酒石酸钾钠对重金属絮凝剂MAMPAM除Cu2+性能的影响

镀铜废水中由于存在酒石酸钾钠可与Cu2+形成酒石酸钾钠铜配合物使Cu2+的处理变得困难,为提高镀铜废水中Cu2+的处理效果,文章以聚丙烯酰胺(PAM)、甲醛、氢氧化钠、巯基乙酸(TGA)为原料,经羟甲基化反应和酰胺化反应制备出重金属絮凝剂巯基乙酰化羟甲基聚丙烯酰胺(MAMPAM).分别以单一含Cu2+水样以及含Cu2+、酒石酸钾钠的混合水样为考察对象,研究MAMPAM对水样中Cu2+的去除性能.通过正交实验得出絮凝最优水力条件:快搅时间1.0 min,快搅速度160 r/rmin,慢搅时间20 min,慢搅速度30 r/min.MAMPAM对Cu2+有较好的去除效果,对于单一含Cu2+水样中,当水样pH值为3.0～6.0时,Cu2+的去除率随着pH值的增加而升高,Cu2+的最高去除率为92.12％.酒石酸钾钠的存在对MAMPAM除Cu2+具有促进作用,当混合水样初始pH值为4.0～6.0时,随着pH值的增加,促进作用增强,MAMPAM对混合水样中Cu2+的最高去除率可达98.84％.絮体分形维数结果表明,单一水样和混合水样中螯合絮体MAMPAM-Cu的分形维数与Cu2+的去除率之间均呈正相关性.     

混合有机配位剂对DTSPAM去除水中Cd2+性能的影响

以聚丙烯酰胺、甲醛、亚硫酸氢钠、二硫化碳、氢氧化钠为原料制备重金属絮凝剂二硫代羧基化磺甲基聚丙烯酰胺（DTSPAM）,考察了共存多种有机配位剂（EDTA+焦磷酸钠、EDTA+柠檬酸钠、焦磷酸钠+柠檬酸钠、EDTA+焦磷酸钠+柠檬酸钠）对DTSPAM去除Cd²⁺性能的影响.结果表明,当含Cd²⁺水样中共存EDTA+焦磷酸钠或EDTA+柠檬酸钠时,EDTA的存在对DTSPAM去除Cd²⁺的抑制作用在各个pH值条件下均较焦磷酸钠或柠檬酸钠的影响强,且该抑制作用随着EDTA浓度的增加而增强、随着体系初始pH值的增加而减弱.当含Cd²⁺水样中共存焦磷酸钠+柠檬酸钠时,其对DTSPAM去除Cd²⁺的影响较为复杂,促进作用或抑制作用与水样初始pH值、DTSPAM投加量等密切相关.当含Cd²⁺水样中共存EDTA+焦磷酸钠+柠檬酸钠时,其对DTSPAM去除Cd²⁺的影响取决于EDTA浓度、DTSPAM投加量和水样初始pH值,在各个pH值下均表现出较强的抑制作用,EDTA在混合体系中对DTSPAM去除Cd²⁺的影响占主导地位.     

有机配位剂对重金属絮凝剂DTSPAM去除水中Cd2+性能的影响

以聚丙烯酰胺、甲醛、亚硫酸氢钠、二硫化碳、氢氧化钠为原料,制备出新型重金属絮凝剂二硫代羧基化磺甲基聚丙烯酰胺（DTSPAM）,考察了3种常见有机配位剂EDTA、焦磷酸钠、柠檬酸钠对DTSPAM除Cd²⁺性能的影响.实验结果表明,在单一含Cd²⁺水样中,pH值为3.0~6.0时DTSPAM对Cd²⁺均有较好的去除性能;在不同EDTA浓度、不同pH值下的混合水样中,EDTA对DTSPAM除Cd²⁺均呈抑制作用;水样pH值为5.0、6.0时,焦磷酸钠、柠檬酸钠对DTSPAM除Cd²⁺均表现出促进作用,而pH值为2.0~4.0时,焦磷酸钠、柠檬酸钠对DTSPAM除Cd²⁺均呈抑制作用.     

