硅藻土基复合除磷剂的制备及其吸附性能

以硅藻土为原料,通过引入钢渣复合的方法制备硅藻土基复合除磷剂,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合除磷剂进行表征,并研究投加浓度、吸附时间、pH值和温度对复合除磷剂吸附效果的影响.结果表明,与钢渣复合后,复合除磷剂中部分基团可能发生变化,晶体结构可能发生改变,出现新的晶相.静态除磷试验表明复合除磷剂的最佳反应条件:投加质量浓度2g·L-1,吸附时间1h,水样pH值为5,温度25℃.硅藻土基复合除磷剂对磷的吸附动力学行为符合准二级动力学模型;Freundlich、Langmuir和Redlich-Peterson吸附等温方程均能较好地描述复合除磷剂对磷的等温吸附特征.硅藻土基复合除磷剂对磷的理论饱和吸附量为1 428 mg·kg-1,是一种潜在的高效环保型吸附材料.     

干污泥及其改性物对染料的吸附

以城市污水处理厂剩余活性污泥为原料，制取干污泥、热解污泥和改性污泥作为吸附剂，对直接深棕M和酸性媒介棕RH等染料进行了吸附试验研究。研究结果表明，干污泥及其改性物对染料的吸附能够用Lagergren二级动力学方程描述，该吸附遵循二级动力学规律。直接深棕M的吸附符合Freundlich型等温吸附，易于吸附在改性污泥和热解污泥上；酸性媒介棕RH的吸附既符合Freundlich方程，也可用Langmuir吸附等温方程描述。干污泥和热解污泥对两种染料的吸附过程中存在颗粒内扩散效应。在试验条件下，相对吸附量依改性污泥、热解污泥、干污泥的顺序减少，因此，活性污泥经过改性后能够提高对所研究的染料的吸附能力。     

低品位硅藻土吸附重金属的研究

硅藻土是一种生物硅质沉积岩,具有较大的比表面积,在工业上常用作吸附材料。但低品位硅藻土不利于直接加工利用,在矿产开发中常被忽视或丢弃。为更好地开发和利用低品位硅藻土,采用静态吸附实验研究了低品位硅藻土吸附四种重金属离子（Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋）的动力学规律,用伪一阶、伪二阶模型及粒内扩散模型（Weber和Morris模型）对其吸附过程进行拟合,结果表明,硅藻土对四种重金属离子的吸附均符合伪二阶动力学模型。同时,实验也研究了硅藻土吸附Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋的热力学,并分别用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）方程进行拟合。结果表明,Freundlich和D-R方程都能很好地描述硅藻土对Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋的吸附热力学。并且硅藻土对这四种重金属离子的吸附均为吸热反应。     

氧化铜尾矿对水溶液中磷的吸附

研究不同pH条件下氧化铜尾矿颗粒对水溶液中磷的吸附特性.结果表明:Langmuir方程能很好地描述氧化铜尾矿对磷素的等温吸附特征;影响氧化铜尾矿对磷素吸附的因素主要有尾矿的比表面积、钙及铁氧化物含量、水溶液中磷素的初始浓度、体系pH值等;其吸附量随着钙及铁氧化物含量的增加、磷素初始浓度的提高以及体系pH值的降低而增大;其吸附机制主要为物理吸附和化学吸附.     

给水厂残泥-海藻酸钠胶珠对磷的吸附特性

为解决给水厂残泥(WTR)作为磷吸附材料用于水处理工艺时存在的沉降性能差和易堵塞等问题,本研究利用海藻酸钠包埋法制备了给水厂残泥-海藻酸钠(WTR-SA)胶珠,考察了WTR-SA胶珠对磷的吸附与解吸附特征.研究结果表明WTR-SA胶珠对磷的动力学吸附过程符合准二级动力学方程(R~2=0.9957),Freundlich方程能较好描述其对磷的等温吸附过程(R~2=0.9907),Langmuir方程模拟得到的磷饱和吸附量为1.878 mg·g~(-1);随着溶液pH的升高,WTR-SA胶珠对磷的吸附量呈现先上升后下降的趋势,在pH5时吸附量最高;WTR-SA胶珠对磷的吸附稳定,在接近饱和吸附量条件下,磷的解吸率仅为0.72%;磷分级提取结果表明磷主要以稳定的铝结合态、铁结合态和钙结合态存在于WTR-SA胶珠中,3种赋存形态含量占比分别为43.2%、22.7%和21.3%.     

