电浮选法净化含高浓度Cu2+和Zn2+的废水研究

以自制的间歇式电浮选柱为反应容器,采用电浮选方法对含高浓度Zn^2+和Cu^2+混合离子废水进行了净化试验研究,浮选过程中考察了pH值、电流密度、初步浮选时间、离子强度4个主要因素对浮选效率的影响。试验选用混合离子的整体去除效率为评价指标,优化了电浮选方法净化含混合重金属Zn^2+和Cu^2+的实验条件,得到了较好的浮选条件。该方法操作简单,处理效果较理想,对实际利用电浮选法处理重金属离子废水工程具有一定的参考价值。     

长江中下游江段泥沙对Pb2+的吸附特征

以长江中下游武汉至上海崇明岛江段河床泥沙样品为研究对象,通过振荡吸附试验研究了泥沙对Pb²⁺的吸附特征,分析了泥沙浓度、泥沙粒径、有机质含量等对Pb²⁺吸附的影响。结果表明:泥沙对Pb²⁺的吸附平衡时间为20 h,吸附动力学过程可以用准一级动力学、准二级动力学、Elovich方程对试验数据进行分析拟合,拟合系数均在0.85以上,尤以准二级动力学方程为佳,其拟合系数高达0.997 8。Langmuir模型对Pb²⁺的等温吸附的拟合系数R²均达到0.9以上,Pb²⁺的等温吸附过程为单分子层吸附,吸附大多发生在泥沙表面,主要为物理吸附过程。随着泥沙浓度的增加,吸附效率显著提高,当泥沙浓度增加为1 g/L时,吸附效率达到最大值(≈99.8%)。泥沙对Pb²⁺的吸附热力学参数ΔG<0,ΔH>0,表明该过程可以自发进行,升高温度有利于提高泥沙对Pb²⁺的吸附量;泥沙中有机质含量越高,平均吸附键能越大,两者呈显著正相关关系(R²=0.968 2, p<0.01)。泥沙对Pb²⁺吸附量总体呈现出随泥沙的粒径减小而增大的趋势,泥沙对Pb²⁺的吸附主要发生在粒径<0.074 mm的粒径分组中。应该加强对长江中下游水体含沙量及颗粒级配的监测,以随时掌握水沙变化对Pb²⁺等污染物迁移转化的影响。     

磷酸改性板蓝根药渣污泥基生物炭的制备及其对含铅废水的处理研究

铅[Pb(Ⅱ)]对水资源的污染越来越严重,寻找高效、低成本的吸附剂一直是一个难题。选用污泥和板蓝根药渣这两种固体废物使用共热解的方式制备了生物炭,为了增强对废水中铅离子的吸附,用磷酸(H₃PO₄)对生物炭进行了改性处理。通过SEM图像可以看出改性生物炭的孔隙结构变得更加发达,比表面积增大。EDS谱图的结果表明改性生物炭在废水中吸附Pb(Ⅱ)的过程可能存在阳离子交换作用。FTIR、XRD和XPS图像分析显示改性生物炭在废水中吸附Pb(Ⅱ)的过程可能存在络合作用和共沉淀作用。吸附动力学试验结果显示,拟一级动力学模型,拟二级动力学模型和Elovich模型的R²均大于0.99,表明物理和化学吸附在改性生物炭去除Pb(Ⅱ)的过程中都起着重要作用。吸附等温线分析表明,吸附容量n大于1,证实改性生物炭对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附效果。由此可见,对环境友好的磷酸改性板蓝根药渣污泥基生物炭可以作为一种有效的吸附剂从水系统中去除Pb(Ⅱ)。     

天然核桃壳对废水中Cd~(2+)和Pb~(2+)的吸附热力学研究

采用批处理技术研究了天然核桃壳吸附废水中Cd2+和Pb2+的主要影响因素,如p H值、核桃壳用量和离子初始浓度等因素,并探讨了吸附等温线及吸附热力学。研究表明,天然核桃壳对Cd2+和Pb2+的最大吸附量分别为12.5mg/g和38.02mg/g。天然核桃壳吸附Cd2+的过程对Freundlich方程和Langmuir方程的拟合效果都较好;吸附Pb2+的过程则对Freundlich方程的拟合效果要好于Langmuir方程。热力学分析表明,天然核桃壳对Cd2+和Pb2+的吸附属自发吸热过程,且较易发生。     

