质子化剩余污泥作为生物吸附剂去除水溶液中活性红4的研究

以城市污水处理厂的剩余污泥为材料,经过质子化处理制备成生物吸附剂,进行了吸附水溶液中活性红4(RR4)的研究.同时考察了吸附时间、溶液pH值、染料浓度、盐的浓度等因素对RR4吸附的影响.生物吸附剂对RR4的吸附所需平衡时间短(约22h),酸性条件利于吸附,碱性条件下则会发生解吸附(解吸附率高于87%),吸附等温曲线符合Langmuir和Freundlich模式,pH=1条件下生物吸附剂、活性碳、硅藻土对RR4的最大吸附量qm分别为35.66,20.48,1.82mg·g-1.RR4低浓度时盐对吸附不产生明显影响,当RR4高浓度时,盐对吸附有促进作用.研究结果表明,用质子化剩余污泥作生物吸附剂去除染料废水中RR4有实际应用的潜力,为剩余污泥的资源化提供了新途径.     

废啤酒酵母吸附去除水溶液中活性红4

用废啤酒酵母作生物吸附剂吸附水溶液中活性红4(RR4),并对吸附性能进行了评价。通过电位滴定和FTIR分析表明废啤酒酵母上主要存在磺酸基、羧基及氨基等官能团。对溶液pH值、RR4浓度和吸附时间等因素对吸附的影响进行了研究,结果表明:废啤酒酵母对RR4的吸附速率快,320min即可达到吸附平衡;酸性条件利于吸附,碱性条件下则会发生解吸附,pH=11条件下解吸附率高于86%;等温吸附数据符合Langmuir模式,pH=2条件下废啤酒酵母对RR4的最大吸附量为103.36mg/g。     

响应曲面法优化油茶饼对活性红15的生物吸附特征及机理

基于“以废治废”的理念,以农林业废弃物——油茶饼为原料制备生物吸附剂,吸附去除废水中的RR15(C.I. Reactive Red 15,活性红15)染料,并采用响应曲面法中的Box-Behnken设计对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的条件进行优化. 结果表明:pH对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的吸附容量和去除率均有显著影响(P<0.000 1);当pH为1.0、初始ρ(RR15)为300 mg/L、吸附温度为20 ℃时,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附效果最佳. 相比于Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,Temkin吸附等温线模型可以更好地描述油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附平衡数据. 吸附温度为20 ℃时,由Langmuir吸附等温线模型计算得到的Q0(吸附剂的单层饱和吸附量)为74.63 mg/g. 动力学分析显示,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.999 7),支持了限速步骤是化学吸附的理论;内部扩散和边界层扩散都可能影响吸附速率. 热力学分析表明,该吸附过程是一个自发的放热过程. FTIR(fourier transform infrared spectroscopy,傅里叶变换红外光谱)分析发现,油茶饼生物吸附剂上羟基、胺基等官能团可能是RR15染料的主要结合位点. 研究显示,油茶饼生物吸附剂是一种具有潜力的绿色吸附剂,可以有效去除废水中的RR15染料.      

顶空气相色谱法测定水中吡啶的影响因素分析

采用顶空气相色谱法对水中吡啶进行测定,探讨了溶液初始pH值、NaCl浓度、顶空平衡温度和平衡时间等因素对吡啶溶液峰面积的影响。结果表明:随着溶液初始pH值和ρ(NaCl)的增大,吡啶溶液峰面积均先上升,最终分别于pH为7. 0,ρ(NaCl)为300 g/L时趋于平稳;吡啶溶液峰面积随着顶空平衡温度和平衡时间的升高均先缓慢增加,随后迅速上升至临界值后再明显下降,其相应的临界值分别为85℃和40 min。通过正交实验确定各个因素影响吡啶溶液峰面积的主次顺序为:溶液pH值>顶空平衡温度>顶空平衡时间>ρ(NaCl),其相应的最优顶空条件分别为pH 7. 0,85℃,10min,300 g/L。此方法的检出限为0. 0012 mg/L,平均加标回收率为98. 8%～102. 4%,RSD为2. 20%～4. 68%(n=5)。     

