壳聚糖络合-超滤耦合过程去除溶液中铅离子的研究

采用聚醚砜超滤膜,以壳聚糖为络合剂络合-超滤去除溶液中Pb2+,考察了溶液pH值、Pb2+/壳聚糖装载量比、离子强度和Ca2+各因素对Pb2+截留率的影响,同时研究了超滤浓缩时间对Pb2+截留率及膜通量的影响.结果表明,溶液pH是决定络合-超滤耦合过程能否进行的关键因素;在pH为6.0, Pb2+/壳聚糖装载量比为0.25时,络合-超滤耦合过程对溶液中Pb2+的截留率达99%以上.溶液离子强度和Ca2+的增加均不利于络合-超滤耦合过程对Pb2+的去除.对浓缩的壳聚糖-铅溶液酸化解络之后,进一步采用全过滤过程回收壳聚糖.回收后的壳聚糖重新用于络合-超滤耦合过程去除溶液中Pb2+,此时对Pb2+的去除率为96.2%,与新鲜的壳聚糖没有明显差别.研究结果显示采用壳聚糖络合-超滤耦合过程能有效去除溶液中铅离子,同时实现壳聚糖的有效回收.     

化学沉淀-微滤-络合-超滤处理高浓度含镍废水

在pH=9下,镍离子浓度为5562.71mg/L的镍废水经充分沉淀后,以0.5μm孔径陶瓷膜微滤处理,发现浓缩时膜通量(J)先快速降低,经缓慢下降后,再较快降低,镍截留系数(R_Ni)接近1,当体积浓缩因子(VCF)从1增大到10时,截留液镍浓度(C_r)从5562.71mg/L浓缩至55507.76mg/L,渗透液镍浓度(C_p)为13.26mg/L.以陶瓷膜渗透液为料液,以聚乙烯亚胺为络合剂,考察聚合物与金属质量比(r_p/m)、pH值、温度和操作压力对恒容超滤R_Ni和J的影响,并研究超滤浓缩过程.结果表明,R_Ni随r_p/m或pH增大而增大,随温度升高而略下降,与操作压力无关;J随温度或操作压力增大而增大,随pH增大而增大至不变,r_p/m对J影响甚微.超滤浓缩时,控制r_p/m=7和pH=9,当VCF从1增大到30时,J仅下降9.76%,C_r从13.26mg/L增大至396.64mg/L,C_p约0.04mg/L,镍离子被浓缩,超滤渗透液可直接排放.     

胶团强化超滤处理含镍废水

胶团强化超滤(MEUF)是一种高效分离水中金属离子的技术。以无机陶瓷膜为媒介,采用胶团强化超滤法处理含镍废水,考察膜孔径,表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)浓度、镍离子浓度、pH值等因素对胶团强化超滤过程的影响。实验结果表明:膜孔径、SDS浓度、pH值对镍离子截留率有显著影响。当废水温度为20℃,操作压力为0.15 MPa,膜孔径为20 nm,SDS浓度为6.0 mmol/L时超滤效果最好;在此条件下,镍离子的截留率达99.25%,膜通量为89.65 L/(m2.h)。     

聚合物强化超滤技术分离Hg2+和Cd2+的研究

以聚丙烯酸钠为络合剂,研究Hg2+和Cd2+混合溶液的络合超滤分离行为.考察了pH值、负载比(LR)及外加盐浓度对混合体系分离的影响.结果表明,当pH值从5增大到7.5时,2种离子分离系数(S)逐渐下降,最适pH值为5;当LR从0.01增大到2时,S逐渐升高到最大值,此后迅速降低,LR=1.5时S达到最大值;Na2SO4的加入影响S值.控制混合溶液pH=5及LR=1.5,当体积浓缩因子为15时,截留液汞浓度(Cr, Hg)从30mg/L线性递增至444.9mg/L,截留液镉浓度(Cr, Cd)仅从30mg/L升高至35.4mg/L,S值约为227.浓缩液随着洗涤水体积增大,Cr, Hg基本不变,而Cr, Cd下降至5.24mg/L.收集各渗透液,调整至pH=6及LR=0.033予以浓缩,浓缩13倍时,Cr, Cd从27.37mg/L升高到354.7mg/L.     