重金属絮凝剂DTMPAM去除Cr (Ⅵ)的性能与机理

以二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺（DTMPAM）作为高分子絮凝剂,研究DTMPAM对水中Cr （Ⅵ）的去除性能,考察了DTMPAM投加量、pH值、Cr （Ⅵ）初始浓度以及共存浊度、无机物质、有机物质对DTMPAM处理含Cr （Ⅵ）废水性能的影响.结果表明,DTMPAM在酸性条件下对不同Cr （Ⅵ）初始浓度的含Cr （Ⅵ）水样均具有良好的去除效果,且Cr （Ⅵ）的去除率随着体系初始pH值的降低而升高;当pH值为3.0时,DTMPAM对Cr （Ⅵ）初始浓度为5,15,25和50mg/L水样中Cr （Ⅵ）的最高去除率分别达到94.78%,96.52%,96.53%和97.49%.共存浊度对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有抑制作用.在低DTMPAM投加量下,共存无机阳离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺,共存无机阴离子SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-,以及共存有机物质柠檬酸钠、乙酸钠、三氯乙酸和氨基乙酸等对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）均具有一定的抑制作用;而在高DTMPAM投加量下,这些物质的存在会对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）表现出较小的促进作用.无机阳离子Fe³⁺、Ni²⁺、Ba²⁺的存在对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有较明显的抑制作用,其中Ba²⁺的抑制作用最显著.红外光谱和能谱分析显示,DTMPAM高分子链上的二硫代羧基可将水样中Cr （Ⅵ）还原为Cr （Ⅲ）,Cr （Ⅲ）进一步和DTMPAM分子链上的二硫代羧基、胺基发生螯合反应形成絮体.     

重金属絮凝剂对水中Cu2+和腐殖酸的去除性能

采用聚丙烯酰胺、甲醛、氢氧化钠、巯基乙酸为原料,制备出重金属絮凝剂巯基乙酰化羟甲基聚丙烯酰胺（MAMPAM）,以含Cu²⁺、含腐殖酸（HA）水样为考察对象,研究MAMPAM对单一和混合体系中Cu²⁺、HA的去除性能.结果表明,MAMPAM对单一体系中Cu²⁺和HA均具有一定的去除效果,且Cu²⁺的去除率随着水样初始pH值的增大而升高;pH值为6.0时,Cu²⁺的最高去除率为95.92%,HA的最高去除率为66.98%.MAMPAM处理混合水样时,Cu²⁺和HA的共存会相互促进彼此的去除,具有协同作用;共存的HA对MAMPAM除Cu²⁺性能的促进作用随着水样中HA浓度或pH值的升高而增强,共存的Cu²⁺对MAMPAM除HA性能的促进作用随着水样中HA浓度的升高而增强.     

高分子絮凝剂DTMPAM复配FeCl3协同去除水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的性能及机理

为了有效提高水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)去除效果，将高分子絮凝剂二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺(DTMPAM)和三氯化铁(FeCl₃)进行复配应用到含铬废水的处理中，通过絮凝实验法分别考查了DTMPAM复配FeCl₃前后对含Cr(Ⅵ)水样和含Cr(Ⅲ)水样的去除性能.结果表明，DTMPAM在pH值分别为3.0、4.0、5.0时，单独投加DTMPAM对含Cr(Ⅲ)水样中Cr(Ⅲ)的去除效果均不太理想，Cr(Ⅲ)的最高去除率分别为23.80%、41.11%、42.38%;FeCl₃的投药顺序和浓度对DTMPAM复配FeCl₃去除水样中Cr(Ⅲ)具有较大影响，按照先投加FeCl₃后调节pH值再投加DTMPAM进行絮凝的投药顺序，且FeCl₃浓度为60 mg·L^-1时，含Cr(Ⅲ)水样中Cr(Ⅲ)的最高去除率可达到99.55%.单独投加DTMPAM对含Cr(Ⅵ)水样中Cr(Ⅵ)具有良好的去除效果，而对总Cr的去除效果较差，当pH值为3.0、DTM...     

