活性污泥对四环素的吸附性能研究

通过批量平衡法研究了四环素在活性污泥上的吸附行为.结果表明,污泥混合液浓度和四环素初始浓度对吸附平衡时间、污泥吸附量和污泥吸附率均有较大影响.伪二级反应动力学模型较伪一级反应动力学模型更符合本吸附实验.在10、25℃条件下,四环素在活性污泥上的吸附行为较符合Langmuir模型,最大吸附量分别是31.14、70.95 mg.g-1;在40℃下,符合Henry模型.应用D-R模型判定吸附类型,10℃(平均吸附能为9.13 kJ.mol-1)下,化学吸附占主导;40℃(平均吸附能为7.07 kJ.mol-1)下,物理吸附占主导.温度升高,污泥对四环素的吸附能力增大.离子交换是四环素在活性污泥上吸附的一种机制.四环素的初始浓度为5、10、20 mg.L-1,钠离子浓度由0 mol.L-1增加到0.1 mol.L-1时,吸附量分别下降15.32%、15.00%、20.12%.当pH在5～10之间时,pH为6的条件下污泥对四环素的吸附量最大.     

生物炭结构性质对氨氮的吸附特性影响

氨抑制现象在富含有机氮底物的沼气工程中普遍存在,采用生物炭吸附法可固定发酵液中氨氮.为探究生物炭理化结构与氨氮吸附特性之间的相关关系,在不同热解温度(350、450和550℃)下制备以玉米秸秆、稻壳为原料的生物炭,通过元素分析、FTIR和BET等分析生物炭结构及其理化性质,并结合批式吸附实验,研究不同理化性质生物炭对氨氮的吸附特性影响.结果表明随着热解温度的升高,生物炭中碳及灰分含量增多; 450℃制备的玉米秸秆生物炭(CS450)与550℃制备的稻壳生物炭(RH550)对氨氮的吸附分别遵循准二级和准一级动力学模型.Freundlich吸附模型能更好地描述CS450和RH550生物炭对氨氮的等温吸附过程;玉米秸秆炭吸附量与其表面官能团间具有显著相关性;而与稻壳炭的吸附量相关性最显著的为生物炭的比表面积,其次是表面官能团,最后是灰分.其中,RH550吸附性能最好,最大吸附量为12. 16 mg·g~(-1).     

巯基改性玉米秸秆对水中Cu(Ⅱ)的吸附特性

采用巯基乙酸改性玉米秸秆(MACS)为吸附剂,研究不同影响条件下其对Cu(Ⅱ)的吸附特性.结果表明,当振荡速率为250r/min、吸附温度为40℃、吸附时间为60min、水样初始pH值为6.0时,吸附去除效果最佳,Cu(Ⅱ)去除率可达97.94％.准二级动力学可准确描述MACS对Cu(Ⅱ)的吸附过程,在吸附温度为45℃...     

厌氧与缺氧污泥对17β-雌二醇吸附性能的研究

雌二醇浓度为500～10 000　ng/L,采用活性污泥灭活吸附,考察了吸附平衡时间和pH值对吸附的影响.在10、20、30℃不同温度下建立了Freundlich吸附等温线,并计算了分配系数K_d.结果表明,厌氧与缺氧失活污泥对雌二醇的吸附都在30 min以内达到平衡;pH值在6～9范围内对吸附没有影响,pH大于9时随着pH值增加吸附量减少;两者在不同温度下对雌二醇的吸附都符合Freundlich吸附,都呈线性吸附,分配系数随温度升高而降低,厌氧失活污泥的分配系数K_d为629.2(10℃)＞534.9(20℃)＞405.6(30℃),缺氧失活污泥的分配系数K_d为601.2(10℃)＞491.3(20℃)＞360.1(30℃).另外,研究了厌氧与缺氧活性污泥的吸附等温线与分配系数,厌氧活性污泥的K_d大于缺氧活性污泥.厌氧(缺氧)活性污泥与灭活污泥对雌二醇的吸附未出现明显差别,厌氧污泥的吸附性能强于缺氧污泥.     

