NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附去除水中Cr(Ⅵ)

采用共沉淀法合成磁性复合材料NiFe_2O_4/ZnAl-LDH,通过静态吸附试验考察复合材料去除水中Cr(VI)的性能,系统地研究了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和温度等因素对Cr(VI)去除效果的影响。结果表明,当溶液初始p H值为2、初始Cr(VI)浓度为50 mg·L-1、吸附剂投加量为4 g·L-1时,吸附过程在240 min内达到平衡,此时Cr(VI)的去除率为89.5%。动力学和吸附等温式的研究表明:NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附Cr(VI)的过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型。热力学参数表明该吸附过程为自发、放热的反应过程,低温有利于吸附剂对Cr(VI)的吸附。吸附剂经4次再生后对Cr(VI)仍有83.1%的去除率,且其在外加磁场的作用下能快速与水溶液分离,因此NiFe_2O_4/ZnAl-LDH可作为去除水中Cr(VI)的良好吸附剂。     

活性炭-超滤深度处理工艺对三氯乙醛生成潜能的影响及其对饮用水中有机物的去除

以我国南方某活性炭-超滤深度处理工艺水厂为研究对象,对工艺过程中三氯乙醛生成潜能(CHFP)及相关有机物指标进行为期1年每月1次的监测,以明晰活性炭-超滤深度处理工艺对CHFP及有机物的去除能力。结果表明:原水CHFP均呈现一定的季节性变化趋势,高温季节(5—9月)相对较高,范围为15.50~64.00μg·L~(-1),活性炭-超滤深度处理工艺对CHFP、TOC、CODMn和UV254去除率范围分别为37.42%~69.12%、25.25%~66.71%、27.33%~61.25%和21.80%~72.46%,平均去除率分别为54.51%、39.21%、45.04%和42.91%;混凝沉淀单元在CHFP和有机物指标去除中均起主要作用,炭滤单元对TOC有较好的去除作用,超滤单元对CHFP和CODMn有较好的去除作用。建议水厂设计与运行中将臭氧与活性炭滤池联合使用,以协同去除CHFP和有机物,进一步提高供水水质。     

混凝-吸附联用预处理页岩气压裂返排液

为降低液相中有机污染负荷,采用烧杯实验和气相色谱-质谱联用技术研究和分析了混凝-吸附法联用预处理页岩气压裂返排液的可行性。结果表明:精制硅藻土(硅藻土J)投加有利于污染物的去除,联用顺序和吸附反应时间可以影响处理效果;先投加硅藻土J 8 mg·L~(-1),反应30 min后再投加PAC 2 000 mg·L~(-1),COD和浊度去除率分别达到57%和87%;混凝-吸附联用能去除水中22种有机污染物,大部分烷烃类、醇类、邻苯二甲酸二丁酯和卤代烃得到很好的去除。PAC和硅藻土J联用比传统混凝/吸附可以更高效地降低溶液有机负荷物,可以作为一种页岩气压裂返排液预处理的方法。     

沼液中臭味物质的去除方法及其对营养物质的影响

采用臭氧曝气法、粉末活性炭吸附法、颗粒活性炭过滤法、臭氧曝气-粉末活性炭吸附联用法、空气曝气-粉末活性炭吸附联用法对沼液中的氨气、硫化氢、吲哚、挥发酚类等主要致嗅物质的去除情况进行了研究,同时分析了不同方法对沼液中营养物质TN、DN、TP、DP等的影响。结果表明,采用粉末活性炭吸附法处理沼液,臭味物质的去除情况以及营养物质的保留效果最好,当粉末活性炭投加量为15 000 mg/L时,沼液中的硫化氢、吲哚、挥发酚已经完全去除,氨氮、氨气的去除率分别为11.42%、13.98%;DN、DP含量分别减少了10.46%、19.53%,但是TN、TP含量分别增加了6.26%、9.63%。     

磁性壳聚糖改性硅藻土吸附去除水中的铅离子

采用壳聚糖与Fe_3O_4对硅藻土进行混合改性,制备出一种吸附效果好、且能从液相中磁分离的新型复合吸附剂。通过SEM、XRD、VSM和FTIR等手段对其进行表征,并探究溶液pH、吸附剂投加量以及吸附温度等条件对水溶液中Pb~(2+)吸附效果的影响。结果表明:壳聚糖和Fe_3O_4都能够负载到硅藻土上面。当溶液pH为5、吸附剂投加量为10 g·L~(-1)、初始浓度为10 mg·L~(-1)时,Pb~(2+)去除率可以达到96.4%。吸附过程较好地符合假二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。     

