改性核桃果皮基活性炭对Cu~(2+)的吸附

以核桃外果皮制备活性炭及改性活性炭,对制得的活性炭进行表征,研究了5种活性炭对重金属Cu~(2+)的吸附性能。研究表明,以氯化锌为活化剂制得的活性炭,其碘吸附值及表面酸性基团含量均高于磷酸活化制备的活性炭,改性后的活性炭吸附性能明显增强,碘吸附值最高达到678.53 mg·g~(-1),对Cu~(2+)的最高去除率达到91.43%。吸附量和Cu~(2+)去除率随时间、温度和p H的升高而增大,5种活性炭投加量增加,导致吸附量减小,但Cu~(2+)去除率增大,吸附平衡时间为3 h。5种活性炭对Cu~(2+)的吸附均符合准二级动力学模型。磷酸和氯化锌活化的活性炭吸附等温线符合Tempkin模型,而3种改性活性炭的吸附等温线则较好地符合Langmuir模型。     

硝酸氧化和负载铁氧化物改性活性炭催化臭氧化性能

采用硝酸氧化与硝酸铁负载对颗粒活性炭进行改性处理,研究了活性炭样品表面官能团的变化,分析了活性炭样品对酸性大红3R吸附和催化臭氧化能力,探讨了p H值与·OH捕获剂对催化臭氧化效果的影响。结果表明,硝酸改性后活性炭表面羧基、内酯基、酚羟基以及总官能团的含量均明显增加,其中羧基增幅最大;负载铁氧化物后,活性炭表面官能团数量有所降低。活性炭样品化学吸附性能随官能团含量的增加而增强。催化臭氧化对酸性大红3R的氧化降解效果明显优于单独臭氧化。增加表面官能团含量可以加速催化臭氧化反应,但反应速率随着表面官能团消耗而降低;负载金属组分具有更为稳定和有效的催化臭氧化活性。活性炭催化臭氧化性能在碱性条件下明显优于酸性条件,且随着p H值升高而提高。投加·OH捕获剂(Na2CO3)后,其对·OH的消耗使得催化臭氧化效果显著下降。     

煤基活性炭的改性及其对含铜废水的吸附性能

利用乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)对煤基颗粒活性炭进行改性以提高其对废水中Cu2+的去除效率,探讨了温度、EDTA-Na_2浓度、改性时间和固液比对活性炭改性的影响。结果表明:在124℃、0.14 MPa的条件下,利用0.05 mol/L的EDTA-Na_2溶液改性处理煤基活性炭,当固液比1∶10、浸渍时间40 min时,所制备的活性炭对模拟含Cu~(2+)废水的去除率高达90.8%,而未经改性处理的活性炭对废水中Cu~(2+)的去除率仅为60.9%。采用比表面积和孔径测定(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等对改性前后活性炭表面结构和性能进行表征。在优化条件下制备的改性活性炭羟基含量增多,微晶尺度变小,表面活性位增多,有利于Cu~(2+)的吸附。     

酸碱改性活性炭吸附微污染水源水中的Ni~(2+)

通过HNO_3-KOH对活性炭进行改性,采用扫面电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、红外光谱分析(FT-IR)和Boehm滴定法对改性前后的活性炭进行表征,研究了改性前后的活性炭在不同条件下对微污染水源水中Ni~(2+)的吸附能力和动力学。结果表明:改性活性炭表面含氧酸性官能团数量增加,比表面积和总孔容均略有降低,孔径变化不明显。在Ni~(2+)浓度为0.4 mg·L~(-1),改性活性炭投加量5.0 g·L~(-1),温度30℃时,反应1 h去除率可达95.55%,剩余Ni~(2+)浓度为0.017 8 mg·L~(-1),达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的要求。相同条件下,改性前活性炭对Ni~(2+)的去除率仅为74.45%,剩余Ni~(2+)浓度达不到标准要求。活性炭对Ni~(2+)的等温吸附更符合Langmuir方程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程。     

微气泡曝气O_3/H_2O_2处理RO浓水的效能及影响因素

采用O3/H2O2高级氧化工艺处理炼油厂反渗透(RO)浓水,用溶气泵加压溶气并产生微气泡强化传质,确定装置运行条件,考察气体中臭氧浓度、H2O2/O3初始摩尔比、pH和温度对O3/H2O2处理RO浓水效果的影响,并对RO浓水处理效能进行研究。结果表明,随着气体中臭氧浓度的增加,COD的去除率基本呈线性增加;加入适当量H2O2能提高臭氧氧化RO浓水的效果,H2O2/O3初始摩尔比在0~0.8范围内,COD的去除率先增加后下降,H2O2/O3初始摩尔比为0.5时COD去除率最大;pH从6.84增加到9.01,COD去除率逐渐增大,pH为10.03时COD去除率反而降低;在14~28℃范围内,温度低时,升高温度COD去除率增加较大,温度较高时,升高温度对COD去除率的影响较小。为考察该工艺的稳定性,在H2O2/O3初始摩尔比为0.5、溶液pH为8~9、臭氧浓度为80~100 mg/L、温度为10~28℃条件下,对COD为90~140mg/L的RO浓水氧化处理4~10 h,出水COD维持在39.9~49.9 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准;去除1 g COD消耗O31.4~3.3 g,消耗O3与H2O2的总氧量为2.2~4.4 g。     