高岭土的改性及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性

采用煅烧、酸浸的方法对高岭土进行改性,通过对SEM、XRD、FT-IR、EDS、孔结构表征及高岭土对Cr(Ⅵ)的去除能力研究,确定高岭土的改性条件,考察改性高岭土对Cr(Ⅵ)的吸附特性. 结果表明:①高岭土的改性适宜条件为煅烧温度800℃、煅烧时间3h、c(HCl)为4mol/L;煅烧使高岭土的结构发生变化,活性增强;酸改使高岭土孔隙通畅,吸附性能增强. ②改性高岭土吸附Cr(Ⅵ)的优化条件为粒度0.15mm、用量10g/L、吸附温度30℃、吸附时间15min,该条件下ρ〔Cr(Ⅵ)〕为100mg/L时废水中Cr(Ⅵ)的去除率可达91.4%. ③高岭土对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,相比于Freundlich方程,其吸附等温式更符合Langmuir方程.      

红绒盖牛肝菌菌丝对Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)生物吸附的影响因子

在离体条件下,研究了外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)菌丝对 Cu(Ⅱ)和 Cd(Ⅱ)生物吸附的影响因子,考察了X. chrysenteron菌丝对 Cu(Ⅱ)和 Cd(Ⅱ)的吸附能力、去除率和平衡吸附量在不同初始质量浓度和不同温度下所受影响,并采用Freundlich和Langmuir线性化吸附等温线模型拟合X. chrysenteron菌丝的生物吸附热力学特性. 结果表明:当菌丝的质量浓度为10g/L, 30 ℃时,X. chrysenteron非活性菌丝对 Cu(Ⅱ)和 Cd(Ⅱ)的最佳吸附量分别为47.11和11.72mg/g(以菌丝干质量计);X. chrysenteron非活性菌丝对 Cu(Ⅱ)和 Cd(Ⅱ)的吸附能力、去除率、平衡吸附量均优于活性菌丝;X. chrysenteron菌丝对 Cu(Ⅱ)和 Cd(Ⅱ)的吸附能力随其初始质量浓度的增加而增大,去除率随其初始质量浓度的增大而分别呈指数下降和线性下降;30 ℃时X. chrysenteron菌丝对 Cu(Ⅱ)和 Cd(Ⅱ)的吸附能力、去除率、平衡吸附量均比 25 ℃时大.     

不同热解温度生物炭对 Cd(Ⅱ)的吸附特性

以花生壳和中药渣为原料,分别于300、350、400、500、600℃下慢速热解制备生物炭,并表征其物理化学性质.研究不同p H、吸附时间和Cd(Ⅱ)浓度下生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附特征.结果表明,随着热解温度的升高,生物炭的碳化程度增加,比表面积增大,含氧官能团数量减少,π共轭芳香结构更加完备,Ca和Mg等无机元素不断富集,矿物溶解性降低,导致了Cd(Ⅱ)在不同热解温度生物炭上吸附能力及机制的差异.随溶液p H的升高(2.0~6.0),生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附量逐渐增加.吸附过程可分为快吸附和慢吸附两个阶段,吸附速度受膜扩散、颗粒内扩散和沉淀作用、离子交换等过程的控制.随热解温度的升高,快吸附在生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附中所占比例逐渐降低.高温生物炭(≥500℃)中含氧官能团的锐减及难溶晶体矿物的形成降低了其对Cd(Ⅱ)的快吸附速率.沉淀和离子交换可能是低温生物炭(≤400℃)吸附Cd(Ⅱ)的主要机制;高温生物炭(≥500℃)中更完备的π共轭芳香结构增加了Cd-π作用对吸附的贡献,而难溶磷酸盐和碳酸盐的形成则降低了沉淀作用对吸附的贡献.这些研究结果为筛选对Cd(Ⅱ)具有高效去除或固持能力的功能生物炭(designer biochar)提供了重要的理论数据.     

铆钉菇(Gomphidius viscidus)菌丝对Cu(Ⅱ)的生物吸附特性

在离体条件下研究了外生菌根真菌铆钉菇(Gomphidius viscidus)菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附动力学和热力学特性,并采用二级动力学方程Freundlich和Langmuir吸附等温线模型拟合G.viscidus菌丝的生物吸附特性.同时,考察了G.viscidus菌丝在不同温度和Cu(Ⅱ)起始浓度下,各自对Cu(Ⅱ)吸附能力和吸附率所造成的影响.结果表明:G.viscidus活性菌丝在2h时达到最大吸附速率,16h时达到最大平衡吸附量,其主动吸附使得对Cu(Ⅱ)具有很高的平衡吸附比例;G.viscidus活性菌丝和非活性菌丝均对Cu(Ⅱ)具有很大的吸附量,分别为25℃时的15.12与36.13mg·g-1(以干重计)和30℃时的16.23与10.42mg·g-1(以干重计);G.viscidus非活性菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附能力随温度升高而降低,G.viscidus活性菌丝则无显著变化;G.viscidus菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附能力随Cu(Ⅱ)初始浓度增加而增大,吸附率随初始浓度增加而减小.     

