7种改性硅藻土对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附性能对比

首次系统地研究了硅藻土经热活化、锰氧化物、Mg(OH)2改性、聚丙烯酰胺、氨丙基三乙氧基硅烷、微乳液和Cu2等7种方法改性后,在不同pH下对Cd2+、pb2+、Cu2+的吸附效果及其主要机理.在实验条件下,重金属吸附效果最佳的是锰氧化物和Mg(OH)2改性硅藻土.对于pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附,前者的最大吸附量分别为98、84和78 mg/g,后者是79、76和91 mg/g.SEM、BET、XRD、FTIR结果显示,这2种改性硅藻土的比表面积大大增加,且拥有更多能提高其吸附性能的Si-O-H基团.Mg(OH)2改性硅藻土对Cd2+吸附等温线研究表明,其符合Langmuir等温吸附模型.提供的改性方法和实验结果,为硅藻土处理水体重金属污染提供了新的技术手段和理论依据.     

改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cu2+的研究

利用离子液氯化-1-己基-3-甲基咪唑对甘蔗渣进行改性,利用改性甘蔗渣吸附去除模拟废水中低浓度的Cu2+,并对比了较优条件下甘蔗渣改性前后的Cu2+吸附性能.结果表明,溶液pH、改性甘蔗渣投加量、吸附时间对改性甘蔗渣吸附Cu2+均有一定的影响,较佳的溶液pH为5.41、改性甘蔗渣投加量为0.30 g、吸附时间为130 min;吸附温度升高Cu2+吸附率反而降低,因此选择在室温下进行吸附反应为宜;在以上较优条件下,改性甘蔗渣和甘蔗渣的Cu2+吸附率分别为83.20％和53.83％,前者的Cu2+吸附率提高了30.35％.     

木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂对二元重金属离子溶液中Pb2+的吸附

采用自制木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂R1、R2、R3对二元金属离子Cu2 +/pb2和Zn2+/pb2+溶液中的吸附性能进行了较系统考察.pb2+离子溶液中存在竞争离子Cu2+、Zn2+时,随竞争离子浓度增加,3种吸附树脂R1、R2、R3对pb2+的吸附量明显下降,而竞争离子吸附量显著增加.二元溶液中各金属离子浓度相同时,3种树脂对竞争离子Cu2+、Zn2+的吸附量大于对pb2+的吸附量;各溶液中分别加入NaCl及NaNO3、尿素后,对pb2+离子的吸附量下降迅速.随吸附树脂用量增加,竞争离子Cu2+、Zn2+的吸附量逐渐减小,pb2+的吸附量在吸附树脂用量0.10 g/L(Zn2 +/pb2+溶液)或0.15 g/L(Cu2+/pb2+溶液)时出现最大值.溶液pH值对树脂吸附性能有显著影响.3.0＜pH＜5.O时,3种树脂对竞争离子和pb2+的吸附量快速增大;5＜ pH ＜9时,树脂对竞争离子和pb2+的吸附量基本不变;9＜pH＜ll时,树脂对pb2+的吸附量减小,而对竞争离子的吸附量或增大或减小.     

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。     

橘子皮皂化交联改性及其对重金属离子的吸附

以生物废料橘子皮(OP)为原料,经乙醇、NaOH和CaCl2处理,得到皂化交联改性橘子皮(SCOP)生物吸附剂,将其用于对重金属离子Cu2+、pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的吸附,并研究了溶液pH、吸附时间和重金属离子初始浓度对SCOP吸附性能的影响.结果表明,重金属离子在改性橘子皮上的吸附速率快,符合准二级动力学方程；改性橘子皮对Cu2+、pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附等温线符合Langmuir方程,对Cd2+的吸附等温线符合Freundlich方程,根据Langmuir方程计算对Cu2+、pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的饱和吸附量分别为72.73、209.80、85.84、56.18、33.80mg/g,均高于改性前.改性后的橘子皮生物吸附剂可以再生重复使用4次以上,是性能良好的重金属离子吸附剂.     

Fenton氧化-活性炭吸附协同深度处理垃圾渗滤液的研究

以上海某垃圾填埋场垃圾渗滤液为研究对象,采用Fenton氧化-活性炭吸附协同处理工艺对其处理效果进行研究。探讨了投加方式以及H2O2浓度、Fe2+浓度、活性炭投加量、温度、pH等因素对COD去除率的影响。结果表明:采用先投加活性炭吸附30 min后投加Fenton试剂反应150 min的方式能够获得最好的COD去除效果。正交实验表明各因素对COD去除的主次关系为:活性炭投加量Fe2+浓度反应温度H2O2浓度pH值;其最优化条件为:活性炭投加量为16g/L,Fe2+浓度为29 mmol/L,反应温度为60℃,H2O2浓度为78 mmol/L,pH值为3。     