pH及络合剂对亚铁活化S2 O82-氧化去除活性艳蓝的影响研究

以蒽醌染料活性艳蓝KN-R为目标污染物,研究了pH及不同pH条件下络合剂对于络合的亚铁活化过硫酸钠氧化去除KN-R的影响,并对络合体系与未络合体系进行比较.结果表明,由于PS在酸性条件下降解速度最快及酸性条件下主导自由基SO4-.氧化还原电位大于碱性条件下的.OH,所以酸性条件下KN-R的去除率远大于中性及碱性条件.pH=3时,EDTA体系KN-R 3 h剩余率仅为17.0%,PS的消耗率最低为32.3%,EDTA是酸性条件下的最佳络合剂选择;pH=7时,EDTA、柠檬酸体系3 d后KN-R的剩余率分别为11.3%、12.4%,PS消耗率仅为28.9%、28.0%,是中性条件的最佳络合剂选择;pH=10时,葡萄糖酸、柠檬酸、EDTA、酒石酸体系对KN-R的去除率及PS的消耗率基本相同,均能充当亚铁离子的络合剂.微量的亚铁存在时,络合剂的加入能很好地提高污染物的去除率,3 d后从52.5%提高到79.3%,说明PS适合于污染物的原位化学氧化降解(ISCO).     

荷电超滤膜对天然有机物去除及膜污染行为的影响

以Aldrich 腐殖酸溶液为水样,研究比较了溶液环境(pH值、离子强度和钙离子)对荷电改性再生纤维素超滤膜和传统中性未改性再生纤维素超滤膜过滤过程的影响.结果表明, ①pH值主要通过质子化作用影响荷电膜以及腐殖酸分子的荷电量,进而影响荷电超滤过程.溶液pH值从7.5下降到3.5时,荷电超滤膜对腐殖酸的截留率从92%减少到79%,超滤4 h时,膜通量下降从26%增加到36%.②离子强度的改变是通过影响腐殖酸分子的物化性质和静电屏蔽作用来影响超滤过程的.当溶液离子强度为0、 3和100 mmol/L时,初始截留率依次降低,分别为92%、 87%和48%,超滤4 h时,荷电超滤膜的通量下降依次增加,分别为26%、 35%和63%.③Ca2+浓度的影响,需要综合考虑静电屏蔽作用、Ca2+的架桥作用以及滤饼层的压实性等各方面的影响.④pH值、离子强度和钙离子对中性超滤膜过滤行为的影响趋势与荷电超滤膜相似,但其影响程度有着较大的差别.研究结果对荷电超滤膜技术在实际应用中选择合适环境条件提供了参考.     

溶液环境对荷电超滤膜和传统中性超滤膜去除天然有机物的影响

以Aldrich 腐殖酸溶液为水样,研究比较了溶液环境(pH值、离子强度和钙离子)对荷电改性再生纤维素超滤膜和传统中性未改性再生纤维素超滤膜过滤过程的影响.结果表明, ①pH值主要通过质子化作用影响荷电膜以及腐殖酸分子的荷电量,进而影响荷电超滤过程.溶液pH值从7.5下降到3.5时,荷电超滤膜对腐殖酸的截留率从92%减少到79%,超滤4 h时,膜通量下降从26%增加到36%.②离子强度的改变是通过影响腐殖酸分子的物化性质和静电屏蔽作用来影响超滤过程的.当溶液离子强度为0、 3和100 mmol/L时,初始截留率依次降低,分别为92%、 87%和48%,超滤4 h时,荷电超滤膜的通量下降依次增加,分别为26%、 35%和63%.③Ca2+浓度的影响,需要综合考虑静电屏蔽作用、Ca2+的架桥作用以及滤饼层的压实性等各方面的影响.④pH值、离子强度和钙离子对中性超滤膜过滤行为的影响趋势与荷电超滤膜相似,但其影响程度有着较大的差别.研究结果对荷电超滤膜技术在实际应用中选择合适环境条件提供了参考.     