壳聚糖改性硅藻土对太湖含藻水体处理效果的研究

研究了壳聚糖改性硅藻土对太湖含藻水体中浊度和蓝藻的去除效果。结果表明:(1)在室内模拟实验中,综合叶绿素a的去除率和去除速率来看,较适宜的改性硅藻土投加量为50mg/L。在此投加量下,室内模拟实验中浊度去除率达到91.50%,叶绿素a去除率达到98.10%;(2)在原位实验中,投加改性硅藻土也能有效去除浊度和叶绿素a,表、中、下层3层水体的最终浊度去除率分别达到82.41%、79.09%、72.82%,叶绿素a去除率分别为92.43%、87.17%、65.62%。(3)无论在室内模拟实验还是原位实验中,投加改性硅藻土后水体的浊度去除和叶绿素a去除均呈现出显著的相关性(p0.01),即两者的去除具有一定的同步性。     

臭氧-活性炭组合工艺深度处理垃圾渗滤液MBR出水

以垃圾渗滤液MBR出水为研究对象,采用臭氧-活性炭组合工艺对其进行深度处理。相比单一臭氧处理和单一活性炭吸附,臭氧-活性炭组合工艺能提高COD及NH_3-N的去除率,并且显示出良好的协同作用。实验中利用三维荧光光谱和凝胶色谱对水质进行分析,同时考察了活性炭种类及预处理方式、活性炭用量、pH及臭氧浓度对COD及NH_3-N去除率的影响。结果表明:pH=4.54、臭氧浓度为1.34 mg·min~(-1)、活性炭投加量为10 g·L~(-1)、臭氧处理时间为30 min、活性炭吸附时间为180 min,当垃圾渗滤液MBR出水COD为1 550 mg·L~(-1),NH_3-N为75 mg·L~(-1)时,经处理后,COD浓度为93 mg·L~(-1),NH_3-N浓度为12 mg·L~(-1),COD的去除率达到94%,NH_3-N的去除率达到84%,实现了垃圾渗滤液MBR出水的达标排放。pH对污染物的去除有较为明显的影响,高pH有利于NH_3-N的去除,但是过高的pH不利于COD的去除。同时,提高臭氧和活性炭的投加量能明显提高COD及NH_3-N的去除率。     

强化混凝-吸附预处理生活污水

采用混凝/吸附复配的方式对生活污水进行了浓缩预处理。通过对有机物去除率和混合絮体沉降性能的考察,优选出最佳混凝剂聚合氯化铝和最佳吸附剂粉末活性炭,其最优投加量分别为60 mg/L和40 mg/L。在此复配条件下,COD去除率由单独投加混凝剂时的62%提高到73%,浊度去除率由88%提高到93%。同时利用分子量分级实验进一步阐述了混凝/吸附复配过程提升污水浓缩效果的机制。在机械加速澄清池连续实验中,在原水COD 300~500 mg/L、浊度130~360 NTU的水质条件下,出水COD稳定在70~86 mg/L之间,去除率达80%以上,出水浊度稳定在10 NTU以下。     

新型二级逆流吸附工艺处理模拟含碘放射性废水

为解决除碘吸附剂吸附效率较低的问题,开发出排除吸附剂脱附干扰的新型二级逆流吸附工艺。采用烧杯实验考察吸附剂对自来水中I~-的吸附特性,初始I~-浓度为2.00 mg·L~(-1),90 min达到吸附平衡,且较好符合Langmuir吸附等温式。这种吸附剂吸附I~-后会发生显著的脱附。基于吸附剂的特性和Langmuir吸附等温式,设计出新型二级逆流吸附工艺,并提出该工艺的计算模型,用于预测该工艺出水I~-的浓度。结果表明,该工艺能有效提高模拟放射性废水中I~-的去除效率,其出水I~-的平均浓度为0.150 mg·L~(-1),去除率达到92.5%。计算出水I~-浓度为0.124 mg·L~(-1),去除率为93.8%,实测值与模型计算值接近。与常规单级吸附工艺相比,在相同的吸附剂投加量下,I~-去除率由78.0%提高至92.5%。     

MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备纳米四氧化三铁,与聚合氯化铝(PAC)制备MFPAC磁性混凝剂,利用混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液,用单因素变量法确定实验的最佳运行参数。结果表明:MFPAC磁性混凝剂对COD和色度的去除效果优于单独投加混凝剂PAC,在纳米四氧化三铁与PAC的质量比为1∶3、MFPAC的投加量为1.5 g·L~(-1)、搅拌条件为转速为300 r·min-1下搅拌60 s、溶液pH值为7.5(垃圾渗滤液原水的pH值)、絮凝时间为30 min的最佳运行条件下,COD由5 810 mg·L~(-1)降低到2 173 mg·L~(-1),色度由1 658倍降低到556倍,其COD去除率为62.6%,色度去除率为66.5%;利用矿化垃圾作为吸附剂处理MFPAC混凝处理后的出水,在矿化垃圾粒径小于2 mm、焙烧温度为700℃、吸附剂投加量为40 mg·L~(-1)、pH值为9的最佳条件下,经过12 h的处理,COD和氨氮的去除率分别为56.7%和68.4%,最终出水的COD和氨氮的浓度分别为941 mg·L~(-1)和343 mg·L~(-1);最终,MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别为83.8%、78.5%和74.3%。     

