Mg-Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs），经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH，并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响，并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3∶1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能，最佳反应时间分别为60 min和30 min；在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定，且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式，25℃下饱和吸附量分别为263.77 mg/g和875.23 mg/g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生，吸附性能良好，随再生次数增多，脱色率下降。     

改性玉米秸秆对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

对经碱处理和醚化接枝的改性玉米秸秆吸附剂进行了结构表征、吸附条件优化、吸附动力学及吸附等温线研究。结果表明,对于200mg/L的Cr(Ⅵ)废水,改性玉米秸秆吸附剂最佳吸附条件:吸附剂投加量为1.0g,反应温度为40℃,pH=3,反应时间为300min。吸附过程服从准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型。     

少根根霉生物吸附剂对偶氮染料的吸附作用

将培养的少根根霉菌丝球制成生物吸附剂用于多种偶氮染料的吸附脱色,并以活性艳红X-3B为偶氮染料的典型,研究少根根霉生物吸附剂对染料的吸附作用.实验结果表明,少根根霉生物吸附剂对活性、直接和分散类的偶氮染料具有较强的吸附性能,对酸性染料的吸附效果较差;对活性艳红X-3B的吸附率随温度的升高而升高,35℃时吸附率达最大,为90.7%,温度继续升高,吸附率相应降低;生物吸附剂对X-3B的吸附率随浓度的升高而降低,质量浓度为80 mg/L时,72 h吸附率仍可达80.2%;X-3B溶液呈弱酸性时吸附率较高,pH为5时,72 h吸附率最高达98.0%;生物吸附剂对活性艳红X-3B的吸附为线性吸附,吸附热为-22.97 kJ/mol.     

Mg—Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs），经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH，并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响，并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3：1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能，最佳反应时间分别为60min和30min；在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定，且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式，25℃下饱和吸附量分别为263．77mg／g和875．23mg／g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生，吸附性能良好，随再生次数增多，脱色率下降。     

柚子皮制备生物炭吸附苯酚的特性和动力学

廉价的柚子皮作为原材料制备生物炭吸附剂对含苯酚废水进行吸附研究。扫描电镜结果表明,柚子皮制备的生物炭具有较好表面吸附空间结构,比表面积测定为261.69 m2/g。此外,能谱对柚子皮生物炭元素分析发现,生物炭主要含有C、O、P、K,这些是生物质特点。红外对柚子皮生物炭分析发现生物炭含有羟基、氨基、羰基、羧基、磷酸酯或者硫酸酯等活性基团,这些是吸附苯酚的特性官能团。在初始浓度为100 mg/L,投加量为3 g/L,中性pH,30℃条件下吸附30 min后柚子皮生物炭对苯酚的去除率达到76.4%。伪二级动力学方程能很好地拟合柚子皮生物炭对苯酚的吸附过程。同时,Langmiur和Freundlich等温方程在整个温度都能较好地拟合数据,在30℃时,Langmuir理论最大吸附容量可达到49.75 mg/g。通过实际废水应用实验,表明柚子皮生物炭是一种有潜力可用于高浓度含酚废水的处理的有效材料。     

超声前处理强化活性炭吸附活性艳红X-3B染料废水

探究了超声前处理活性艳红X-3B染料废水强化活性炭吸附降解性能及不同超声参数的影响规律,包括超声功率和超声时间。研究结果表明,超声前处理活性艳红X-3B染料废水可通过空化效应使有机大分子裂解为小分子易于被活性炭吸附,同时可强化其到活性炭微孔中传输,提高了活性炭吸附降解性能,最佳超声功率为320 W。浓度越高,所需超声时间越长,当超声达到一定时间后,继续超声不会影响染料分子的吸附。超声前处理虽然不会改变吸附平衡时间,但可有效增加活性炭处理活性艳红X-3B染料废水的饱和吸附量。     