煤化工高盐废水臭氧催化氧化脱除COD

针对煤化工高盐废水中有机物难降解问题,采用浸渍-煅烧法制备了负载有活性金属氧化物的活性氧化铝型催化剂,探索催化剂的制备工艺和反应操作条件对废水COD去除率的影响。结果表明:活性氧化铝载体催化性能优于陶粒,活性氧化铝负载Cu、Mn、Ni的催化活性较高,将2种活性组分进行组合制得的MnO_xNiO_x/γ-Al_2O_3催化剂,在经过60 min的臭氧催化氧化后,COD的去除率可达51.3%;利用BET、SEM-EDS、XRD对催化剂进行了表征和分析,Mn、Ni成功负载到活性氧化铝表面和孔隙内,2种元素负载量摩尔比约为2:1,且主要以氧化物形式存在;通过计算臭氧利用效率,发现MnO_x-NiO_x/γ-Al_2O_3臭氧催化氧化的_η值低于单独的臭氧氧化,这意味着通过MnO_x-NiO_x/γ-Ak_2O_3催化剂可以有效地将臭氧分解成活性氧;通过优化臭氧和催化剂投加量后发现,在臭氧为350 mg·(L·h)~(-1)、催化剂投加量为100 g·L~(-1)废水中,反应180 min后,COD去除率可达到72.3%;在连续进行4 h的臭氧催化氧化实验后,MnO_x-NiO_x/γ-Al_2O_3稳定性和重复利用性均较好,COD去除率能维持在约42%,锰、镍离子的溶出量均小于0.5 mg·L~(-1)。以上研究结果可为高效的臭氧催化体系在煤化工高盐废水处理领域的应用提供参考。     

截留/催化臭氧化/吸附集成工艺处理硝基苯废水的研究

为提高硝基苯污染突发事故的应急能力,利用截留/催化臭氧化/吸附集成工艺处理硝基苯废水进行试验研究。结果表明,经十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)改性有机膨润土微颗粒截留罐单体运行时,COD和硝基苯最大去除率分别为55%和59%;臭氧/Mn-Fe催化剂(Mn、Fe质量比为3∶1)单体运行时,COD和硝基苯去除率分别可达52%和64%;截留/催化臭氧化/吸附集成工艺连续运行3h后,对硝基苯废水中的COD和硝基苯去除率可稳定在98%和95%。     

响应面法优化催化臭氧氧化处理邻苯二甲酸二甲酯废水的研究

采用浸渍法制备负载铁锰氧化物的活性炭催化剂,并用其催化臭氧氧化处理邻苯二甲酸二甲酯(DMP)废水。利用响应面法(RSM)对催化臭氧氧化处理的工艺参数进行优化,以DMP废水的COD去除率为响应值,初始pH、催化剂投加量和臭氧通量的水平编码为自变量,建立了COD去除率与3个自变量的二次多项式回归方程。结果表明,二次多项式回归方程的F为15.660,P0.000 1,相关系数R2为0.933 7,说明该模型可以较好地模拟催化臭氧氧化处理DMP废水的效果。优化得到最佳的工艺参数为臭氧通量5.0L/min、催化剂投加量25.0g、初始pH=4.8,在此条件下处理60min后,DMP废水的COD去除率平均值为82.1%,与预测值84.3%接近。     

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。     

改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd~(2+)的吸附

对玉米秸秆和花生壳炭化制备的生物炭,运用高锰酸钾进行改性,研究其对Cd~(2+)的吸附效果。通过批次吸附实验,考察了两种改性生物炭对Cd~(2+)吸附的初始浓度、pH值、接触时间等因素的影响。结果表明,在pH为6.0,Cd~(2+)浓度为100 mg·L~(-1),温度为20℃,吸附时间为12 h,吸附剂投加量为1.0 g·L~(-1)条件下,改性玉米秸秆炭和花生壳炭对Cd~(2+)的去除率分别为67.03%和46.10%,与未改性的生物炭相比,吸附率分别提高了3.8倍和6.2倍。改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd~(2+)的吸附均符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,最大吸附量分别为68.97和55.55 mg·g-1。两种改性生物炭的吸附行为均符合准二级吸附动力学模型,说明其吸附以化学吸附为主。改性玉米秸秆炭和花生壳炭吸附Cd~(2+)后,可用NaOH溶液进行解吸,解吸4次后,对Cd~(2+)仍有较好的吸附效果,吸附量分别为31.40和24.10 mg·g~(-1)。这说明,高锰酸钾改性玉米秸秆炭和花生壳炭是一种吸附性能高且能够重复利用的去除溶液中Cd~(2+)的吸附材料。     