新型高分子絮凝剂对水中有机配位汞的捕集性能

将二硫代羧基引入到聚乙烯亚胺中,制备出一种新型高分子絮凝剂聚乙烯亚胺基黄原酸钠(PEX).以含汞水样为处理对象,考察了水样pH值对PEX去除Hg2+效果的影响,并研究了水样中存在有机配位剂EDTA、柠檬酸铵以及氨基乙酸等时,PEX捕集Hg2+的性能.实验结果表明,在不同pH值下,该絮凝剂对Hg2+均具有很好的捕集效果,Hg2+的最高去除率均可达到100%.pH值对PEX投加量有一定的影响,同样去除率下, pH值较低时,PEX投加量相对较多.水样中EDTA的存在,在一定程度上会抑制Hg2+的去除,但增加PEX投加量会减弱或消除此影响.柠檬酸铵的存在会促进Hg2+的去除;而氨基乙酸的存在,在较低pH值下会促进Hg2+的去除,pH值升高时其对Hg2+的去除表现为抑制作用.絮体浸出实验表明汞的浸出率较低,PEX—Hg絮体具有很好的稳定性,不易引起二次污染.     

O-黄原酸化-N-苄基壳聚糖的制备及除铜性能

以壳聚糖、苯甲醛、二硫化碳、氢氧化钠和硼氢化钠为原料制备出O-黄原酸化-N-苄基壳聚糖(RXCTS),采用单因素法确定了RXCTS的制备条件,利用正交试验法考察了RXCTS处理含Cu~(2+)水样的最佳絮凝水力条件,并研究了水样pH值、Cu~(2+)初始浓度以及浊度对RXCTS除Cu~(2+)性能的影响。结果表明,RXCTS相对于XCTS除Cu~(2+)效果更好,投药量更少,Cu~(2+)的最高去除率可达98.76%。絮凝最佳水力条件为:快搅时间2.0 min,快搅速度160 r/min,慢搅时间20 min,慢搅速度50 r/min。体系pH值和Cu~(2+)初始浓度对RXCTS除Cu~(2+)均有一定的影响,总体上Cu~(2+)的最高去除率随着水样中Cu~(2+)初始浓度和pH值的增大而升高。RXCTS对Cu~(2+)和浊度均有良好的去除能力,共存浊度一定程度上可促进Cu~(2+)的去除。红外光谱表明RXCTS中伯胺基被还原为仲胺基。     

重金属絮凝剂DTAPAM去除水中Cu-EDTA的条件优化和机理

工业含Cu废水中常含有配位剂EDTA,可与Cu(Ⅱ)配位后形成稳定的可溶性配合物Cu-EDTA,致使废水中的Cu(Ⅱ)较难被除去.为了将含Cu-EDTA废水中的Cu(Ⅱ)得以有效去除,采用二硫代羧基化胺甲基聚丙烯酰胺(DTAPAM)作为重金属絮凝剂,以Cu-EDTA为处理对象,研究了絮凝水力条件、DTAPAM投加量、pH值、EDTA浓度、Cu(Ⅱ)初始浓度对DTAPAM去除Cu-EDTA性能的影响,确定了Cu(Ⅱ)的最佳去除条件;并利用紫外-可见吸收光谱、红外光谱、扫描电镜及能谱分析等表征方法探究了DTAPAM去除Cu-EDTA的机理.结果表明,最佳絮凝水力条件为快搅时间2min、快搅速度160r/min、慢搅时间20min、慢搅速度50r/min;当pH值为5.0～7.0时,DTAPAM对Cu(Ⅱ)初始浓度为25mg/L的含Cu-EDTA水样的去除性能均较好,且在pH值为7.0时Cu(Ⅱ)的去除效果最好,最高去除率可达99.07%;当体系中EDTA与Cu(Ⅱ)配位比为1:1时,DTAPAM对不同Cu(Ⅱ)初始浓度的含Cu-EDTA水样均具有理想的去除效果.表征结果显示,DTAPAM高...     

