电气石在环境工程中应用的基础研究

介绍了电气石在环境工程中应用的研究现状,并以内蒙赤峰黑电气石为吸附剂,系统研究了吸附时间、温度、用量、pH值、金属离子初始浓度等条件对电气石吸附Cu2+、Pb2+、Zn2+效果的影响;用Langmuir和Freundlich吸附等温线描述了吸附剂的吸附特性;探讨了电气石在实际废水中对重金属离子的吸附规律;最后研究了电气石的红外发射特性。     

改性海泡石的特性及其对重金属离子的吸附研究

本文采用盐酸对海泡石进行改性,改性海泡石的比表面和孔体积都有提高,中大孔孔体积增加更多。利用改性海泡石对重金属离子的吸附性能进行了测试,结果表明:改性海泡石对重金属离子均具有较强的吸附作用,吸附效果依次为Cu2+>Zn2+>Ni2+,且以脱镁率10%的改性海泡石吸附能力最强。在试验基础上,确定了改性海泡石吸附重金属离子较理想的条件为:室温下,固液比为1∶500(g/mL),pH值=5.0,吸附时间为6h,此时对Cu2+、Zn2+、Ni2+离子的吸附比率分别为43.9%、40.7%、28.7%。改性海泡石对Cu2+、Zn2+、Ni2+离子的吸附符合Freundlich吸附方程。     

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。     

改性大洋富钴结壳选矿尾矿对重金属离子的吸附选择性研究

采用静态吸附法研究了改性前后大洋富钴结壳选矿尾矿,在相同条件下对模拟废水中Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+等重金属离子的单独和混合吸附特性。结果表明:①单独吸附效果的顺序为Pb2+>Cd2+>Cu2+>Zn2+;②当Pb2+、Cd2+、Cu2+和Zn2+同时存在时,吸附效果的顺序是Pb2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+或Pb2+>Cd2+>Cu2+>Zn2+,并且离子初始浓度越大,Pb2+与其它共存的重金属离子的选择性分离效果越好;③改性大洋富钴结壳选矿尾矿对重金属离子选择性吸附效果好,成本低,制备工艺简单。     

电气石净化处理含Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)废水的研究

主要探讨了电气石对含Pb2+、Cu2+、Cd2+废水净化处理的适宜条件。研究了电气石颗粒的粒径、电气石用量、吸附时间以及pH值对吸附率的影响。实验结果表明,随着电气石粒径的减小其吸附重金属离子的效果增强,电气石吸附铅、铜、镉离子的最佳条件为:电气石粒径500 nm;对处理含Pb2+、Cu2+、Cd2+浓度为50μg/mL的工业废水,电气石用量分别为0.5 g、0.8 g、1.0 g;吸附时间为60~70 min;pH值为6.5;吸附容量的顺序为Pb>Cu>Cd。     

含铀废水中镉的处理

研究了含铀废水中镉的处理方法.采用了矿渣水泥作为吸附剂,对废水中镉进行吸附实验,实验结果表明,矿渣水泥作为吸附剂,在溶液pH为3～12,镉的浓度为10 mg/L,吸附剂用量为处理水量的0.1％时,10 min即可达到吸附最大值,除去98.5％以上的镉.溶液中含有Fe3+,UO22+,Cu2,Zn2等离子时,吸附顺序为Cu2+ ＞UO22+ ＞Fe3+ ＞Zn2+ ＞Cd2+,共存的离子对镉的吸附率影响很大,可采用分段吸附,提高对镉的吸附率.     

溶液酸碱度对蛭石吸附水中金属离子的影响研究

通过用新疆工业蛭石吸附水中腃u2 、Pb2 和Zn2 金属离子的实验,探讨了pH值影响蛭石吸附Cu2、Pb2 和Zn2 的机理.实验档结果表明,蛭石对水中的Cu2 、Pb2 和Zn2 具有很高的吸附量和吸附率:pH值是影响吸附率的重要因素,但影响却不尽相同:对Cu2 和Zn2 吸附效果最好的pH值范围是6～7,对Pb2 的则为4.5～6.经实际检验,当pH=7.5时工业蛭石可有效去除电镀废水中的Cu2 和Zn2 .     

