杭锦2#土复合吸附剂对磷的吸附动力学

通过静态试验考察杭锦2#土/聚合硫酸铝复合吸附剂对生活污水中磷酸根的吸附特性,研究吸附过程的动力学模型,并从动力学角度探讨其吸附机理.结果表明,在杭锦2#土/聚合硫酸铝复合吸附剂用量5g·L-1、吸附时间60 min、废水pH值6.0、温度25℃、磷初始质量浓度小于16.72 mg·L-1条件下,磷酸根的去除率在96％以上;复合吸附剂对磷酸根的吸附动力学特征符合假二级方程,吸附速率在前10 min为内扩散控制,后期由膜扩散和内扩散共同控制,且膜扩散占主导地位;磷酸根的初始浓度越高,吸附质粒子的表观内扩散系数和表观传质系数越小;使用不同再生次数的再生吸附剂(添加量为5g·L-1)处理16.72 mg·L-1含磷生活污水,随着再生次数的增加,吸附能力有所下降,但磷酸根的去除率均大于89％.     

巯基硅烷改性氧化石墨对砷的吸附性能

为提高氧化石墨(GO)对砷的吸附能力,以3-巯基丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备了巯基改性的氧化石墨(GO-SH),考察其对水中砷的吸附性能.采用单因素实验法考察了初始pH值、吸附剂投加量、温度等对吸附效果的影响,拟合了吸附等温线,并研究了吸附动力学和吸附热力学规律.实验结果表明,在最优条件下,GO-SH对初始浓度为4 mg.L-1的砷去除率达到97.7%;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,45℃时由Langmuir模型得到的饱和吸附量(Qm)为24.45 mg.g-1;吸附动力学符合准二级模型,内扩散模型符合高浓度砷的吸附动力学;热力学研究表明,吸附过程是自发吸热的反应,以化学吸附为主.     

改性柚子皮吸附剂对模拟废水中pb2+的吸附性能

以废柚子皮为原料,经ZnCl2浸泡-加热的化学改性手段制备改性柚子皮生物吸附剂,并通过模拟试验研究该吸附剂对废水中pb2+的去除.考察了模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和pb2+初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂去除pb2+的影响,并研究柚子皮吸附剂对pb2+的吸附动力学及吸附特征.结果表明,模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和pb2+初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂吸附废水中pb2+均有显著影响.适宜的吸附条件为pH5.3～6.5,吸附时间1.5h,吸附剂用量10g· L-1,pb2初始质量浓度100 mg·L-1,温度30℃.在该条件下,废水中pb2+去除率在90％以上.柚子皮吸附剂对废水中pb2+的吸附符合动力学二级反应方程,等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述.     

Cu修饰成型13X分子筛对水中四环素的吸附行为

针对水中四环素有机污染物去除,选择Cu(Ⅱ)表面修饰的成型分子筛Cu-13X(s)为吸附剂,系统研究了吸附行为,考察了吸附剂的再生使用性能.结果表明:Cu-13X(s)分子筛晶型、形貌及硅铝比与交换前基本一致.吸附动力学研究表明该过程符合准二级动力学模型;对于高浓度四环素水溶液,颗粒内扩散为吸附的速控步,但不是唯一的速控步.四环素在Cu-13X(s)分子筛上的吸附均符合Langmuir单分子层吸附模型,是自发且混乱度降低的放热过程.Cu-13X(s)再生4次后,去除率稳定,具有良好的再生使用性能.     

壳聚糖/蒙脱土插层复合物对活性红染料的吸附动力学及解吸性能

采用溶液插层法制备了壳聚糖/蒙脱土插层复合物,以此复合物为活性红染料RR136的吸附剂,考察了复合物中壳聚糖与蒙脱土的摩尔比、染料溶液pH和浓度、温度及吸附剂用量等因素对吸附动力学行为的影响.运用红外光谱和扫描电镜对吸附RR136前后的吸附剂进行了表征,探讨了染料分子与吸附剂之间的相互作用,研究了吸附剂的再生性能.结果表明,壳聚糖/蒙脱土插层复合物对RR136的吸附更符合拟二级动力学方程,RR136在该复合物上的吸附速率受颗粒外扩散过程的控制.连续进行15次吸附/再生循环后,吸附剂的吸附容量和再生率分别为266.27 mg·g-1和60.5%,表明插层复合物吸附剂具有较好的再生重复使用潜力.     