改性锰砂对废水中锰的吸附特性研究

通过正交实验,研究pH值、反应时间、锰砂投加量和锰砂改性时间等因素对Mn2+吸附效果的影响。结果表明,在25℃,吸附反应体系pH=9,锰砂投加量为15 g/L,吸附时间为30 min,锰砂的高锰酸钾改性时间为36 h时,改性锰砂对锰的吸附去除率最高,达到了99.99%。四因素的影响顺序为:pH>反应时间>锰砂投加量>锰砂改性时间。在单因素实验中,当pH=7,吸附剂投加量为25 g/L时,经60 min可达吸附平衡,锰的去除率为60.04%,其等温吸附符合Freundlich和Langmuir模型,并且与Langmuir模型的拟合程度更高。本研究还对改性锰砂吸附除锰的机理做了初步探讨。     

改性壳聚糖处理污水中Ni(Ⅱ)的效果

通过丁二酸酐与γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性后的纳米SiO2(即可分散的纳米二氧化硅,简称DNS)反应,合成了羧基化的DNS,再经过与壳聚糖脱水生成酰胺的过程,合成了改性壳聚糖。通过红外光谱和扫描电镜对改性壳聚糖进行表征。研究了壳聚糖及改性壳聚糖微粒吸附Ni2+时溶液pH值、时间、吸附剂用量和Ni2+初始浓度等对吸附率的影响,并确定了最佳条件为:pH=7,吸附时间为120 min,吸附剂的投加量为0.3 g。改性壳聚糖比壳聚糖具有更强的吸附Ni2+的能力,吸附率达67.01%。     

酸改性泥炭对含亚甲基蓝废水的吸附净化作用

采用稀硝酸对泥炭进行改性处理获得酸改性泥炭,并将其用于处理亚甲基蓝废水。考察初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度等因素对酸改性泥炭吸附效果影响。结果表明,初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度对酸改性泥炭吸附性能都有一定的影响。在最佳的反应条件下(接触时间为60 min,反应温度为35℃,初始溶液pH为7.12,酸改性泥炭投加量为2 g),亚甲基蓝去除率可达90.88%,其吸附较好地符合Freundlich和Langmuir等温方程,拟合相关系数均大于0.9。通过热力学计算发现,ΔG<0、ΔS>0,表明该吸附反应是自发的、吸热反应。且该吸附过程符合准二级动力学方程(R2=0.98)。     

尿素改性生物质炭吸附水中氨氮研究

利用尿素对小麦秸秆生物质炭进行改性,用于吸附水中氨氮。研究了尿素添加量、pH、改性生物质炭投加量、共存阳离子等因素对改性生物质炭吸附氨氮的影响,并研究了吸附的热力学和动力学机制。结果表明,1.00g未改性生物质炭中添加2.4g尿素时制备得到的改性生物质炭UBC-4对氨氮吸附能力最好,零电荷点相比改性前明显降低。处理20mL 60mg/L的氯化铵溶液,UBC-4最佳投加量为0.20g,最适pH为8。实际废水处理中应考虑Na+、Mg2+等共存阳离子对UBC-4吸附氨氮的竞争吸附作用。Langmuir方程能较好地拟合UBC-4对氨氮的吸附等温过程,准二级动力学模型能较好地描述其动力学过程。吸附为自发的吸热过程,主要机制是物理吸附。     

液/固体系中硅藻土对Pb2+和Cd2+的吸附机制

为了提高硅藻土在重金属废水处理上的应用水平,采用静态吸附实验考察了液/固体系中硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附影响因素、吸附等温线和吸附动力学属性。结果表明,随着投加量的减少,离子初始浓度的提高,pH值的增大,吸附作用时间的延长,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋吸附量不断上升;硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的等温吸附都符合Langmuir模型,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋最大吸附量分别为10.428 mg/g和7.916 mg/g,硅藻土对Pb2＋具有更好的吸附能力;Pb2＋具有较低的水合自由能,更容易脱去水膜与硅藻土孔道内的活性基团发生吸附作用;双常数扩散方程可以很好地描述硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附动力学属性,硅藻土对Cd2＋有较快的吸附速率。     

改性硅藻土复合混凝剂处理深度采油废水

某油田深度采油废水中含有大量残油,粘度大、乳化程度高、油水分离困难,本实验采用改性硅藻土吸附和无机混凝剂混凝相结合以处理深度采油废水.结果表明,对于含油浓度为250～ 350 mg/L的石油废水,用强化吸附方法,吸附剂投加量为1.5 g/L,优化实验条件下除油率可达到75％；采用强化混凝的方法,PAC在投药量为200 mg/L的情况下除油率可达到87％；采用强化吸附-混凝联合处理的优化方法,投加0.7 g/L吸附剂+PAC 200 mg/L,除油率＞95％,明显高于吸附和混凝单独处理效果,大大改善了出水水质.     

