载镧改性凹凸棒土对水中As(Ⅲ)的吸附特性

为提高凹凸棒对水中As(Ⅲ)的吸附能力,以七水合氯化镧、凹凸棒土(ATP)为原料,通过浸渍法制得载镧改性凹凸棒土。通过响应面优化试验,探究了最佳改性条件,并进行了改性材料对水中As(Ⅲ)的等温热力学和吸附动力学试验。结果表明:改性时氯化镧的最佳浓度为0.6 mol/L,吸附剂最佳投加量为0.3 g,最佳反应pH值为6;通过响应面优化试验,得到最佳改性条件为:氯化镧浓度为0.61 mol/L、pH值为6.8和吸附剂投加量为0.38 g,此时载镧改性凹凸棒土对As(Ⅲ)的吸附量为166 μg/g;吸附等温线符合Freundlich方程模型,吸附过程为自发且吸热过程,准二级模型能更准确地描述其吸附动力学过程,表明该吸附过程中化学吸附起主要作用。     

微生物吸附低温水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究

利用从活性污泥中分离、纯化、筛选得到的霉菌,进行吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究。结果表明:在Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)质量浓度分别为300mg/L时,菌种生长良好。吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)的最佳条件:pH值5.0,时间1h,温度10℃。吸附规律符合Langmuir等温吸附模型,由回归方程得到Cr(Ⅵ)的表观最大吸附量为14mg/g;Cd(Ⅱ)的表观最大吸附量为52mg/g。对菌种吸附低温水体中两种重金属离子时pH值变化影响及其吸附动力学进行了研究。证明该菌可以有效地去除低温水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子。     

镁矿渣酸溶释出镁离子的特征及影响因素研究

为评估镁矿渣用于人工湿地填料回收磷的潜力,分析了镁矿渣酸溶释出镁离子的特征及影响因素。结果表明:当镁矿渣颗粒直径 <150 μm(100目)时,颗粒浓度为5 g/L时,随着浸出时间的延长,浸出液中镁离子浓度逐渐增加,浸提5 h后镁矿渣中镁离子达到浸出平衡,浸出量不再发生变化;浸出溶液中镁离子的浓度随着浸提液中盐酸浓度的降低而逐渐下降。当镁矿渣颗粒直径 <150 μm时,盐酸浓度为1 mol/L,浸出时间为5 h时,增大浸出液中镁矿渣浓度,镁离子的浸提效率反而降低。当浸提盐酸浓度为1 mol/L,浸出液中镁矿渣浓度为5 g/L时,镁离子的浸出量达到最大值,为117.70 mg/kg。通过对比浸出前后镁矿渣中镁形态发现,在最佳浸提条件下,浸出的镁几乎全部为酸可溶态(占比达92.00%)。浸提后镁矿渣粒径减小,比表面积增大,其矿物晶格受到破坏,对溶液中的磷吸附能力得到强化。理论上对污水中磷的去除能力可达810 mg/kg,是一种极具潜力的磷回收材料。     

好氧颗粒污泥对铅离子吸附-解吸附性能研究

考察了好氧颗粒污泥(AGS)对Pb²⁺的吸附及铵盐解吸附效果,为离子型稀土矿山尾水的治理提供技术支持。通过单因子实验研究了Pb²⁺浓度及吸附时间对吸附效果的影响,利用热力学模型及动力学模型研究了AGS对Pb²⁺的吸附能力及吸附速率,最后探索了0.1～2.0 mol/L氯化铵对AGS的解吸效果。当初始Pb²⁺浓度小于等于80 mg/L时,吸附率接近100%;前60 min吸附反应内,Pb²⁺浓度快速减小,但60 min后其减小趋势逐渐变缓。AGS(2 690 mg/L)吸附Pb²⁺(20～1 000 mg/L)过程符合Langmuir模型(R²=0.998,饱和吸附容量为55.37 mg/g)和伪二级动力学模型(R²=0.999)。AGS的首次吸附率接近100%,第5次时吸附率减小至38.2%;首次解吸附率为78.5%,第5次时的解吸率减小至39.9%。经过5次吸附-解吸附后AGS的颗粒化率仍在97%以上。结果表明...     

