碳酸钙改性硅藻土处理电解锌漂洗废水实验研究

铅锌矿在我国储存量大,电解法生产锌过程中可产生含Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、As5+和Cu~(2+)等重金属离子的漂洗废水。以硅藻土精土为基体,用碳酸钙作为改性剂制备改性硅藻土,对电解锌漂洗废水进行吸附实验研究。结果表明:在反应时间为150 min,碳酸钙改性硅藻土用量为3 g/L,pH为5.46,温度为25℃条件下,对废水进行吸附实验,吸附后废水中的Cu~(2+)和As5+离子浓度低于仪器检测线(0.01 mg/L和0.09 mg/L),Pb~(2+)浓度为0.16 mg/L,吸附后废水中Cu~(2+)、As5+和Pb~(2+)离子浓度均满足GB 25466—2010《铅锌工业污染物排放标准》的排放要求。同时,采用SEM、FTIR、XRD等对碳酸钙改性硅藻土进行表征,进一步探讨了碳酸钙改性硅藻土对重金属的吸附机理。     

煤矸石复合吸附剂对Zn~(2+)的吸附性能

采用某洗煤厂的煤矸石和天然粘土石灰石作为主要原料,添加适量的氯化铝制备吸附剂对Zn~(2+)进行吸附,运用SEM技术对吸附剂进行了表征,研究了不同因素对Zn~(2+)去除率的影响,并探讨了吸附机理。实验结果表明:当反应温度为20℃、振荡时间为70 min、废水pH为6、吸附剂投加量为0.5 g时,Zn~(2+)去除率达到96.28%。煤矸石复合吸附剂对Zn~(2+)的吸附符合准二级动力学方程,在高浓度时符合Langmuir等温吸附模型低浓度时符合Freundlich等温吸附模型,且吸附是易发生的。     

新型分离富集剂对重金属离子吸附能力的研究

本文从静态和动态两个方面探讨了各种实验条件对新型分离富集剂吸附能力的影响。结果表明:在静态条件下,Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附平衡时间为1h,Pb~(2+)和Cu~(2+)为1.5h;富集剂对上述几种离子的吸附速度的顺序是:Pb~(2+)>Cu~(2+)>Zn~(2+)>Cd~(2+);当[Mg~(2+)]<200mg/L,[Ca~(2+)<400mg/L,[K~+]<350mg/L时,此三种金属离子不会干扰对Cu~(2+)的吸附。对于动态吸附,当吸附剂用量为0.1g(对Hg~(2+)),或0.15g(对Cu~(2+)),pH为0.3—8(对Hg~(2+)),3～8(对Cu~(2+))及流速>7mL/min(对Hg~(2+)),或≤10mL/min(对Cu~(2+))时,本富集剂可完全吸附上述两种物质。另外,此富集剂的饱和吸附量为巯基棉的3—20倍,具有很高的吸附能力和很好的稳定性。     

磁性膨润土的制备及性能

由于磁性膨润土在外加磁场下可以实现处理废水后的快速分离,采用化学共沉淀法制备磁性膨润土,通过正交试验来确定磁性膨润土的最佳制备条件,并对其进行了红外线吸收光谱、X射线衍射进行表征。研究了磁性膨润土对于Zn~(2+)、Cu~(2+)的去除,确定了吸附Zn~(2+)、Cu~(2+)的最佳反应时间和最佳投药量。实验表明制备的磁性膨润土吸附去除Zn~(2+)、Cu~(2+)的最佳反应时间分别是15min和15min。最佳投药量分别是1.2g/L和1g/L,去除率分别是94.54%和86.57%。     