NaCl改性人造沸石去除废水中氨氮的性能及其影响因素

采用NaCl溶液对人造沸石进行改性处理,考察NaCl溶液浓度对改性效果的影响.通过表面特征分析、静态吸附试验及吸附等温分析,进一步比较了人造沸石和改性人造沸石对氨氮的吸附去除性能.由X射线衍射(XRD)分析可知,沸石经改性后表面变粗糙,同时出现NaCl晶体特征衍射峰.试验结果表明,1.0 mol·L-1NaCl溶液对人造沸石的改性效果最佳;在沸石用量为1.0 g(50 mL废水)、氨氮浓度为10 mol·L-1、反应时间为40 min、反应温度为25℃和pH值为6.52条件下,改性人造沸石对氨氮的吸附效果最佳,去除率为96.02％.Langmuir和Freundlich吸附等温方程均可较好地拟合2种沸石对氨氮的吸附过程.改性人造沸石对氨氮的吸附饱和容量(21.46 mg·g-1)远大于人造沸石(9.03 mg·g-1).     

有机-无机复合改性蒙脱石同时吸附水中苯酚和铬(Ⅵ)

以钠基蒙脱石(Na-MMT)为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)预先改性,然后进行羟基铝柱撑改性,以制备不同CTMAB含量的有机-无机复合蒙脱石(CTMAB-Al-MMT),用于同时对水中苯酚和铬(Ⅵ)的吸附.采用XRD、FTIR表征复合改性蒙脱石.研究结果表明,CTMAB和羟基铝阳离子有效进入蒙脱石层间,且层间距随CTMAB加载量增大而增加.吸附时间、溶液pH和投剂量等因素对吸附率的影响显著,在混合溶液的苯酚、铬(Ⅵ)初始浓度均为30 mg·L-1,投剂量0.6 g/50 mL,pH=6,以及吸附时间2 h时,苯酚和铬(Ⅵ)吸附去除率分别达85.0%和94.7%,表明制备的复合改性蒙脱石具有能有效同时吸附水中苯酚和铬(Ⅵ)的良好性能.复合改性蒙脱石对苯酚、铬(Ⅵ)的等温吸附可用Langmuir方程和Freundlich方程来拟合,对苯酚的吸附符合Freundlich方程,相关系数为0.9946,对铬(Ⅵ)的吸附符合Langmuir方程,相关系数为0.9989.     

FeCl3改性火山石的磷吸附特征及其生物膜对底泥的氮磷控制作用

低碳背景下,既具备高效磷吸附能力、又能固定化脱氮微生物菌群的环保材料在缓流水体富营养化治理中具有良好的应用前景.以火山石为原料,筛选预处理方法,比较分析氯化铁改性、煅烧改性、复合改性后的磷吸附效果;采用SEM、BET、XRD、FTIR表征技术,结合等温吸附曲线和吸附动力学曲线,探索FeCl₃改性火山石的磷吸附机制;通过底泥培养试验,评价FeCl₃改性火山石生物膜对底泥氮磷释放的控制效果.结果表明5%HCl预处理可提高火山石的总磷(TP)吸附率30%左右,FeCl₃改性和FeCl₃联合焙烧改性可使火山石的TP吸附效率达到95%以上.FeCl₃改性后,火山石比表面积增加,微孔体积减小,平均吸附孔径增大.Fe2O3颗粒负载于火山石表面,—OH活性增加,生成的多羟基产物促进磷絮凝沉降,提高吸附效率. Langmuir和Freundlich方程拟合系数(R²)均大于0.9,最大吸附量为7.30 mg/g,表明FeCl₃改性火山石的磷吸附过程既存...     

花生壳对刚果红的吸附性能

采用静态吸附法研究了花生壳用量、粒径,刚果红溶液pH值、初始浓度,吸附时间,温度6个因素对花生壳吸附刚果红的影响.结果表明,花生壳对刚果红的吸附能力随其粒径的减小而增加;随着吸附时间的延长,花生壳对刚果红的去除率增加,90 min时基本达到吸附平衡;在常温下,溶液pH为7.54时,花生壳对刚果红的吸附去除率可达91.2%;花生壳对刚果红的等温吸附较符合Freundlich方程.花生壳可作为吸附去除刚果红的理想功能材料.     

