煤基活性炭的改性及其对含铜废水的吸附性能

利用乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)对煤基颗粒活性炭进行改性以提高其对废水中Cu2+的去除效率,探讨了温度、EDTA-Na_2浓度、改性时间和固液比对活性炭改性的影响。结果表明:在124℃、0.14 MPa的条件下,利用0.05 mol/L的EDTA-Na_2溶液改性处理煤基活性炭,当固液比1∶10、浸渍时间40 min时,所制备的活性炭对模拟含Cu~(2+)废水的去除率高达90.8%,而未经改性处理的活性炭对废水中Cu~(2+)的去除率仅为60.9%。采用比表面积和孔径测定(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等对改性前后活性炭表面结构和性能进行表征。在优化条件下制备的改性活性炭羟基含量增多,微晶尺度变小,表面活性位增多,有利于Cu~(2+)的吸附。     

海藻酸钠-改性碳纤维复合材料对水中Cd~(2+)的吸附研究

采用海藻酸钠与改性聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CF)制作复合材料吸附去除水溶液中的Cd~(2+),考察不同吸附时间和溶液pH对Cd~(2+)吸附效果的影响。结果表明,改性后PAN-CF的表面官能团增加,表面能提高,相比于未改性PAN-CF制备的复合材料,改性PAN-CF能够缩短复合材料对Cd~(2+)的饱和吸附时间,增加Cd~(2+)饱和吸附量,随着溶液pH的升高,复合材料对Cd~(2+)的吸附量呈先增加后下降的趋势,pH=6时Cd~(2+)的吸附量最大,为162.8mg/g。     

铁表面改性石英砂去除混凝出水中的Cr(VI)

为了增加混凝出水中Cr(VI)的去除率,使用铁表面改性的石英砂进行了不同条件下的Cr(VI)吸附实验,实验结果表明,在实验p H值(2.0~13.0)范围内,表面附着的铁具有较高的稳定性。铁表面改性后石英砂的等电点向碱性范围内移动,有助于吸附去除带负电的Cr(VI)。随着吸附时间的增加,改性石英砂对Cr(VI)的去除能力逐渐提高。Cr(VI)的浓度逐渐减少,改性石英砂对Cr(VI)的吸附动力下降,110 min后,吸附基本达到平衡。腐殖酸对于Cr(VI)在改性滤料表面吸附的影响主要体现在与Cr(VI)的竞争吸附和对Cr(VI)的还原作用。随着Cr(VI)浓度的增加,Cr(VI)的去除率呈现先增大后降低的趋势,当Cr(VI)浓度为2.0 mg/L时去除率达到最高。未改性的石英砂对于混凝沉后水中的剩余Cr(VI)无明显的去除作用。当使用改性砂柱对AS混凝出水进行过滤时,30 min之内Cr(VI)的去除率仍然能够达到接近100%。当体系中无腐殖酸存在,Al_(30)做混凝剂时,Cr(VI)在较短的时间(20 min)通过滤柱。     

酸碱改性活性炭吸附微污染水源水中的Ni~(2+)

通过HNO_3-KOH对活性炭进行改性,采用扫面电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、红外光谱分析(FT-IR)和Boehm滴定法对改性前后的活性炭进行表征,研究了改性前后的活性炭在不同条件下对微污染水源水中Ni~(2+)的吸附能力和动力学。结果表明:改性活性炭表面含氧酸性官能团数量增加,比表面积和总孔容均略有降低,孔径变化不明显。在Ni~(2+)浓度为0.4 mg·L~(-1),改性活性炭投加量5.0 g·L~(-1),温度30℃时,反应1 h去除率可达95.55%,剩余Ni~(2+)浓度为0.017 8 mg·L~(-1),达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的要求。相同条件下,改性前活性炭对Ni~(2+)的去除率仅为74.45%,剩余Ni~(2+)浓度达不到标准要求。活性炭对Ni~(2+)的等温吸附更符合Langmuir方程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程。     