巯基改性海泡石吸附水中的Hg(Ⅱ)

为发展高效低廉的重金属废水处理技术、促进海泡石的资源化利用,利用巯基乙酸改性天然海泡石,并对改性材料进行扫描电镜、X-射线衍射、比表面、Zeta电位和红外光谱分析;采用静态吸附实验,研究了改性海泡石对水中Hg(Ⅱ)的吸附动力学和热力学特征.结果表明,通过有机改性向海泡石中引入了巯基,改性海泡石的表面变得更加光滑,空隙增多,且带有更多的负电荷,有利于提高其对Hg(Ⅱ)的吸附能力.改性海泡石吸附水中Hg(Ⅱ)的最佳p H为6,30℃时可在60 min内达到吸附平衡,吸附过程符合假二级动力学方程,初始吸附速率常数为0.063 mg·(g·min)~(-1);吸附热力学特征可以用Langmuir等温吸附模型很好地描述,改性海泡石对Hg(Ⅱ)的最大吸附量为3.256 mg·g~(-1);该吸附过程为自发进行的吸热过程,是物理吸附和化学吸附共同作用的结果,但以物理吸附为主.     

赤铁矿对砷的吸附解吸及氧化特征

采用等温吸附热力学的方法,研究了赤铁矿(α-Fe2O3)对三价砷离子的吸附和氧化特征,以及温度、pH值等因素对吸附和氧化效果的影响.研究结果表明,Langmuir方程可以很好地表述吸附量与初始三价砷离子浓度的关系(R2=0.9939);随着初始砷离子浓度的增大,溶液中As(V)的浓度(氧化量)也逐渐增大,然而氧化率却随着初始砷离子浓度的增大而减小;35℃条件下的吸附量和吸附率、氧化量和氧化率都比25℃时大,表明升高温度有利于赤铁矿对砷离子的吸附和氧化作用.溶液酸度对于As(Ⅲ)的吸附和氧化有着不同的影响,在pH<8时,吸附量和吸附率随pH上升而增加,在pH=8时达到最大,随后随pH上升而减小;当pH低于6.0时,随着pH的增加As(Ⅲ)氧化量、氧化率逐渐增大,而当pH高于6.0时.随着pH增加As(Ⅲ)氧化量反而降低.最大氧化量出现在pH=6.0处.     

花椰菜基生物炭对水中Pb (II)的吸附性能

以农业废弃物花椰菜的根和叶为原材料,采用限氧裂解法在500℃条件下制备花椰菜根基生物炭(BCR)和叶基生物炭(BCL),探究了吸附时间、温度、Pb(Ⅱ)初始浓度、pH及不同共存离子对2种生物炭吸附性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、红外光谱(FTIR)及比表面积测定(BET)等手段对生物炭的结构和性质进行了表征,初步探讨了吸附机理.结果表明,2种生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学和颗粒内扩散模型,BCR和BCL对Pb(Ⅱ)的吸附分别在3 h和6 h达到吸附平衡;2种生物炭对不同浓度下Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型;在25℃条件下,BCR和BCL对Pb(Ⅱ)的最大吸附量分别达到454.55和434.78 mg·g~(-1),BCR和BCL具有良好的吸附效果,可作为优良的生物质基吸附材料.     

我国西北黄土对阿特拉津的吸附行为及影响因素

为了探讨ATZ(阿特拉津)在黄土中的吸附/解吸行为及主要影响因素,以我国西北黄土为供试土样,采用批量试验法研究了黄土对ATZ的吸附动力学和热力学行为特征. 结果表明:黄土对ATZ的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,吸附热力学过程更符合线性分配的Henry吸附模型(R2>0.90),吸附过程中ΔGθ(吉布斯自由能)及ΔHθ(焓变)均小于0、ΔSθ(熵变)大于0,25～45 ℃温度范围内E(吸附平均自由能)为0.86～1.30 kJ/mol,表明黄土对ATZ的吸附过程以物理吸附为主,属于自发放热过程且导致吸附体系混乱度增加. 黄土对ATZ的吸附影响因素分析结果显示,随着系统温度的升高,ATZ在黄土中的饱和吸附量下降;pH在2～10范围内变化时,ATZ在黄土中的饱和吸附量随pH的增加呈明显降低趋势;初始ρ(ATZ)从2.5 mg/L增至10.0 mg/L时,黄土对ATZ的饱和吸附量也相应地从0.082 5 mg/g增至0.621 0 mg/g. 结果显示,ATZ在黄土中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程主要受到土壤有机质疏水性分配作用的影响.      

