去除碱性染料吸附剂的制备及其吸附特性研究

本实验用橘皮果胶来改性纳米铁吸附碱性品红,用橘皮果胶来改性纳米铁,可以提高纳米铁对碱性品红的吸附。本文从吸附剂制备工艺的角度研究了橘皮果胶的质量浓度、改性纳米零价铁的投加量、活性剂羟甲基纤维素钠的投加量、吸附时间、温度、碱性品红的初始浓度对染料去除的效果,结果表明:在橘皮果胶质量浓度为2. 58%,将0. 02 g改性纳米零价铁和0. 1 g活性剂羟甲基纤维素钠投加到50 m L初始浓度为12 mg/L碱性品红溶液中,吸附时间60 min,吸附温度为60℃,改性纳米零价铁对碱性品红的吸附效果较好,改性纳米零价铁吸附碱性品红溶液遵循准一级反应动力学模型,平衡浓度对吸附量的影响符合Langmuir吸附模型,是以化学吸附为主。     

零价铁还原地下水中对氯硝基苯的研究

采用间歇试验考察零价铁去除对氯硝基苯的效果,研究初始pH值、零价铁粒径、零价铁投加量和氧对反应过程的影响.结果表明,在中性和弱酸性条件下零价铁能有效去除对氯硝基苯,反应过程符合准一级动力学,反应终产物为对氯苯胺;降低零价铁粒径和增加零价铁投加量可提高对氯硝基苯的去除率.当零价铁粒径为0.05mm、投加量为0.5 g/L、对氯硝基苯初始质量浓度为25 mg/L,反应6h后,对氯硝基苯去除率可达100％.氧对零价铁还原对氯硝基苯具有竞争性抑制作用,但零价铁能消耗水中溶解氧并维持对氯硝基苯还原反应进行,与厌氧反应过程相比,空气-水体系对氯硝基苯去除率下降19.18％.研究表明,采用零价铁还原法可有效去除地下水中的对氯硝基苯.     

有机膨润土负载纳米零价铁去除废水中的四氯乙烯研究

用具有良好吸附能力的有机膨润土作载体,通过FeSO4与NaBH4反应制得有机膨润土负载纳米零价铁(NZVI/CTMA-Bent).用XRD、TEM对NZVI/CTMA-Bent进行了表征,并将NZVI/CTMA-Bent用于四氯乙烯(PCE)的去除,考察了介质pH值、PCE初始质量浓度对其去除率的影响,并与相同铁含量的纳米零价铁(NZVI)进行了比较,测定反应中Cl-浓度的变化,采用GC/MS方法对反应产物进行了分析.结果表明:以有机膨润土作载体,可有效阻止NZVI的团聚,且对介质pH值有一定的缓冲作用;NZVI/CTMA-Bent与PCE反应120 min后,去除率接近100％,既高于相同铁含量的NZVI对PCE的去除率(54.8％),也优于NZVI和有机膨润土对PCE去除率的加和(86.5％);NZVI/CTMA-Bent与PCE反应几乎完全转变成乙烯.动力学研究表明,NZVI/CTMA-Bent、NZVI对PCE的反应均符合Langmuir-Hinshelwood方程,且反应速率与其对PCE的吸附性能呈正相关.     

UASB反应器中厌氧氨氧化菌脱氮效果及运行条件

通过UASB反应器中接种厌氧氨氧化颗粒污泥,处理模拟实验废水,检测其厌氧脱氮效果,并探寻其最佳运行条件。研究表明,UASB反应器中厌氧氨氧化菌具有高效的脱氮效果。厌氧氨氧化菌对NH~+_4-N和NO~-_2-N的适宜浓度负荷均为220 mg/L,水力停留时间适宜为4 h,最适温度为35℃,最佳p H值为8.0,在此条件下,NH~+_4-N,NO~-_2-N和TN的去除率分别可达97%,98.5%及88%。     

零价铁去除堆浸采铀工艺废水中U(Ⅵ)的研究

研究了零价铁(Zero-valent iron,ZVI)粉和废铁屑分别去除堆浸采铀工艺废水中以铀酰离子形式(UO2+2)存在的U(Ⅵ),分析了p H值、震荡时间、反应温度、ZVI投加量、共存离子等因素对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明:在p H=6,震荡时间为80 min,ZVI投加量为1.5 g,铀去除量为0.18 mg/g,ZVI对U(Ⅵ)的去除率可达到98.6%,零价铁粉比废铁屑去除效率略高,共存离子Mg2+,Mn2+,Cl-,NO-3对ZVI去除U(Ⅵ)影响不超过3%,CO2-3和Cu2+影响显著。ZVI去除溶液中U(Ⅵ)以还原沉淀和吸附作用为主,吸附-还原反应遵循一级化学反应动力学方程,探讨出零价铁去除堆浸采铀工艺废水中U(Ⅵ)的机理。     

