污泥与煤共热解制备吸附剂及其对活性艳红X-3B的吸附性能

以污水处理站脱水污泥和煤为原料共热解制备吸附剂,将其用于活性艳红X-3B模拟染料废水的吸附处理.考察了吸附时间,温度,pH及吸附剂投加量对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨.结果表明:所制备吸附剂的碘吸附值为321.62 mg/g,产率为44.85%,比表面积为189.23 m2>/sup>/g,浸出液中未检测出重金属;吸附剂对活性艳红X-3B的去除率随吸附时间、温度和吸附剂投加量的增加均增大,并逐渐趋于平衡,而随pH的增加而减小;吸附剂对活性艳红X-3B的吸附动力学比较符合伪二级吸附动力学方程和二阶段吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤;Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述该吸附行为;吸附焓变(ΔH0>/sup>)>0,吸附是一个吸热过程,提高温度有利于吸附的进行,吸附自由能变(ΔG0>/sup>)<0,吸附过程为自发进行,吸附熵变(ΔS0>/sup>)>0.      

螺旋藻对稀土铒离子的吸附特性研究

以螺旋藻为吸附剂,对模拟矿山废水中的稀土Er³⁺进行吸附特性研究.研究了被处理液的pH值、螺旋藻的剂量、初始Er³⁺浓度和吸附时间等因素对吸附过程的影响.通过Freundlich,Langmuir,Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型,以及伪一级、伪二级、Elovich方程和颗粒内扩散动力学模型,对该过程的吸附动力学和热力学规律进行探讨,以了解该吸附过程的机理.吸附结果显示：当被处理液的pH值为5、螺旋藻的剂量为2.0g/L、吸附温度为298K、初始Er³⁺浓度为100mg/L和吸附时间为60min时,螺旋藻对模拟矿山废水中Er³⁺的吸附去除率为90.73%,通过HNO₃解吸附,回收率可达97.12%,表明螺旋藻的吸附速率快、吸附和回收效果较为理想.研究表明：该过程的吸附动力学行为符合伪二级动力学模型（R²>0.99）,主要受化学吸附控制,且吸附等温线能较好用Langmuir方程进行模拟（R²>0.9）,属于自发吸热的吸附过程.     

Bi2WO6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-vis DRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为: X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L, pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L 30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80 min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.     

Fenton试剂处理水中偶氮染料的影响因素研究

以水溶液中偶氮染料活性艳红X-3B为目标物,通过废水色度的变化考察了过氧化氢、亚铁离子投加量和pH值对废水处理效果的影响。实验结果表明:当染料浓度为200mg/L,pH值为4.0,FeSO4为0.10mmol/L,H2O2为1.2mmol/L时反应30min后,活性艳红X-3B的色度去除率达到最大值,为88.9%,处理效果较好。     

新型环糊精聚合物对Zn2+的吸附研究

以β-环糊精(β-CD)和聚酰胺-胺(PAMAM)为原料,合成了新型环糊精聚合物(PAMAM-CD),并用元素分析、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.提出了PAMAM-CD与Zn2+最可能的5种配位方式,研究了PAMAM-CD对Zn2+的吸附动力学及等温吸附特性.结果表明:吸附平衡时间为300min,最佳pH值为5~6.5,吸附量达0.78mmol/g.吸附过程符合伪二级动力学模型,速率控制步骤为粒内扩散控制,吸附等温线符合Freundlich模型.在288,298,303,308K时,ΔG分别为-2.139,-2.417,-2.188和-2.218 kJ/mol,表明PAMAM-CD对Zn2+的吸附是一个自发过程.     

粉煤灰对渗沥液氨氮的吸附试验及其动力学研究

为有效提高生活垃圾填埋场渗沥液的C/N,增加渗沥液的可生化性,应用粉煤灰吸附处理实际渗沥液中的氨氮,分别研究投加量,温度,pH值对吸附效果的影响,并在最佳吸附条件下对吸附过程进行动力学分析.结果表明,反应180min时,吸附达到平衡,氨氮去除率达到63.44%,单位吸附量为8.7428mg/g,可有效地调节渗沥液的营养比例,有利于生物处理作用;动力学数据拟合吸附过程符合伪二级动力学方程;动边界模型推算表明,液膜扩散为吸附过程的速度控制步骤;采用Dünwald-Wagner公式,估算有效扩散系数(Dc)为3.058×10-9cm2/s.     