微气泡曝气O3／H2O2处理RO浓水的效能及影响因素

采用O3／H2O2高级氧化工艺处理炼油厂反渗透（RO）浓水，用溶气泵加压溶气并产生微气泡强化传质，确定装置运行条件，考察气体中臭氧浓度、O3／H2O2初始摩尔比、pH和温度对O3／H2O2处理RO浓水效果的影响，并对RO浓水处理效能进行研究。结果表明，随着气体中臭氧浓度的增加，COD的去除率基本呈线性增加；加入适当量H，0，能提高臭氧氧化RO浓水的效果，O3／H2O2初始摩尔比在0～0．8范围内，COD的去除率先增加后下降，O3／H2O2初始摩尔比为O．5时COD去除率最大；pH从6．84增加到9．01，COD去除率逐渐增大，pH为10．03时COD去除率反而降低；在14～28℃范围内，温度低时，升高温度COD去除率增加较大，温度较高时，升高温度对COD去除率的影响较小。为考察该工艺的稳定性，在H：0：／0，初始摩尔比为O．5、溶液pH为8～9、臭氧浓度为80～100mg／L、温度为10-28℃条件下，对COD为90～140mg／L的RO浓水氧化处理4～10h，出水COD维持在39．9～49．9mg／L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）》中的一级A标准；去除1gCOD消耗031．4～3．3g，消耗0，与H，02的总氧量为2．2～4．4g。     

活性炭-臭氧体系处理含氰废水的作用机理

针对活性炭催化臭氧化降解低质量浓度含氰废水体系,研究了活性炭吸附、催化作用在催化臭氧化体系中的作用,提出了吸附-催化臭氧化协同作用机理。在活性炭-臭氧体系中,活性炭吸附CN-的能力很弱,活性炭在反应体系中主要起了吸附、催化臭氧的作用。活性炭-臭氧体系降解CN-的过程是臭氧直接氧化、活性炭吸附臭氧与活性炭催化臭氧产生.OH自由基间接氧化三者共同作用的结果。     

氧化-负载铁组合工艺改性活性炭及其对Cr(Ⅵ)的去除

通过氧化-负载铁组合工艺对活性炭进行改性,对比了不同氧化剂(硝酸/磷酸)对改性效果的影响,利用Boehm、FT-IR、BET、XRD对改性活性炭(ACNF/ACPF)进行了表征,并对改性活性炭吸附水中痕量Cr(Ⅵ)的性能进行了研究。结果显示:硝酸与磷酸氧化均可显著增加活性炭表面酸性官能团数量,提高表面亲水性;改性后活性炭比表面积、孔体积和平均孔径均减小;负载的铁主要以铁(氢)氧化物形式存在于活性炭表面(ACPF)和介孔(ACNF)中;在Cr(Ⅵ)初始浓度0.5 mg/L,p H值3.0,活性炭投加量100 mg/L时,吸附12 h达到平衡,ACNF对Cr(Ⅵ)的去除率达到97.82%,出水Cr(Ⅵ)剩余浓度降至0.05 mg/L以下,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求,改性可显著提高对Cr(Ⅵ)的吸附容量。     

载Ni-Cu-K活性炭催化氧化法处理染料废水活性红X-3B

以载Ni活性炭为催化剂 ,用空气氧化模拟染料废水活性红X 3B。实验结果表明 ,负载在活性炭上的金属离子起到催化氧化的作用。活性炭对活性红X 3B的COD和色度的去除率能达到 98 74 %以上 ,较不加金属的活性炭去除率提高 30 % ,用活性炭处理浓度为 0 4g/L的模拟废水活性红X 3B ,投加量为 5g/L时 ,催化氧化效果最明显 ,催化氧化作用对色度的去除率达 2 5 33%。     