序批式厌氧反应器厌氧氨氧化渗滤液脱氮试验研究

通过接种具有厌氧氨氧化性能的污泥,采用序批式厌氧反应器(ASBR)处理垃圾渗滤液,研究水力停留时间(HRT)、pH、温度等对厌氧氨氧化反应过程的影响并确定各因素的最佳控制范围。结果表明,在本试验条件下,HRT、pH和温度的适宜范围分别为24 h、7.5~8.5和35℃。在此条件下,进水NH~+_4-N浓度为150 mg/L,NO~-_2-N浓度为160 mg/L,COD浓度为300 mg/L时,出水NH~+_4-N、NO~-_2-N、TN、COD平均浓度分别为15.5 mg/L、0.01mg/L、43.2 mg/L和152.1 mg/L,相对应的平均去除率分别为89.7%、99.9%、86.1%和47.6%。     

聚磷菌协同生物炭对水中U(Ⅵ)的去除特性及机理研究

低浓度含铀废水中铀的高效去除是铀矿冶安全生产过程中亟待解决的问题。生物吸附法是处理较低浓度重金属废水的高效廉价的方法之一。采用生物炭负载聚磷菌,制备了一种新型吸附剂,通过对比分析普通生物炭与负载聚磷菌生物炭对水中U(VI)的去除特性,结合BET、SEM及XPS等检测手段,考察聚磷菌对生物炭去除水中U(VI)的协同作用,探究低浓度铀废水处理新方法。结果表明,通过负载聚磷菌,生物炭能够快速降低水中U(VI)的浓度,去除率可达99.86%。BET及SEM表征手段表明,聚磷菌被固定在生物炭表面,负载聚磷菌的生物炭比表面积大大减小,但对铀的去除率反而增加。结合XPS结果可知,吸附后沉淀产物为四价铀和六价铀的混合物,表明聚磷菌对水中铀进行了还原、微沉淀,具有协同生物炭除铀作用。吸附动力学试验表明,该吸附过程符合准二级动力学模型;Freundlich吸附等温线模型能更好地描述吸附剂对铀的吸附行为。     

零价铁基可渗透反应墙技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究进展

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier, PRB)技术原位处理污染地下水是地下水治理领域的重要研究方向之一，以零价铁为填料的PRB在去除Cr(Ⅵ)污染地下水时具有显著优势。归纳总结了零价铁基PRB治理Cr(Ⅵ)污染地下水的反应机理，包括还原(主要作用)、吸附、共沉淀、微生物作用和铁腐蚀，并指出目前存在的反应性差和沉淀堵塞问题。硫化改性、双金属改性、负载碳材料和材料复配增强了零价铁对Cr(Ⅵ)的反应性能。耦合微生物菌(Cr(Ⅵ)还原菌、铁还原菌和硫酸盐还原菌等)治理方法由于更加绿色而受到越来越多的关注，但需注意微生物生长堵塞问题。电动治理技术强化了PRB被动捕获污染羽的能力并增强了PRB寿命。介绍了零价铁基PRB的渗透性能，并考虑水文地质条件、副反应以及二次污染等问题，以对未来研究做出展望，为零价铁基PRB技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究与应用提供参考。     

硫化纳米铁的制备及其对亚甲基蓝的去除

为克服纳米零价铁易团聚、易氧化、电子选择性差等缺陷,引入硫对纳米铁进行改性制备了硫化纳米铁复合材料(S-nZVI),并利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对制备的S-nZVI进行表征,同时研究了其对水溶液中亚甲基蓝(MB)的去除效果。S-nZVI对MB的去除过程符合准二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。当MB初始质量浓度为1000 mg/L时,S-nZVI对MB的饱和去除量可达242.06 mg/g。     

零价铁-反硝化菌在地下水硝酸盐污染修复中的应用

综述了应用零价铁-反硝化菌复合体系去除地下水中硝酸盐氮污染的研究进展.脱氮技术主要包括物理化学法、化学还原法和生物反硝化法,但单独使用任何一种方法都无法得到令人满意的处理效果.以零价铁在水中厌氧腐蚀所释放的氯气供给微生物进行反硝化,可以同时解决这两种技术单独使用时所存在的弊端.在此复合体系中,主要反应包括产氨、析氢和反硝化,降低脱氮产物中的氨氮比例就要减少产氨反应的发生几率.此外,使用纳米铁代替零价铁和反硝化细菌复合,可以大大提高脱氮反应速率.然而,该技术的研究在国内外尚处于起步阶段,在反应机理、产物控制、条件优化等方面都存在不足,还需要深入研究.     