FeCl_3改性柚子皮对水中Cr~(6+)的吸附

以生物质废弃物柚子皮为主要原料,通过在柚子皮粉中加入FeCl_3进行改性,将该改性产物用于吸附去除废水中的Cr~(6+)。该改性柚子皮的制备条件为柚子皮粉∶FeCl_3质量比为100∶1,常温下加水混合均匀,在(85±2)℃条件下烘24 h后粉碎。当水中Cr~(6+)离子浓度为5 mg·L~(-1),pH值为6.3,吸附剂投加量为3 g·L~(-1),吸附反应温度为10℃的条件下,吸附反应1 h后达到平衡,吸附效率为97%以上。该吸附反应符合Langmuir等温方程,反应主要机理包括物理吸附、化学吸附、络合作用、絮凝作用、共沉淀作用等。研究表明,该改性吸附材料可自动调节废水pH值,成本低廉,操作简单,效果好,无二次污染,适合处理低浓度含铬废水,有利于生物质废弃物的资源化利用。     

3种生物质炭对活性艳蓝KN-R的吸附简

选择由玉米秸秆、稻壳和稻草秸秆在825℃制成的生物质炭作为吸附剂，通过模拟实验，研究其对溶液中活性艳蓝KN-R的吸附特性，考察了pH值、时间、溶液初始浓度和生物质炭用量对吸附效果的影响。结果表明，当pH为2.0时，玉米秸秆炭和稻壳炭对活性艳蓝的吸附量均达到最大，而pH对稻草秸秆炭的影响不大；三者达到吸附平衡的时间分别为180、300和360 min，最大吸附量分别为114.05、54.60和68.19 mg/g。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述；动力学实验表明，吸附过程更符合拟二级动力学模型；热力学数据分析发现，吸附过程是自发进行的吸热过程。     

柚子皮生物碳质对4-氯硝基苯的吸附动力学及吸附平衡特征

考虑到水环境或工业废水中低浓度、低溶解度有机氯化物的普遍存在,拟构建仿生吸附原理分离低剂量组分,选用柚子皮为生物质代表,在炭化温度为600℃的条件下制备生物碳质吸附剂,考察4-氯硝基苯(pCNB)的吸附特征数据,通过观察等温吸附模型和吸附动力学方程,分析了可能的吸附机理。研究结果表明,实验在25±1℃条件下,当初始浓度为35 mg/L,pCNB的吸附去除率为85.88%,吸附过程分成2个阶段,第1阶段为物理吸附,第2阶段为化学吸附,8 h达到吸附平衡;吸附反应符合二级动力学方程(R2=0.999),动力学参数k2为1.450 g/(mg.h),平衡吸附量qe为30.06 mg/g;吸附等温线结果表明,生物碳质对pCNB的吸附可以用Langmu ir模型很好描述,表面吸附在生物碳质对pCNB的吸附过程中占主导地位,柚子皮生物碳质对pCNB的最大吸附量达到64.52 mg/g,是从低浓度含pCNB废水中去除目标污染物的廉价与良好吸附剂。     

FeCl_3改性柚子皮吸附去除水中的砷

以生物质废弃物柚子皮为主要原料,通过在柚子皮粉中加入FeCl_3进行改性,将该改性产物用于吸附去除水中的砷。该改性柚子皮的制备条件为柚子皮粉:FeCl_3质量比为50∶1,常温下加水混合均匀,在(85±2)℃条件下烘24 h后粉碎。当水中砷离子浓度为1.5~30 mg·L~(-1),pH值为2~9,吸附剂投加量为10 g·L~(-1),吸附反应温度为20℃的条件下,吸附反应30 min后达到平衡,去除率最高达到96.19%,单位吸附量q最大值为1.86 mg·g~(-1)。该吸附反应符合Freundlich等温方程,该去除机制可能以金属沉淀、静电吸附、絮凝作用和共沉淀作用为主。研究表明该改性吸附材料可自动调节废水pH值,操作简单,无二次污染,考虑用作中等浓度含砷废水的预处理,有利于生物质废弃物的资源化利用。     