炭化秸秆吸磷剂的制备及吸附性能研究

以水稻秸秆为原料,经炭化、KMnO4预氧化和FeSO4溶液改性后,制备得到低成本的改性炭化水稻秸秆（modified carbonized rice straw,MCRS）.采用Zeta电位分析仪、扫描电镜、能谱仪、比表面积分析仪、红外光谱分析仪和X射线衍射分析仪多种手段,分析了炭化水稻秸秆和MCRS的理化性能.通过静态吸附试验研究了吸附剂投加量、pH值和温度对MCRS除磷效果的影响.结果表明：MCRS对磷的吸附是一个吸热过程,其吸附等温线可用Langmuir方程进行拟合.当投加量为4g·L^-1、pH值为7时,MCRS对水溶液中磷的去除率最高可达96％;依据Langmuir方程计算得到,30℃条件下,MCRS对磷的最大吸附量为5.49 mg·g^-1.     

Cd2+ adsorption on alkaline-pretreated diatomaceous earth: equilibrium and thermodynamic studies

Naturally occurring diatomaceous earth was modified by alkaline pretreatment, and its effectiveness for Cd²⁺ removal from contaminated water was investigated. Batch experiments were carried out to determine Cd²⁺ adsorption capacity and the efficiency of the sorption process under different experimental conditions. Experimental data showed good fitting to Langmuir and Freundlich isotherms models. The Cd²⁺ maximum adsorption capacity was 0.058 mmol g⁻¹ for raw diatomite and increased to 0.195 mmol g⁻¹ for alkaline-pretreated diatomite with efficiency higher than 96% (diatomite dose 2.5 g L⁻¹, pH 6). Adsorption of Cd²⁺ to alkaline-pretreated diatomite increased as the temperature increased. Thermodynamic parameters were calculated to evaluate the feasibility of the adsorption process at different temperatures. The adsorption process was spontaneous and endothermic. The interaction between Cd²⁺ ions and diatomite surface was weak enough to be considered as physical sorption, confirmed by the low value of activation energy.     

壳聚糖改性膨润土处理焦化废水的实验研究

焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水,其成分复杂多变,属于难处理的工业废水。利用壳聚糖对膨润土进行改性,制备了壳聚糖改性膨润土,并应用于焦化废水的处理,并对影响处理效果的工艺参数进行了优化,结果表明：在pH=8.6,投加量为10g·mL-1,搅拌时间为30min,离心时间为12min条件下,改性膨润土对焦化废水CODcr的去除率达到82.5%以上,处理效果明显优于原土和壳聚糖。此外,通过对原土和壳聚糖改性膨润土进行的比表面积和扫描电镜等表征测定分析可知,壳聚糖的加入并没有改变膨润土的基本框架,只是增大了膨润土的比表面积,从而提高吸附性能。     

改性腐殖酸对铀的吸附的试验研究

通过静态吸附实验,探讨了改性HA对U(Ⅵ)吸附影响。考查pH值、时间、U(Ⅵ)的初始浓度和温度等对吸附的影响。结果表明:pH值对改性腐殖酸的吸附效果影响较大,改性腐殖酸吸附U(Ⅵ)的最佳pH值为6,最大去除率为99.37%,吸附在60 min内基本达到平衡。UO22+在改性腐殖酸上的吸附是放热过程,符合Freundlich等温吸附方程,相关系数达0.99以上,表明IHA对铀的吸附是以表面为主要吸附位,并不是均匀的单层吸附。图8,参9.     

不同来源太湖沉积物粒径分布及其对Cu的吸附特征

以不同来源的太湖沉积物为研究对象,利用Mastersizer 2000型激光粒度分析仪测定沉积物的粒度组成,利用筛析法和吸管法对不同来源沉积物进行分级,测定不同粒径沉积物中Cu含量及不同粒径沉积物对Cu2＋的饱和吸附量,研究沉积物对水溶液中Cu（Ⅱ）的吸附特性,从粒径分级和动力学角度探讨了太湖沉积物对Cu的吸附机理。结果表明：太湖沉积物粒径范围在0.002-0.1 mm,其颗粒组成以粉砂级与粘粒级为主,养殖区沉积物小粒径比例较高,小于0.05 mm粒径沉积物的比例为82.45%;吸附实验研究表明,粒径小于0.005 mm和0.005-0.01 mm沉积物中Cu含量较高,且此粒径沉积物对Cu（Ⅱ）的吸附量最大;吸附动力学研究表明,沉积物的吸附过程分为快反应和慢反应两个阶段,且吸附过程以表面吸附为主,伪二级动力学方程对动力学曲线拟合较好,其R2值达0.999以上。吸附热力学的研究结果表明：Freundlich方程比较适合描述沉积物对Cu2＋的吸附等温线,其R2大于0.99,对照区、养殖区和生活污水区沉积物对Cu（Ⅱ）的最大吸附量分别为229.20,249.98,261.20 mg.kg-1,方程式中的强度因子1/n不适合描述沉积物与重金属离子的结合能力。     

