有机粘土和粘土对p,p''''-DDE的吸附/解吸研究

采用批量平衡实验,研究阳离子表面活性剂十六烷基三甲基铵离子(HDTMA)改性的zeo-HDTMA(有机沸石)、mont-HDTMA(有机蒙脱土)和atta-HDTMA(有机凹凸棒土)及其原粘土对典型有机氯农药DDT代谢产物p,p'-DDE的吸附解吸特性.结果表明,随原粘土阳离子交换容量(CEC)的增大,有机粘土吸附量增大,且有机粘土的吸附量比原粘土大大提高;有机粘土和原粘土对p,p'-DDE的吸附能力顺序为:zeo-HDTMA＞mont-HDTMA＞atta-HDTMA≥mont(蒙脱土)＞atta(凹凸棒土)＞zeo(沸石),这一顺序与它们的有机碳质量分数大小顺序一致.原粘土对p,p'-DDE的吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程,吸附呈单分子层形式,且存在竞争吸附;有机粘土对p,p'-DDE的吸附等温线符合Linear吸附等温方程,吸附是p,p'-DDE在有机粘土中有机相的分配所致.当CaCl2质量浓度从0增加到50 g/L时,mont-HDTMA对p,p'-DDE吸附量提高了10.3%.有机粘土和原粘土对p,p'-DDE的解吸率大小顺序为:zeo＞atta＞mont＞atta-HDTMA＞mont-HDTMA＞zeo-HDTMA,这一顺序与它们的有机碳质量分数大小顺序相反.     

有机粘土矿物对水中低浓度菲的吸附性能和机理

分别选用十六烷三甲基溴化铵(HDTMA-Br)、四甲基溴化铵(TMA-Br)、聚乙二醇(PEG)表面活性剂改性天然粘土矿物,研究其对水中低浓度多环芳烃类难降解有机物菲的吸附性能和机理,并讨论了有机粘土的用量对吸附菲的性能的影响,验证了有机粘土矿物吸附菲后的稳定性.3种有机粘土矿物对菲的吸附等温线均呈中凹型,表现为分配系数(Kp)逐渐增大,表明吸附是分配作用和溶剂化效应共同作用的结果.根据Kp及土样有机碳含量(foc)所得的经有机碳归一化的分配系数(Koc)基本为常数,远远高于天然土壤/沉积物的Koc.在相同实验条件下,3种有机粘土矿物中HDTMA改性粘土矿物对菲的吸附性能最强,PEG改性粘土矿物次之,TMA改性粘土矿物最差.     

有机膨润土吸附苯胺的性能及工艺条件的优化

以钙基膨润土为原料,钠化后用溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)进行有机改性,制得有机膨润土。在单因素吸附实验的基础上,采用L16(44)正交实验法对有机膨润土吸附水中苯胺的工艺条件进行了优化研究。结果表明,当矿物的粒径小于74μm、振荡速度为150 r/m in、吸附液为25 mL,并且以此三者为固定因素时,其优化工艺条件为有机膨润土投加量2.0 g,温度40℃,pH 7,吸附时间1.5 h。     

Fenton氧化-絮凝耦合去除水中As(Ⅲ)的机理

为了改善亚铁(Fe(Ⅱ))絮凝去除水中As(Ⅲ)的效果,对Fe(Ⅱ)/H2O2(Fenton试剂)氧化-絮凝耦合工艺进行了研究。以5 mg/L的As(Ⅲ)模拟废水为处理对象,对比了Fenton氧化-絮凝耦合处理As(Ⅲ)和单一Fe(Ⅱ)絮凝的效果。结果表明:单一絮凝对总砷的去除率只有60%左右,而氧化-絮凝耦合的去除率可达99.3%;氧化-絮凝耦合产生的絮体粒度约为单一絮凝的3倍,明显增强了絮凝沉降性能。SEM、XRD、BET测试结果表明:Fenton氧化-絮凝耦合去除水中As(Ⅲ)产生的絮体初级粒子是一种无定形纳米颗粒;氧化-絮凝耦合反应产生的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)混合态水解形成纳米胶体,对As(Ⅴ)的絮凝吸附优于As(Ⅲ)。氧化还原电位的测定表明As(Ⅲ)被迅速氧化为As(Ⅴ),且是一种原位氧化-絮凝反应过程。     

