新型离子交换纤维去除水中砷酸根离子的研究

制备了一种新型离子交换纤维。研究表明,该离子交换纤维对砷酸根离子具有较高的吸附容量和较快的吸附速度,吸附动力学数据完全符合Lagergren二级速度方程,在所研究的砷浓度范围内,Freundlich型吸附等温式能很好地描述吸附平衡数据,去除砷酸根离子的最佳pH值范围是3．5－7．0。离子交换纤维柱吸附实验表明了较好的动态附特性,稀NaOH溶液是砷酸根离子的有效洗脱剂,30mL 0.5mol/L NaOH溶液可定量将96．0mg/g吸附量的砷从纤维柱上洗脱。     

感应电芬顿降解二甲基砷的效果与机理研究

二甲基砷作为甲基砷的主要种类之一,主要由含砷废水的排放和农药滥用进入环境水体,进而严重威胁着人类的健康.通过改进电芬顿反应中Fe~(2+)的投加方式,构建了以铁棒为感应阳极、RuO_2/Ti网为阳极、2个活性炭纤维为双阴极的感应电芬顿体系.为探究感应电芬顿体系对二甲基砷的降解效果与机理,考察了反应过程中初始pH、电流密度、反应物初始浓度等因素对二甲基砷去除效果的影响.结果表明,在初始pH值为3,电流密度为2 m A·cm~(-2),二甲基砷初始浓度为5 mg·L~(-1)的最佳条件下,经感应电芬顿反应240 min后,二甲基砷去除率高达94.4%.在此体系中,感应铁电极不断释放的Fe~(2+)与阴极产生的H_2O_2发生电芬顿反应产生羟基自由基将二甲基砷降解为一甲基砷、As(Ⅲ)和As(V),同时,铁离子水解生成的铁的羟基络合物将二甲基砷、一甲基砷、As(III)和As(V)吸附在其表面,从而达到二甲基砷的高效去除.     

对供排水车间污酸站废水砷含量的测定

供排水车间污酸站处理前的污酸进水砷含量高(砷含量1000mg/L),处理后的污酸出水含微量砷(砷含量0.5mg/L),根据分析方法的适用范围,用蒸馏法测污酸进水砷,用原子荧光法测污酸出水砷,以得到准确的数据结果。     

天然菱铁矿改性及强化除砷研究

我国高砷地下水分布广泛,经济、高效地饮用水除砷技术受到广泛关注.静态批实验采用资源丰富、价格便宜的天然菱铁矿为主要原材料,考虑灼烧温度、时间及添加黏合剂等因素确定最优改性条件使除砷效果达到最佳.结果表明,在加铝量为10 mg.g-1、350℃下恒温灼烧90 min后造粒达到强度要求并除砷效果较优.25℃、固液比为0.5 g∶50 mL、As(Ⅲ)和As(Ⅴ)初始浓度为5 mg.L-1时,吸附后溶液中残留As浓度均<10μg.L-1.静态吸附批实验结果表明,25℃时,接触反应时间为12 h可达到吸附平衡,吸附过程较好地符合Lagergren假二级吸附速率方程;最优改性天然菱铁矿对砷的吸附规律可用Langmuir和Freundlich等温吸附模型很好地描述,As(Ⅲ)、As(Ⅴ)饱和吸附容量分别可以达到1 039、1 026μg.g-1.结合XRD、SEM等研究方法和比表面及孔结构分析初步探讨天然菱铁矿改性以及除砷的主要机制.分析表明,改性后天然菱铁矿比表面积大幅度增大,孔径减小,且在表面活化生成一层圆球状的含Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的化合物.改性天然菱铁矿是一种值得进一步研究并实际应用的除砷材料.     