蛋壳静态吸附微污染饮用水中铁的实验研究

采用静态吸附实验考察了不同条件下废弃蛋壳吸附剂对总铁浓度为2.866mg/L的微污染饮用水处理效果的影响。实验结果表明,静态吸附总铁浓度为2.866mg/L的100mL微污染饮用水,当吸附剂用量为3.0g,介质pH值为5.0,吸附时间为2.0h时,铁的去除率可以达到98.81%。总铁浓度下降为0.034mg/L,达到了GB5749-85的标准。文章同时对吸附等温线等进行了实验说明。     

Particle concentration effect in adsorption/desorption of Zn（Ⅱ） on anatase type nano TiO2

Adsorption/desorption in a new Zn(II)-TiO2 adsorption system was investigated at different particle concentrations (Cp). TEM, SEM and XRD analyses revealed that the TiO2 particles were an aggregation of nano-sized (approximately 10 nm) pure anatase-type TiO2. Adsorption experiments were carried out with particle concentrations of 100, 400 and 1000 mg/L, and their adsorption isotherms were found to decline successively, showing an obvious Cp effect. Desorption experiments indicated that adsorption in this system was irreversible, and the irreversibility increased with increasing Cp. These phenomena could be explained by the MEA (metastable equilibrium adsorption) theory and the Cp effect could be modeled well with an MEA-Freundlich-type Cp effect isotherm equation. This study may help understand environmental behavior of contaminants on ultrafine natural particles.     

HF-LLLME-CE法测定偶氮染料氧化降解生成的有机酸

采用纤维膜三相液相微萃取(HF-LLLME)和毛细管电泳技术,对偶氮染料氧化降解过程中可能产生的小分子羧酸甲酸、乙酸、草酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸进行了测定。以pH值为7.2的230 mmol/L磷酸二氢钠、115 mmol/L四硼酸钠和0.5 mmol/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液为缓冲液,分离电压-12 kV,检测波长200 nm的条件下,10 min内达到基线分离。三相液相微萃取以磷酸三丁酯(TBP)为有机相,供体相pH为2.5,接收相pH为12.0,萃取时间为45 min,将萃取接收相直接进行毛细管电泳(CE)测定,富集倍数在7~67之间。样品相中7种有机酸的质量浓度在5 mg/L~1 000 mg/L的范围内与电泳峰面积呈良好线性(r2>0.999 1),方法的检出限为0.09 mg/L~0.54 mg/L。运用该法对TiO2光催化降解偶氮染料过程中产生的有机酸进行测定,检测到的4种羧酸的投加回收率在93%~110%之间。     

FeS对CW-MFC系统降解活性艳红X-3B效果及过程的影响

在自行构建的人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)系统中,以砾石填料为对照,研究了FeS对活性艳红X-3B脱色效果及降解过程的影响.结果表明,加在底层区域的FeS能够显著提高CW-MFC对活性艳红X-3B的脱色效果和系统产电性能.FeS的投加使得系统脱色率在进水活性艳红X-3B浓度200mg/L、葡萄糖浓度100mg/L条件下达到99.83%.在进水活性艳红X-3B浓度100mg/L、葡萄糖浓度200mg/L条件下,FeS组最大功率密度达到0.849W/m³.活性艳红X-3B在系统中的脱色主要发生在底层和阳极区域,由紫外-可见全波长扫描图谱和GC-MS扫描图谱可知FeS在该区域促进了偶氮双键的断裂,并有利于脱色产物苯胺、三嗪结构、萘环结构的进一步降解.     

Polyphenylene sulfide based anion exchange fiber: Synthesis, characterization and adsorption of Cr(VI)

A fibrous strong base anion exchanger (QAPPS) was prepared for the first time via chloromethylation and quaternary amination reaction of polyphenylene sulfide fiber (PPS), and its physical-chemical structure and adsorption behavior for Cr(VI) were characterized by FT-IR, Energy Dispersive Spectrometry, TG-DTG, elemental analysis and batch adsorptive technique, respectively. The novel fibrous adsorbent could effectively adsorb Cr(VI) over the pH range 1-12, the maximum adsorption capacity was 166.39 mg/g at pH 3.5, and the adsorption behavior could be described well by Langmuir isotherm equation model. The adsorption kinetics was studied using pseudo first-order and pseudo second-order models, and the t_1/2 and equilibrium adsorption time were 5 and 20 min respectively when initial Cr(VI) concentration was 100 mg/L. The saturated fibers could be regenerated rapidly by a mixed solution of 0.5 mol/L NaOH and 0.5 mol/L NaCl, and the adsorption capacity was well maintained after six adsorption-desorption cycles.     