生物吸附剂对重金属Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

利用锯末和花生壳制备出对重金属离子具有较好吸附性能的生物吸附剂。研究了此种生物吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,并深入分析了吸附时间、pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附剂粒径、搅拌速度、共存阴离子对吸附的影响,并通过再生试验检验了吸附剂性质的稳定性和重复利用性。最佳吸附条件组合为:生物吸附剂Ⅰ初始浓度7 mg/L,吸附时间120 min,pH=2.0,温度30.2℃,投加量0.8 g,此时去除率达到85.01%;生物吸附剂Ⅱ初始浓度100 mg/L,吸附时间360 min,pH=2.0,温度30.1℃,投加量1.0 g,此时去除率达到87.96%。     

辣椒秸秆对铬Cr(Ⅵ)的吸附行为及机理

为探究铬污染的治理方法,选择园艺作物辣椒的秸秆作为吸附剂对Cr(Ⅵ)进行静态吸附实验研究,考察了吸附温度、吸附时间、溶液pH及铬溶液初始浓度对吸附过程的影响,并通过热动力学等研究探索了吸附过程的吸附机理,并结合扫描电镜-能谱分析对辣椒秸秆吸附水溶液Cr(Ⅵ)前后进行表征,结果发现溶液pH对Cr(Ⅵ)的吸附有较大的影响,在低pH值具有较高的铬吸附容量,且吸附剂的吸附容量随着吸附温度、吸附时间及初始浓度的增加而增加。在吸附剂用量12.5 g/L,初始溶液浓度160 mg/L,pH值为2.0,吸附温度40℃的条件下吸附750 min,辣椒秸秆对铬的吸附量达12.1 mg/g。热动力学研究表明整个吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温线模型,吸附是一种自发吸热熵增的过程。     

琉基纤维素对水中Cr(VI)离子的吸附研究

制备了巯基纤维素并用其对含Cr(VI)离子的溶液进行了静态吸附实验.研究了pH值、吸附时间、反应温度、吸附剂用量等因素对吸附性能的影响.结果表明:在pH值为2、Cr(VI)浓度为50 mg/L和吸附剂为0.5 g时,常温条件下吸附6h后,Cr(VI)去除率达到99.2%,吸附反应符合Langmuir和Freundlich等温方程.     

琉基纤维素对水中Cr(VI)离子的吸附研究

制备了巯基纤维素并用其对含Cr(VI)离子的溶液进行了静态吸附实验.研究了pH值、吸附时间、反应温度、吸附剂用量等因素对吸附性能的影响.结果表明:在pH值为2、Cr(VI)浓度为50 mg/L和吸附剂为0.5 g时,常温条件下吸附6h后,Cr(VI)去除率达到99.2%,吸附反应符合Langmuir和Freundlic...     

Fe-NH_4Cl改性南荻生物炭对Pb~(2+)吸附性能研究

以南荻秸秆生物炭为实验原料,利用Fe-NH4Cl进行改性,研究其对Pb2+的吸附效果。通过考察生物炭用量、溶液初始p H值、吸附时间及溶液初始浓度对吸附的影响,并对吸附前后生物炭样品进行傅里叶变换红外光谱分析(FITR)、比表面积(BET)、X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)表征。结果表明在pH=5、溶液浓度为50 mg/L、温度为30℃、吸附时间为180 min、吸附剂用量在1.4 g/L、改性生物炭对Pb~(2+)吸附量达35.4 mg/g,与未改性生物炭相比吸附量提高20倍左右。生物炭对Pb~(2+)的吸附机理主要为表面羟基(—OH)和羰基(C=O)与Pb2+表面发生络合化学反应作用。     