羟基铁覆膜硅藻土的制备及除砷实验研究

利用羟基铁对硅藻土进行覆膜,探索了其制备方法并利用其处理含砷废水。制备1 g覆膜硅藻土需添加0.4 mL 1mol/L的Fe(NO3)3溶液混合均匀后加入0.05 mL 4 mol/L的NaOH溶液搅拌至混合物呈泥状,在110℃下烘干后粉碎,其用量为1 g/L。利用该方法制备覆膜硅藻土可大幅增加硅藻土的比表面积和铁含量,分别提升了76%和2134.5%,有效的增强了其吸附能力。通过实验,验证了覆膜硅藻土的除砷能力,且随砷浓度升高而升高;反应开始后1 h后可接近反应平衡,最大吸附量可达37.14 mg/g。覆膜硅藻土除砷过程受到pH值的影响,随pH值的升高除砷率将先升后降,在pH值为4~7.5时,具有较强除砷能力。     

稀土材料氢氧化铈吸附水中亚砷酸与砷酸阴离子的特性效果

以开发新型高效除砷吸附材料为目的 ,在室温 (2 5℃ ) ,初始浓度 0 .0 5～ 2 5 0mg/L ,pH4～ 11条件下 ,对稀土材料氢氧化铈 (HCO)进行了吸附除砷的性能评价 .实验结果表明 ,在实验条件下 ,HCO对亚砷酸和砷酸阴离子都显示了良好的吸附效果 ,其吸附等温线能很好地用Langmuir方程进行描述 .对于低浓度 (0 0 5～ 10mg/L)的砷溶液 ,HCO在所选 pH条件下对亚砷酸和砷酸阴离子的吸附率可达 10 0 % .对于高浓度的砷溶液 ,偏酸性 (pH 4 )条件有利于砷酸阴离子 ,而中性 /微碱性 (pH 7,8)条件最有利于亚砷酸阴离子的吸附 .HCO对 2种形态的砷阴离子的吸附效应在较宽 pH范围内同溶液的离子强度基本无关 ,常见阴离子 (Cl-,NO-3 ,SO2 -4)的存在对砷的吸附也未显示出干扰效应 .从实验结果推测 ,HCO吸附亚砷酸和砷酸阴离子的主要反应机理应属于专性吸附     

镧改性生物炭对砷、镉的吸附特征研究

为研究改性生物炭对砷镉复合污染水体中镉和砷的吸附特征。本研究以牛粪、污泥、竹屑三种不同原料制备生物炭,利用镧(La)对生物炭进行改性,并采用元素分析、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等分析手段对改性前后的生物炭进行表征,结合等温吸附实验及吸附动力学实验,对比各生物炭对As (V)、Cd (II)的吸附性能并探讨其内在机理。结果表明,竹屑炭(BB)的芳香性大于牛粪炭(CB)和污泥炭(SB)。La改性使三种生物炭在热解过程中形成了酮类、酯类、羰基等含氧官能团,并在表面引入羟基。X射线光电子能谱结果显示La以氢氧化物的形式负载在生物炭表面。各生物炭对Cd (II)、As (V)的吸附符合准二级吸附动力学和Langmuir等温吸附方程。La改性生物炭对As (V)的最大拟合吸附量达到3.47～4.51 mg/g,显著高于未改性生物炭(1.82～2.50 mg/g)(p<0.05)。在As (V)、Cd (II)吸附过程中,La改性生物炭表面的La与As (V)发生络合反应,同时Cd (II)与镧基氢氧化物发生配体交换,生成Cd (OH)₂沉淀。本研究证明了La改性有效提高了生物炭对As (V)、Cd (II)同时吸附的能力。     

柚子皮吸附去除水中的六价铬和砷

以生物质废弃物柚子皮为主要原料,将新鲜柚子皮经过烘干粉碎后用于吸附去除水中的六价铬和砷。研究显示柚子皮含有大量纤维状物质,存在大量微细孔道,比表面积大,具有一定的吸附能力,可用于吸附去除水中的六价铬和砷。当水中六价铬和砷离子浓度为1~10 mg/L,吸附反应时间为10 min,柚子皮的投加量为15 g/L,吸附反应温度50℃,水中六价铬和砷的去除率分别可达91.87%和60.57%,单位吸附量q最大值分别为0.63 mg/g和0.41 mg/g。吸附过程可以用Langmuir等温式和Freundlich等温式描述。研究表明柚子皮有一定的酸碱缓冲能力,可自动调节废水p H值,操作简单,无二次污染,考虑用作低浓度含六价铬和砷废水的处理,有利于生物质废弃物的资源化利用。     