地下水循环井技术处理土壤和地下水中甲基叔丁基醚研究

研究了MTBE在砂土中的静态吸附以及采用地下水循环井技术(GCW)去除砂土和地下水中MTBE的衰减规律。结果表明:MTBE在砂土中的吸附动力学符合准二级动力学方程,相关系数R2为0.99618,在砂土中的吸附平衡时间为24 h;吸附热力学符合Linear平衡吸附,吸附系数为0.00306 m3/kg。GCW运行30 h后,地下水饱和含水层中MTBE浓度由500 mg/L降至72.5 mg/L,去除率为85.5%;砂土中MTBE的吸附量由0.93 mg/g降至0.03 mg/g,去除率达96.4%。水平方向距GCW越近,MTBE的去除效率越快,垂直方向位于GCW上部的MTBE优先会被去除,最佳修复时间为运行15 h。GCW对砂土和地下水中高浓度MTBE具有良好的修复效果。     

桉树遗态Fe/C复合材料对水中Cr(Ⅵ)的动态吸附探讨

为研究桉树遗态Fe/C复合材料（PBGC-Fe/C）对水中Cr（Ⅵ）的净化能力及其动态吸附过程,以PBGC-Fe/C吸附剂为固定床,选择溶液初始pH、进水流速、溶液初始浓度、吸附剂投加量和环境温度为影响因素开展动态吸附试验分析.结果表明:在溶液初始pH为2,进水流速为5.14 mL/min,吸附剂投加量为2 g和环境温度为35℃的条件下,PBGC-Fe/C对水中Cr（Ⅵ）的最佳平衡吸附容量达到10.72 mg/g;提高溶液初始pH、进水流速和溶液初始质量浓度或降低吸附剂投加量均可缩短反应穿透时间和衰竭时间;Thomas和Yoon-Nelson模型均能较好地描述PBGC-Fe/C对水中Cr（Ⅵ）的动态吸附过程,说明该吸附过程中内部扩散和外部扩散均为非限速步骤,吸附速率常数（k_Th）随着进水流速的增大从1.3×10-3 mL/（min·mg）升至2.6×10-3 mL/（min·mg）,随着溶液初始质量浓度的增大从2.7×10-3 mL/（min·mg）降至1.4×10-3 mL/（min·mg）.研究显示,PBGC-Fe/C对水中Cr（Ⅵ）具有较好的动态吸附能力,具有较好的市场应用前景.      

Adsorption of dyes onto activated carbon prepared from olive stones

Activated carbon was produced from olive stones（OSAC） by a physical process in two steps. The adsorption character of this activated carbon was tested on three colour dyes molecules in aqueous solution： Methylene blue（MB）, Rhodamine B（RB） and Congo Red（CR）. The adsorption equilibrium was studied through isotherms construction at 30℃, which were well described by Langmuir model. The adsorption capacity on the OSAC was estimated to be 303 mg/g, 217 mg/g and 167 mg/g respectively for MB, RB and CR. This activated carbon has a similar adsorption properties to that of commercial ones and show the same adsorption performances. The adsorption kinetics of the MB molecule in aqueous solution at different initial concentrations by OSAC was also studied. Kinetic experiments were well fitted by a simple intra-particle diffusion model. The measured kinetics constant was influenced by the initial concentration and we found the following correlation： Kid = 1.55 C0^0.51.     

粉末活性焦对水中磷酸盐的吸附性能

以蒙东褐煤为原料,通过沉降炉炭化活化一步法制备了粉末活性焦（COKE）,其具有丰富的孔隙结构,以微孔为主,占据比表面积的79.3%.考察了活性焦对水中磷酸盐的吸附性能,并进一步研究了吸附时间、温度、初始pH值、初始磷酸盐浓度、活性焦投加量和共存离子对吸附过程的影响,以及吸附动力学、吸附等温线和热力学特征.结果表明：活性焦对水体中的磷酸盐具有良好的吸附性能.在30℃,pH=7的条件下,利用20.00g/L活性焦吸附1mg/L磷酸盐溶液,60min即可达到吸附平衡,此时吸附率可达89.4%.当吸附温度越高（10~40℃）,活性焦投加量越大,溶液pH值在6~7时,活性焦对水中磷酸盐的去除效果越好.共存离子的存在（NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-）对活性焦吸附磷酸盐有抑制作用.活性焦对磷酸盐溶液的吸附过程较好符合Freundlich模型（R²>0.99）和准二级动力学模型（R²>0.99）,最大吸附容量为1.746mg/g（30℃）,并通过热力学分析发现此过程为自发的吸热反应.利用傅立叶红外光谱分析进一步表明,活性焦吸附磷酸盐主要依靠配位交换.与活性炭相比,活性焦性价比更高,具有良好的应用前景.     

