粉煤灰-粉煤灰合成沸石对Cs~+的固化

以电厂废弃物粉煤灰为原料、采用碱熔-水热法制备了粉煤灰合成A型沸石(以下简称沸石),再以沸石对溶液中的Cs+进行分离富集,最后在碱激发剂的作用下以粉煤灰和吸附后的沸石制得地聚合物固化体。对固化体的性能进行了评价,并探讨了固化机理。实验结果表明:在吸附温度25℃、初始Cs+质量浓度100 mg/L、固液比10.0 g/L的条件下,沸石对的Cs+的吸附率达98%,比粉煤灰提高了2倍以上;沸石掺量为20%~30%(w)时,固化体的抗压强度符合GB 14569.1—2011要求,固化体中Cs+的42 d浸出率和累计浸出分数均远优于GB 14569.1—2011限值,表现出优异的抗浸出性能。     

碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd2+的吸附

以粉煤灰为主要原料，采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD，SEM，TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构，并对其吸附Cd²⁺的性能进行了研究。表征结果显示，粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成，粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在，其孔穴和孔道大小分布均匀，致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m²/g，平均孔径为3.779 nm，孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明，在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下，Cd²⁺去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd²⁺的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合，相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程，该吸附过程是单分子层吸附，主要是化学吸附，粉煤灰沸石对Cd²⁺的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

粉煤灰的改性及对刚果红的吸附

分别采用沸水浸泡、酸浸、碱浸和加热的方法对粉煤灰进行改性处理，利用FTIR仪和XRD仪对改性粉煤灰的成分和官能团进行了分析，并利用改性粉煤灰对模拟刚果红废水进行脱色。实验结果表明：碱改性粉煤灰中含有大量官能团，以及NaPl型沸石类物质，能够明显提高粉煤灰对刚果红的吸附性能；与活性炭相比，碱改性粉煤灰具有更高的性价比；在初始刚果红质量浓度为20mg/L、碱改性粉煤灰加入量为50g/L的条件下，废水的脱色率可达87.52%；碱改性粉煤灰对刚果红的吸附过程遵循二级反应动力学，较好地符合Langmuir等温式和Freundlich等温式。     

复合改性粉煤灰对磷的吸附性能

将粉煤灰（FA）与Na₂CO₃混合焙烧后浸渍负载Fe²⁺,制备了复合改性粉煤灰（CMFA）。通过多种手段对CMFA进行了表征,并将其用于含磷废水的吸附处理。表征结果显示：改性后的粉煤灰表面疏松多孔,比表面积增大了21倍,产生了金属盐类熔出物及羟基氧化铁和羟基官能团。实验结果表明：当初始磷质量浓度为50 mg/L、吸附温度为20 ℃、溶液pH为4.3、CMFA投加量为5 g/L、吸附时间为30 min时,磷去除率可达98.01%,较FA的50.10%大幅提升;20 ℃时,CMFA对磷的饱和吸附量可达22.15 mg/g;用拟二级动力学模型可较准确地描述CMFA对磷的吸附过程,该过程为自发的吸热过程,符合Langmuir等温吸附模型,为以离子交换为主的化学吸附。     

L-谷氨酸改性氧化石墨烯对Cu2+的吸附

采用L-谷氨酸（L-Glu）改性氧化石墨烯（GO）制备吸附剂L-Glu/GO,并进行了XRD、FTIR和SEM表征。考察了不同因素对L-Glu/GO吸附Cu²⁺的影响,并对L-Glu/GO的吸附-解吸能力进行了研究。实验结果表明：L-Glu/GO对Cu²⁺的吸附在10 min内就可达到吸附平衡;在Cu²⁺初始质量浓度为70 mg/L、初始pH为5、L-Glu/GO投加量为0.200 g/L、吸附时间为120 min、吸附温度为30 ℃的条件下,L-Glu/GO的最大吸附量可达292.460 mg/g。准二级动力学和Langmuir模型能很好地拟合此吸附过程,且显示该吸附过程可促进L-Glu/GO对Cu²⁺的吸附。热力学研究结果表明该吸附过程是一个自发的放热过程。经过5次吸附-解吸循环后,L-Glu/GO对Cu²⁺的吸附率仍在92%以上,表明该吸附剂再生性好,可重复使用。     

海藻酸钠-聚乙烯醇-聚乙二醇复合膜的制备及其对Cu~(2+)的吸附

采用聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)对海藻酸钠(SA)进行改性,制备了一种新型高效SA-PVA-PEG复合膜。研究了该复合膜对Cu2+的吸附效果。用IR和SEM等手段对复合膜进行了表征。表征结果显示,复合膜内部存在孔状结构,有利于吸附Cu2+。实验结果表明:在初始Cu2+质量浓度50 mg/L、复合膜加入量1 g/L、废水pH=5、吸附温度30℃、吸附时间60 min的最佳条件下,吸附率最高可达90.1%,吸附量达25.3 mg/g;复合膜吸附Cu2+的动力学过程可用二级动力学方程和Elovice方程进行拟合,吸附过程符合Langmuir单层吸附理论。采用浓度为1 mol/L的HCl溶液对吸附后的复合膜进行解吸,当解吸时间为2 min时,解吸率可达80.0%。     

粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较

以粉煤灰为原料,采用改进的水热合成法制备了粉煤灰沸石,并将粉煤灰和粉煤灰沸石用于高浓度氨氮的吸附去除。实验结果表明:在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/m L和0.04 g/m L、反应体系p H为5~7、初始氨氮质量浓度为500 mg/L的条件下,分别吸附660 min和60 min,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的去除率分别约为20.1%和50.7%左右,粉煤灰沸石对高浓度氨氮的去除效果明显优于粉煤灰;粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附动力学行为符合准二级动力学方程;Langmuir和Freundlich等温吸附模型能较好地描述粉煤灰对氨氮的等温吸附过程,而粉煤灰沸石对氨氮的等温吸附过程则更适宜用线性模型和Freundlich模型描述。     

碱熔融-微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd~(2+)的吸附

以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD,SEM,TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构,并对其吸附Cd~(2+)的性能进行了研究。表征结果显示,粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成,粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在,其孔穴和孔道大小分布均匀,致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m2/g,平均孔径为3.779 nnm,孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明,在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下,Cd~(2+)去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd~(2+)的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合,相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程,该吸附过程是单分子层吸附,主要是化学吸附,粉煤灰沸石对Cd~(2+)的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

高炉渣对Cd~(2+)的吸附性能

采用包头钢铁集团炼铁厂的高炉渣为吸附剂(粒径0.154 nm)对Cd2+进行吸附,运用SEM技术对吸附剂进行了表征,研究了初始Cd2+质量浓度、吸附剂加入量、吸附时间、吸附温度和废水pH对Cd2+去除率的影响,并探讨了吸附机理。表征结果显示:高炉渣吸附剂具有疏松多孔的特点,表面十分粗糙,比表面积较大。实验结果表明:当吸附温度为室温(28℃)、废水pH为7、初始Cd2+质量浓度为10 mg/L、吸附剂加入量为8 g/L、吸附时间为60 min时,Cd2+去除率达到98.55%;高炉渣对Cd2+的吸附符合拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,且吸附反应易发生。     

粉煤灰基沸石分子筛对水中氨氮的吸附

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法制备了3种沸石分子筛,运用XRD、XRF、SEM和BET等手段进行了表征,并将分子筛用于吸附溶液中的氨氮,考察了影响氨氮吸附效果的主要因素、氨氮等温吸附特征和吸附动力学特征。结果表明：分子筛B(Na_20.8Al₂₃Si₃₆O₁₁₇·7.69 H₂O)对氨氮的吸附效果最佳,在初始氨氮质量浓度100 mg/L、分子筛B加入量2 g/L、初始溶液pH 7、吸附温度25℃、转速150 r/min的条件下,吸附60 min后,氨氮吸附量和去除率分别为40.61 mg/g和90%;4种阳离子对氨氮吸附效果的影响顺序依次为K⁺>Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺;分子筛B对氨氮的吸附为单分子层吸附,具有化学吸附的特征;分子筛B吸附氨氮的的最佳工艺条件为初始溶液pH 7、吸附温度45℃、初始氨氮质量浓度40 mg/L,在该条件下,氨氮去除率为93%。     

粉煤灰的改性、成型及深度除磷应用

选择合适的改性剂对粉煤灰进行改性，通过有机高分子交联方法对改性粉煤灰进行成型处理，并采用静态吸附法评价改性粉煤灰的深度除磷效果。采用1 g氢氧化铝改性粉煤灰处理100 mL磷质量浓度为10.0 mg/L的模拟废水，磷去除率可达99.70％，处理后模拟废水中磷质量浓度低于0.50 mg/L， 达到GB8978-1996《污水综合排放标准》。成型处理可提高粉煤灰的沉降速率，改善灰水分离效果。经超声再生后的成型氢氧化铝改性粉煤灰的磷去除率仍可达67.9％。     

双极膜电渗析技术处理稀土钠皂化废水回收液

采用双极膜电渗析（BMED）技术处理稀土钠皂化废水回收液，使回收液中的氯化钠转化为氢氧化钠溶液（简称碱）和盐酸（简称酸）而回用。考察了电流和初始酸碱浓度对膜对电压、回收的酸和碱的浓度、电流效率和能耗的影响。实验结果表明，随电流的增大，膜对电压升高，回收的酸和碱的浓度也明显增加，电流效率和能耗均提高;随初始酸碱浓度的增加，膜对电压、电流效率和能耗均下降，回收的酸和碱的浓度逐渐增加;综合考虑各方面因素并侧重考虑回收的酸和碱的浓度，本实验适宜的工艺条件为：电流25 A、初始酸碱浓度0.3 mol/L。在此条件下反应150 min，回收酸的浓度为1.24 mol/L，回收碱的浓度为1.55 mol/L。     