有机蒙脱石负载零价纳米铁处理锑离子的研究

利用阳离子交换容量为1. 02 mmol/g的钠基蒙脱石,通过液相还原法制备了有机蒙脱石负载纳米铁(NZVI-OMt)材料。研究表明:材料对锑离子具有很好的去除效果,对于初始质量浓度为5 mg/L的锑离子溶液,反应10 min去除率即可达100%,且效果远远高于两种单一材料(纳米铁NZVI和有机蒙脱石OMt)及二者之和。通过一系列实验考察了初始质量浓度、pH值、投加量等因素对NZVI-OMt处理锑离子效果的影响。动力学研究表明,NZVI-OMt对锑离子的作用符合准一级反应动力学。对反应后的NZVI-OMt进行解析实验,表明NZVI-OMt对锑离子的去除作用包含物理吸附、化学吸附及共沉淀等复杂过程。     

零价铁法处理含EDTA-Cu(Ⅱ)废水

为了探索含络合铜电镀废水的处理新方法,以废铁屑为材料,研究其去除EDTA-Cu(Ⅱ)的有效性和作用机制。对铁屑进行XRD表征的结果表明,铁屑中含有零价铁和少量碳,实验发现,铁屑对Cu(Ⅱ)和EDTA能同步去除,90 min的去除率分别达到93.51%,52.55%,且降低了体系的生物毒性,提高了生物降解性。对反应机制进行探讨,结果表明铁屑以直接还原、沉淀吸附和微电解作用实现对EDTA-Cu(Ⅱ)的有效去除。     

不同介质去除地下水中的三氯乙烯

采用动态和静态试验相结合的方法,考察了零价铁(ZVI)、活性炭(GAC)、零价铁和活性炭的混合物(ZVI+GAC)对地下水中三氯乙烯(TCE)污染物的去除效果。试验结果表明,ZVI、GAC和ZVI+GAC均能有效地去除TCE,其中以质量比为1∶1的ZVI+GAC混合物在水流流速为25 mL/min时效果最佳,其对TCE的去除率超过85%。     

零价铁法去除水体中萘普生:作用机制及产物毒性研究

为了探索水体中非甾体类药物处理新技术,对铁屑降解水体中萘普生的影响因素、作用机制和产物毒性进行了研究。首先考察了铁屑投加量、p H值、萘普生初始浓度及作用时间对降解效果的影响,确定了铁屑投加量为2.5 g/L,p H值为2.0,萘普生质量浓度为10.0 mg/L的反应条件有利于零价铁对萘普生有效降解,反应150 min去除率可达89.2%;然后对零价铁降解萘普生的反应机制进行研究,结果表明零价铁主要是通过腐蚀产物(新生态氢[H])直接还原作用,促使萘普生转化为其他物质;发光菌毒性实验表明萘普生转化为较母体具有更高生物风险的中间产物。     

PNIPAm/PHEMA负载纳米铁去除水中4-NP的研究

采用SEM、EDS、XRD和称重法对聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚(甲基丙烯酸-2-羟乙酯)-纳米铁(PNIPAm/PHEMA-n ZVI)材料进行了表征和性能测试;并研究PNIPAm/PHEMA-n ZVI在不同浓度、p H值和温度条件下对4-NP的去除效果。结果表明,温敏水凝胶载体具有较好的多孔贯穿结构,其孔洞直径为2~20μm;负载的纳米铁颗粒粒径为70~100 nm,纳米铁的负载量为0.154 5 g/g;低于17℃时PNIPAm/PHEMA平衡溶胀比均在20左右,当温度从25℃升高到32℃时平衡溶胀比降至2左右。采用0.3 g干凝胶制备的PNIPAm/PHEMA-n ZVI,在18℃、p H=5、振荡速度100 r/min条件下,处理100 m L质量浓度为400 mg/L的4-NP水溶液3 h后去除率达到100%;PNIPAm/PHEMA经过5次重复使用后,4-NP的还原去除率仍可达到80%以上;PNIPAm/PHEMA-n ZVI储存105 d以后,储存稳定性仍在75%以上。研究表明,该温敏性凝胶在负载纳米铁方面是一种很好的载体,在去除硝基苯酚方面有实际应用潜能。     

零价铁处理孔雀石绿废水的研究

以孔雀石绿为目标污染物,考察零价铁对孔雀石绿的降解行为,系统研究了零价铁投加量、初始pH值及孔雀石绿初始浓度对反应的影响。结果表明,在孔雀石绿初始质量浓度为200 mg/L、铁粉投加量为1g/L、初始pH值为6.5、反应时间为60 min的条件下,孔雀石绿的去除率为96.3%;同时探讨了零价铁降解孔雀石绿的动力学过程,结果表明,孔雀石绿的降解符合一级动力学反应。     