垃圾渗滤液中溶解性有机物对土壤重金属吸附

垃圾渗滤液主要组分为重金属和大量的溶解性有机物(DOM). 选取我国北方具有代表性的褐土,通过不同pH(5～9)和温度 (15,25和35 ℃)下的等温吸附试验,研究了垃圾渗滤液中DOM对Cu, Cd, Pb和Zn 4种重金属在土壤中吸附行为的影响. 结果表明:DOM对Cu和Cd在土壤中的吸附促进作用较明显,对Pb有微弱的促进作用,对Zn的吸附影响不明显;改变pH,DOM对4种重金属在褐土中的吸附也表现出不同的影响,吸附平衡后土壤溶液pH变化差异明显;25 ℃下Cu在土壤中的吸附量高于15和35 ℃条件下;有DOM时,Cd, Zn和Pb在土壤中的吸附量随着温度的升高而增大.      

小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附特性及动力学、热力学分析

为实现农业废料资源化,解决含铬废水的污染问题,研究了小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附性能.试验考察了pH,小麦秸秆投加量,温度和初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕对吸附活性的影响,进而确定了小麦秸秆去除Cr(Ⅵ)的最优条件.结果表明:当pH=1.0,温度为50 ℃,固液比为40 g/L时,小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳.在pH=1.0,温度为30 ℃,固液比为4 g/L的条件下,初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕分别为50,100和150 mg/L时,吸附6 h达到平衡,饱和吸附量分别为6.281,11.942 和13.981 mg/g.吸附动力学反应符合准二级动力学方程.吸附热力学反应符合Langmuir吸附等温方程.结合FTIR谱图和SEM结果,推断小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附过程以化学吸附为主.      

苯并(a)芘在黄河水体不同粒径颗粒物上的表面吸附和分配作用特征

模拟实验研究了苯并(a)芘在黄河水体不同粒径颗粒物上的吸附作用,重点探讨了颗粒物粒径对苯并(a)芘的表面吸附和分配作用的影响.结果表明:(1)苯并(a)芘在黄河水体颗粒物上的吸附符合表面吸附-分配作用复合模式(2)苯并(a)芘在粒径d≥0.025 mm颗粒物上的吸附以表面吸附为主,表面吸附对吸附的贡献在68.7%至82.4%之间;当苯并(a)芘液相平衡浓度为0～8.87μg·L-1时,其在粒径0 007 mm≤d＜0.025 mm颗粒物上的吸附以表吸附作用为主,当液相平衡浓度大于8.87μg·L-1时,吸附以分配作用为主;苯并(a)芘在粒径d＜0.007 mm颗粒物上的吸附以分配作用为主;(3)苯并(a)芘在不同粒径颗粒物上的表面吸附对总吸附的贡献大小顺序为:(d≥0.025 mm)＞(0.007 mm≤d＜0 025 mm)＞(d＜0.007 mm);(4)苯并(a)芘在不同粒径颗粒物中的分配系数与有机质含量呈线性相关,其标化分配系数Koc约为1.26×105L·kg-1.     

玉米秸秆生物炭对灰钙土吸附金霉素的影响

为研究生物炭(BC)添加对灰钙土(HGT)吸附金霉素(CTC)的影响,本文以玉米秸秆为原料分别在200、400和600℃下制备BC.采用批平衡法,研究CTC在HGT和HGT+BC上的吸附行为.结果表明,HGT对CTC的吸附平衡时间为240 min,添加BC使平衡时间相对延长,符合准二级动力学模型.CTC的总体吸附速率由表面扩散和颗粒内扩散共同控制,且表面扩散速率更快,疏水分配作用促进吸附进行.3种等温吸附模型拟合对CTC在HGT和HGT+BC中的吸附均呈现较好相关性.添加BC使HGT对CTC的吸附分配系数Kd值增大,亲和力增强.不同温度时分配系数Kd的差异性表明吸附过程为放热反应.吸附满足不同等温线型(L型和S型),是以化学吸附为主的非均质复杂吸附过程,伴随静电引力、氢键相互作用等表面吸附和物理吸附.pH=3时,CTC+与土壤表面的负性位点大量结合,发生阳离子交换与静电吸引作用,吸附量最大.pH增大,CTC存在形态改变,HGT和BC对其吸附能力减弱.BC在不同pH下始终增强HGT对CTC的吸附,且添加量越大,CTC的吸附分配系数Kd值越大.吸附是由HGT和BC的有机质含量、矿物组成、理化性质及CTC存在形态和环境因素共同作用的结果.研究表明适量添加BC对HGT吸附CTC具有积极影响,裂解温度200℃时作用最显著,可以有效促进HGT对CTC的吸附与固定作用.     