毛木耳(Auricularia polytricha)对水中铬的去除特性研究

以毛木耳子实体(Auricularia polytricha)为生物吸附材料,通过批量实验研究起始pH值、反应时间、生物量、Cr浓度等因素对毛木耳子实体吸附去除水中铬的影响及吸附特性。结果表明:铬的生物吸附过程明显受溶液pH影响,其中总Cr和Cr(Ⅵ)的最佳去除pH分别为2.0和1.0;48 h后生物吸附达到平衡,生物吸附剂的最佳浓度为4 g/L;A.polytricha对Cr的最大吸附容量为113.8 mg/g;在整个吸附过程中伴随着Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)。生物吸附剂的X射线光电能谱显示:吸附在生物吸附剂表层的Cr大都呈+3价。在等温实验中Freundlich模型能较好地模拟毛木耳子实体对Cr的等温吸附过程,同时准二级模型很好地拟合了生物吸附Cr的过程。毛木耳(A.polytricha)子实体在去除水体中的Cr方面具有很强的潜力。     

柚子皮吸附水溶液中亚甲基蓝的机理研究

为研究柚子皮吸附水溶液中亚甲基蓝（MB）的吸附性能和吸附机理,试验考察了不同条件（如pH,生物材料粒径,染料浓度,吸附时间和温度等）对其吸附效果的影响. 结果显示:染料溶液在弱酸或碱性条件下有利于亚甲基蓝被该生物材料吸附;其粒径对吸附效果影响不大;在30 ℃的条件下,对亚甲基蓝的吸附在1 h左右达到平衡且符合二级动力学方程;在30 ℃及pH为8时的最大吸附量为169.49 mg/g,符合Langmuir方程;该吸附过程为放热反应,最大吸附量随温度的升高而减少. 表明柚子皮吸附亚甲基蓝的过程是以物理吸附为主,可作为染料废水处理材料.      

Biosorption characteristics of unicellular green alga Chlorella sorokiniana immobilized in loofa sponge for removal of Cr(Ⅲ)

Loofa sponge (LS) immobilized biomass of Chlorella sorokiniana (LSIBCS), isolated from industrial wastewater, was investigated as a new biosorbent for the removal of Cr(Ⅲ) from aqueous solution. A comparison of the biosorption of Cr(Ⅲ) by LSIBCS and free biomass of C. sorokiniana (FBCS) from 10-300 mg Cr(Ⅲ)/L aqueous solutions showed an increase in uptake of 17.79% when the microalgal biomass was immobilized onto loofa sponge. Maximum biosorption capacity for LSIBCS and FBCS was found to be 69.26 and 58.80 mg Cr(Ⅲ)/g biosorbent, respectively, whereas the amount of Cr(Ⅲ) ions adsorbed onto naked LS was 4.97 mg/g. The kinetics of Cr(Ⅲ) biosorption was extremely rapid and equilibrium was established in about 15 and 20 min by LSIBCS and FBCS,respectively. The biosorption equilibrium was well defined by Langmuir adsorption isotherm model. The biosorption kinetics followed the pseudo-second order kinetic model. The biosorption was found to be pH dependent and the maximum sorption occurred at the solution pH 4.0. Desorption studies showed that 98% of the adsorbed Cr(Ⅲ) could be desorbed with 0.1 mol/L HNO3, while other desorbing agents were less effective in the order: EDTA ＞ H2SO4 ＞ CH3COOH ＞ HCl. The regenerated LSIBCS retained 92.68% of the initial Cr(Ⅲ) binding capacity up to five cycles of reuse in continuous flow-fixed bed columns. The study revealed that LSIBCS could be used as an effective biosorbent for the removal of Cr(Ⅲ) from wastewater.     