改性γ-聚谷氨酸络合重金属离子性能

研究了不同控制条件(温度、Pb2+浓度、pH)对交联改性γ-聚合谷氨酸(γ-PGA)吸附重金属离子所形成的絮凝颗粒性质的影响,对于治理水中重金属污染的相关研究有一定参考价值。实验表明,C-L-γ-PGA絮凝吸附Pb2+的最佳温度段在30℃附近。随着交联度的增加,不同的Pb2+浓度影响絮凝颗粒的大小,当处于较低浓度时,静电引力成为影响絮凝颗粒粒径最主要的因素,当Pb2+浓度增加到一定程度时,重金属的吸附量成为絮凝颗粒的粒径的决定因素。溶液pH达到7附近时,能够形成粒径最大的絮凝颗粒,并出现了最大的Pb2+去除率。C-L-γ-PGA对其他重金属离子也有类似的吸附絮凝作用,且絮凝吸附强弱顺序为Cu2+>Cr3+>Pb2+>Hg2+。吸附絮凝颗粒的粒径反映了重金属被吸附之后分离的难易程度,因此研究不同条件对絮凝颗粒粒径的影响对重金属离子的吸附和去除有重要意义。     

改性松针对水体中铅(II)的吸附

探讨了改性松针(GXLsp)作为吸附剂对水体中铅离子的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、盐离子浓度、Pb(II)初始浓度及温度对改性松针吸附Pb(II)的影响。利用Langmuir和Freundlich等温线模型对实验数据进行非线性拟合分析,结果表明,Freundlich等温线模型能很好地描述松针对Pb(II)的吸附过程。热力学参数表明吸附是一个自发的吸热过程。改性松针对铅的吸附行为符合拟二级动力学方程,表明吸附过程是以化学吸附为主。在293K时松针对Pb(II)的饱和吸附量为318.3 mg/g,因此,GXLsp可作为一种高效低值生物质吸附剂以去除水体中重金属Pb(II)的污染。     

改性铁覆膜砂的制备及吸附性能研究

制备了4种改性铁覆膜砂,并对其吸附性能进行了全面的实验,分析比较了4种改性剂的作用和效果.实验中发现,添加改性剂对铁覆膜砂吸附性能的促进作用各不相同,改性剂和铁氧化物的性质共同决定了改性铁覆膜砂的性质.吸附等温线和连续动态过滤实验结果表明,活性炭和硅藻土对提高铁覆膜砂吸附性能有促进作用,但膨润土和粉煤灰的作用不明显,甚至还可能降低吸附容量.活性炭改性铁覆膜砂的吸附等温式符合Langmuir模型,硅藻土改性铁覆膜砂、膨润土改性铁覆膜砂和粉煤灰改性铁覆膜砂对Langmuir模型和Freundlich模型都有较好的相关性.改性铁覆膜砂对天然有机物(NOM)的吸附属于单分子层吸附,吸附的主要机理为静电相互作用、配位交换-表面络合作用和疏水/憎水作用等.溶液pH值对改性铁覆膜砂吸附NOM有很大的影响,表现为低"pH值去除效率高,高pH值去除效率低"的特点,其变化规律取决于添加物质的性质.磷酸盐会和腐殖酸在改性铁覆膜砂表面产生竞争吸附,磷酸盐对粉煤灰改性铁覆膜砂的吸附能力影响最大.     

EDTA-enhanced phytoremediation of lead-contaminated soil by the halophyte Sesuvium portulacastrum

The low bioavailability of Pb and low number of Pb-tolerant plant species represent an important limitation for Pb phytoextraction. It was recently suggested that halophyte plant species may be a promising material for this purpose, especially in polluted salt areas while Pb mobility may be improved by synthetic chelating agents. This study aims to evaluate Pb extraction by the halophyte Sesuvium portulacastrum in relation to the impact of EDTA application. Seedling were cultivated during 60 days on Pb artificially contaminated soil (200, 400, and 800 ppm Pb) in the presence or in the absence of EDTA (3 g kg^?1 soil). Results showed that upon to 400 ppm, Pb had no impact on plant growth. However, exogenous Pb induce a decrease in shoot K⁺ while it increased shoot Mg²⁺ and had no impact on shoot Ca²⁺ concentrations. Lead concentration in the shoots increased with increasing external Pb doses reaching 1,390 ppm in the presence of 800 ppm lead in soil. EDTA addition had no effect on plant growth but strongly increased Pb accumulation in the shoot which increased from 1,390 ppm in the absence of EDTA to 3,772 ppm in EDTA-amended plants exposed to 800 ppm exogenous Pb. Both Pb absorption and translocation from roots to shoots were significantly enhanced by EDTA application, leading to an increase in the total amounts of extracted Pb per plant. These data suggest that S. portulacastrum is very promising species for decontamination of Pb²⁺-contaminated soil and that its phytoextraction potential was significantly enhanced by addition of EDTA to the polluted soil.     