稀土改性蛭石的制备及吸附Cu2+性能研究

以蛭石为原料,稀土钇、镧、铈为改性剂,制备稀土-蛭石复合吸附剂,用以处理含Cu2+废水。确定了改性蛭石的最佳制备条件为：稀土铈为改性剂,改性剂质量分数为0.2%,蛭石粒度为150μm;通过FTIR和XRD对改性前后的蛭石进行结构表征,结果表明,铈的掺入没有改变蛭石的原有结构,只是促使蛭石晶粒变小,并在其表面和层间引入了一定数量的羟基化合物,使其吸附性提高。铈-蛭石处理含Cu2+废水的最佳反应条件是：溶液pH值为5~7,吸附时间为60 min,吸附剂投加量为30 g/L,在该条件下铈-蛭石吸附剂对533 mg/L含Cu2+废水的Cu2+吸附率可达99%以上。     

热改性蛇纹石吸附剂除镉性能研究

采用对比的方式,分别对天然蛇纹石和经700℃改性的蛇纹石做了等温吸附实验,研究蛇纹石对重金属Cd2+的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素和吸附机理。吸附剂用量、溶液的pH值对2种蛇纹石的吸附率均有较大影响。随着吸附剂用量的增加,天然蛇纹石和热改性蛇纹石对Cd2+的吸附率都逐渐增加,且吸附率都超过了60%。在同等吸附剂用量条件下,经700℃改性的蛇纹石的吸附能力要明显强于未改性的天然蛇纹石。当pH值为3～6时,2种蛇纹石对Cd2+的吸附量都随着pH值的增加而显著增大;当pH值为6～10时,对Cd2+的吸附量趋于稳定。两种蛇纹石均符合Freundlich方程,且拟合度较好,对重金属Cd2+有较强的吸附能力;经700℃改性的蛇纹石对Cd2+的饱和吸附量为8.19 mg/g,约等于天然蛇纹石饱和吸附量的2倍。     

碳羟基磷灰石对废水中Zn2+的吸附性能及机理研究

利用废弃蛋壳制备碳羟基磷灰石,并利用其对废水中的Zn2 进行吸附作用研究.对影响吸附效果的几个因素,包括pH值、吸附时间、温度、吸附剂用量以及Zn2 初始浓度等进行试验,结果表明,碳羟基磷灰石对Zn2 的吸附效果很好.当废水中Zn2 初始浓度为50 mg/L、CHAP用量为3 g/L、pH为6、温度为35℃、作用时间为1 h时,Zn2 吸附率高达98.75%,其吸附容量达16.5mg/g.吸附试验还表明,该吸附符合Langmuir和Freundlich方程,对Zn2 吸附比较稳定.     

膨润土吸附剂制备工艺及吸附性影响因素研究

针对矿山废水酸度高、重金属离子处理成本过高的问题,采用膨润土、钢渣复合颗粒吸附重金属离子,从去除率、质量散失率、碱度释放量对复合颗粒制备工艺进行探讨,并研究其吸附性能影响因素,用此颗粒处理模拟酸性矿山废水(AMD)。结果表明:膨润土、钢渣配比5∶5,Na_2CO_3用量5%,焙烧粒径2 mm,500℃下焙烧60 min,吸附剂投放量10.5 g/L,反应时间240 min,振荡速率100 r/min,反应温度25℃,对Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)去除率分别为98.84%、94.93%、99.26%、96.85%,出水pH值为8.42,该复合颗粒既能去除重金属离子又能降低AMD酸度,是一种高效、环保、经济的AMD处理吸附剂。     

新型螯合吸附剂的制备及其对Cd~(2+)吸附性能研究

利用自制季铵型淀粉改性重质碳酸钙,制备吸附重金属Cd~(2+)的新型螯合吸附剂。通过静态和动态实验探究新型螯合吸附剂吸附性能,用原子吸收分光光度计测定溶液中Cd~(2+)的浓度。结果表明,新型螯合吸附剂对Cd~(2+)的最优静态吸附条件为:新型螯合吸附剂用量为12 g/L、时间为3 h、pH值为6.5、常温,在最优条件下吸附率为99.88%。动态吸附结果表明:通过固定床实现对重金属Cd~(2+)的吸附,可以应用到实际吸附工艺中。红外光谱分析表明:新型螯合吸附剂中重质碳酸钙表面被自制季铵型淀粉包覆。     

蛭石负载壳聚糖处理含铜废液中Cu2+的研究

将80目蛭石与脱乙酰度为81.39%壳聚糖的1%醋酸溶液混合,制成复合吸附剂,用于去除含铜废液中的Cu2+。最佳工艺条件是:壳聚糖与蛭石质量比为0.12,吸附剂用量为30 g/L,吸附时间为40min,pH值为6~8,废液中Cu2+质量浓度不大于770 mg/L。此工艺条件下,Cu2+的去除率为95%以上。     