废水中聚丙烯酰胺在H-Beta分子筛上的吸附特性

将H-Beta用于处理含聚丙烯酰胺(PAM)的驱油废水,研究了PAM在H-Beta上的吸附动力学和热力学特征,并考察了吸附条件对吸附效果的影响.结果表明,吸附过程遵循准二级动力学模型;在低PAM初始浓度(100 mg·L-1)时,吸附表观活化能40 k J·mol-1,说明H-Beta对PAM的吸附以化学吸附为主;在高PAM初始浓度(200和500 mg·L-1)时,吸附活化能降低,吸附向物理吸附转变.吸附等温线在低平衡浓度区符合Langmuir模型,25、40和50℃时的单层饱和吸附量分别达到70.2、76.9和90.9 mg·g-1;在高平衡浓度区符合Freundlich模型,表现为多层吸附.吸附主要来自氢键作用,为自发的吸热过程.p H为2~4,吸附剂用量为5 g·L-1时,具有更优的吸附效果.真实废水中油和盐类的存在对PAM在H-Beta上的吸附未产生不利影响.     

改性羧甲基纤维素对铀吸附机理的试验研究

对羧甲基纤维素(CMC)进行改性,并将其用于吸附废水中的铀.研究结果表明:在温度为70℃~80℃、单体质量浓度为30%~35%、羧甲基纤维素:丙烯酸(质量比)为10:2.5、反应时间为3.5~4h条件下,CMC改性效果最好;在改性CMC质量浓度为0.10g/L,温度为25℃, pH值为5.0,反应时间60min的条件下,对废水中铀去除率达到了97.1%;改性CMC对溶液中U(VI)的吸附过程符合Freundlich方程,其吸附动力学数据符合准一级方程(R2=0.9618),表明改性CMC的吸附主要是表面吸附;热力学研究表明,改性CMC对铀的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附过程是自发的吸热反应、以物理吸附为主的过程.     

煤基胶体对草甘膦的吸附特征研究

采集内蒙古霍林河矿区的煤粉样品,过筛后采用离心法提取煤基胶体,并研究所提取胶体对草甘膦的吸附动力学特征、等温吸附特征,以及温度(35℃、25℃和15℃)和pH(4、6和9)对吸附作用的影响。结果表明煤基胶体对草甘膦的吸附可划分为快速阶段(120min之前)和慢速阶段(120min之后),360min可达吸附平衡。吸附过程符合准一级动力学方程。吸附等温式符合Langmuir和Freundlich方程,最大单分子层吸附量为40.91~48.08mg/g。温度和pH对吸附作用有明显的影响,温度升高,吸附能力和吸附速率提高;pH升高,吸附能力和吸附速度均降低。该吸附机理为化学吸附。     

甲壳素与氯基苯酚的吸附性能研究

以片状甲壳素(聚氨基葡萄糖)为研究对象,探讨了不同温度(5,15,25℃)下五氯酚(PCP)的吸附动力学;考察了温度(5,15和25℃)、盐度(w(NaCl)为0～7%)、pH值(pH5～8)、氯原子取代等对氯酚吸附的影响;比较了5℃时7种氯酚(PCP,三氯酚(2,4,6-TCP),4种二氯酚(2,5-DCP,3,4-DCP,2,3-DCP,2,6-DCP)和单氯酚(3-MCP))的吸附容量。结果表明,低温使五氯酚在片状甲壳素上的吸附速率显著降低,但同时增加甲壳素的吸附容量;5℃条件下,pH>6 5时,PCP吸附量降低一半后趋于稳定;w(NaCl)高于1%时,几乎完全抑制了PCP的吸附。7种氯酚在片状甲壳素上的吸附量大小顺序为PCP>TCP>DCP>MCP,其中4种DCP具有相似的吸附性能。