改性木薯秸秆对硝酸根的动态吸附及脱附

利用以环氧氯丙烷、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、二甲胺溶液对天然木薯秸秆进行化学改性得到的新型阴离子吸附剂,研究在不同条件下对KNO3溶液的动态吸附及脱附再生效果.结果表明,与改性前相比,木薯秸秆的吸附性能有了很大提高.随着KNO3溶液质量浓度由50 mg·L-1增加至150 mg·L-1,改性木薯秸秆吸附硝酸根至饱和的时间由120 min缩短至65 min,动态饱和吸附量由11.73 mg·g-1增至26.58 mg·g-1;当KNO3溶液流速分别为3、5、10 mL·min-1时,动态吸附至饱和时间分别为150、120、65 min,改性吸附剂对硝酸根的饱和吸附量和去除率降低;改性木薯秸秆在中性溶液时,吸附效果较好,120 min后达饱和,而在碱性和酸性时40 min即达饱和.Thomas模型能够很好地描述改性木薯秸秆对KNO3的动态吸附动力学.分别选用0.05 mol·L-1NaCl、NaOH和HCl溶液做脱附剂可以得到较好的脱附效果.     

活性炭对乙腈-水溶液中新型POPs六溴环十二烷的吸附

选用活性炭作为吸附剂,研究了新型持久性有机污染物六溴环十二烷(HBCD)在乙腈-水溶液中的吸附行为.结果表明,活性炭的投加量(0.2—2 g·L-1)、HBCD初始浓度(0—60 mg·L-1)及溶液中乙腈的比例(40%—100%)对吸附效果产生显著影响;吸附动力学分析表明活性炭对HBCD的吸附速率受颗粒内扩散过程控制;通过对比Langmuir、Freundlich和Sips模型发现Sips模型更适于描述在0.05 g·L-1的活性炭投加量,HBCD初始浓度为0—60 mg·L-1的条件下,HBCD在乙腈溶液中的吸附过程,且呈现出S型吸附等温线特点,说明在吸附剂表面可能存在较强烈的竞争吸附;通过Sips模型求得的饱和吸附容量为62 mg·g-1;在40%—100%的乙腈比例下,吸附量随着乙腈比例的提高而线性降低.在活性炭投加量为0.05 g·L-1,HBCD初始浓度为5 mg·L-1条件下,获得平衡吸附量随乙腈浓度(40%—100%)变化的回归方程,并且估算乙腈比例为0%情况下,HBCD的平衡吸附量为127.35 mg·g-1.     

砷-铅交互作用对水稻根表铁膜富集及根系吸收砷铅的影响

采用土-砂联合培养方法诱导水稻根表自然形成铁氧化物膜,研究了As-Pb交互作用对水稻根表铁膜吸附砷铅及根系吸收As和Pb的影响.结果表明,As和Pb的添加显著地影响水稻根表铁膜对As和Pb的吸附,并且As-Pb交互作用显著地影响水稻根系对两元素的吸收及根表铁膜对As的吸附.添加Pb可促进水稻根系对As的吸收.当As浓度为25μmol.L-1时,浓度为25μmol.L-1Pb处理与对照相比导致水稻根系吸收As提高了53.3%.同样,施用As也可以促进水稻根系对Pb的吸收,当Pb的浓度为25μmol.L-1和50μmol.L-1时,50μmol.L-1As处理与对照相比,水稻根系吸收Pb分别提高20.2%和28.6%.添加As显著地促进Pb由铁膜向根系中转运,而添加Pb对As由铁膜向根系中的转运影响不大.因此,在重金属复合污染情况下,水稻根表铁膜对重金属的吸附及根系对重金属的吸收均存在着复杂的交互作用.     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd2+的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd2+的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd2+初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd2+吸附率的影响.结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd2+的吸附过程.Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd2+的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd2+最大吸附量为6.22mg·g-1.Cd2+去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd2+吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4.0～7.5时,pH值变化对Cd2+吸附量的影响不显著.采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd2+时,控制溶液Cd2+初始质量浓度30mg·L-1,粒径小于0.25 mm,投加水平8g·L-1,反应温度25℃,反应时间1～2h,Cd2+去除率可达80％.人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd2+的吸附剂.     