Effect of functional groups on sludge for biosorption of reactive dyes

The sludge, which was collected from a biological coke wastewater treatment plant, was used as a low-cost adsorbent in the removal of reactive dyes (methylene blue (MB) and reactive red 4 (RR4)) from aqueous solution. The pH of dye solution played an important role on the dye uptake. As the solution pH increase, the MB uptake increased, while the RR4 uptake decreased. The maximum uptake of RR4 by protonated sludge was 73.7 mg/g at pH 1, and the maximum uptake of MB by sludge was 235.3 mg/g at pH 9. Three functional groups, including carboxyl, phosphonate, and amine group, were identified by potentiometric titration, fourier transform infrared (FT-IR) spectrometry, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The anionic functional groups, phosphonate and carboxyl group, were identified as the binding sites for the cationic MB. Amine groups were identified to bind RR4. The main mechanism of the reactive dyestuffs adsorption is electrostatic interaction.     

活性染料高温厌氧生物降解研究

研究了升流式厌氧污泥床反应器(UASB)在高温条件下处理含盐活性红2(RR2)染料废水的工艺及RR2的降解机理.结果表明:运行温度为(55±1)℃,水力停留时间为12 h,进水ρ(NaCl),ρ(COD_Cr)和ρ(RR2)分别为50　000,1　000和100 mg/L的条件下,以驯化好的厌氧颗粒污泥为接种污泥, 运行10 d后反应器达到稳定,COD_Cr和RR2去除率分别为25%和90%以上.利用气相色谱－质谱联用(GC-MS)分析厌氧出水发现, RR2的生物降解途径为在厌氧条件下最先被还原的是较易断裂的偶氮键(NN),去除颜色后形成了芳香胺类化合物,一部分芳香胺类化合物通过水解和氧化作用进一步降解为更小分子的代谢物.      

响应面法优化复合微生物吸附剂对低浓度Cr3+的吸附

根据已有4种微生物吸附剂的吸附基团存在的差异特征,将其复配成复合吸附剂,借助统计学方法研究其对低ρ(Cr3+)废水的吸附性能.在单因素试验基础上,利用P-B(Plackett-Burman)法筛选出吸附过程4个主要影响因素分别为pH,初始ρ(Cr3+)及微生物吸附剂XB和TQ的投加量,应用最陡爬坡试验接近主要因素最优水平,采用Box-Behnken试验设计和响应面分析得到对低浓度Cr3+吸附过程的二阶模型.结果表明,最优吸附条件为pH 4.0,初始ρ(Cr3+)为4.86mg/L,XB和TQ的投加量分别为0.20和0.13 g/L,实际吸附率达到87.54%,与理论预测值(87.68%)接近,且高出单一吸附剂吸附率7.79%～17.35%.FT-IR扫描显示,复合微生物吸附剂性能提高与表面基团增多有关.通过响应面分析法优化复合微生物吸附,吸附性能明显提高.     

黑曲霉（Aspergillus niger）对Pb2+的吸附特性研究

以黑曲霉菌丝体作为吸附剂,通过静态吸附实验研究了各种因素对其吸附去除废水中Pb2+的影响。结果表明：当Pb2+初始浓度为50 mg/L,吸附剂用量为1．0 g/L,吸附时间为45 min,pH为5．0时,吸附效果最佳。此时吸附量为44．1 mg/g,去除率为90．86%。使用准二阶动力学方程可较好的拟合黑曲霉对Pb2+的吸附,表明该吸附过程以化学吸附为主。等温吸附过程可用Freundlich方程描述,说明该吸附为多分子层吸附。傅立叶红外光谱分析表明,黑曲霉吸附剂表面的酯羰基(-COO-)、羧基(-COOH )和羟基(-OH )在吸附Pb2+的过程中发挥主要作用。     

Removal of Crystal Violet from aqueous solution using powdered mycelial biomass of Ceriporia lacerata P2

A simple and efficient biosorbent prepared from powdered mycelial biomass of Ceriporia lacerata was used to removal Crystal Violet, poorly degraded as recalcitrant molecule by microorganism.