硅质壳及硅藻土对亚甲基蓝吸附性能比较

采用硅质壳和硅藻土作为吸附剂去除溶液中纺织染料亚甲基蓝,探讨了吸附剂用量对吸附脱色的影响。结果显示,当硅质壳投入量为0.5 g/L,该吸附剂对亚甲基蓝的去除率可达90%。实验结果表明,硅质壳和硅藻土对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温模型和伪二级动力学模型,最大吸附量分别为150.376 mg/g和15.131 mg/g。热力学研究表明,硅质壳和硅藻土对亚甲基蓝的吸附是一自发、放热过程。     

FeOOH对采矿废水中重金属的吸附

为了开发出吸附容量更大且制备过程更简便的新型重金属吸附剂,仅以三价铁化合物为原料,采用水热法一步合成羟基氧化铁,并用于矿山废水中铜、铁、锌、锰四种重金属的吸附分离。结果表明,在投加量为0.4 g·L-1、原水p H为1.50的情况下,合成的羟基氧化铁吸附剂对废水中重金属的总吸附容量为41.67 mg·g-1,其中铜、铁、锌、锰的吸附容量分别为6.17、19.55、2.22、2.53 mg·g-1。与羧甲基纤维素、活性炭、氧化铁相比,羟基氧化铁吸附剂在较低p H下仍然具有较高的吸附容量,无需事先投加碱性药剂,更适于吸附分离采矿废水中的重金属。     

粉末活性炭对水中农药的吸附性能研究

研究了粉末活性炭对2,4-滴、呋喃丹、甲萘威和莠去津的吸附过程和吸附规律以及投炭量和水质对粉末活性炭吸附性能的影响。结果表明,粉末活性炭能有效去除4种农药;吸附规律符合Freundlich吸附等温线和Langmuir吸附等温线;吸附时间为30 min时,去离子水中的去除率已达到80%以上;随着投炭量的增加,去除率提高,粉末活性炭的吸附容量降低;在不同水质条件下,粉末活性炭的吸附等温线可能不同,因此在应急处理中,首先应该确定该水质下的吸附等温线,然后求出投炭量。     

响应曲面优化柏木屑微波活性炭的制备及其吸附AR88性能

以家具制造废弃物——柏木屑为原料,以磷酸为活化剂,采用微波加热方式,选用响应曲面分析法中心复合设计(CCD)对柏木屑活性炭(AC)制备因素进行优化,结果表明,活性炭最佳制备条件为磷酸/柏木屑质量浸渍比1.94∶1,辐照时间8.84 min,微波功率474.98 W,所得活性炭的碘吸附值为945.41 mg·g-1,得率为42.57%。将最优条件制备所得的柏木屑微波活性炭用于大分子染料酸性红88(AR88)的吸附特性研究,实验结果表明,AR88的去除率随着活性炭的投加量增加而升高,活性炭的吸附容量随着AR88浓度的升高而增加。活性炭对AR88的吸附符合Langmuir吸附等温模型,理论最大吸附量为322.58 mg·g-1。对柏木屑微波活性炭物化性质分析表明其表面存在大量无规则孔隙,比表面积、孔容和平均孔径分别为1 312 m2·g-1和0.896 cm3·g-1和2.88 nm。根据吸附结果和表征结果得知,柏木屑微波活性炭是一种具有潜力的高效吸附剂,能有效去除水中的AR88。     

含表面活性剂的采油废水催化氧化处理

对含有表面活性剂的废水(以下简称表活废水)进行了傅里叶红外光谱分析(FTIR),结果表明,废水中所含表面活性剂主要为环烷酸钠。采用次氯酸钙(Ca(ClO)2)和活性炭-Ni催化氧化处理,在Ca(ClO)2投加量为4 500 mg/L,活性炭-Ni投加量为7 000 mg/L时,反应90 min,出水COD为158.91 mg/L,去除率达62.92%。催化氧化出水经沸石吸附处理,在pH为6.85,吸附时间为2 h,沸石投加量为17 g/L的条件下,吸附出水COD和油含量分别为88.92 mg/L和2.53mg/L,去除率分别为45.65%和90.02%,均达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》的一级标准要求。催化剂活性炭-Ni和吸附剂沸石均具有较稳定的活性,在重复使用20次后,出水COD的去除率仅分别降低了1.16%和1.32%。     