高铁酸盐对活性及分散染料的脱色研究

采用湿法制备了高铁酸钾(K₂FeO₄)氧化剂，研究了其对染料活性艳红X-3B(X-3B) 和分散蓝2BLN(2BLN)在不同pH条件下的脱色效果，并对Al₂ (SO₄)₃、K₂FeO₄及O₃对活性及分散染料的脱色效果进行了比较。结果表明：高铁酸钾对活性及分散染料的脱色效果明显， X-3B脱色率随pH的增加不断提高，2BLN脱色率在pH 6～10范围内无明显变化，在pH＝5时达到最大值。在X-3B及2BLN浓度同为100 mg／L，pH分别为10、5， K₂FeO₄浓度分别为100 mg／L和200 mg／L时，BLN及X-3B的脱色率分别达到92.3％和87.3％。在相同条件下，K₂FeO₄对活性艳红X-3B的脱色效果好于Al₂(SO₄)₃和O₃； 而K₂FeO₄对分散蓝2BLN的脱色效果虽比Al₂ (SO₄)₃稍差，但比臭氧的脱色效果要好。同时还研究了K₂FeO₄对活性及分散染料的脱色机理，结果表明： 高铁酸钾对X-3B的脱色依赖于K₂FeO₄的氧化作用，而对的2BLN的脱色则以絮凝为主。     

Fe0-厌氧微生物体系处理活性艳红X-3B的试验研究

采用间歇式摇床试验,研究了葡萄糖共基质条件下Fe0-厌氧微生物体系中Fe0投加量、pH值、染料初始浓度对活性艳红X-3B模拟废水脱色率的影响,比较了Fe0-厌氧微生物、纯厌氧微生物及纯Fe03种体系中废水的脱色效果.结果表明:Fe0-厌氧微生物体系中初始浓度(50～500 mg/L)对活性艳红X-3B的脱色率影响不大;而Fe0投加量、pH值存在一个最佳范围;当Fe0投加量为260 mg/L,pH值为6.0,污泥浓度为0.35 g VSS/L,停留时间约为30 h时,体系中活性艳红X-3B的脱色率可达90%左右,比相同试验条件下纯Fe0、纯厌氧微生物体系达到此脱色率所需时间分别缩短了约1/2、7/10.在Fe0-厌氧微生物体系中,由紫外可见分光光度分析可推测活性艳红X-3B的脱色机理主要是其偶氮键发生断裂,生成苯胺和萘类物质,而且苯胺和萘类物质能得到进一步降解.     

光助非均相Fenton体系用于活性艳红X-3B脱色的研究

在光助非均相Fenton体系中,采用一种稀土铈铁复合(CeFe)材料作为催化剂,并探讨了该反应体系在不同条件下活性艳红X3B的脱色效果。结果表明:该光助非均相Fenton反应在前10min符合一级反应动力学。采用掺杂0.08mol/L铈制备的CeFe材料对活性艳红X3B具有最佳的脱色效果,在pH3.0、H2O234mg/L、UV253.7nm条件下,10min内该反应体系速率常数k达到0.2456min-1,明显高于相同条件下的UV/H2O2(0.0446min-1)、UV/CeFe(0.0306min-1)体系的速率常数。     

Fe^0-厌氧微生物体系处理活性艳红X-3B的试验研究

采用间歇式摇床试验，研究了葡萄糖共基质条件下Fe^0-厌氧微生物体系中Fe^0投加量、pH值、染料初始浓度对活性艳红X-3B模拟废水脱色率的影响，比较了Fe^0-厌氧微生物、纯厌氧微生物及纯Fe^0 3种体系中废水的脱色效果。结果表明：Fe^0-厌氧微生物体系中初始浓度（50～500mg／L）对活性艳红X-3B的脱色率影响不大；而Fe^0投加量、pH值存在一个最佳范围；当Fe^0投加量为260mg／L，pH值为6．0，污泥浓度为0．35gVSS／L，停留时间约为30h时，体系中活性艳红X-3B的脱色率可达90％左右，比相同试验条件下纯Fe^0、纯厌氧微生物体系达到此脱色率所需时间分别缩短了约1／2、7／10。在Fe^0-厌氧微生物体系中，由紫外可见分光光度分析可推测活性艳红X-3B的脱色机理主要是其偶氮键发生断裂，生成苯胺和萘类物质，而且苯胺和萘类物质能得到进一步降解。     