钛改性锰矿的除砷效果及机理研究

天然锰矿是一种廉价、易得的除砷矿物材料,为了进一步提高天然锰矿的除砷效果和吸附容量,采用TiCl4对广西桂林天然锰矿进行改性,并对其改性的条件进行优化。实验结果表明最佳的改性条件为:TiCl4浓度为10 mg/L,浸泡时间为18 h,pH=3.05,振荡吸附时间为1 h。与天然锰矿的去除效率(82.95%和77.93%)相比,改性锰矿对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除率分别可达94.87%和99.31%,相应的饱和吸附量分别为3.48 mg/g和3.27 mg/g,较天然锰矿各自提高了1.25 mg/g和1.21 mg/g。改性锰矿对As(Ⅲ)的吸附符合Freundlich等温吸附模型,对As(Ⅴ)的吸附更符合Langmuir等温吸附模型。     

氧化铁砷体系除砷机理探讨

从化学热力学和铁砷沉淀物的红外光谱两个方面探讨了氧化铁砷体系沉淀除砷的机理,在低pH值条件下,废水中的砷酸根离子与铁离子形成溶度积很小的FeAso₄,并与过量的铁离子形成的FeOOH羟基氧化铁生成吸咐沉淀物,使砷得到去除。     

活化赤泥去除猪场废水生化处理出水中的磷和重金属

以铝矿工业废渣赤泥为原材料,采用焙烧活化方法进行活化处理,并将其用于畜禽废水生化处理出水中磷和重金属的吸附去除.同时,研究考察了吸附剂除磷、除重金属的能力以及投加量、pH值和反应时间对去除效果的影响.结果表明,赤泥和活化赤泥对磷、铜、锌、砷吸附规律符合Langmuir吸附等温方程;焙烧改性后,赤泥对磷、铜、锌、砷的去除能力显著提高,900℃焙烧活化饱和吸附量可分别由46.26、18.18 、15.45、18.83 mg·g-1提高至149.00、65.17、99.20、27.51 mg·g-1;pH显著影响除磷、除重金属的效果,高pH条件有利于磷、铜、锌、砷的去除;赤泥和活化赤泥除磷、铜、锌、砷的作用机理包含金属氧化物表面的表面络合作用机理,其对砷和磷的去除机理还包括共沉淀作用.     

天然磁黄铁矿吸附水中As(Ⅲ)的性能及机理

砷是地下水中最常见的污染物之一,过量摄入会严重危害人体健康。含铁矿物可以高效去除水中的As。以天然磁黄铁矿为As（Ⅲ）吸附剂,研究了吸附过程中的动力学、等温线和热力学,以及pH、无机阴离子对As（Ⅲ）吸附去除的影响。结果表明:磁黄铁矿对As（Ⅲ）的吸附在48 h可达到平衡;吸附过程符合Langmuir等温模型,在As（Ⅲ）初始浓度为1~200 mg/L,23~33 ℃下,天然磁黄铁矿对As（Ⅲ）的饱和吸附量（以As计）为3.5~4.5 mg/g;吸附量随着温度升高而增大,吸附过程表现为自发吸热熵增反应;在pH为7时,吸附效果达到最佳去除率（95.51±0.30）%;PO₄3-对吸附有明显的抑制作用。X射线电子能谱分析表明,吸附过程包括物理吸附和化学吸附,即包括矿物自身缺陷结构导致的位点吸引、As和S配位离子交换及氧化还原产物羟基氧化铁的配位沉淀。表明利用磁黄铁矿吸附As（Ⅲ）,简化了传统材料和方法上将As（Ⅲ）氧化为As（Ⅴ）的烦琐步骤,有较好应用前景。     

