/g,平均吸附能为17.36 kJ/mol;吸附反应焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程.     

含铜、镍电镀污泥硫化烧结?浮选工艺

使用硫化烧结?浮选工艺处理含铜、镍的电镀污泥,采用MLA分析和扫描电镜分析等手段,研究污泥样品硫化烧结前后的性质变化;并通过Cu-S-O与Ni-S-O三元系等温优势区位分析,以及烧结的条件试验,确定了适宜的硫化烧结条件:硫化剂用量为20%,烧结温度为1100℃,烧结时间为90 min。通过烧结产品的闭路浮选试验,获得了铜、镍品位分别为10.14%和11.89%,铜、镍作业回收率分别为75.12%和70.02%的浮选精矿。通过浮选尾矿的浸出毒性鉴定,确定尾矿中有害金属元素的浸出毒性测试结果均小于国家标准。通过硫化烧结?浮选工艺,同步实现了含铜、镍电镀污泥的资源化和无害化处理。     

广州市不同来源污泥中重金属的含量和形态分布特征

采集了广州市4个不同来源污水处理厂及1个工业废水处理厂的脱水污泥,分析污泥的理化性质参数和重金属(Zn、Cu、Pb、Cr、Ni、Mn、Cd)的含量,重点利用BCR法研究不同污泥中重金属的赋存形态。结果表明,脱水污泥中有机质含量较高,并且富含N和P营养成分。污泥中重金属含量差别较大,其中Mn、Zn、Cu含量高,其次是Ni、Pb、Cr,Cd含量最低,但5个不同来源污泥中重金属的含量都高出广州市农田背景值。除了S1污水污泥中的Cu、Cd及S1、S2、S5污水污泥中的Ni外,其他污泥中重金属的含量都低于国家污泥农用控制标准(GB 18918-2002)。BCR连续提取法表明,污泥中的Mn和Zn主要以酸可交换态及易还原态存在,Cu和Cr主要以可氧化态和残渣态存在,Pb大部分存在于残渣态,Ni和Cd的形态分布没有明显特征。     

Pollution hazards of heavy metals in sewage sludge from four wastewater treatment plants in Nanchang,China

The pollution hazards of heavy metals were investigated in sewage sludge collected from four wastewater treatment plants in Nanchang City, China, including Honggutan (HGT), Chaoyang (CY), Qingshanhu (QSH) and Xianghu (XH). Contamination/risk characteristics of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Cd, Cr and Ni) were evaluated based on their leachable content, total content and chemical speciation. The sewage sludge from QSH contained higher total contents of heavy metals (except Pb) than those from HGT, XH and CY. The total contents of Cd and Ni were mostly beyond standard. Cu, Cr and Pb were predominantly present in potential effect and stable fractions. Zn and Ni showed higher bioavailability. Cd presented roughly uniform distribution into four fractions. The leaching contents of heavy metals almost exceeded the threshold values, especially for Zn and Ni. The potential ecological risk indexes of heavy metals in sewage sludge were 4263.34–7480.26, indicating very high risks. Cd contamination is the major concern.     

原位固化黑荆树单宁对La3+、Pr3+、Nd3+的吸附特性

以富含单宁的黑荆树树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化黑荆树单宁制备吸附材料,研究该吸附材料对轻稀土离子La3+、Pr3+、Nd3+(RE3+)的吸附特性。实验表明:该吸附材料对La3+的吸附最适宜的pH为5.0左右,对Pr3+、Nd3+的吸附最适宜的pH为5.5左右,此时pH升高或降低,吸附量有较大幅度下降。和pH因素的影响相比较,温度对平衡吸附量影响较小,反应温度为303K时,原位固化黑荆树单宁对RE3+的吸附效果最好。当RE3+溶液的初始浓度为5.0mmol·L-1时,在温度为303K和最适宜的pH条件下,吸附剂用量为0.10g,平衡吸附量可达到La3+为217.26mg·g-1,Pr3+为228.56mg·g-1,Nd3+为329.76mg·g-1,其吸附等温线符合Freundlich方程。这种吸附剂对RE3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在7%以内,具有很好的一致性。     

原位固化黑荆树单宁对La3+、Pr3+、Nd3+的吸附特性

以富含单宁的黑荆树树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化黑荆树单宁制备吸附材料,研究该吸附材料对轻稀土离子La3+、Pr3+、Nd3+ (RE3+)的吸附特性。实验表明：该吸附材料对La3+的吸附最适宜的pH为5.0左右,对Pr3+、Nd3+的吸附最适宜的pH为5.5左右,此时pH升高或降低,吸附量有较大幅度下降。和pH因素的影响相比较,温度对平衡吸附量影响较小,反应温度为303 K时,原位固化黑荆树单宁对RE3+的吸附效果最好。当RE3+溶液的初始浓度为5.0 mmol·L-1时,在温度为303 K和最适宜的pH条件下,吸附剂用量为0.10 g, 平衡吸附量可达到La3+为217.26 mg·g-1,Pr3+为228.56 mg·g-1,Nd3+为329.76 mg·g-1,其吸附等温线符合Freundlich方程。这种吸附剂对RE3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在7%以内,具有很好的一致性。     