纳米ZrO2-SRB颗粒对酸性铬和氟污染地下水的修复

为使北京某地区地下水中超标污染物F~-、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、SO_4~(2-)等离子得到有效处理,基于微生物固定化技术,将所合成的纳米ZrO_2~-聚丙烯酰胺杂化材料作为包埋剂,对硫酸盐还原菌(SRB)进行固定化处理形成纳米ZrO_2-SRB颗粒,通过单因素实验优化了纳米ZrO_2-SRB颗粒对污染地下水的最佳反应条件。结果表明:当SRB投加量为35%、杂化材料投加量为300 mL、温度为35℃时,对地下水中F~-、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、SO_4~(2-)的去除率分别为92.4%、99.8%、99.7%、70.4%。还原和吸附动力学拟合结果表明:SRB对Cr(Ⅵ)、SO_4~(2-)的还原过程符合一级还原动力学;杂化材料对F~-、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、SO_4~(2-)的吸附过程符合二级吸附动力学。以上结果为处理铬和氟污染地下水提供重要的参考依据。     

纳米SiO2在含阴离子表面活性剂低浊水处理中的应用

在含有阴离子表面活性剂-十二烷基硫酸钠(SDS)的6 NTU高岭土悬浊液中,改变SDS的浓度,投加纳米SiO2与聚合铝PAC进行动态混凝实验与静沉实验,借助图像分析技术与分形理论,探讨了纳米SiO2与PAC处理含SDS低浊水的作用机理、絮凝效果与形态学特征.结果表明:①纳米SiO2与SDS使高岭土粒子表面负电性增强.纳米SiO2的絮凝机理以吸附架桥为主.②纳米SiO2对SDS的去除效果优于PAC.SDS浓度越高,去除效果越显著.但纳米SiO2对无机高岭土粒子的处理能力不如PAC,PAC絮凝后的上清液浊度低.当SDS浓度增至10 mg/L时,纳米SiO2对SDS的去除率高,而PAC对SDS的絮凝能力弱,PAC对无机颗粒的去除效果也下降.③助凝剂纳米SiO2较强的吸附活性能加快PAC絮体成长为结构密实的RLCA构型,分维值高,絮凝效果好.     

有机改性成都粘土预处理垃圾渗滤液

以成都粘土为原料,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂制备有机改性土,并将其应用于垃圾渗滤液的预处理。采用单因素静态吸附实验,以粘土对垃圾渗滤液COD和氨氮的去除率作为考查指标,初步探究有机改性土预处理垃圾渗滤液的适宜条件;并对有机改性粘土及原土进行性能表征,初步分析其吸附机理。研究结果表明,有机土的处理效果明显优于原土,处理效果上比原土提高了1.6~2.3倍;有机土预处理垃圾渗滤液适宜条件为:投加量120 g/L、搅拌速度200 r/min、搅拌时间50 min、pH=7、静置时间为6 h。     

纳米ZrO_2-SRB颗粒对铬和氟污染地下水修复的动态实验

为解决某矿区中超标污染物F~-、Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)、SO_4~(2-)等对地下水造成的危害,利用自制纳米ZrO_2-聚丙烯酰胺杂化材料固定硫酸盐还原菌,采用得到的纳米ZrO_2-SRB颗粒对超标污染物进行了处理。通过室内动态柱实验,探讨反应层种类、进水水力负荷、进水浓度对污染物去除效果的影响。结果表明:纳米Zr0_2-SRB颗粒作反应层对污染物的去除率要高于挂膜SRB,且纳米ZrO_2-聚丙烯酰胺杂化材料可以为SRB提供碳源,使SRB的活性增强;进水水力负荷控制在2.935 m~3·(m~2·d)-~1时较为适宜;增大Cr(Ⅵ)浓度和F~-浓度对整体出水浓度变化影响并不大;纳米ZrO_2对F~-的吸附选择性优于对Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和SO_~(2-);去除机理包括还原和吸附双重作用。利用0.1 mol·L-~1 HCl、0.2mol·L~(-1)乙醇和质量分数为2.5%硫脲作为洗脱液,对纳米ZrO_2-SRB颗粒进行3次吸附-脱附循环后,仍能保持较好吸附能力。以上结果可为解决含有该类污染物的矿区地下水问题提供技术参考。     

有机复合粘土颗粒处理乳化含油废水的研究

研究了有机凹凸棒石复合粘土颗粒吸附剂对乳化含油废水的处理及吸附剂投加量、吸附时间、振荡强度等因素对除油效果的影响.结果显示,在平衡浓度与吸附剂投加量之间符合Freundlich吸附等温式,平衡浓度与初始油浓度间符合Langmuir吸附等温式.对有机凹凸棒石复合粘土颗粒吸附剂与再生吸附剂、颗粒活性炭、未改性粘土进行了比较,发现有机复合粘土颗粒吸附剂对乳化含油废水的处理效果显著好于颗粒活性炭,并对此进行了解释.     