高分子重金属絮凝剂CSAX处理铅锌废水

合成了高分子重金属絮凝剂交联淀粉聚丙烯酰胺黄原酸酯(CSAX),研究了该絮凝剂处理铅锌废水的效能,考察了各因素对CSAX捕集Pb~(2+)和Zn~(2+)效果的影响,并将其应用于实际铅锌冶炼废水的处理以进行验证。结果表明,CSAX对Pb~(2+)和Zn~(2+)的捕集效率较高,Pb~(2+)去除率达95%以上,Zn~(2+)去除率可达90%。p H值对CSAX去除Pb~(2+)(Zn~(2+))有一定的影响,在p H7的范围内,p H值越高,去除率越高;腐殖酸以及致浊物质能促进Pb~(2+)(Zn~(2+))的去除;EDTA明显抑制对Pb~(2+)(Zn~(2+))的去除;相比之下,碱金属、碱土金属以及部分配位能力弱的阴离子对Pb~(2+)和Zn~(2+)的去除率影响不大。     

铁和铝氧化物涂层砂的过滤与吸附性能评价

总结性地对3种不同氧化物涂层砂和未涂层砂的表面特性、过滤和吸附性能进行了比较与分析，明确了适用范围。改性滤料的高温加热和碱性沉积两种制备方法中，涂铁宜选前者，涂铝宜用后者。涂层砂的比表面积增大，吸附容量增加，使石英砂表面电荷的带电性质改变，有利于水中杂质的去除。涂铁砂适合于除氟和除砷及除有机物；涂铝砂适合于除浊、除有机物和除锌。     

改性天然菱铁矿去除水中六价铬

六价铬Cr(Ⅵ)是地下水污染的重要组分之一。近几年吸附法除铬被广泛应用。为了强化Cr(Ⅵ)的去除效率,对成本低廉的天然菱铁矿进行了改性,并研究了最优改性条件及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性。经过不同温度的灼烧改性发现,在500℃灼烧20 min时改性材料去除地下水中Cr(Ⅵ)的效率最高,在25℃时其吸附容量可达0.092 mg/g,吸附效率为92%。通过一系列的静态批实验,考察了最优改性菱铁矿对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,二级吸附动力学模型可以更好地描述不同温度下的吸附过程。与Langmuir等温吸附模型相比,等温吸附数据更好地符合Freundlich等温吸附模型。溶液pH对改性天然菱铁矿的吸附效果影响较大,pH在2~8之间吸附容量基本稳定;当pH=8~11时,随着pH升高吸附量明显减小。SEM、比表面积、ZPC测定等结果表明,改性菱铁矿比表面积增大,pHzpc在7.8左右。因此,比表面积、表面电荷的分布等表面性质是改性天然菱铁矿除铬性能强的主要原因。     

铁改性海泡石除锑的影响因素研究

选择廉价海泡石, 用氯化铁对其改性。研究铁改性海泡石对锑的吸附特性。结果表明，氯化铁浓度、吸附时间、初始锑浓度以及温度等因素对锑的吸附影响较大，溶液初始pH影响不明显。在初始锑浓度50 mg/L，pH 6.8，5%氯化铁改性海泡石投加量为2 g/L，吸附90 min, 温度35℃下，吸附量可达21.6 mg/g。海泡石对吸附锑具有缓冲特性，溶液的初始pH值在3.1～10.1范围时，吸附后溶液的最终pH值为8～8.5。IMS吸附锑是放热过程。改性后海泡石比表面积增大，表面羟基数量增加，导致其吸附能力增强。通过XRD谱图并未发现铁晶体的存在。     

造纸污泥制备功能吸附材料及其对Cu2+吸附性能的研究

以造纸污泥为原料,利用热解的方法制备生物炭,然后用氢氧化钠对其改性,得到功能吸附材料(SAM),探讨了SAM对Cu~(2+)的吸附性能及其影响因素。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱等手段揭示了SAM吸附Cu~(2+)的机理。结果表明:造纸污泥在300℃热解2h,然后用5mol/L的氢氧化钠改性,可制备得到对重金属具有良好吸附性能的SAM;当100mg/L的Cu~(2+)模拟废水的pH为6～7时,SAM投加量为0.010 0g/mL下Cu~(2+)去除率为99.15%,SAM投加量为0.002 5g/mL下SAM的吸附量为28.788mg/g;SAM吸附Cu~(2+)符合Langmuir吸附等温模型,属于单分子层吸附,其吸附机理主要表现为化学吸附,即SAM中含有丰富的羟基官能团,Cu~(2+)能与羟基形成稳定的络合物,通过化学键固定在SAM的表面及孔内,从而达到去除模拟废水中Cu~(2+)的效果。     