皮革废水处理中絮凝沉降工艺的改进与应用

以皮革污水处理中的絮凝沉降工艺为研究对象,研究了聚丙烯酰胺(PAM)用量、聚合氯化铝铁(PAFC)用量及污水p H值对COD去除率的影响。结果表明,污水p H值是影响絮凝沉降效果的关键因素,将污水p H调节为7.0后,即可用0.4 mg·L-1的PAM与1 g·L-1的PAFC实现54%的COD去除率。同时研究了活性炭及硅藻土对污泥膨胀的应急处理效果,当添加量均为1 g·L-1时,活性炭能够在1 h时迅速使沉降比下降20%,而硅藻土虽见效较慢,但其长时间的沉降效果远好于活性炭(能够在8 h时使沉降比下降64%),说明两种物质的投加时机应有所不同。以上研究成果应用于皮革污水处理厂后,提高了污水处理效果,并取得了明显的经济效益。     

联合硅藻土与PAC强化混凝处理含藻微污染原水

研究了联合硅藻土与聚合氯化铝（PAC）强化混凝对原水中藻类、溶解性有机物以及重金属离子的去除效果。结果表明,硅藻土的投加可以有效地改善絮体的沉降性能,增强藻类的混凝沉淀去除效率,PAC投加量为30 mg/L时,投加0.1 g/L硅藻土,叶绿素a去除率由82.5%提高到95.9%。该强化混凝过程使原水中溶解性有机物特别是大分子有机物和重金属离子的去除率有所上升。PAC投加量为30 mg/L,硅藻土投加量为1.5 g/L时,重金属Cu、Pb和Cd的去除率分别达到57.5%、83.7%和22.2%。     

白土-秸秆基活性炭的制备及对垃圾渗滤液COD的吸附

以活性白土与玉米秸秆为原材料,KOH为活化剂,高温热解制备白土-秸秆基活性炭,研究其物化性质及其对填埋场渗滤液中COD的吸附能力。考察活性炭投加量、吸附时间和溶液pH对COD去除率的影响,并用吸附等温线对吸附数据进行拟合。结果表明,适量的活化剂可以提高活性炭的碘吸附值和BET表面积,碱料比为0.4时,二者达到最大值,分别为342.9 mg·g-1、420.34 m~2·g-1;最佳活性炭表面呈不规则的多孔状,以中孔为主,最佳实验条件下对COD的去除率可达84%;活性炭对COD的吸附符合Langmuir和Freundlich等温模型。     

改性活性炭对石煤提钒废水中低浓度NH3-N和V等的吸附

为研究石煤提钒离交尾水的深度处理技术,利用质量分数为1%、5%和10%的过氧化氢溶液对ZWY15型活性炭进行改性,得到3种改性活性炭即1%AC、5%AC和10%AC;探讨其对该废水中低浓度的NH3-N、V等的吸附效果。实验结果表明:AC或改性AC的加入可使废水的碱度升高,随着吸附时间及吸附剂投加量的增加,升高幅度增大,且不同改性AC对废水碱度提高的幅度不同;相较于未改性活性炭,过氧化氢改性活性炭对V的吸附效果明显提高,去除率最大可提高30%,对NH3-N的去除率提升约11%;当投加量为60 g/L时,10%AC可使废水中V的浓度降低至1.88 mg/L,此时废水中Cr、Cd和Zn的浓度分别降低至0.006、0.010和0.036 mg/L,均低于《钒工业污染物排放标准》(GB26452-2011)所规定的排放限值。     

改性活性炭对石煤提钒废水中低浓度NH_3-N和V等的吸附

为研究石煤提钒离交尾水的深度处理技术,利用质量分数为1%、5%和10%的过氧化氢溶液对ZWY15型活性炭进行改性,得到3种改性活性炭即1%AC、5%AC和10%AC;探讨其对该废水中低浓度的NH3-N、V等的吸附效果。实验结果表明：AC或改性AC的加入可使废水的碱度升高,随着吸附时间及吸附剂投加量的增加,升高幅度增大,且不同改性AC对废水碱度提高的幅度不同;相较于未改性活性炭,过氧化氢改性活性炭对V的吸附效果明显提高,去除率最大可提高30%,对NH3-N的去除率提升约11%;当投加量为60 g/L时,10%AC可使废水中V的浓度降低至1.88 mg/L,此时废水中Cr、Cd和Zn的浓度分别降低至0.006、0.010和0.036 mg/L,均低于《钒工业污染物排放标准》（GB26452-2011）所规定的排放限值。