铝酸钙去除水中氟离子的条件研究

采用铝酸钙粉,进行去除模拟废水中氟离子的条件研究,并进行了pH值、温度等多项条件的系列实验。实验得出,当氟离子浓度为215mg/L,反应溶液为200mL,反应温度是影响去除率的主要因素,去除主要发生在前15min,除氟主要依靠沉淀、络合等作用。pH为11,40℃时,投加量50g/L时,去除率可以达到95.7%以上,出水可直接达标。     

高分子重金属絮凝剂MAPEI的制备及性能研究

通过酰胺化反应将重金属络合剂巯基乙酸(TGA)接入高分子絮凝剂聚乙烯亚胺(PEI)的分子链中,合成了新型高分子重金属絮凝剂巯基乙酰聚乙烯亚胺(MAPEI),以达到用同一种絮凝剂既能除重金属又能除浊的目的.实验结果表明:①该絮凝剂对Cu2 有很好的捕集功能,Cu2 的最高去除率可达95%以上;②pH值对MAPEI除Cu2 、去浊的效果有一定的影响但影响不大,pH值低时除浊效果较好,pH值较高时除Cu2 效果较好;③当Cu2 和致浊物质共存时,会互相促进彼此的去除;④废水中Ca2 的存在会促进Cu2 的去除,Fe3 的存在会抑制Cu2 的去除.     

络合-氧化-还原耦合方法脱除烟气中NOx的研究

NO与Fe2+反应生成络合物[Fe(NO)]2+易被O2氧化解络形成NO2-和NO3-离子,进而被尿素溶液还原生成N2.基于上述反应原理,本文提出脱除烟气中NOx的新方法,即以FeSO4为吸收液、O2为氧化剂、尿素为还原剂的络合-氧化-还原耦合法.考察了尿素初始浓度、吸收液pH值、NOx初始浓度、烟气流量等因素对NOx脱除率的影响.结果表明,尿素初始浓度越高、吸收液pH值越低、NOx初始浓度越大、烟气流量越小时,NOx脱除率越高;当尿素初始浓度为1.19mol/L,吸收液pH值为3.2,NOx初始浓度为1493mg/m3以及烟气流量为800mL/min时,反应初期(0~6min)NOx脱除率可达92%以上,且反应1h后脱除率仍可保持在69%左右.     

Removal of heavy metals (Cr6+,Ni2+)from polluted water using decaying leaves of plane (Plantanus orientalis)

plane decaying leaves have been found capable of removing chromium and nickel ions from aqueous solutions. The removal efficiency depends upon the pH conditions, ions components and concentrations, and concentrations of leaves in media. The maximum removal for unique Cr⁶⁺ is about 7.5-8.0g/kg leaves at pH 4. 0, for unique Ni²⁺ about 2. 6g/kg at the region of PH5. 0-5.5. Under the described conditions nickel increases chromium uptake by plane decaying leaves from solution.     

水质环境条件对恒流超滤过程的影响研究

研究了用聚丙烯腈中空纤维超滤膜组件净化含腐殖酸类有机物模拟废水的恒流膜过程,考察了水中的Ca2+浓度、离子强度、pH值等水质环境条件对超滤膜过滤性能的影响。试验结果表明,增加水中Ca2+浓度,增大溶液离子强度,以及降低pH值均能增大跨膜压差的增加速率;增加水中Ca2+浓度和降低pH值的效果较明显。Ca2+、离子强度变化基本不影响有机污染物的去除率,而pH值的升高降低了膜对水中有机污染物的去除率。     

N,N-双(二硫代羧基)乙二胺对微量络合镍的深度脱除特性研究

以柠檬酸镍(CA-Ni)、酒石酸镍(TA-Ni)、焦磷酸镍(SP-Ni)3种低浓度模拟络合镍废水为研究对象,选用自制的重金属捕集剂N,N-双(二硫代羧基)乙二胺(EDTC),对废水中的Ni进行深度脱除.重点研究了EDTC投加量、初始p H、反应时间对Ni去除效果的影响及螯合沉淀物的沉淀性能和溶出特性,同时分析了EDTC去除络合Ni的机理.研究结果表明,处理初始浓度5 mg·L~(-1)的CA-Ni、TA-Ni、SP-Ni,p H为4~8,EDTC最佳投加量分别为60 mg·L~(-1)、55 mg·L~(-1)和70 mg·L~(-1),PAM(聚丙烯酰胺)为1 mg·L~(-1),反应时间2 min,Ni的出水浓度均低于0.05mg·L~(-1),去除率达99%以上.螯合沉淀物沉降性能好且在弱酸弱碱条件下能稳定存在.红外光谱图和元素分析结果表明:EDTC与Ni发生螯合反应,即EDTC直接脱除络合镍中的Ni2+,并与Ni2+生成更稳定的螯合产物EDTC-Ni,进而有效地去除废水中Ni.     