改性硅藻土/纳米零价铁复合材料去除水中Cu~(2+)的研究

应用改性硅藻土(CDt)/纳米零价铁(NZVI)复合材料对水溶液中的重金属Cu~(2+)进行去除研究。结果表明,CDt/NZVI能高效去除水中Cu~(2+),在CDt/NZVI投加量为0.075g、pH=5、Cu~(2+)初始质量浓度为20mg/L、溶液体积为100mL时,Cu~(2+)去除效果最好,去除率达到98.52%。CDt/NZVI对Cu~(2+)的去除机理包括吸附和还原,吸附过程符合Langmuir方程,最大吸附量为74.29mg/g;还原产物主要为Cu_2O和Cu~0。CDt/NZVI具有良好的循环利用性,循环3次后Cu~(2+)去除率仍能保持在65%以上。     

叉鞭金藻对微量锌、镉的吸附效应研究

研究了叉鞭金藻对微量Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附及其机理。结果表明，叉鞭金藻对Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附主要经历了快速的吸附和缓慢的吸附两个步骤。pH为6～7时，叉鞭金藻对Zn^2 ,Cd^2 有较好的吸附作用，且死体藻细胞比活体藻细胞能富集更多的Zn^2 ,Cd^2 。吸附符合Freundlich等温吸附模型。     

铁基膨润土对水中磷酸根的吸附热力学及动力学研究

采用铁盐改性制得铁基膨润土,研究了其对水中磷酸根的吸附性能及影响因素,结果表明,通过对膨润土的改性提高了磷的去除率,含磷废水初始pH值的大小对磷的去除率影响不大,初始浓度越低越有利于磷的去除。磷的去除率随改性膨润土的投加量增大而提高,随温度升高而增大。进一步研究表明,改性膨润土对磷的吸附是吸热反应,其吸附等温线可采用Langmuir等温吸附方程拟合;改性膨润土对磷的吸附是快速吸附,在20 min内,磷去除率达70%以上,符合准二级吸附动力学模型。     

Surface charge and adsorption from water onto quartz sand of humic acid

The surface charge of humic acid under different conditions of ionic strength, pH, and the presence of various cationic ions (Cu(2+), Zn(2+), Ba(2+), and Ca(2+)) was determined by a titration method using a cationic polyelectrolyte as titrant. Adsorption isotherms in batch experiments of the polymer from water onto quartz sand were determined at 20 degrees C, 40 degrees C, and 60 degrees C and under different conditions of ionic strength, pH, and the presence of various cationic ions (Cu(2+), Zn(2+), Ba(2+), and Ca(2+)). The data indicate significant decrease of humic acid surface charge by decreasing the pH value from 10.0 to 4.1. Similar decrease of humic acid surface charge was observed by increasing either the ionic strength or the affinity of the divalent cation toward the humic acid. At ambient temperature the adsorption of humic acid on the quartz sand seems to be controlled mainly by electrical interaction between the organic particle and the solid substrate. A correlation is found between the surface charge and the adsorbed amount of the polymer, the adsorbed amount increases when the surface charge of humic acid decreases. The increase of the adsorbed amount with the temperature suggests that adsorption process is endothermic.     

高比表面积活性炭的制备及对Cr(Ⅵ)吸附的研究

以椰树壳为原料,运用水蒸汽和二氧化碳复合物理活化法在4 h内制备了2 162.84 m2/g的高比表面积活性炭,其孔径分布范围为1.1~2.5 nm。应用此吸附剂考察了溶液pH、吸附剂用量、接触时间和初始浓度对Cr(VI)离子吸附效果的影响,并讨论了固定吸附床中不同溶液流量对Cr(VI)去除效果的影响。结果表明:在温度为298 K、溶液pH为1.96、吸附剂用量为0.10 g、铬离子初始浓度为100 mg/L与接触时间为70 min的条件下,活性炭对铬离子具有较高的吸附容量,去除率高达99.32%;铬离子在吸附床中的穿透曲线具有陡峭的传质锋面,但随着铬离子溶液流量的增大脱除果率降低。     

填料对厌氧移动床生物膜反应器运行效果的影响

通过对装有不同填料的2个厌氧移动床生物膜反应器(R1和R2)的有机负荷、COD去除率、沼气产量及其组成、出水挥发性有机酸(VFA)和出水pH值的对比,得出在填料充填率相同、进水COD和进水pH相似的情况下,填料比表面积是影响厌氧移动床生物膜反应器运行效果的主要因素.R1中填料的比表面积为528 m2/m3,R2中填料比表面积为211m2/m3.在整个运行阶段,填料比表面较大的R1反应器的运行结果较好.试验结束时,R1与R2的有机负荷比为1.61,而R1与R2填料上的污泥量之比为4.42.     