方解石基羟基磷灰石的制备及其对水中氟化物的去除效能研究

采用方解石基羟基磷灰石材料去除水溶液中的氟化物。研究吸附剂用量、反应时间、F-初始浓度、共存阴离子分别对吸附量的影响,以及吸附过程中材料渗透率的变化。结果表明:反应在100min达到平衡,饱和吸附量为10.98mg/g;吸附量随着吸附剂用量、F-初始浓度的提高以及反应时间的延长而增大,当反应达到平衡时不再发生变化;除HCO-3外,其他共存阴离子(NO-3、SO2-4和Cl-)对吸附量影响不大;材料渗透率随反应时间的延长而下降,但大大高于传统羟基磷灰石材料的渗透率;方解石基羟基磷灰石材料对水溶液中氟化物的吸附符合Langmuir等温吸附方程以及Psuedo-二级动力学吸附模型,符合单层吸附反应。同时,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对方解石基羟基磷灰石材料及其反应产物进行表征,探讨方解石基羟基磷灰石材料的除氟机制。     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

Comparison of modified montmorillonite adsorbents. Part I: Preparation,characterization and phenol adsorption

This study concerns with the development of modified montmorillonites as adsorbents for water treatment. Polymeric aluminium and iron intercalated forms of montmorillonites have been prepared in the absence and presence of an alkylammonium cationic surfactant (Hexdecyl-trimethyl-ammonium bromide, HDTMA). Montmorillonites intercalated with polymeric Al, Fe, Fe/Al (2:1 Fe to Al ratio in solution), possess large N2 Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface areas. XRD data also shows trace amounts of illite and plagioclase within the clay materials. Montmorillonites intercalated with HDTMA, polymeric Fe/HDTMA, polymeric Al/HDTMA and polymeric Fe/Al/HDTMA (1:1 metal to surfactant molar ratio in solution) undergo some losses of N2 BET surface areas. Preliminary adsorption studies on phenol have shown that polymeric Al/HDTMA- and HDTMA-only-modified montmorillonites possess a good affinity for phenol, whereas the polymeric Al/Fe modified- and starting montmorillonites have little affinity for phenol adsorption.     

胶质芽孢杆菌、黑曲霉及与沸石联合对模拟废水中Fe~（3＋）处理研究

研究沸石、胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）、黑曲霉（Aspergillus Niger）、胶质芽孢杆菌与沸石联合以及黑曲霉与沸石联合对模拟废水中Fe3＋的吸附等温曲线,分析它们对Fe3＋模拟废水的吸附及絮凝作用。结果表明：沸石对Fe3＋吸附作用符合Freundlich方程;胶质芽孢杆菌分泌含有—OH和COO-的胞外多糖,对Fe3＋具有较好的吸附效果;沸石与胶质芽孢杆菌联合对模拟废水中Fe3＋的处理,低浓度以沸石对Fe3＋的吸附为主,加入胶质芽孢杆菌絮凝剂使吸附了Fe3＋的沸石进行絮凝沉降,吸附等温曲线符合Langmuir吸附等温方程,高浓度两者共同作用使吸附量增加;黑曲霉对Fe3＋的吸附符合BET吸附等温方程;沸石与黑曲霉两者共同作用对Fe3＋模拟废水吸附等温曲线为直线。通过去除效果对比分析可知：胶质芽孢杆菌既有吸附又有絮凝功能;胶质芽孢杆菌絮凝剂无论是对Fe3＋的吸附还是对吸附Fe3＋沸石的絮凝都比黑曲霉对Fe3＋处理效果好;胶质芽孢杆菌和一些非金属矿物复合处理污染废水是一种无毒、低成本环保的处理方法,本研究将为它们在工程中的应用提供实践依据。     

两种不同形态的铝盐混凝剂的吸附电中和特征

通过吸附历时过程,饱和吸附量,吸附过程Ｎａ＾＋离子交换释放,絮凝前后高岭土微粒的ζ电位测定等实验考察ＡｌＣｌ３（ＡＣ）和聚合铝两种不同形态的铝盐对高岭土悬浮水样的吸附电中和特征,并探讨了其作用机理。     