Evaluation of carbon-based nanosorbents synthesised by ethylene decomposition on stainless steel substrates as potential sequestrating materials for nickel ions in aqueous solution

The present work covers the preparation of carbon-based nanosorbents by ethylene decomposition on stainless steel mesh without the use of external catalyst for the treatment of water containing nickel ions (Ni²⁺). The reaction temperature was varied from 650 to 850℃, while reaction time and ethylene to nitrogen flow ratio were maintained at 30 min and 1:1 cm³/min, respectively. Results show that nanosorbents synthesised at a reaction temperature of 650℃ had the smallest average diameter (75 nm), largest BET surface area (68.95 m²/g) and least amount of impurity (0.98 wt.% Fe). A series of batch sorption tests were performed to evaluate the effects of initial pH, initial metal concentration and contact time on Ni²⁺ removal by the nanosorbents. The equilibrium data fitted well to Freundlich isotherm. The kinetic data were best correlated to a pseudo second-order model indicating that the process was of chemisorption type. Further analysis by the Boyd kinetic model revealed that boundary layer diffusion was the controlling step. This primary study suggests that the prepared material with Freundlich constants compared well with those in the literature, is a promising sorbent for the sequestration of Ni²⁺ in aqueous solutions.     

微絮凝对腐殖酸超滤过程膜污染的减缓特性

以硫酸铝[Al_2(SO_4)_3·18H_2O]为絮凝剂,腐殖酸(humic acid,HA)和高岭土(Kaolin)水溶液为原水,研究微絮凝过程产生的不同絮体形态,对自制聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜过滤过程的影响.主要考察了微絮凝过程中絮体的特性(粒径大小及分布,分形维数)以及不同条件下形成的絮体形态对膜通量的影响,利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对污染膜的表面形貌进行表征,并测定了PVDF膜与有机污染物之间黏附力大小,来解析不同絮体形态对超滤膜的膜污染影响机制.结果表明,Al~(3+)以电性中和作用水解去除有机物,随着絮凝剂投加量的增加,絮体粒径不断增大,絮体的分形维数减小.膜通量衰减速率与絮体的粒径呈负相关,絮体粒径越大,膜通量衰减速率越小,超滤过程中形成的滤饼层越疏松,同时,较小分形维数的絮体引起的膜污染较轻,其膜通量恢复率也较高.PVDF-有机污染物之间的相互作用力大小与运行初期相应污染膜通量衰减速率呈正相关.当Al~(3+)投加量为5 mg·L~(-1),初始pH=7时,HA去除率为96.7%,膜通量衰减最小,通量恢复率达到88%.     

高选择性基因工程菌E.coli SE5000生物富集水体中的镍离子

利用基因工程菌E．coli SE5000对水体中的镍离子进行富集研究．菌体细胞对Ni^2 的富集速率很快,富集过程满足Langmuir等温线模型．经基因改造的基因工程菌不仅最大镍富集容量与原始宿主菌相比增加了4倍多,而且对pH值的变化呈现出更强的适应性．对离子强度及其它共存重金属离子的影响的实验结果表明：Na^ ,Ca^2 ,Cd^2 ,Pb^2 的影响较小,但Mg^2 ,Hg^2 ,Cr^3 和Cu^2 所引起的负面效应较大．金属螯合剂EDTA的存在对基因工程菌的富集行为影响很大．     

Effects of protein properties on ultrafiltration membrane fouling performance in water treatment

Protein-like substances always induce severe ultrafiltration (UF) membrane fouling. To systematically understand the effect of proteins, regenerated cellulose UF membrane (commonly used for protein separation) performance was investigated in the presence of bovine serum albumin (BSA) under various water conditions. Results showed that although trypsin enhanced the membrane flux via proteolysis, catalysis took a long time. Membrane fouling was alleviated at high solution pH and low water temperature owing to the strong electrostatic repulsion force among BSA molecules. Both Na⁺ and Ca²⁺ could increase membrane flux. However, Ca²⁺ played a bridging role between adjacent BSA molecules, whereas membrane fouling was alleviated via a hydration repulsion force with Na⁺. The order of influence on membrane fouling was as follows: Ca²⁺ concentration > Na⁺ concentration > pH > temperature > trypsin concentration. Furthermore, a polyvinylidene fluoride UF membrane experiment showed that Ca²⁺ could reduce the fouling induced by BSA. Thus, the differences in UF membrane performance will have application potential for alleviating UF membrane fouling induced by proteins during water treatment.