细菌纤维素负载纳米Fe3O4的制备及其吸附Cd2+的研究

为提高细菌纤维素(BC)处理含重金属离子废水的效果,以BC和纳米Fe3O4为原料,采用共混沉淀法制备了新型的BC负载纳米Fe3O4吸附剂(NFBC).同时将制得的NFBC用于吸附重金属离子Cd2+研究,考察了溶液pH值、吸附时间等因素对吸附效果的影响,并进一步模拟吸附动力学和吸附等温线,初步分析了吸附机理.结果表明:利用纳米Fe3O4比表面积大和表面原子配位不足的特点,将其负载于BC表面,提高了对Cd2+吸附,去除率可达70％,单位吸附量最大为27.97 mg/g; pH值是影响NFBC对Cd2+吸附效果的重要参数;吸附动力学符合二级反应动力学,吸附平衡符合Langmuir吸附等温方程,并具有良好的线性,说明NFBC对Cd2+是典型的单分子层吸附;在外加磁场作用下,纳米Fe3O4粒子超顺磁性有助于吸附剂能快速有效地从液相分离,克服了BC粉末难于有效分离的不足.     

聚合氯化铝微波法修饰磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

用化学共沉淀法制备磁性碳纳米管,然后以聚合氯化铝(PAC)通过微波法修饰得到磁性聚合氯化铝碳纳米管复合材料,并用以去除水中的腐殖酸(HA),对复合材料的组成与结构进行了表征,考察了不同微波制备条件下复合材料去除HA的效果,研究了吸附工艺中HA去除的影响因素,对复合材料同步去除HA和浊度的可行性进行了探讨。能谱、X-射线衍射及红外光谱分析表明,PAC和磁性物质Fe3O4、γ-Fe2O3成功负载于碳纳米管上。PAC修饰显著提高了磁性碳纳米管对HA的去除率。在微波功率600 W及微波时间6 min条件下得到的复合材料去除HA的效果最佳,去除率达99.15%。当HA初始质量浓度小于25 mg/L时,HA去除率较高,但高于25 mg/L后吸附量变化不大而去除率下降;HA去除率随材料投加量增大而增大,但大于0.5 g/L后基本不变;在酸性与中性条件下HA去除率较高,在碱性条件下急剧下降;对于初始质量浓度为20 mg/L的HA溶液,吸附前5 min的HA去除速率很快,90 min时达到吸附平衡,平衡吸附量为39.48 mg/g;温度对去除HA没有影响。控制适当的条件,可同步去除HA和浊度,去除率同步达95%以上。     

Fe0对饮用水中砷的去除效率及影响因素

研究零价铁(Fe0)的除砷效果,试验考察了Fe0投加量、接触时间、pH值、DO浓度、温度、腐殖质、竞争性阴离子(SO2-4,NO-3,SiO2-3,H2PO-3,HCO-3)对Fe0除砷效率的影响.结果表明,Fe0(80目)投加量为2 g/L,接触时间180 min,pH值为6.5,DO值6.5 mg/L的条件下,对质量浓度为1 mg/L的含砷水样,Fe0对As(Ⅴ)的去除率高达96.5%,而对As(Ⅲ)的去除率只有75.8%.降低水样pH值或提高DO可显著提高Fe0的除砷效率,温度对Fe0除砷影响不大,水体中的腐殖质、磷酸盐、硅酸盐的存在会由于竞争性吸附而导致Fe0除砷效率下降.采用Fe0颗粒去除饮用水中的砷高效、经济,具有良好的应用前景.实际应用中,对于DO值较低的地下含As水,可通过充氧提高Fe0除As效率.当水体中腐殖质、磷酸盐或硅酸盐浓度较高时,应考虑采取相应的预处理措施.     

纳米Ni/Fe双金属去除水溶液中直接耐酸大红4BS的研究

采用纳米Ni/Fe双金属对直接耐酸大红4BS(DFS-4BS)染料进行去除研究.考察了不同反应参数对DFS-4BS去除效果的影响.结果表明,在pH值5.0,30 ℃,DFS-4BS质量浓度100 mg/L,纳米Ni/Fe质量浓度8 g/L和反应4 h的优化条件下,DFS-4BS的去除率达89.5%. 动力学研究表明,纳米Ni/Fe对DFS-4BS的降解符合伪一级反应动力学方程,表观速率常数Kobs为6.3×10-3 min-1,半衰期为110.02 min.纳米Ni/Fe对实际废水中的DFS-4BS去除率为71.2%.