新型重金属絮凝剂巯基乙酰化磺甲基聚丙烯酰胺除铜除浊性能研究

以聚丙烯酰胺、甲醛、亚硫酸氢钠、氢氧化钠、巯基乙酸为原料,通过化学方法制备出一种新型高分子重金属絮凝剂—巯基乙酰化磺甲基聚丙烯酰胺(MASPAM).采用含Cu(Ⅱ)、含浊水样及其混合水样为处理对象,研究了不同Cu(Ⅱ)初始浓度、原浊、pH值等条件下MASPAM对Cu(Ⅱ)和浊度的去除性能.结果表明,MASPAM对水样中的Cu(Ⅱ)和浊度均具有一定的去除效果.对于单一体系,Cu(Ⅱ)初始浓度为25mg·L-1、pH值为6.0时,Cu(Ⅱ)的最高去除率为94.7%;原浊为230 NTU、pH值为6.0时,浊度的最高去除率为88.9%.对于含Cu(Ⅱ)、含浊混合体系,Cu(Ⅱ)、浊度的去除效果相比单一体系均明显提高,最高去除率分别为98.7%、99.8%,表现出显著的协同效应.     

改性聚乙烯亚胺捕集和回收水中的Cu2+

为提高含铜废水的处理效果及简化处理流程,采用CS₂、NaOH对聚乙烯亚胺进行改性,制备出一种新型高分子絮凝剂--PEX（聚乙烯亚胺基黄原酸钠）.以含Cu2+水样为处理对象,探讨了初始ρ（Cu2+）、pH、共存无机物质、有机物质以及浊度对PEX捕集Cu2+性能的影响,并考察了螯合絮体中Cu2+的回收情况.结果表明:PEX对含Cu2+水样具有很好的捕集性能,Cu2+去除率最高可达到100%;PEX对Cu2+的去除效果随着水样初始pH的升高而增强,但pH位于PEX等电点处时,Cu2+去除率有所降低.在较低的PEX投加量下,水样中共存的NaCl、CaCl₂、NaNO₃、Na₂SO₄、柠檬酸、焦磷酸钠对PEX去除Cu2+均可起到促进作用,而共存的EDTA、氨基乙酸、浊度对PEX去除Cu2+具有一定的抑制作用;增加PEX投加量后,可减弱或消除上述影响.螯合絮体采用HNO₃溶液进行静态浸泡30 d后,Cu的回收率可达100%.研究显示,PEX能有效去除和回收水样中的Cu2+.      

高分子重金属絮凝剂MAC除Cu2+、去浊性能

以壳聚糖、巯基乙酸等为原料合成了一种新型高分子重金属絮凝剂巯基乙酰壳聚糖(MAC),研究了其除Cu2 与去浊的机理,并对几个因素做了考察.实验结果表明:①MAC具有除铜与去浊的性能,当MAC与HPAM复配时,效果优于单独使用MAC,Cu2 去除率可达98%以上;②用MAC处理Cu2 和浊度共存的体系时,废水中的重金属离子和致浊物质可以起到相互促进去除的作用,出水中[Cu2 ]＜0.5mg·L-1,浊度＜3NTU;原水浊度越大,越有利于Cu2 的去除;③Cu2 的去除率随原水pH值的增大而提高,浊度的去除率则反之.     