液/固体系Cu2+、Zn2+、Mn2+在硅藻土表面的吸附行为与特性

为了深入了解液/固体系Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)在硅藻土表面的吸附行为与特性,为硅藻土在含重金属离子废水处理上的应用提供充分的理论依据,采用静态吸附试验对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)在硅藻土表面的吸附条件、性能、行为与特性进行了系统的研究.结果表明,硅藻土投加量和离子初始浓度对硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的影响均可归结为液/固比(液相离子与硅藻土的质量比)的影响,过高或过低的液固比均不利于吸附,硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)所需的最佳液/固比分别为0.025、0.100和0.100.溶液初始pH值对硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的影响主要与溶液初始pH值与硅藻土等电点(2.0)之间的距离有关,接近或低于硅藻土等电点都不利于吸附,过高的pH值会使Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)发生沉淀,也不利于吸附,硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)所需的最适溶液初始pH值区间分别为4.0~6.0、4.0~7.0和4.0~7.0.溶液温度对硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的液膜扩散、颗粒扩散和吸附反应3个过程的影响不一致,导致对吸附量的影响无明显规律.硅藻土对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的吸附分别符合Langmuir、Tenkin、Freundlish等温吸附模型,以物理吸附为主,吸附反应容易进行,在40 min达到平衡,吸附容量(25℃时)理论值分别为4.335、23.031、3.844 mg·g~(-1).吸附是自发的、吸热的、无序性增加,符合二级动力学模型.吸附速率的控制步骤为发生在孔道内部的吸附反应.     

非活体生物质对含铬废水的吸附研究

研究了非活体生物质——玉米芯对Cr^6＋的吸附作用,并探讨了溶液的pH值、Cr^6＋初始浓度、吸附时间及温度等因素对Cr^6＋吸附效果的影响。结果表明,改性玉米芯对C,有很好的吸附作用,在温度为33℃,Cr^6＋初始质量浓度为20mg/L的Cr^6＋溶液50mL,溶液的pH值为2．0,改性玉米芯用量为1．0g,振荡时间为120min的条件下,改性玉米芯对Cr^6＋的吸附率达到了98．16％。     

有机改性膨润土吸附锌离子的性能

研究了有机改性膨润土对锌离子的吸附性能。结果表明:有机改性膨润土对水中锌离子的吸附在60 min达到平衡;在50 mL1、0 mg/L的锌离子溶液中,当其用量为1.0 g时,有机改性膨润土对水中锌离子的吸附去除率达到92.8%;温度对水溶液中锌离子的去除有一定的影响,有机改性膨润土吸附水中锌离子的过程为放热反应。平衡吸附量与平衡质量浓度之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。     

酸碱复合改性海泡石亚结构特征及其对Cd(Ⅱ)吸附性能

为强化海泡石(Sep)对溶液中Cd~(2+)的吸附性能,采用酸碱复合改性处理获得改性海泡石(ABsep),借助氮气吸脱附等温线、SEM-EDS、TEM、FTIR和XRD等技术分析了改性前后海泡石的结构特征,采用静态吸附实验研究了时间、ABsep/Cd~(2+)质量比、温度、吸附剂用量、pH及共存离子等因素对ABsep吸附Cd~(2+)的影响.结果表明,ABsep孔隙结构发达,比表面积、平均孔径和孔容分别较改性前增加66.1%、15.7%和34.8%,可交换性离子含量有所增加,主要成分为SiO_2和Mg(OH)_2.改性前后海泡石对Cd~(2+)吸附过程能较好地以准二级动力学方程和Langmuir模型进行拟合,且均为自发吸热反应,以化学吸附为主并伴有物理性吸附;最佳ABsep/Cd~(2+)质量比为3:1;298 K时Sips拟合ABsep对Cd~(2+)最大饱和吸附量为142.43 mg·g~(-1),为改性前海泡石的3.55倍;随着吸附剂投加量的增加,Cd~(2+)吸附量表现为先增大后减小,最佳用量为0.3 g·L~(-1);ABsep对Cd~(2+)的吸附量随溶液初始pH的升高而增加最佳pH为7;不同浓度K~+、Na~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)的存在均会对Cd~(2+)的吸附产生一定的抑制作用其中Mg~(2+)的抑制作用最强.     