水上介质阻挡放电等离子体去除微囊藻毒素-LR的研究

研究水上介质阻挡放电等离子体对微囊藻毒素-LR(MC-LR)的去除及其反应动力学。在室温和常压下,考察了峰值电压、初始电导率、溶液初始浓度和pH对降解率影响。结果表明,水上介质阻挡放电等离子体降解MC-LR的过程均符合一级反应动力学。随着峰值电压的升高,MC-LR的降解率升高。高的溶液初始电导率和初始浓度不利于放电等离子体MC-LR的去除,反应过程中溶液的电导率增长速率与毒素降解速率呈现正相关性;pH在酸性和碱性条件下更有利于毒素的去除,反应20min后溶液pH均会下降到3左右,H+浓度直线上升;初始浓度为26.16μg/L的MC-LR经过100min的处理之后降解到0.23μg/L,去除率达到99.35%,低于国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749～2006)限值1μg/L。     

Fe掺杂A-TiO_2在溴甲酚绿中的可见光催化活性及动力学

以FeCl_3·6H_2O为Fe源,采用水热法制备了Fe掺杂锐钛型TiO_2(A-Ti O2)光催化剂。以溴甲酚绿为降解对象,考察溴甲酚绿的初始浓度、催化剂用量、掺Fe量等因素对自制催化剂可见光催化降解反应的动力学方程的影响。结果表明:在40 W白炽灯照射下,当溴甲酚绿初始浓度为10 mg/L(pH=7)、催化剂的用量为0.6 g/L、掺Fe量为4%(摩尔分数)、室温下反应时间为3 h时,溴甲酚绿的降解率最大为76.05%。溴甲酚绿光催化降解曲线符合一级反应动力学方程,于上述最佳条件下其表观反应速率常数k达到最大值,为0.389 7 h-1。     

覆铁石英砂对As的固化机理及影响因素

开展了覆铁石英砂(iron-oxide coated sand,IOCS)对水体中不同价态As的固化机理和影响因素的实验研究。结果表明:IOCS对As的吸附去除效率随IOCS表面Fe浓度的升高而增大,吸附量和固液分配系数均随反应时间的增加而增加,准二级反应模型能更好地描述As在IOCS表面的吸附行为。等温吸附实验结果表明:Freundlich的拟合效果较好,指数1/n随着IOCS表面铁浓度的增大而减小,说明经高浓度铁盐处理过的IOCS对于As具有更强的约束能力。此外,不同浓度的IOCS对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附容量均随着反应温度的升高而升高,但温度对As(Ⅲ)的吸附效果的影响相对于As(Ⅴ)更显著。经各浓度铁盐处理过后的IOCS在不同pH值条件下吸附去除As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的效果明显好于未经处理的砂质介质,但都呈现吸附量随pH的升高而下降的变化趋势。     

苯并[α]芘在土壤中的吸附动力学

采用室内试验方法,研究苯并[α]芘在土壤中的吸附动力学.结果表明:吸附速率会随时间的增加逐渐变小,速率曲线符合对数方程;吸附平衡时间420 min,最大吸附量为98.7μg/g(土).苯并[α]芘在土壤中的吸附反应为放热反应,温度升高会减少吸附量、降低反应平均吸附速率.     

重碳酸盐碱度对污水脱盐性能的影响

影响电吸附脱盐效果的因素有热力学和动力学因素,热力学因素主要与电极材料和吸附等温线相关,动力学因素包括电迁移、对流和扩散作用。电迁移作用取决于离子的淌度(即单位场强下离子的迁移速率)和电场强度,对流作用取决于工作流量,扩散作用取决于离子的扩散系数。相对常规离子而言,重碳酸盐(HCO3-)的扩散系数与离子淌度均较低,而在中水回用领域中,碱度通常以HCO3-的形式出现,在不同进水HCO3-浓度条件下,研究了重碳酸盐碱度对电吸附设备脱盐性能的影响。     