砂样钢渣对酸性Cr(Ⅵ)的吸附动力学与机理研究

以砂样钢渣作为吸附剂,研究了去除废水中Cr6+的工艺条件和机理。结果表明,最佳工艺条件分别为：pH值0.8~1.5,温度为20℃~25℃,钢渣投放量为5 g,废水初始体积以150~200 mL为宜。铬去除量与钢渣水溶液静置时间呈线性关系,且颗粒内扩散模型、准一级和二级速率方程、Langmuir和Freundlich吸附等温模型拟合曲线的相关系数较大,属于单分子层的吸附方式并具有较好的吸附性。通过机理分析可知,砂样钢渣对Cr6+的吸附过程分为还原（降毒）、水化、沉淀、吸附等4个阶段,钢渣最大吸附量为45.872 mg/g,占砂样钢渣的比例较小。钢渣完成吸附铬后,仍可用来配制砂浆、混凝土等。     

天然硅藻土吸附废水中Cd2+和Pb2+的热力学研究

用天然硅藻土吸附废水中Cd2和Pb2+两种重金属离子,探讨了天然硅藻土对Cd2+和pb2+的吸附等温式和吸附热力学规律.结果表明:天然硅藻土对Cd2+和pb2+的平衡吸附量随温度的升高而增加.两种重金属离子的吸附等温式都与Langmuir方程符合更好.由热力学参数可知吸附过程是自发、吸热的过程.     

改性生物炭的光谱表征及砷的吸附效果研究

为了研究棉花秸秆生物炭的基本性质及其对砷的吸附效果,采用FeCl₃·6H₂O改性棉花秸秆生物炭,通过XRD、FT-IR和SEM等技术表征其光谱性能,并探究其对砷的吸附效果。结果表明：采用FeCl₃·6H₂O改性棉花秸秆生物炭后,生物炭的pH值、比表面积以及C、N、H元素的含量和C/N的比值随Fe含量的提高显著降低,灰分和O元素的含量以及H/C、O/C和(N+O)/C的比值随Fe含量的提高显著增加,生物炭表层Fe₂O₃和Fe₃O₄的含量增加。生物炭改性后缩短了吸附砷的平衡时间,吸附率高达73.4%,远高于未改性生物炭的吸附率（44.7%）,吸附量高达7.63 mg/g,远高于未改性生物炭的吸附量（4.33 mg/g）,且随Fe含量的提高,吸附率和吸附量均显著增加。其作用机制主要是通过改性生物炭静电吸附能力、离子交换和Fe3+的还原作用降低水溶液中的As的含量,进而达到去除水溶液中As的目的。     

含锌重金属废水藻类吸附处理技术

以小球藻为吸附剂,研究藻类吸附剂对重金属废水中Zn2+的吸附过程,分析吸附时间、温度、pH值、Zn2+起始浓度以及预处理过程等因素对小球藻吸附Zn2+性能的影响。结果表明:预处理能提高小球藻的吸附性能,其吸附过程符合Langmuir吸附特征,对废水的pH值适应范围广。对于ρ(Zn2+)=100 mg/L的重金属废水经小球藻一次处理,去除率达到98%。小球藻吸附处理废水中Zn2+的较佳工艺条件为pH值6.5、温度25℃、吸附时间60 min、小球藻用量2 g/L。     