纳米SiO2对微污染物HA、SDS及NH3-N的助凝特性研究

以聚合氯化铝PAC为混凝剂，纳米SiO₂为助凝剂，对含有下列微污染物：十二烷基硫酸钠（SDS）、氨氮（NH₃-N）或腐植酸（HA）的高岭土悬浊液进行混凝沉降实验。借助形态学理论、电镜观察与图像分析技术，研究纳米SiO₂对微污染物的助凝作用效果、吸附特性与絮体结构的形态学特征。结果表明：（1）在含有HA、SDS、NH₃-N的模拟原水中，污染物去除率与浊度去除率的相关性随污染物分子量的增大而增强；（2）纳米SiO     

Adsorption behavior of light green anionic dye using cationic surfactant-modified wheat straw in batch and column mode

An agricultural by-product, natural wheat straw (NWS), was soaked in 1 % cationic surfactant (hexadecylpyridinium bromide, CPB) solution for 24 h (at 293 K), and modified wheat straw (MWS) was obtained. Analysis of FTIR, XFR, and nitrogen element showed that CPB was adsorbed onto surface of NWS. Then, MWS was used as adsorbent for the removal of light green dye (LG, anionic dye) from aqueous solution. The experiment was performed in batch and column mode at room temperature (293 K). Sodium chloride (up to 0.1 mol/L) existed in solution was not favor of LG dye adsorption. The equilibrium data were better described by Langmuir isotherm, and adsorption capacity of q _m from Langmuir model was 70.01?±?3.39 mg/g. In fixed-bed column adsorption mode, the effects of initial LG concentration (30, 50, 70 mg/L) and flow rate (6.5, 9.0, 14.5 mL/min) on adsorption were presented. Thomas and modified dose–response models were used to predict the breakthrough curves using nonlinear analysis method, and both models can fit the breakthrough curves. Theoretical and experimental breakthrough curves were drawn and compared. The results implied that MWS can be used as adsorbent material to remove LG from aqueous solution.     

CTMAB／SDS改性沸石对水中痕量邻苯二甲酸酯吸附机制

以季铵盐阳离子表面活性剂CTMAB及阴离子表面活性剂SDS对粉末状天然沸石进行复合改性，制备得到了CTMAB／SDS改性沸石。对改性沸石及天然沸石进行红外吸收光谱及XRD衍射表征，并研究了PAEs在天然沸石和CT-MAB／SDS改性沸石上的吸附机制。结果表明，阴阳离子表面活性剂没有对层状结构的键型造成较大的影响；PAEs在天然沸石和CTMAB／SDS改性沸石上的吸附更符合表面吸附一分配作用复合模型；PAEs的表面吸附和分配作用对吸附作用的贡献主要受吸附剂中有机质含量及吸附物质大小、极性及溶解度的影响。     

Synthesis and characterization of antibacterial bio-nano films for food packaging

This study prepared antibacterial nanocomposite films for food packaging from Montmorillonite, which was modified by quaternary ammonium salts such as cetyltrimethylammonium bromide (CT), hexadecyl-tributyl phosphonium bromide (HD) and corn starch (CS). After this, it determined the antimicrobial activity of CS nanofilms against Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli) bacteria. Dispersion of silicate layers and starch nanocomposite films was analyzed by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM), and the results indicated that presence of quaternary ammonium salts enhanced clay dispersion, and the starch films incorporated with quaternary ammonium salts would provide potential use in food packaging as nanostructural materials. The nanofilms that were obtained based on the results of the antibacterial analysis were confirmed to have much stronger antibacterial properties than those in similar studies in the literature.     

强化活性炭吸附技术深度处理焦化废水的可行性研究

采用混凝沉淀、活性炭吸附以及混凝沉淀 活性炭吸附工艺对焦化厂生化出水进行深度处理.单独混凝沉淀或活性炭吸附均可以将水样中COD降到100 mg/L以下,达到国家污水一级排放标准和冷却用水建议标准.活性炭根据不同的材质和进水而表现出不同的吸附性能,对于焦化厂生化出水,煤质炭Ⅰ和果壳炭均表现出良好的吸附效果,并使出水COD＜100 mg/L,但处理成本较高.混凝沉淀 活性炭吸附工艺充分发挥适合去除大分子污染物的混凝沉淀与适宜去除小分子污染物的活性炭吸附技术两者的协同增效作用,吸附单元采用廉价的煤质炭,使出水水质达到个别生产或生活用水回用标准,并且降低深度处理成本.研究结果表明,混凝沉淀 活性炭吸附作为焦化厂生化出水回用工艺是经济可行的.