活性炭负载三价铁光催化臭氧氧化降解莠去津生产废水

莠去津(atrazine)是一种广泛使用的除草剂,其生产废水具有高有机物浓度和高盐度等特点,处理难度大,为此针对性地开发和评价了活性炭负载三价铁催化剂(AC-Fe~(3+))光催化臭氧氧化对莠去津生产废水的降解效果,考察了催化剂投加量、紫外功率、曝气强度对该废水COD和NH_3-N降解的影响,探究了负载型光催化氧化体系下的降解机理及吸附降解动力学。结果表明,加入AC-Fe~(3+)催化剂后,降解效果得到显著的提升,AC-Fe~(3+)可以有效延缓高盐对处理过程的不利影响。当催化剂投量为40 g·L~(-1),紫外线功率为14 W,曝气强度为800 L·h~(-1)时,废水COD和NH_3-N的去除率分别可以达到70.9%和87.7%。研究结果可为含高盐、高有机物工业废水的高效处理提供一种新思路。     

改性硅藻土/纳米零价铁复合材料去除水中Cu~(2+)的研究

应用改性硅藻土(CDt)/纳米零价铁(NZVI)复合材料对水溶液中的重金属Cu~(2+)进行去除研究。结果表明,CDt/NZVI能高效去除水中Cu~(2+),在CDt/NZVI投加量为0.075g、pH=5、Cu~(2+)初始质量浓度为20mg/L、溶液体积为100mL时,Cu~(2+)去除效果最好,去除率达到98.52%。CDt/NZVI对Cu~(2+)的去除机理包括吸附和还原,吸附过程符合Langmuir方程,最大吸附量为74.29mg/g;还原产物主要为Cu_2O和Cu~0。CDt/NZVI具有良好的循环利用性,循环3次后Cu~(2+)去除率仍能保持在65%以上。     

沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。     

氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响

研究了氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响.以傅立叶红外光谱定性表面官能团变化,以扫描电镜观察表面形貌,以化学吸附分析仪测定后再通过测定样品的氮气吸附/脱附等温线计算比表面积和孔径.结果表明:(1)氧化改性使活性炭比表面积增大;还原改性使活性炭比表面积减小.还原阶段使先前氧化阶段中产生的孔道以及原有孔道均发生塌陷,导致还原改性活性炭比表面积减小.(2)在静态吸附的条件下,氧化改性和还原改性活性炭对草甘膦的吸附均为吸热反应.还原改性在活性炭表面产生的还原性官能团有利于活性炭对草甘膦的吸附,而氧化改性产生的氧化性官能团并不利于活性炭对草甘膦的吸附.(3)热力学参数的计算进一步表明,改性活性炭对草甘膦的吸附为吸热反应.     

Fe2+改性活性炭的制备及其对聚酯降解产物的脱色性能分析

针对聚酯降解产物的回收再利用问题,采用Fe~(2+)对活性炭进行浸渍改性,并用于聚酯降解产物的脱色。通过比表面积测定、TG分析对改性前后的活性炭进行了表征;研究了改性时Fe~(2+)浓度、超声时间及煅烧温度对活性炭的孔结构、表面官能团以及吸附性能的影响,并以此为基础,通过响应面实验优化了Fe~(2+)对活性炭的改性工艺。结果表明,在Fe~(2+)浓度为1.224 mol·L~(-1),超声时间为4.93 h,且无煅烧的条件下,改性活性炭对染料的平均脱色率最高,可达93.483 5%,可在2 h内实现对聚酯降解产物的完全脱色,且其吸附容量比未改性活性炭提高了1.8 mg·g~(-1)。对改性前后的活性炭进行吸附热力学与吸附动力学实验,发现二者的吸附特征符合Langmuir吸附等温模型及拟二级动力学模型,其决定系数分别为0.990 5、0.997 1及0.999 3、0.999 7。这说明染料在活性炭上的吸附为均一单层分布,吸附过程中包含化学反应。使用Fe~(2+)对活性炭进行浸渍改性后再对聚酯降解产物进行脱色,不仅能提高活性炭对染料的脱色效率,还能提高对其对染料的吸附容量。     

臭氧-BAF组合工艺处理电镀RO浓水

电镀废水反渗透(RO)浓水具有盐度高、难降解有机物浓度高、含重金属等特点,是电镀废水处理工艺提标改造的难点。采用臭氧-曝气生物滤池(BAF)组合工艺,对电镀废水反渗透(RO)浓水中有机物进行处理,使出水COD浓度达到《电镀污染物排放标准》中标准。考察了废水初始p H、臭氧浓度和反应时间等因素对臭氧氧化效果的影响,以及水力停留时间(HRT)和气水比对BAF单元COD去除效果的影响。经优化后的系统运行工况为:臭氧氧化单元中废水初始p H值为10.0,臭氧浓度为31.96 mg·L~(-1),反应时间为40 min;BAF的HRT为3 h,气水比为5∶1。在最佳工况下,当进水COD为180~240 mg·L~(-1)时,经组合工艺处理后COD去除率达78.6%,平均出水COD浓度为47 mg·L~(-1),达到了标准的要求。