镉-铜-阿特拉津三元复合体系中沉积物吸附阿特拉津过程的模型研究

建立了镉-铜-阿特拉津三元复合体系中沉积物吸附阿特拉津的BP神经网络模型,模型训练集、验证集、预测集的均方差分别为0.070,0.094和0.110,模型输入数据与其模拟值相关系数为0.974,验证实验表明该三元复合体系中阿特拉津吸附模型预测值与实验值的平均偏差为7.05%(7组数据)。所建模型的预测结果显示,镉-铜-阿特拉津三元复合体系中阿特拉津的主要吸附位是铁氧化物,其次是有机质,锰氧化物对阿特拉津的吸附具有抑制作用。与Cu2+相比,Cd2+的添加对复合体系中阿特拉津的吸附作用影响更显著,且复合污染效应主要发生在锰氧化物和有机质上,并随锰氧化物和有机质含量的不同表现出抑制作用或促进作用。     

低温活性炭对养殖废水吸附特性

针对我国北方寒冷地区农村分散源养殖废水污染,以粒状活性炭为吸附剂,研究了低温（10℃）和常温（25℃）两种工况下静态吸附对养殖废水COD的去除效果和吸附特性。结果表明,低温下活性炭对废水COD的吸附饱和量为14.472mg/L,常温下饱和吸附量为7.564mg/L;二级吸附动力学方程可较好地描述该吸附过程;Langmuir等温吸附方程比Freundlich等温吸附方程能更好地拟合实验结果。本研究可为北方寒冷地区农村分散源养殖废水的处理提供数据参考和理论指导。     

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。     

磁性Fe_3O_4/碳纳米管复合材料光催化处理刚果红染料废水

采用共沉淀法制备了一种磁性Fe3O4/CNTs(碳纳米管复合物),采用XRD、SEM、VSM等对Fe3O4/CNTs复合材料的晶相、颗粒大小和磁性能进行了表征。以刚果红染料废水处理为例,研究了不同处理工艺、催化剂投加量、溶液p H、催化剂重复使用等因素对Fe3O4/CNTs材料光催化脱色刚果红染料废水效果的影响。结果表明,当刚果红染料起始质量浓度为10 mg/L,用量为0.2 g/L,3%的H2O20.2 m L,光照50 min后,Fe3O4/CNTs对刚果红溶液的脱色率达到97.0%。催化剂重复使用第4次,对刚果红染料的脱色率仍可达87%以上。此外,Fe3O4纳米粒子的存在使Fe3O4/CNTs材料具有较强的磁性,且可通过外加磁场将其从处理后的水体中快速分离回收。     

Cu2+对凤眼莲根系吸附四环素的影响及机理

以凤眼莲根系为生物吸附材料,通过批吸附平衡实验,考察Cu~(2+)共存条件下凤眼莲根系吸附四环素(tetracycline,TC)的动力学特性和吸附等温线,并结合傅里叶红外光谱(Fourier infrared spectroscopy,FTIR)和基团屏蔽技术分析Cu~(2+)对凤眼莲根系吸附TC特征的影响及机理。结果表明:共吸附动力学和吸附热力学分别符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型。随着共存Cu~(2+)浓度的增加,凤眼莲根系对TC的吸附量和去除率也逐渐增大。凤眼莲根系表面羧基、氨基经化学屏蔽后,对TC的吸附量均降低了20%~30%;结合FTIR技术确定Cu~(2+)通过与凤眼莲根系表面的活性官能团(羟基、羧基和氨基以及芳环结构等)发生相互作用,在根系与TC之间形成架桥,从而促进了根系对TC的吸附。     

F/Ce掺杂Bi2WO6可见光光催化氧化甲基橙

针对新型光催化剂Bi2WO6在可见光条件下光生电子-空穴分离效率低的问题,本文采用液固相水热反应的方法制备了F/Ce掺杂改性的Bi2WO6光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)等分析表明,F/Ce掺杂Bi2WO6光催化剂具有明显的层状结构,可有效降低电子-空穴的复合率,且改性后的Bi2WO6吸收波长发生红移。光催化氧化处理甲基橙降解实验结果表明:F和Ce共掺杂下Bi2WO6在可见光下具有最高的光催化活性,主要活性物质为羟基自由基(·OH),甲基橙的降解率在50 min后可以达到97%,催化活性比纯Bi2WO6提高了近2倍。本研究为研发水环境中高浓度有机废水,特别是难降解有机污染物的高效治理技术提供了基础数据。     