活性炭中孔结构对双组分染料的竞争吸附

为探讨GAC(颗粒活性炭)的V_mes(中孔孔容)对双组分染料吸附行为的影响,对GAC进行改性,得到V_mes分别为0.16、0.25、0.30、0.50 cm3/g下的中孔GAC,并对MB(亚甲基蓝)、CV(结晶紫)、MO(甲基橙)进行了单组分和双组分体系的吸附试验.结果表明:①单组分体系中,随着V_mes的增加,各染料的饱和吸附量均增大,MB从88.98 mg/g增至226.69 mg/g;CV从56.04 mg/g增至105.17 mg/g;MO从64.87 mg/g增至129.66 mg/g.②在由MB和MO组成的分子量接近的双组分体系中,两种染料表现为拮抗作用;随着V_mes的增加拮抗作用增强,并且对MB的拮抗作用大于对MO的作用.③在由MB和CV组成的分子量相差较大的双组分体系中,对于分子量较小的染料MB表现出拮抗作用,随着V_mes的增加,拮抗作用逐渐减小;对于分子量较大的染料CV来说,随着V_mes的改变吸附行为发生改变,当V_mes小于0.25 cm3/g时表现为协同作用,大于0.30 cm3/g转变为拮抗作用,并且随着V_mes的增大逐渐增强.研究显示,染料分子的物理形态对双组分物质竞争吸附的影响起到决定性作用,而吸附剂V_mes的增加促进了对单双组分染料分子的吸附容量增加.      

活性艳红X-3B微波辅助光催化脱色的研究

研究了微波辅助光催化氧化(MW/UV/TiO2)处理活性艳红(X 3B)模拟废水。结果表明:400mg/LX 3B在反应150min时的脱色率由UV/TiO2体系的7.07%、MW体系的13.52%提高到了MW/UV/TiO2体系的56.35%。脱色反应速率随初始浓度(CX 3B)的增大而减慢;在强酸性介质中,脱色率更高;光照度(E)越强,越有利于X 3B脱色反应;改变催化剂投加量对X 3B脱色影响不大;H2O2浓度增加,X 3B脱色率升高;在以上条件下,X 3B的脱色反应均符合一级反应动力学方程,脱色反应中同时存在自由基反应与直接光解反应。     

有机胺插层四钛酸对直接湖蓝5B的吸附性能研究

在微波辅助下对四钛酸进行了有机胺插层,获得了正辛胺﹑正十二胺﹑正十六胺插层四钛酸材料,研究了3种层状物质作为吸附剂,pH﹑震荡时间﹑吸附剂用量等因素对直接湖蓝5B偶氮染料吸附的影响,确定了3种材料吸附的最佳条件。研究表明:微波有机胺插层四钛酸材料具有优良的吸附性能,pH=1.0时,正辛胺插层四钛酸用量为0.8 g/L﹑振荡时间40 min,正十二胺插层材料和正十六插层材料用量为0.4 g/L﹑振荡时间分别30 min和50 min时,吸附脱色效果最好。随染料浓度增大,温度升高,插层四钛酸材料会发生板层分离,表现为常规的物理吸附过程。在50℃时,正辛胺﹑正十二胺﹑正十六插层四钛酸对直接湖蓝5B染料的吸附量分别达到636 mg/g﹑3 349 mg/g﹑2 856 mg/g。     

波长254 nm和365 nm紫外辐照下活性艳红X-3B的光催化降解动力学研究

以活性艳红X-3B为对象,研究其在不同波段紫外光照射条件下的光催化降解动力学.结果表明,在长波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学符合表观一级动力学方程,其反应表观速率常数与光强之间呈对数关系;在短波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学可以用二级动力学方程拟合,速率常数与光强之间成正比.通过对比X-3B在2种光源下的降解半衰期发现,在同比条件下,365 nm光源对活性艳红X-3B的降解半衰期为37.263 min,而254 nm光源则下降为0.855 min.短波紫外比长波紫外具有更高的光量子效率,其对X-3B的降解效率也更高.     

2种BDPs固相反硝化的脱氮效果对比

利用批量和连续流填充床试验对比了2种BDPs(可生物降解聚合物)——PBS(聚丁二酸丁二醇酯)和PCL(聚ε-己内酯)的反硝化效果. 批量试验结果表明,在脱氮稳定阶段,B1(PCL)和B2(PBS)对TN的平均去除率和反硝化速率分别为97.4%、67.0%和7.5、1.8 mg/(L·h),B2均明显优于B1. 连续流试验中,在进水ρ(NO₃--N)为16.8～18.8 mg/L、HRT(水力停留时间)为4.0 h的条件下,L1(PCL填充床)的反硝化速率大于L2(PBS填充床). 但是随着HRT的减小,L1呈现出比L2更快的反硝化速率. L2和L1分别在HRT为2.0和1.5 h时获得最大反硝化速率,分别为7.7和9.3 mg/(L·h). ESEM(环境扫描电子显微镜)观察结果表明,生物膜剥离后,PCL和PBS颗粒表面均出现大量的坑洞,并且PCL颗粒表面坑洞的密集程度远大于PBS. 三维荧光光谱(3D-EEM)分析结果表明,L2和L1出水中的溶解性有机物主要为类色氨酸这类简单的蛋白质和SMP(溶解性微生物代谢产物),并且L1水中SMP的荧光峰强度明显高于L2.