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。     

改性吸附剂对水中Cu(Ⅱ)的去除效果研究

以改性有机肥为吸附剂吸附水中Cu(Ⅱ),探究了Cu(Ⅱ)初始浓度、吸附时间、吸附温度、吸附剂用量、转速和溶液初始pH值等因素的影响。结果表明,pH=5、温度30 ℃、转速150 r/min时,改性吸附剂吸附Cu(Ⅱ)在2 h达到吸附平衡;吸附剂用量为8 g/L时,吸附量最大;吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附曲线符合Langmuir方程,说明其吸附为单层吸附。     

改性丝光沸石处理含重金属离子矿井水试验研究

天然丝光沸石经改性可增强其阳离子交换能力.在静态条件下,研究了改性Na型沸石颗粒处理含重金属离子矿井水时,沸石用量、pH值、温度、离子共存等因素对离子交换效果的影响并作出分析.结果表明:在60℃、pH值为5.2、反应时间为80min条件下,选用粒度为80～100目的Na型沸石投加量按10.0g/L处理矿井水,能使矿井水中Cd2+、pb2+、Cu2+、Zn2+重金属离子含量降低到国家规定的排放标准之下.     

钛柱撑蒙脱石对钴离子的吸附研究

本研究将聚合阳离子Ti4+通过溶胶-凝胶法柱撑插入提纯钠化蒙脱石层间,合成钛柱撑蒙脱石(Ti-pmnt)。X射线衍射分析表明合成材料具有较大的晶面间距(d(001)=2.94 nm)。采用Ti-pmnt合成材料对钴离子进行吸附,研究了pH值、吸附剂用量、温度、吸附时间及初始浓度对Ti-pmnt吸附钴离子的影响。结果表明：最佳吸附pH值为4,吸附平衡时间为120 min,去除率达到99.97%,饱和吸附量为41.94 mg/g,且升温不利于吸附反应进行。Ti-pmnt对钴离子吸附动力学遵循拟二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温模型。     

轻烧菱镁矿吸附锌离子的试验研究

为了经济地脱除低浓度废水中的重金属离子，对轻烧菱镁矿吸附锌离子的工艺及吸附机理进行了研究。主要研究了溶液温度、pH值、吸附时间、轻烧菱镁矿粒径以及搅拌速度对吸附率的影响，并对吸附过程的热力学和动力学进行了研究。试验结果表明，轻烧菱镁矿是一种有良好应用前景的锌离子吸附剂，其吸附过程属于一级反应动力学过程，但等温吸附曲线并不具备Freundlich等温方程的特征。     

类水滑石/膨润土对水中重金属离子的吸附研究进展

类水滑石、膨润土均为具有特殊层状结构的黏土材料,其中类水滑石具有良好的阴离子交换特性,而膨润土具有良好的阳离子交换特性。近年来这两类材料在水处理方面备受关注。主要概述了类水滑石和膨润土的结构与性质,并着重介绍了类水滑石、膨润土及其改性材料在含重金属离子(如Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+及HAsO₄2-、Cr₂O₇2-等)废水处理中的应用研究进展。相关研究结果表明,类水滑石焙烧产物对水中HAsO₄2-、Cr₂O₇2-等具有较好的吸附性能,吸附机理以层间离子交换为主;类水滑石经过有机或无机改性处理后对重金属阳离子(如Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+等)同样具有较好的吸附性能,吸附过程很可能同时存在表面络合作用、沉淀作用、同晶替代、静电吸引及物理吸附等。通常而言,经活化改性、无机改性、有机改性或无机-有机复合改性的膨润土较天然膨润土具有更为优良的吸附性能,吸附作用为物理吸附、离子交换、化学键或表面络合等。然而大多类水滑石或膨润土经改性处理后易对环境造成二次污染,且不利于吸附剂的循环利用,因此研究开发高效环保的类水滑石或膨润土单一或复合吸附材料具有重要意义。      

壳聚糖负载膨润土处理含磷废水的试验研究

利用壳聚糖负载膨润土吸附处理含磷废水,考察了吸附剂投加量、吸附时间、振荡强度、pH值等对磷去除率的影响。结果表明:投加量为0.5g、吸附90min、振荡强度为100 r/min、pH值为7,25℃下对25mL质量浓度为2mg/L的磷溶液去除率为78.25%。壳聚糖负载膨润土对磷的吸附符合Langmuir等温吸附模式。