用于处理冲厕海水的固定化生物硅藻土小球的制备

选用聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）混合物作为包埋载体，对筛选出的耐盐复合菌群固定化制备方法进行了研究。通过正交实验分别研究了包埋载体不同配比、包菌量、硅藻土投加量和交联时间对固定化生物硅藻土小球的性能及其对冲厕污水中COD去除效果的影响。研究结果表明，固定化生物硅藻土小球最佳包埋条件是：聚乙烯醇9％，海藻酸钠0．5％，包菌量l：1，硅藻土20g／L，交联时间为24h。在该条件下，小球成球效果较好，机械强度高，对海水冲厕污水中COD的去除率达86．95％。     

酸度对好氧颗粒污泥生物吸附含铅废水影响的研究

为了有效地控制铅污染，利用序批式反应器（sequencing batch reactor,SBR）培养的以醋酸钠为碳源的好氧颗粒污泥作为吸附剂，进行生物吸附含铅废水的效能和机理的研究。通过考察酸度、接触时间和Pb²⁺初始浓度等因素的影响，验证好氧颗粒污泥吸附模型，并利用不同的脱附剂，进一步解析其生物吸附的Pb²⁺。实验结果表明, 酸度是影响好氧颗粒污泥生物吸附Pb²⁺的关键因素，当初始pH为5时，好氧颗粒污泥对含铅废水生物吸附效果最好。对低浓度（0～20 mg/L）含铅废水， 10 min后可快速达到吸附平衡。好氧颗粒污泥对Pb²⁺的实测饱和吸附量为101.97±9.00 mg/g，符合朗缪尔（Langmuir）模型。好氧颗粒污泥生物吸附Pb²⁺的过程，伴随着pH值的升高和K⁺、 Ca²⁺、 Mg²⁺的释放，此现象揭示离子交换作用是好氧颗粒污泥生物吸附Pb²⁺的机理之一。此外，脱附剂HNO₃、EDTA和CaCl₂能实现Pb²⁺的回收和好氧颗粒污泥的重复利用。     

Heavy metal budgets for two headwater forested catchments in background areas of Finland.

Mean annual (1994-1996) budgets for Cd, Cu, Ni, Pb and Zn at two background, forested catchments, VK and HJ, in Finland are presented. Budgets for plots (VK3, HJ1 and HJ4) included throughfall (TF), litterfall (LF) and soil leaching fluxes, and for catchments terrestrial retention and leaching and lake sedimentation fluxes. Total deposition (TD) loads were relatively low (Cd < 0.1, Cu < 2, Ni < 1, Pb < 3 and Zn < 5 mg m-2 year-1) and that even in these areas almost half of the TD was in the form of dry deposition. Retention of TD within catchments was > or = 77% for all metals, except for Ni at VK (54%). For Cu and Pb, the retention was 94-97%. Most of the retention (74-97%) took place in the terrestrial part of the catchment, lake sedimentation accounting for the remainder. Plot-scale soil leaching fluxes at 40 cm of Cd, Cu (VK3) and Ni (VK3) were greater (> or = 100%) than TD inputs. Most of the catchment retention must therefore have taken place either deeper in the soil or in the lowland peatland areas. The humus layer was particularly effective in retaining Cu and Cd (65-81% and 51-78% of total inputs to the forest floor (TF + LF)). The retention of Pb by the humus layer was less than expected (26-54% of TF + LF). Litterfall was a particularly important internal flux for Zn.     

表面活性剂对多壁碳纳米管吸附Pb~(2+)的影响

多壁碳纳米管(MWNT)在吸附有毒气体和重金属离子方面具有极高的应用价值.针对MWNT对水溶液中Pb2+的净化吸附进行了研究,从吸附量,吸附速率、动力学角度考察了表面活性剂、Pb2+浓度对MWNT吸附Pb2+的影响.结果表明,司班-60、吐温-20、阿拉伯树胶等表面活性剂的加入,促进了MWNT在溶液中的分散,导致在Pb2+摩尔浓度为3～18 mmol/L的Lang-muir和Freundlich等温吸附方程中的吸附常数(K)变大,使得MWNT对Pb2+的吸附速率和平衡吸附量都得到提高;随着溶液中Pb2+浓度的增大,MWNT对其吸附量渐至饱和,随后由于Pb2+的位阻作用.吸附量下降;在这3种表面活性剂中,由于司班-60具有相对较小的分子量,其分散的MWNT在Pb2+摩尔浓度为14 mmol/L时,吸附量最大,为230 mg/g.