FeS矿活化H2O2降解水中对氯苯胺的实验研究

以对氯苯胺(PCA)为目标污染物,研究了常温下Fe S矿活化H2O2非均相类Fenton体系对难降解有机物的去除效果。分析了初始p H值、催化剂和H2O2投加量等重要因素对PCA降解率的影响。当PCA浓度为0.2×10-3mol/L,溶液初始p H值为3.0,H2O2投加量为3.2×10-3mol/L,Fe S矿用量为0.4 g/L,反应20 min时,PCA去除率可达100%,且反应进行到40 min后,已达到完全脱氯效果。在此基础上,通过对Cl-、SO42-、Fe3+等中间产物离子和总有机碳(TOC)变化规律的测定,探讨了有机物降解机理。研究结果表明:Fe S矿对催化H2O2氧化具有很强的催化活性,能提高H2O2的利用效率,相比于单一含铁矿物具有更好的催化性能,并且催化剂易于沉淀分离,回收利用。     

颗粒活性炭吸附饮用水中卤乙酸特性研究

采用颗粒活性炭(GAC)对饮用水消毒副产物卤乙酸中的三氯乙酸(TCAA)和二氯乙酸(DCAA)的吸附特性进行了研究和对比。研究结果表明:在单底质条件下,活性炭对卤乙酸的吸附等温线最符合修正的Freundlich方程,浓度小于200μg/L时,活性炭对卤乙酸基本表现为单层吸附。活性炭投加量为1600mg/L时,GAC对TCAA和DCAA的去除率分别达到98.49%和98.01%。活性炭对TCAA的吸附能力高于DCAA,当平衡浓度为0.3μmol/L时,其对二者的摩尔吸附容量比为1.17∶1。酸性条件下有利于活性炭吸附卤乙酸。多底质共存条件下,两种卤乙酸之间存在竞争吸附,与单底质条件下相比,活性炭对TCAA的吸附受影响程度低于DCAA。同时吸附速率比较表明活性炭对DCAA的吸附速率较快。     

石英砂负载氧化铁吸附除磷的研究

通过小试摇床试验研究了石英砂负载氧化铁(IOCS)在不同的试验条件下(pH、吸附时间、背景离子等)对磷的吸附效果.结果表明:在中性条件下,IOCS吸附除磷效果最佳;锑与磷在IOCS上产生明显的竞争吸附.准二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述磷的吸附动力学及吸附等温线试验结果;再生试验表明:采用0.1 mol/L的NaOH溶液可以使得IOCS再生,且再生次数对吸附容量影响不大.     

水动力扰动对天然胶体在多孔介质中行为及效应的影响

研究天然胶体在多孔介质中迁移沉积及环境效应,对土壤及地下水污染防治措施的选择与实践具有重要意义。以天然胶体作为实验材料,结合土柱实验和水槽搅拌实验,研究三种强度的水动力扰动对天然胶体的迁移和沉积特性及铜行为的影响。结果表明:胶体浓度一定时(土柱63mg/L),水动力扰动越强(最大流速约330mL/h),天然胶体越易穿透,达到平衡的时间越短,且平衡浓度越高;水动力扰动作用下,天然胶体对铜在多孔介质中的迁移起促进作用,而铜的吸附降低了天然胶体的迁移性。     

甘蔗渣对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的实验研究

对甘蔗渣进行了吸附去除水中Cr(VI)的模拟实验研究,重点考察了pH、甘蔗渣用量、Cr(VI)的初始浓度等因素对吸附效果的影响,探究了其吸附规律。实验结果显示,在温度50℃,pH为2,甘蔗渣粉用量为2g/100mL,震荡时间1h,Cr(VI)初始浓度50mg/L下,Cr(VI)的去除率可达到90%以上。甘蔗粉对水中Cr(VI)的吸附符合动力学二级反应,等温吸附规律可用Freundlich、Langmuir模式较好地描述。     

纳米铁/活性炭新型材料的制备及其对铜离子的吸附性能研究

以活性炭为载体,采用沉淀法制备纳米铁/活性炭新型材料,对活性炭的结构变化进行BET和TEM表征分析,研究纳米铁负载前后活性炭对水中铜离子的吸附能力以及p H值、起始浓度、吸附时间等因素对吸附性能的影响,同时考察其再生性能。结果表明:纳米铁成功负载于活性炭上,随着p H值的增加,吸附容量逐渐增大,当p H=6时,纳米铁/活性炭的最大吸附量为18.73 mg/g,与活性炭相比提高了150%。新型材料对铜离子的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附模型,对铜离子的吸附量随时间变化的规律符合准二级动力学模型,由于负载的纳米铁阻碍了铜离子向材料表面扩散,其吸附速率仅为0.002 g/(mg·min),与活性炭相比下降了60%左右。新型材料再生效率高,具有较好的应用前景。     