壳聚糖吸附酸性大红及Cu2+对吸附的增强作用

采用壳聚糖去除水中酸性大红,对壳聚糖吸附酸性大红的动力学、热力学以及溶液pH、盐浓度、外来Cu2+对吸附的影响进行了研究.准二级吸附动力模型、Langmuir、Freundlich及Dubinin-Radushkevich (D-R)方程分别用来对吸附动力学和等温线进行分析.结果表明,酸性大红在壳聚糖上的吸附是一个化学吸附控制的准二级动力学过程.Langmuir、Freundlich和D-R方程都能较好地描述吸附等温线.溶液pH和温度对吸附有较大影响,而氯化钠浓度对吸附的影响较小.对吸附热力函数的计算结果显示ΔH0<0,表明吸附是一个放热过程.由D-R方程计算的吸附自由能E为9.5~10.7 kJ.mol-1,表明吸附过程为离子交换化学吸附.Cu2+对吸附的影响结果显示Cu2+能显著提高壳聚糖对酸性大红的吸附容量,另外建立了Cu2+浓度与吸附量增加之间的数学模型.     

石墨烯/SiO2-聚吡咯复合材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附

以天然石墨粉、正硅酸乙酯、吡咯单体为原料,通过溶胶-凝胶法和原位沉淀法合成高比表面积石墨烯/SiO₂-聚吡咯复合材料（GS-PPy）,并对其去除水中Cr（Ⅵ）的效果进行研究,探讨溶液pH、反应时间、反应温度等因素对吸附过程的影响,同时结合TEM、XPS、FTIR等多种表征手段,探讨GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的反应机理。研究结果表明:在pH=2.0时,GS-PPy对Cr（Ⅵ）吸附效果最好;吸附过程符合伪二级动力学和Freundlich等温线模型,为多分子层化学吸附,反应过程为吸热反应。GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的机理主要包括静电吸引、离子交换以及氧化还原作用。     

铁改性杭锦土吸附剂对水中砷的去除研究

为提高天然杭锦土对水溶液中砷的吸附性能,采用氯化铁（FeCl₃·6H₂O）浸渍天然黏土矿物杭锦土（HJ）,制备表面负载铁氧化物的铁改性杭锦土除砷吸附剂（FHJ）.通过比表面积（BET）和扫描电镜（SEM）分析技术对材料进行表征以观察其微观形貌特点,通过X射线光电子能谱分析（XPS）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术测定材料组成及化学基团,以初步探究材料吸附除砷机理.通过批试验考察FHJ投加量、初始pH、共存离子及腐殖酸浓度对FHJ除砷效能的影响.结果表明:①当铁负载比在0~50wt%范围内时,FHJ对溶液中As（Ⅴ）吸附容量随着铁负载比的增加而增加,最佳铁负载比为33wt%,此时铁与杭锦土的理论质量比为1:3.②BET分析结果表明经铁改性后,杭锦土比表面积显著增加,由71.14 m2/g增至158.50 m2/g;SEM分析显示,经改性后杭锦土表面形貌发生明显变化,结合Mapping图表明铁被有效负载到杭锦土表面.③批试验结果表明,As（Ⅴ）去除率随着FHJ投加量的增加而升高;溶液pH对As（Ⅴ）去除率有较大的影响,pH的降低有利于FHJ对砷酸盐的吸附.④FHJ除砷性能受溶液中共存离子CO₃2-、SiO₃2-影响较大,但受Cl-、SO₄2-、NO₃-及腐殖酸影响程度比较小.⑤吸附动力学过程符合准二级动力学模型,Freundlich等温吸附模型可更好地描述FHJ吸附除砷行为（R2=0.999）.⑥XPS分析结果显示,铁氧化物主要以FeOOH和Fe₂O₃的形态负载于杭锦土表面,FTIR表明FeOOH的羟基基团同As（Ⅴ）发生吸附作用,在FHJ除砷过程中,化学吸附是主要的吸附除砷机理.研究显示,铁改性杭锦土除砷效果良好,具有一定的应用潜力.      