磁性生物炭对重金属污染废水处理条件优化及机理

将水稻谷壳经改性和负磁后制得磁性谷壳生物炭(BC-Fe),通过正交实验研究了pH、生物炭添加量、吸附时间和转速对磁性谷壳生物炭吸附实际污染废水中Cd~(2+)和Zn~(2+)的影响,提出了磁性谷壳生物炭作为实际污染废水处理材料的最佳操作条件,并应用于多步骤废水处理系统中,同时进行了BC-Fe的再生吸附实验.正交实验结果表明,在pH为6.0、固液比为6.0 g·L~(-1)、吸附时间为1.0 h、转速为160 r·min~(-1)的条件下,磁性谷壳生物炭对Cd~(2+)和Zn~(2+)的去除率最高,分别达到61.1%和60.4%,吸附量分别为8.6 mg·g~(-1)和21.3 mg·g~(-1).在实验所设条件下,Cd~(2+)和Zn~(2+)的综合去除效果随着pH和生物炭添加量的增加而显著升高,吸附时间和转速的影响未达显著水平.在多步骤废水处理系统中,使用CaO和Na_2S作为前处理,利用磁性谷壳生物炭二次处理,可使实际污染废水中Cd~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Mn~(2+)、Fe~(2+)的去除率分别达到100%、99.8%、99.3%、97.8%、100%,SS降为1.0 mg·L~(-1),此时系统pH为7.5,色度为2倍,出水各项指标均达到硫酸工业污染物排放标准(GB 26132—2010)和污水综合排放标准(GB 8978—1996)的要求.再生实验表明,BC-Fe第3次吸附Cd~(2+)和Zn~(2+)的去除率分别为50.6%和49.1%,吸附材料再生性能良好.     

柚皮改性吸附剂制备及对水中Ni~(2+)的吸附效果

以雪峰柚皮为原料,采用EDTA-2Na改性制备颗粒吸附剂,对其理化性质进行表征,并研究其对水中Ni~(2+)的去除效果。结果表明,实验条件下,吸附剂产物最优制备工艺为:w_(柚粉):w_(EDTA-2Na)=1∶1(质量比),温度为120℃,时间为4 h,浓硫酸2 mL,产物对Ni~(2+)去除率可达99.87%,饱和吸附量为140.62 mg/g;红外光谱及SEM表征分析证实,产物的—OH、—NH_2、—COOH等活性基团增多,表面结构不规则,具有丰富孔道。通过考察投加量、pH值、盐浓度和粒度等影响因素发现,pH值(pH≥2)、粒度(只影响其吸附速率)和盐浓度对产物吸附效果影响均微弱,在投加量为0.75 g/L、Ni~(2+)初始浓度为100 mg/L下,处理30 min达到吸附平衡。改性产物对Ni~(2+)的吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程与Langmuir和Freundlich模型吻合。     

改性聚乙烯醇吸附镍离子的动力学与热力学研究

研究了自制改性聚乙烯醇对Ni~(2+)的吸附行为,在不同的吸附条件下,探讨相关因素的影响,并对实验数据进行动力学与热力学的拟合。结果表明,室温下,在溶液p H=6.0,NaNO_3的浓度为0.1 mol/L,吸附时间为60 min,液固比为250 m L/g,改性聚乙烯醇对浓度为0.1 mol/L Ni2+的吸附效果好,去除率达到98.05%;当干扰因子设定为0.1 mol/L的Ca(NO_3)_2,对Ni2+的去除率降到59.29%。改性聚乙烯醇对Ni2+的吸附动力学符合准二级动力学方程;Langmuir等温模型的拟合度较高,推测改性聚乙烯醇表面是均一的等质体,计算的最大吸附量为1.35 mmol/g,与实验结果一致;D-R等温模型的拟合度次之,在各温度下,E16 k J/mol,说明改性聚乙烯醇对Ni2+的吸附是以化学吸附为主。通过Van’t Hoff方程的拟合,计算得到的吉布斯自由能以及熵变和焓变表明该吸附过程为吸热化学反应。     