粉煤灰基吸附剂对模拟废水中Cd2+的吸附性能

以粉煤灰为原料、Na2CO3为助熔剂,采用盐熔融—水浴结晶法制备粉煤灰基吸附剂。探讨了吸附剂的最佳制备条件及其对模拟废水中Cd2+的最佳吸附条件、吸附动力学和吸附机理。实验结果表明:制备吸附剂的最佳工艺条件为m(粉煤灰)∶m(Na2CO3)为1∶2,焙烧温度为450℃;采用最佳制备工艺条件下制备的吸附剂(记作2-450℃-FA吸附剂),在初始Cd2+质量浓度为300 mg/L、初始溶液pH为7.7、振荡时间为120 min的条件下,对模拟废水中Cd2+的去除率为98.0%。2-450℃-FA吸附剂对Cd2+的吸附主要受颗粒内扩散控制,吸附过程可用准二级吸附动力学方程很好地描述。Ea为77.22 kJ/mol,吸附过程主要为化学吸附。     

木质素活性炭的制备及其对硝基苯的吸附

利用工业碱木质素分别经KOH及H3PO4活化制备两种木质素活性炭（KAC和PAC），并用于模拟硝基苯废水的处理。采用SEM和IR等手段对木质素活性炭进行了表征。考察了木质素活性炭加入量、废水pH、吸附时间等因素对硝基苯吸附量的影响。表征结果显示，KAC具有丰富的孔结构，PAC表面含有多种功能基团。实验结果表明： 在吸附温度298 K、初始硝基苯质量浓度250 mg/L、木质素活性炭加入量1.0 g/L、废水pH 3、吸附时间24 h的条件下，KAC及PAC对硝基苯的吸附量分别为237.8 mg/g和211.9 mg/g，去除率分别达到91%和84%; KAC及PAC对硝基苯的吸附过程符合拟二级动力学方程，吸附等温线满足Langmuir等温吸附方程;当解吸剂的V（乙醇）∶V（去离子水）=9时，在PAC和KAC上吸附的硝基苯的解吸率分别达到99%和93%;木质素活性炭重复使用5次后，KAC和PAC对硝基苯的吸附量分别为115.4 mg/g和130.7 mg/g。     

催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透浓水

采用催化臭氧氧化—生物活性炭吸附组合工艺处理反渗透(RO)浓水,比较了4种催化剂催化臭氧氧化的性能,优化了初始RO浓水pH、臭氧氧化时间、生物活性炭柱空床停留时间(EBRT)等工艺条件。实验结果表明:以WP-01为催化剂催化臭氧氧化RO浓水时无需调节废水pH;臭氧氧化反应5 min时RO浓水的BOD5/COD达0.28,可生化性得到显著改善;WP-01催化剂重复使用30次其催化活性没有明显下降;生物活性炭吸附单元的EBRT控制在30 min左右,可确保出水COD稳定在50 mg/L以下,符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准;催化臭氧单元处理每吨RO浓水的电费约为1.22元。     

Removal of Cr6 + and Ni2+ from aqueous solution using bagasse and fly ash

Raw bagasse and fly ash, the waste generated in sugar mills and boilers respectively have been used as low-cost potential adsorbents. Raw bagasse was pretreated with 0.1N NaOH followed by 0.1N CH3COOH before its application. These low-cost adsorbents were used for the removal of chromium and nickel from an aqueous solution. The kinetics of adsorption and extent of adsorption at equilibrium are dependent on the physical and chemical characteristics of the adsorbent, adsorbate and experimental system. The effect of hydrogen ion concentration, contact time, sorbent dose, initial concentrations of adsorbate and adsorbent and particle size on the uptake of chromium and nickel were studied in batch experiments. The Sorption data has been correlated with Langmuir, Freundlich and Bhattacharya and Venkobachar adsorption models. The efficiencies of adsorbent materials for the removal of Cr(VI) and Ni(II) were found to be between 56.2 and 96.2% and 83.6 and 100%, respectively. These results were obtained at the optimized conditions of pH, contact time, sorbent dose, sorbate concentration of 100 mg/l and with the variation of adsorbent particles size between 0.075 and 4.75 mm. The order of selectivity is powdered activated carbon > bagasse > fly ash for Cr(VI) removal and powdered activated carbon > fly ash > bagasse for Ni(II) removal.     

高盐有机化工废水中COD与TOC的相关性

以COD为指标评价废水的有机物污染程度存在诸多不足，而TOC能更好地反映废水中有机物的含量。以高盐有机化工废水为研究对象，利用多级活性炭吸附工艺对其进行预处理，对原水、吸附出水、再生液中COD与TOC的相关性进行了分析。分析结果表明：在一定范围内，原水COD与TOC满足关系式COD = 56.537 7+ 0.967 04TOC；废水在吸附处理过程中，COD与TOC仍呈线性相关关系，但不同工段需各自建立独立的回归方程；TOC测定结果的精密度较好，且远优于COD直接测定的精密度，回收率范围98.59%~110.69%；利用线性回归方程根据TOC测定结果预测COD，预测结果准确、可靠、精密度好。