钡盐沉积改性硅藻土的制备及其吸附Pb2+的研究

通过钡盐沉积改性制备改性硅藻土,并将其应用于吸附模拟废水中pb2+,分析了钡盐浓度、pH、改性硅藻土投加量、水样中pb2+初始浓度以及振荡时间对改性硅藻土吸附pb2+的影响,并对硅藻土的沉降性能和改性机制进行了初步的探讨.结果表明,选择0.20 mol/L钡盐改性硅藻土,在pH为7.0、投加量为2 g、水样中pb2+初...     

改性锰砂对废水中锰的吸附特性研究

通过正交实验,研究pH值、反应时间、锰砂投加量和锰砂改性时间等因素对Mn2+吸附效果的影响。结果表明,在25℃,吸附反应体系pH=9,锰砂投加量为15 g/L,吸附时间为30 min,锰砂的高锰酸钾改性时间为36 h时,改性锰砂对锰的吸附去除率最高,达到了99.99%。四因素的影响顺序为:pH>反应时间>锰砂投加量>锰砂改性时间。在单因素实验中,当pH=7,吸附剂投加量为25 g/L时,经60 min可达吸附平衡,锰的去除率为60.04%,其等温吸附符合Freundlich和Langmuir模型,并且与Langmuir模型的拟合程度更高。本研究还对改性锰砂吸附除锰的机理做了初步探讨。     

改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cu2+的研究

利用离子液氯化-1-己基-3-甲基咪唑对甘蔗渣进行改性,利用改性甘蔗渣吸附去除模拟废水中低浓度的Cu2+,并对比了较优条件下甘蔗渣改性前后的Cu2+吸附性能.结果表明,溶液pH、改性甘蔗渣投加量、吸附时间对改性甘蔗渣吸附Cu2+均有一定的影响,较佳的溶液pH为5.41、改性甘蔗渣投加量为0.30 g、吸附时间为130 min;吸附温度升高Cu2+吸附率反而降低,因此选择在室温下进行吸附反应为宜;在以上较优条件下,改性甘蔗渣和甘蔗渣的Cu2+吸附率分别为83.20％和53.83％,前者的Cu2+吸附率提高了30.35％.     

复合改性海泡石同步处理废水中的氮磷

采用盐热和稀土掺杂制备复合改性海泡石,研究了复合改性海泡石对废水中N、P的吸附特征和去除效果。结果表明,与海泡石原矿粉比较,复合改性海泡石的脱氮除磷能力分别提高49.71%和90.14%;复合改性海泡石对N、P的吸附可以用Langmuir吸附模型描述,获得的最大吸附量分别为1.165和1.121 mg/g;修正的Elovich模型能较好地描述复合改性海泡石吸附N、P的动力学过程;用NaOH溶液可以再生吸附材料,获得较好的脱氮除磷效果,再生次数以2次为宜;用复合改性海泡石处理污水处理站的二级生化出水,最终出水的pH、N和P含量均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的要求。     

蛭石在非缓冲与缓冲体系中的Zn~(2+)、Cd~(2+)吸附行为研究

探讨了蛭石分别在非缓冲体系与缓冲体系中的Zn2+、Cd2+吸附行为,比较了2个体系中Zn2+、Cd2+的平衡吸附量(qe),qe与平衡液相离子浓度(ce)、qe与ce和吸附剂浓度(W0)之比(ce/W0)的对应关系。结果表明,在非缓冲体系与缓冲体系中,在3个W0水平上,Zn2+、Cd2+都具有其独立的qe—ce等温吸附曲线,而qe与ce/W0具有良好的相关性,在3个W0水平上的qe—ce/W0等温吸附曲线基本拟合在一起,即在qe—ce/W0等温吸附曲线中均基本消除了吸附剂浓度效应;加入缓冲溶液的传统方法并不能消除W0对离子吸附效果的影响;缓冲体系中,大量的其他阳离子参与Zn2+、Cd2+的竞争吸附,从而使得Zn2+、Cd2+的qe相对降低;缓冲体系的qe—ce、qe—ce/W0等温吸附曲线与非缓冲体系相比,线性形式更为明显,缓冲体系的qe—ce/W0等温吸附曲线中,qe与ce/W0的对应关系没有非缓冲体系中的好。