缺氧-好氧生物滤池中高效菌对活性红KN-3B的降解特性

为了研究高效脱色菌在缺氧好氧生物滤池（A/O biofilter）中对偶氮染料的降解特性，以活性红KN-3B（C.I. reactive red 180）为降解对象，缺氧生物滤池以火山碎石为填料，接种高效脱色菌CK3柯氏柠檬酸杆菌启动，好氧生物滤池以牡蛎壳为填料，接种污水处理厂活性污泥启动。试验考察了不同工况下缺氧-好氧生物滤池对色度和COD的去除效果，结果表明：生物滤池中微生物对偶氮染料活性红KN-3B的脱色和对COD降解的最适pH条件为弱酸性；缺氧滤池中高效菌对色度的去除需要外加碳源，且增加外加碳源有助于脱色率的提高；该高效菌为耐盐菌，当进水NaCl浓度达30 g/L时，色度去除率仍可达93%以上；当染料负荷达500 mg/L时，脱色率仍可达95%。通过紫外-可见扫描图谱分析初步推断CK-3柯氏柠檬酸杆菌对偶氮染料活性红KN-3B的脱色主要是生物降解作用。     

交联壳聚糖／Cu2O复合颗粒可见光催化脱色活性艳红

利用壳聚糖对金属离子的吸附和螯合作用，通过简单的液相沉淀一还原过程一步原位合成了交联壳聚糖／Cu2O复合粒子。x射线衍射（XRD）和红外（FT—IR）测试结果表明，壳聚糖与Cu2O纳米微粒能有效复合。以活性艳红X-3B溶液为模拟印染废水，采用Langmuir-Hinshelwood假一级方程模拟交联壳聚糖／Cu2O复合粒子光催化脱色反应的动力学行为，从动力学角度系统研究染料初始浓度、反应体系pH、催化剂用量和反应体系气氛等因素对复合粒子可见光催化脱色反应速率的影响。结果表明，当染料溶液浓度较低时，光催化过程可视为假一级反应。降低活性艳红X-3B初始浓度和pH，增加催化剂用量和反应体系的含O2量都可显著增加光解脱色反应速率常数。相同条件下，与纯Cu2O相比，交联壳聚糖／Cu2O复合粒子对X-3B呈现出更好的吸附性和更高的可见光催化活性。     

交联壳聚糖/Cu_2O复合颗粒可见光催化脱色活性艳红

利用壳聚糖对金属离子的吸附和螯合作用,通过简单的液相沉淀-还原过程一步原位合成了交联壳聚糖/Cu2O复合粒子。X射线衍射(XRD)和红外(FT-IR)测试结果表明,壳聚糖与Cu2O纳米微粒能有效复合。以活性艳红X-3B溶液为模拟印染废水,采用Langmuir-Hinshelwood假一级方程模拟交联壳聚糖/Cu2O复合粒子光催化脱色反应的动力学行为,从动力学角度系统研究染料初始浓度、反应体系pH、催化剂用量和反应体系气氛等因素对复合粒子可见光催化脱色反应速率的影响。结果表明,当染料溶液浓度较低时,光催化过程可视为假一级反应。降低活性艳红X-3B初始浓度和pH,增加催化剂用量和反应体系的含O2量都可显著增加光解脱色反应速率常数。相同条件下,与纯Cu2O相比,交联壳聚糖/Cu2O复合粒子对X-3B呈现出更好的吸附性和更高的可见光催化活性。     

亚铁羟基络合物还原转化水溶性偶氮染料

偶氮染料是印染工艺中应用最广泛的一类染料,目前染料废水脱色是污水处理难题。亚铁混凝处理染料废水过程中可能存在亚铁的还原作用,本实验制备了比溶解态亚铁更具还原反应活性的亚铁羟基络合物(ferrous hydroxycomplex,FHC),以5种不同类型的水溶性偶氮染料为目标污染物,研究FHC还原水溶性偶氮染料的脱色性能。实验结果表明,FHC对活性艳红X-3B、酸性大红GR和阳离子红X-GRL有较好的还原脱色效果,仅投加含铁89.6 mg/L的FHC,染料脱色率达到90%以上,继续增大FHC投加量可以完全脱色;中性枣红GRL的FHC还原脱色效果较差,需加入313.6 mg/L的FHC才能达到90%以上脱色率;134.4 mg/L的FHC能够将直接耐酸大红4BS完全脱色,但其脱色主要以混凝沉淀为主;溶液pH对FHC的还原性能产生重要影响,FHC还原染料脱色的适宜的pH值范围为4～10。该研究为亲水性染料脱色提供了一种新的技术,也为FHC运用于印染废水脱色提供了理论基础。