PhACs在城市污水中迁移机理的研究

以4种药理活性化合物(PhACs)为目标物,运用UPLC/MS为检测方法,针对其在城市污水处理厂工艺流程中的分布迁移进行了研究,并进一步实验研究了其迁移机理。所有PhACs在城市污水厂进出水中均被检出,进水中浓度为0.11μg/L(氯贝酸)-0.46μg/L(卡马西平),出水中50μg/L((氯贝酸)-0.45μg/L(卡马西平)。卡马西平几乎不能被去除,除此之外,在生物处理阶段可较有效去除其它PhACs,其迁移机理主要是生物降解,生物降解速率与化合物种类及污泥类型有关。     

江阴城区河道沉积物氮磷吸附(解吸)特征分析

以江阴城区河道沉积物为研究对象,选取6条河道,设置6个检测点,通过84组吸附(解吸)试验研究了沉积物的氮、磷吸附(解吸)等温线特征。结果表明:在试验浓度范围内,沉积物的氮、磷吸附(解吸)等温线呈显著相关;沉积物对氨氮的吸附(解吸)平衡浓度为1.58～3.33 mg/L,对磷的吸附(解吸)平衡浓度为0.02～0.58 mg/L;沉积物对氨氮的本底吸附量为48.784～75.684 mg/kg,对磷的本底吸附量为1.070 6～37.270 mg/kg;沉积物对氨氮的吸附效率为17.627～40.599 L/kg,对磷的吸附效率为54.048～95.559 L/kg。各河道沉积物对氮、磷的吸附能力均差别不大。     

Fenton试剂处理选矿废水的试验研究

研究用Fenton试剂处理含苯胺黑药(二苯胺基二硫代磷酸)模拟废水和实际选矿废水,分别考查了反应初始pH值、Fe2+浓度及H2O2用量对COD去除率的影响。结果表明:氧化时间为10 min,反应初始pH值为4,ρ(Fe2+)=1.83 g/L,ρ(H2O2)=5.55 g/L,模拟废水苯胺黑药的质量浓度为300 mg/L时,COD去除率达到83.6%;对于实际废水,当ρ(Fe2+)=50mg/L,pH值=3.5,ρ(H2O2)=1800mg/L时,出水ρ(COD)从1000mg/L降到32 mg/L,COD去除率为96.8%,达到废水排放标准,药剂成本估计为每处理1 m3废水需要费用18元。     

花生壳对模拟废水中Cr(Ⅵ)的动态吸附特性研究

采用废弃花生壳对质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)模拟水样进行动态吸附实验研究。结果表明:在室温条件下,用粒径为1.6～2.5 mm花生壳作吸附剂,用量为5.0 g,介质pH值为1.0,流量为3 mL/min,吸附后水样中Cr(Ⅵ)的去除率可以达到99.08%,Cr(Ⅵ)质量浓度为0.184 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的标准。对模型的拟合结果表明,Thomas模型能较好地反映吸附过程特征,花生壳饱和吸附容量为9.4 mg/g。从动态吸附穿透曲线中可见,219 min时达到吸附穿透点,1312 min时达到吸附衰竭点。     

MBR工艺出水在粉土介质中的污染物转化规律研究

通过土柱试验模拟了MBR工艺出水在粉土介质中的下渗过程,并对下渗过程COD_(Mn)和三氮(NO_3~--N,NO_2~--N,NH_3-N)的迁移转化规律进行了分析研究.试验结果表明:MBR出水中的CODMn在粉土介质中容易得到降解,而氮素虽然在粉土介质中存在硝化和反硝化反应,经拟合总氮反应符合一级反应动力学方程,但从总体上看总氮降解速率缓慢,试验条件下总氮的衰减系数为0.105 9 m~(-1).