Mechanism of combination membrane and electro-winning process on treatment and remediation of Cu^2＋ polluted water body

Mechanism of treatment and remediation of synthetic Cu2+ polluted water body by membrane and electro-winning combination process was investigated. The influences of electrolysis voltage, pH, and electrolysis time on the metal recovery efficiencies were studied. Relationship between trans-membrane pressure drop ( P), additions ratio, initial Cu2+ concentration on operating efficiency, stability of membrane and the possibility of water reuse were also investigated. The morphology of membrane and electrodes were observed using scanning electron microscopy (SEM), the composition of surface deposits was ascertained using combined energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and atomic absorption spectrophotometer. The results showed that using low pressure reverse osmosis (LPRO), Cu2+ concentration could increase from 20 to 100 mg/L or even higher in concentrated solutions and permeate water conductivity could be less than 20 μS/cm. The addition of sodium dodecy/sulfate sodium dodecyl sulfate improved Cu2+ removal efficiency, while EDTA had little side influence. In electro-reduction process, using plante electrode cell, Cu2+ concentration could be further reduced to 5 mg/L, and the average current efficiency ranged from 9% to 40%. Using 3D electrolysis treatment, Cu2+ concentration could be reduced to 0.5 mg/L with a current efficiency range 60%–70%.     

Cu2+对以NO2-为电子受体反硝化过程的影响

短程生物脱氮工艺在废水处理中已经得到较为广泛的应用,其反硝化过程是实现氮去除的关键步骤,而关于废水中常见重金属离子Cu~(2+)对以NO2-为电子受体反硝化过程的影响尚无系统研究.选取A/O反应器内具有良好短程生物脱氮特性的污泥,通过批次试验及SBR长期试验分别探究了Cu~(2+)对以NO2-为电子受体反硝化过程的短期及长期影响.短期试验结果表明,Cu~(2+)对以NO2-为电子受体反硝化过程具有明显抑制作用,对污泥反硝化活性的半抑制浓度EC50为4. 79 mg·L-1.在长期影响试验中逐渐提高污泥对Cu~(2+)的耐受浓度,当Cu~(2+)浓度为0. 5 mg·L-1和1 mg·L-1时,污泥反硝化活性降低后均能够通过驯化恢复至原有水平;而Cu~(2+)浓度升高至3 mg·L-1后污泥反硝化性能遭到破坏且难以恢复,NO_2~--N去除率降低至10%以下,反硝化系统遭到严重抑制.但是,停止投加Cu~(2+)后污泥反硝化活性在第14 d恢复至原有水平.同时,在Cu~(2+)的长期影响过程中,EPS含量增多,对微生物抵御Cu~(2+)的毒害起到重要保护作用,促使污泥粒径增大,污泥沉降性得到提高.     

病死猪热解炭化物的特性及其对水中Cu2+的去除

研究了病死猪热解炭化物对水中Cu~(2+)的去除效果,并借助扫描电子显微镜、X射线光谱仪及傅里叶红外光谱仪等分析手段对病死猪热解得到的炭化物理化学性质进行了表征,分析了其微观结构及官能团.结果发现,病死猪热解炭化物内部具有大量孔状结构,表面出现了PO3-4等结构.最后,利用热解得到的炭化物对水中的Cu~(2+)进行处理研究,考察了初始p H值、反应温度、吸附时间等对水中Cu~(2+)去除效果的影响.结果表明,病死猪热解炭化物对水中Cu~(2+)的吸附效果较好,最佳初始p H值为5.0,温度的升高有利于热解炭化物对Cu~(2+)的去除.通过对实验数据进行动力学及吸附等温线分析,发现实验中使用的病死猪热解炭化物对Cu~(2+)的吸附动力学数据符合准二级吸附动力学方程,Langmuir模型能较好地描述Cu~(2+)在猪热解炭化物上的吸附行为.     