白腐真菌吸附废水中Zn~(2+)的影响因素及吸附机理研究

研究白腐真菌粉末对Zn2+的吸附效果、影响因素及其吸附机理。结果表明,35 min后吸附过程基本完成,pH适宜范围为5~6,Zn2+吸附率随着Zn2+初始浓度增大而提高,且在Zn2+初始浓度为25 mg/L,吸附剂用量为2.5 g/L,pH为5.5的最佳条件下,Zn2+吸附率达到98.01%。与原白腐真菌相比,用0.8 mol/L NaOH对菌样进行预处理,Zn2+的吸附率可提高10%左右。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FTIR)对Zn2+吸附前后的白腐真菌粉末进行表征。结果表明,白腐真菌表面粗糙,孔隙多。吸附Zn2+的过程中,白腐真菌表面的-OH和-PO4与Zn2+发生络合反应,生成的产物主要为磷酸锌和氢氧化锌。     

玉米芯粉处理含汞废水的研究

通过模拟试验探讨了经活化后的玉米芯粉吸附汞的效果及其主要技术参数，结果表明，玉米芯粉对汞的吸附平衡时间为１００ｍｉｎ，最大吸附量为０．９８５ｍｇ／ｇ，工作吸附量（穿透点）为０．４００ｍｇ／ｇ，该吸附剂容易洗脱与再生，且使用寿命长，最佳洗脱液为０．１％的稀硝酸溶液，吸附剂使用２０次后，效果仍较好，二级吸附对泵的去除率高达９９．７５％，出水浓度为０．０２５ｍｇ／Ｌ，可以使含Ｈｇ＾２＋１０．００ｍｇ／Ｌ     

改性粉煤灰处理含锌废水的研究

利用改性粉煤灰吸附混凝作用,研究了含锌离子浓度为50～200mg/L的模拟废水去除锌离子的一般规律。研究结果表明,以氧化钙为改性剂改性的粉煤灰对含锌废水具有良好的吸附性能,在含锌离子浓度为50～250mg/L,改性粉煤灰用量每100mL为20g,pH为4～11的实验条件下,锌离子的去除率最高可达99.7%。     

Sphaerotilus natans对Zn~(2+)吸附的研究

以球衣菌作为生物吸附剂,研究了球衣菌对Zn2+吸附过程中的影响因素,包括吸附时间,pH,菌龄等。结果表明:Zn2+浓度为1.0mg/L,菌体浓度为0.5g/L,菌龄32h,pH7.0,吸附时间30min时,吸附的效果最好,吸附率达到77.2%,吸附量为3.86mg/g。吸附作用是一个快速的过程,30min就基本达到平衡。     

ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮特性及其影响因素

为了解析ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附特性及机理,分别考察了不同初始氨氮浓度和污泥浓度下的ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮特性,以及温度、pH、盐度和金属阳离子对氨氮吸附的影响;并采用了吸附等温式、动力学和热力学对吸附过程进行解析.结果表明,ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附在20min左右基本达到吸附平衡,吸附容量随着氨氮初始浓度的增加而增加,随ANAMMOX颗粒污泥浓度的升高而减少.低温有利于ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,其最佳pH为7.0.盐度和金属阳离子显著影响ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,在NaCl浓度为5g/L时,吸附作用已不明显.在质量浓度相同的条件下,Fe³⁺对吸附作用抑制最强,Mg²⁺与Ca²⁺次之,而Cu²⁺相对最弱.ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮过程更符合Freundlich等温式,吸附过程符合准二级动力学模型,并且是由表层扩散和内部扩散共同作用的结果.热力学研究表明,该吸附过程是一个自发的放热过程.     

耐铅、铜微生物的筛选及吸附性能研究

采用浓度梯度筛选的方法,从重金属污染土壤中分离筛选到两株耐受和吸附铅、铜的细菌G、Y。用单因素的方法得到G最适的培养条件为．T=30℃;pH=6．O;NaCl浓度为0．5％;Y的最适培养条件分别为：T=37℃;pH=8．5;NaCl浓度为0．5％。用原子吸收分光光度法测得,G、Y的冻干菌体对Pb2＋、Cu2＋的吸附量分别为：G铅 126．42mg／g,G铜75mg／g,Y钢61．08mg／g,Y钢45．86mg／g。G湿菌体对铅、铜的吸附率分别为：G铅94．66％,G铜92．84％;Y湿菌体对铅、铜的吸附率分别为：Y铅99．74％,Y铜97．96％。经检测,其遗传性状稳定。可进一步开发为重金属吸附剂。