金属阳离子在锂辉石浮选中的活化行为及作用机理

在油酸浮选锂辉石体系中分别加入Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子,通过单矿物浮选试验、金属离子吸附量检测、金属离子水解组份浓度计算、矿物表面动电位测试、红外光谱检测以及量子化学模拟计算研究Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子对锂辉石浮选的活化行为和作用机理。结果表明:Ca^2+离子的最佳活化区间为pH大于12的强碱性条件,Al^3+离子的最佳活化pH为6.47,而Fe^3+离子的最佳活化pH为7.25;在这些pH区间内,锂辉石浮选回收率和金属离子吸附量均达到最大值。在锂辉石浮选过程中起活化作用的有效组份为它们分别对应的氢氧化物沉淀。Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子可使锂辉石表面动电位向正值方向显著偏移;Ca^2+离子在锂辉石表面双电层的外层发生静电吸附,Al^3+和Fe^3+离子在锂辉石表面双电层的内层发生特性吸附。钙原子与锂辉石矿物表面吸附后形成的Ca—O键的键强较小,以离子键为主;铁原子与矿物表面形成Fe—O化学键的键强较大,含有一定的共价键组份;而铝原子与矿物表面吸附后形成的Al—O键的键长、键强等参数介于钙、铁的参数之间。油酸在Ca^2+活化后的锂辉石表面发生了化学吸附和少量的物理吸附,而在Al^3+、Fe^3+活化后的锂辉石表面发生了较为强烈的化学吸附。     

壳聚糖/三乙醇胺-银离子印迹膜的吸附性能研究

研究了壳聚糖/三乙醇胺-银离子印迹膜(Ag(I)-IICTM)的吸附性能。结果表明,Ag(I)-IICTM对银离子的吸附符合Langumir等温方程,为单分子层可逆化学吸附,其最大吸附容量为505 mg/g;吸附过程符合拟二级动力学方程,属颗粒内扩散。吸附条件研究显示,最佳吸附温度和酸度分别为50℃和pH=6,该印迹膜对Ag(I)的选择性远大于常见的Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)离子。     

Pannonibacter phragmitetus T1菌对pb2+的吸附特性

以pannonibacter phragmitetusT1菌作为生物吸附剂,研究细菌代谢活性、培养时间、溶液pH值、菌体用量、温度、吸附时间、初始金属浓度等因素对其吸附重金属pb2+的影响,并进一步研究吸附机理.结果表明,培养12h的灭活T1菌体在pb2+浓度为150 mg/L、pH值为6、T1菌添加量为0.5 g/L、温度为30℃的条件下,对Pb2+的最大吸附量为68.35 mg/g;灭活T1菌对重金属Pb2+的吸附过程较快,90 min即达到吸附平衡,pb2+的吸附符合Pseudo-second order模型和Langmuir等温吸附模型.结合红外光谱分析,灭活pannonibacter phragmitetus T1 菌对Pb2+是表面吸附,羟基和酰胺基是与Pb2+络合反应的主要基团.     

LK-C2从废线路板酸性浸出液中萃取回收铜

以LK-C2为萃取剂,从废弃线路板酸性浸出液中选择性萃取回收铜,分别研究杂质阳离子、阴离子、pH值、萃取时间、萃取剂浓度和相比(O/A)对萃取效果的影响。结果表明:采用LK-C2从废线路板酸性浸出液中可选择性萃取分离铜,铜/铁分离系数超过2000,溶液中锌和锡几乎不被萃取;随萃取平衡pH值的增大,铜的萃取率升高;随萃取剂在有机相中浓度增加和相比增加,铜回收率增大;阴离子NO3-、SO42-和Cl-对萃取无明显影响。萃取剂每从溶液中萃取1mol铜,将置换2mol氢离子。室温下LK-C2萃取铜的最佳工艺条件:LK-C2体积浓度为15%,相比O/A为1:1,水相初始pH为2.00,萃取时间为10min。在优化条件下,一级萃取率达99.78%;用2.00mol/L硫酸溶液对负载有机相进行反萃,经三级逆流反萃,铜的反萃率达到97.51%。     

Ida~(2-)-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿(英文)

采用Ida2--H2O体系(亚氨二乙酸盐水溶液)处理高碱性脉石型低品位氧化锌矿,考察浸出时间、液固比、配体总浓度、温度及pH值对矿物中主金属Zn及杂质元素Ca、Mg、Cu、Ni、Fe、Pb、Cd的溶出影响。结果表明:在弱碱性Ida2--H2O体系中,Ca、Mg、Fe不会被大量溶出,有价金属Cu、Ni、Pb、Cd可部分随主金属Zn溶出而进入浸出液;在浸出时间4h、液固比5:1、配体总浓度0.9mol/L、温度70℃、pH8的优化条件下,锌浸出率为76.6%。     

Ida~（2-）-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿

采用Ida2--H2O体系（亚氨二乙酸盐水溶液）处理高碱性脉石型低品位氧化锌矿,考察浸出时间、液固比、配体总浓度、温度及pH值对矿物中主金属Zn及杂质元素Ca、Mg、Cu、Ni、Fe、Pb、Cd的溶出影响。结果表明：在弱碱性Ida2--H2O体系中,Ca、Mg、Fe不会被大量溶出,有价金属Cu、Ni、Pb、Cd可部分随主金属Zn溶出而进入浸出液;在浸出时间4h、液固比5：1、配体总浓度0.9mol/L、温度70℃、pH8的优化条件下,锌浸出率为76.6%。