苯胺黑药高效降解菌(Bacillus vallismortis)胞外聚合物去除重金属的研究

微生物胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)在废水中重金属的吸附去除过程中起着非常重要的作用.苯胺黑药高效降解菌(Bacillus vallismortis)对苯胺黑药有良好的降解能力,但对其吸附重金属的性能研究还不充分.因此,本文采用3种方法提取苯胺黑药高效降解菌的EPS,主要考察了p H、温度、底物浓度和时间对重金属去除效果的影响.结果表明,热提法提取的效率较高;p H对金属离子吸附影响很大,当p H7时,随着p H变大吸附量逐渐升高,而温度对吸附量影响不大.EPS对Cu~(2+)、Zn~(2+)的去除为快速表面吸附过程,在第8 min时对Cu~(2+)、Zn~(2+)的去除率分别达到了90.7%、52.3%,EPS对Cu~(2+)、Zn~(2+)的吸附表观上符合拟二级动力学规律.在单一体系中,根据Langmuir方程计算出EPS对Cu~(2+)的最大吸附量为2.155 mg·mg-1,对Zn~(2+)的最大吸附量为0.508 mg·mg-1;Cu~(2+)吸附过程与Freundlich方程拟合效果较好,Zn~(2+)吸附过程与Langmuir方程拟合效果较好.红外光谱分析结果表明,EPS表面的羟基、氨基、酰胺基团、羧基和C—O—C基团都参与了吸附,且Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附位点基本一致,本文的研究结果对工程实践具有一定的理论指导意义.     

戊二醛交联酵母菌对Zn2+，Cd2+和Hg2+的吸附行为

用戊二醛作为交联剂,采用简单的方法制备机械强度高的交联酵母菌.考察菌体吸附Cd2 的影响因素,包括交联剂的用量,pH,金属离子初始质量浓度,吸附时间等,研究菌体对不同质量浓度的Zn2 ,Cd2 和Hg2 的吸附率.结果表明,戊二醛的最佳用量(体积分数)为1.0%,菌体对金属离子的吸附平衡时间为30 min,吸附过程符合准二级动力学方程.吸附为Langmuir单分子层吸附,相对于未交联菌,交联酵母菌对Cd2 的吸附容量提高2倍;pH实验表明,交联酵母菌对金属离子的吸附受酸度影响小.用于冶金厂废水的处理结果显示,0.050 0 g的交联酵母菌,对5.3 mg/L的Cd2 污水的去除率为80.6%,用0.1 mol/L的EDTA再生该吸附剂,Cd2 的解析率达92.1%.     

阴极电解液对Cd污染红壤电动修复的影响

针对土壤重金属电动修复过程中阴极电解室pH升高会对重金属的去除产生不利影响的问题,利用Fe3+/Fe2+、Cu2+/Cu标准电极电位较高的优势,以人工模拟Cd污染红壤为研究对象,对不同阴极电解液[Fe（NO₃）₃、CuSO₄、柠檬酸]的电动修复效果进行系统分析.结果表明:分别将Fe（NO₃）₃、CuSO₄、柠檬酸加入阴极电解室中,pH均控制在2~3,电动修复10 d后发现,将Fe（NO₃）₃溶液、CuSO₄溶液和柠檬酸作为阴极电解液均可以有效控制阴极室的pH,CuSO₄溶液、柠檬酸的加入对土壤中Cd的去除效果较差,而且Cu2+的加入增加了土壤重金属二次污染的风险.相对于CuSO₄、柠檬酸试验组,Fe（NO₃）₃试验组土壤中Cd的去除率较高（大于87.27%）,Fe（NO₃）₃试验组对土壤中Cd的修复效果也最为明显,土壤中w（Cd）由阴极附近的75.95 mg/kg降至阳极附近的9.13 mg/kg.分析电动修复后各试验组中不同形态Cd在Cd总量中所占比例的分析,结果显示,w（弱酸提取态Cd）所占比例由初始的74.57%最高可达到92.69%[Fe（NO₃）₃试验组],表明Fe（NO₃）₃的加入有助于促进土壤中Cd的迁移.研究显示,相比于CuSO₄溶液、柠檬酸,Fe（NO₃）₃溶液作为阴极电解液在控制阴极电解室pH升高的前提下,显著促进了土壤中Cd的解吸和迁移,并达到最佳修复效果.