改性竹炭颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附动力学研究

用不同的酸碱溶液处理竹炭,研究改性竹炭颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附效果,再对筛选出的竹炭颗粒进行吸附动力学试验,并用准二级动力学模型和颗粒扩散模型对试验数据进行拟合,在此基础上进一步探讨影响吸附过程的因素。试验结果表明,用0.5 mol.L-1NaOH溶液处理过的竹炭颗粒吸附效果最佳,最大吸附量可达9.96 mg.g-1。颗粒扩散模型能更好地描述吸附动力学过程。竹炭颗粒的质量增加会降低孔雀绿分子的扩散速率;孔雀绿溶液的初始浓度增加则提高孔雀绿分子的扩散速率;颗粒直径、搅拌速度以及溶液的初始pH值也会影响吸附过程。     

炭化秸秆吸磷剂的制备及吸附性能研究

以水稻秸秆为原料,经炭化、KMnO4预氧化和FeSO4溶液改性后,制备得到低成本的改性炭化水稻秸秆（modified carbonized rice straw,MCRS）.采用Zeta电位分析仪、扫描电镜、能谱仪、比表面积分析仪、红外光谱分析仪和X射线衍射分析仪多种手段,分析了炭化水稻秸秆和MCRS的理化性能.通过静态吸附试验研究了吸附剂投加量、pH值和温度对MCRS除磷效果的影响.结果表明：MCRS对磷的吸附是一个吸热过程,其吸附等温线可用Langmuir方程进行拟合.当投加量为4g·L^-1、pH值为7时,MCRS对水溶液中磷的去除率最高可达96％;依据Langmuir方程计算得到,30℃条件下,MCRS对磷的最大吸附量为5.49 mg·g^-1.     

黄河上游沉积物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了黄河上游10个不同表层沉积物在黄河水体中对磷酸盐（P）的吸附动力学及其影响因素和吸附机理。结果表明：不同黄河沉积物对P的吸附能力各不相同,但吸附量随时间的变化具有相同的趋势,吸附速率均在前8 h内较快,以后逐渐趋缓,在48 h时基本达到吸附平衡。不同黄河沉积物对P的吸附量均随P初始质量浓度的增加而增大,随沉积物质量浓度增大而减小,且也受水体pH值的影响,在pH为6.0~9.0范围内吸附量比较大。不同沉积物在不同P起始质量浓度下对P的吸附动力学均符合Lagergren二级吸附动力学模型及Weber–Morris扩散方程,求得二级吸附速率常数和扩散速率常数分别在10.85~229.29 g.mg-1.h-1和0.7×10-3~5.2×10-3 mg.g-1？h-1/2）之间,吸附过程由P在沉积物内的扩散控制。     

焙烧态镁铝铁类水滑石对磷酸根离子的吸附

用共沉淀法制备了镁铝铁三元类水滑石(LDH),在不同温度下对其焙烧4 h,得到焙烧态类水滑石(CLDH).采用XRD、FT-IR对材料进行分析,研究其对水中磷酸根的吸附性能和机制.结果表明,铁的掺杂量过大会破坏类水滑石的层状结构,且随着铁含量的增大,类水滑石对磷酸根的吸附量逐渐减小.当Mg/Al/Fe物质的量之比为2∶0.9∶0.1,在300℃下焙烧时,CLDH吸附磷酸根能力最好,吸附容量约27.03 mg.g-1,为焙烧前的1.32倍.在pH 4—11范围内,在竞争离子存在的条件下,CLDH-0.1-300都能表现出较好的吸附性能,对实际废水中的磷也有较强的吸附能力.CLDH-0.1-300对磷酸根的吸附符合二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温式.用浓度为0.5 mol.L-1的NaOH溶液可以对吸附磷酸根后的类水滑石CLDH-0.1-300实现解吸再生,"吸附-再生-再吸附"循环3次后吸附容量仍接近初始值的60%.     

富磷污泥生物炭去除水中Pb(Ⅱ)的特性研究

以城市污水厂富磷剩余污泥为研究对象,考察高温热解制备生物炭吸附剂对水中Pb(Ⅱ)的去除效果.研究表明,随着热解温度升高,制备的生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力增强;在相同热解温度下,生污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力比消化污泥生物炭大.采用700℃热解1 h制备生污泥生物炭以研究对Pb(Ⅱ)吸附的影响因素,结果显示:吸附180 min达到吸附平衡;富磷污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的去除率随pH增加而升高;生物炭投加量增加,对Pb(Ⅱ)去除率上升,而单位吸附容量迅速减小.污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级反应动力学,Langmuir模型比Freundlich模型能更好地拟合等温吸附线.在pH 5.0、吸附时间3 h、生物炭投加量20 g.L-1条件下,对Pb(Ⅱ)的最大吸附量为34.5 mg.g-1,表明富磷污泥生物炭可以作为一种廉价的吸附剂.     