新型钢渣水处理剂去除水体污染物的研究现状

钢渣是炼钢生产过程中产生的固体废弃物,具有较高的碱度、机械强度和比表面积。钢渣化学成份较复杂,直接排放会对环境造成严重的污染,加强钢渣的处置及综合利用具有重大意义。作为一种新型的水处理剂,钢渣用于去除水体污染物不仅减少了水体、土壤等生态环境的污染,而且达到了以废治废的目的。文章分析了钢渣水处理剂去除水体污染物的作用机理,认为钢渣水处理剂对水体中污染物的去除主要通过吸附和沉淀两种作用,而还原作用和离子交换作用相对较小。阐述了钢渣水处理剂处理重金属废水、有机废水和无机废水的研究现状,提出了在开发液态钢渣新型处理工艺的基础上,实现钢渣水处理剂的应用。     

MgO改性赤泥复合材料对废水中氮磷的同步回收

为处理高浓度氮磷废水同时实现赤泥资源化利用,通过赤泥负载氧化镁制备高效氮磷回收材料(MgO-RM),用以对废水进行氮磷同步回收.考察了废水初始pH值、废水氮磷比和MgO-RM投加量对氮磷同步回收效果的影响.采用动力学模型和等温吸附模型对回收特性进行了描述,在此基础上利用FTIR、XRD、SEM、BET测试手段对MgO-...     

硫酸生产中污染物的综合治理研究

采用硫铁矿焙烧废渣制取纯度95％以上的硫酸亚铁,并利用硫酸亚铁净化低浓度二氧化硫制酸尾气和高砷烟气洗涤废水,结果表明,处理后的制酸尾气中SO2含量低于500ppm,且含有硫酸亚铁的吸收液中硫酸浓度达10％～20％;处理后的含砷废水,砷含量低于0.5mg/L;用此综合治理方法可得多种副产品,为企业创造一定的经济效益;为以硫铁矿为原料的硫酸厂综合治理生产中的污染物提供了可行的途径。     

碳纳米管/羟基磷灰石复合材料对水体F-的去除研究

以碳纳米管（CNT）和羟基磷灰石（HAP）为原料,通过原位合成法制备碳纳米管/羟基磷灰石（CdH）复合材料.利用XRD、FTIR、SEM与氮气吸附-脱附等表征其结构形貌,并通过静态吸附实验考察CdH对氟离子（F^-）的吸附性能.结果表明,室温下,CdH对F^-的吸附容量为11.05mg/g,明显高于HAP（5.02mg/g）.吸附动力学模型、Weber-Morris方程、Langmuir和Freundlich方程拟合结果表明,F^-在CdH表面进行Langmuir单分子层吸附,其吸附过程符合准二级动力学方程,并且颗粒内部扩散起主要作用.pH值为6时有利于CdH对F^-的去除.此外,结合反应前后固样XPS分析可知CdH对F^-的吸附机制主要为离子交换作用.     

Effects of solution chemistry on arsenic(Ⅴ) removal by low-cost adsorbents

Natural and anthropogenic arsenic （As） contamination of water sources pose serious health concerns, especially for small communities in rural areas. This study assessed the applicability of three industrial byproducts （coal fly ash, lignite, and green waste compost） as the low-cost adsorbents for As（V） removal under various field-relevant conditions （dissolved oxygen, As（V）/Fe ratio, solution pH, and presence of competing species）. The physico-chemical properties of the adsorbents were characterized by XRD, XRF, FT-IR, and NMR analysis. Batch experiments demonstrated that coal fly ash could provide effective As（V） removal （82.1%-95%） because it contained high content of amorphous iron/aluminium hydroxides for As（V） adsorption and dissolvable calcium minerals for calcium arsenate precipitation. However, the addition of lignite and green waste compost was found unfavourable since they hindered the As（V） removal by 10%-42% possibly due to dissolution of organic matter and ternary arsenate-iron-organic matter complexes. On the other hand, higher concentrations of dissolved iron （comparing As（V）/Fe ratios of 1：1 and 1：10） and dissolved oxygen （comparing 0.2 and 6 mg/L） only marginally enhanced the As（V） removal at pH 6 and 8. Thus, addition of dissolved iron, water aeration, or pH adjustment became unnecessary because coal fly ash was able to provide effective As（V） removal under the natural range of geochemical conditions. Moreover, the presence of low levels of background competing （0.8 or 8 mg/L of humic acid, phosphate, and silicate） imposed little influence on As（V） removal, possibly because the high adsorption capacity of coal fly ash was far from exhaustion. These results suggested that coal fly ash was a potentially promising adsorbent that warranted further investigation.