树脂对稠油污水中Ca2+、Mg2+的吸附动力学及机理研究

随着国内油田稠油的不断开采和水资源的日趋紧张,需要将稠油污水进行软化处理和回收利用。根据稠油污水的特性,分别对大孔强酸树脂、大孔弱酸树脂、凝胶强酸树脂、大孔氨基磷酸树脂和大孔亚氨基二乙酸树脂这五种常用树脂进行了静态筛选实验,并且进行了动力学研究,得出拟二级反应动力学模型能更好地描述树脂对稠油污水中Ca2+、Mg2+的吸附行为。由模型结果可知,吸附速率同时受粒内扩散和液膜扩散的影响,但粒内扩散是吸附速率的主要控制步骤。     

Degradation of phenol by TiO2-based heterogeneousphotocatalysts in presence of sunlight

This paper reports the results of a study on the titanium dioxide Anjatox^®, which shows very interesting photocatalytic activity. Produced for commercial purposes as a white pigment, its features make it very interesting in the field of heterogeneous photocatalysis. The results obtained with this photocatalyst are compared with the behavior of the well-studied and widely used TiO₂ Degussa P-25^® under identical conditions. The degradation experiments showed that the photocatalytic efficiency of Anjatox^® is comparatively close to that of Degussa P-25^®. Both Anjatox^® and Degussa P-25^® show optimum degradation efficiency at a certain loading rate. The particle crystallite size and the BET surface area of the Anjatox^® TiO₂ are also compared with Degussa P-25^®. Moreover the XRD study showed that TiO₂ Anjatox^® was more crystalline than the TiO₂ Degussa P-25. The particle size histogram of TiO₂ Anjatox^® was found to be comparatively uniform like TiO₂ Degussa P-25^®. The use of TiO₂ Anjatox^® in heterogeneous photocatalysis is more desirable when high photocatalyst loading is required because of its low cost. The cost of Anjatox TiO₂ was INR.110.00/Kg and the cost of Degussa P-25 was INR 1000/Kg (Jan 2006).     

UV/H_2O_2降解水溶液中抗癫痫药物苯巴比妥

采用UV/H2O2法对水溶液中的抗癫痫药物苯巴比妥(PBB)进行降解处理。研究发现:PBB的光解率随H2O2量的增加而增加,随PBB初始浓度的增加而降低。在UV/H2O2体系下PBB紫外光解的最佳p H为10.9。Cl-的存在会降低PBB的光解率,低浓度HCO-3的存在会增加PBB的光解率,高浓度的HCO-3的存在会抑制PBB的光解率。采用离子色谱和LC-MS-MS对PBB光解后的主要产物进行分析,提出了PBB可能的紫外光降解途径。结果表明:UV/H2O2法是去除水溶液中PBB的一种十分有效的方法。     

河北某电镀污染场地Cr6+污染调查

为查明河北某电镀污染场地Cr~(6+)的污染程度和空间分布,并对其可能影响的污染范围及风险进行预测,采用取样化验、三维数值模拟等方法对污染场地进行调查和评价。结果表明:污染场地在未进行人工干预治理时,污染物受到地下水流向和含水层介质的影响,在电镀废水停止泄露后的180 d内,调查区西南部大片区域的地下水有被污染的风险。     

二氧化钛—氧化石墨烯复合物去除水中有机污染物的性能研究

采用水热法制备了二氧化钛—氧化石墨烯复合物(TiO_2-GO)。X射线衍射花样表明:TiO_2具有锐钛矿结构,透射电子显微镜显示TiO_2纳米粒子均匀分散在GO片层上。在去除水中有机污染物方面:与GO相比,TiO_2纳米粒子的存在可抑制GO的团聚,保证了TiO_2-GO对污染物的强吸附性;与单一TiO_2纳米粒子相比,GO的引入增强了TiO_2-GO对可见光的吸收,提高了TiO_2-GO复合物对污染物的吸附,并且GO与TiO_2之间的相互作用使TiO_2-GO表现出与TiO_2纳米粒子不同的光降解机制。