不同磷初始浓度对紫萍生长及磷吸收效率的影响

采用室内模拟培养试验方法,研究不同磷初始浓度对紫萍生长及磷吸收效率的影响。结果表明,水体初始ρ（磷）为3.0 mg.L-1时,紫萍相对生长率最高,生长繁殖速度最快。当初始ρ（磷）为0.3～3.0 mg.L-1时,紫萍对水体中磷的去除率在70%以上。紫萍累积吸磷量和磷吸收能力均随磷初始浓度的升高而增加,但当初始ρ（磷）为45.0 mg.L-1时,紫萍累积吸磷量和单位鲜质量紫萍吸磷量均明显下降。当初始ρ（磷）≤1.5 mg.L-1时,紫萍体内酸性磷酸酶活性升高,但随着低磷胁迫时间的延长,低磷条件和高磷条件间酸性磷酸酶活性差异减小。     

Validation of polymer-based nano-iron oxide in further phosphorus removal from bioeffluent: laboratory and scaledup study

The efficient removal of phosphorous from water is an important but challenging task. In this study, we validated the applicability of a new commercially available nanocomposite adsorbent, i.e., a polymer-based hydrated ferric oxide nanocomposite (HFO-201), for the further removal of phosphorous from the bioeffluent discharged from a municipal wastewater treatment plant, and the operating parameters such as the flow rate, temperature and composition of the regenerants were optimized. Laboratory-scale results indicate that phosphorous in real bioeffluent can be effectively removed from 0.92 mg·L^-1 to<0.5 mg·L^-1 (or even<0.1 mg·L^-1 as desired) by the new adsorbent at a flow rate of 50 bed volume (BV) per hour and treatable volume of 3500–4000 BV per run. Phosphorous removal is independent of the ambient temperature in the range of 15°C–40°C. Moreover, the exhausted HFO-201 can be regenerated by a 2% NaOH+ 5% NaCl binary solution for repeated use without significant capacity loss. A scaled-up study further indicated that even though the initial total phosphorus (TP) was as high as 2 mg·L^-1, it could be reduced to<0.5 mg·L^-1, with a working capacity of 4.4–4.8 g·L^-1 HFO-201. In general, HFO-201 adsorption is a choice method for the efficient removal of phosphate from biotreated waste effluent.     

黄河中下游沉积物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了黄河中下游10个不同表层沉积物在黄河水体中对磷酸盐（P）的吸附动力学及其影响因素和吸附机理。结果表明：（1）不同黄河沉积物对P的吸附能力各不相同,但吸附量随时间的变化具有相同的变化趋势,吸附速率均在前8h内较快,以后逐渐趋缓,在48h时基本达到吸附平衡。不同黄河沉积物对P的吸附量均随P初始质量浓度的增加而增大,随沉积物含量增大而减小;（2）不同沉积物在不同P初始质量浓度下对P的吸附动力学均符合Lagergren二级吸附动力学模型及Weber-Morris扩散方程,求得二级吸附速率常数和扩散速率常数分别在11.9866～157.55g·mg^-1·h^-1和0.0005～0.0119mg·g^-1·h^-1/2之间,吸附过程由P在沉积物内扩散控制。     

Adsorption of phosphate ions from water using a novel cellulose-based adsorbent

A novel cellulose-based adsorbent, iron(III)-coordinated amino-functionalised poly(glycidylmethacrylate)-grafted cellulose [Fe(III)–AM-PGMACell] was developed for the removal of phosphate from water and wastewater. The scanning electron micrograph showed that AM-PGMACell has a rougher surface than cellulose and the adsorption of Fe(III) on AM-PGMACell made the surface even rougher. Infrared spectroscopy revealed that amino groups on the surface of AM-PGMACell complexed with Fe(III) played an important role in the removal of phosphate from solutions. X-Ray diffraction patterns showed a decrease in crystallinity after graft copolymerisation onto cellulose. The effects of contact time, initial sorbate concentration, pH, agitation speed, dose of adsorbent and temperature on the removal process were investigated. Maximum removal of 99.1% was observed for an initial concentration of 25 mg·L ^?1 at pH 6.0 and an adsorbent dose of 2.0 g·L ^?1. A two-step pseudo-first-order kinetic model and Sips isotherm model represented the measured data very well. Complete removal of 11.6 mg·L ^?1 phosphate from fertiliser industry wastewater was achieved by 1.6 g·L ^?1 Fe(III)–AM-PGMACell. The adsorbent exhibited very high reusability for several cycles. Overall, the study demonstrated that Fe(III)–AM-PGMACell can be used as an efficient adsorbent for the removal and recovery of phosphate from water and wastewater.