环丙氨嗪在Aldrich胡敏酸中吸附-解吸特征的研究

采用批平衡法,研究了不同温度下环丙氨嗪在Aldrich胡敏酸中的吸附与解吸特征。结果表明：环丙氨嗪吸附和解吸过程都包含极快速、快速和缓慢阶段。伪二级动力学方程能较好地描述不同温度下环丙氨嗪的吸附动力学特性,表明吸附速率决定于胡敏酸表面吸附位点的可用度,而不是溶液中环丙氨嗪的浓度。环丙氨嗪在极快速吸附阶段的吸附速率随温度的升高而增大,但平衡时的吸附量却随温度的增加而降低。吸附等温线和解吸曲线符合Langmuir方程和Freundlich方程。环丙氨嗪在胡敏酸上的解吸速率小于吸附速率,表明存在滞后效应。吸附焓变、熵变和自由能都为负值,表明环丙氨嗪在胡敏酸上的吸附是一个自发、熵减小的放热过程。-Go〈40 kJ.mol^-1表明环丙氨嗪在胡敏酸表面以物理吸附为主。     

Decolouring mechanism of Zhejiang diatomite. Application to printing and dyeing wastewater

We report the adsorption isotherm of methylene blue on the surface of Zhejiang and Jilin diatomite. The relationship between the adsorption isotherm and diatomite pore structure is discussed. The degree of decolouring was found to be strongly related to pH and isoelectrical value. Furnace ash residue and diatomite were found to be very effectively treating printing and dyeing wastewater.     

水生植被恢复对东莞生态工业园区水质改善的影响研究

为促进工业园区水生态环境建设,以东莞生态产业园区水生态系统恢复为研究对象,研究了其建园初期水生植被恢复对重污染水体水质修复的影响,并应用因子分析法对水质与主要生态因子之间的相互关系进行了研究,探讨了水体修复效果与水生植被覆盖率的关系.结果表明：水生植被恢复可使园区生态岛群与月湖主要水质指标（总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数）从建设初期（2011 年5 月）的劣V 类改善为II-III 类（2012 年）,透明度提高约1 倍,而下沙与大圳埔湿地也从劣V类（2011 年5 月）改善为IV-V 类（2012 年）,透明度提高约50%.10 项水质指标的因子分析表明,园区水质成因可归为综合营养因子（氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素、透明度、总磷和总氮）、温度因子（温度、电导率、硝态氮）和光合作用因子（溶解氧和pH）,其中主导指标为氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度和总磷等.三类因子分别客观反映了修复水体的水质变化特点：氮磷及有机物的含量越低则水体透明度越高,水质越优;温度升高有利于水质改善;藻类光合作用减弱,则水质变优.生态岛群、月湖、下沙、大圳埔湿地的水生植被覆盖率分别为43.8%、22%、4.3%、9.1%,此差异与水质修复效果相关.回归分析显示水质指标与水生植被覆盖率呈极显著的二项式关系（p〈0.01）,根据拟合方程计算得出污染物浓度最低、透明度最高、综合水质最优时的水生植被覆盖率变动范围为30%~35%.因此,生态岛群与月湖的水质改善效果优于大圳埔湿地,大圳埔湿地则又优于下沙湿地;下沙与大圳埔湿地可通过适当增加浮、挺水植物的面积比例,提高水体修复能力.文中所得最适水生植被覆盖率范围可为华南地区工业园区水生态初期修复提供一定的参考价值.     

环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳和全氮含量影响的通径分析

土壤是全球重要的碳库和氮库,在全球碳氮循环中具有重要地位。密云水库是华北地区最大的水库和北京市最重要的地表水水源地,其上游流域山地广布,地形复杂,气候变化明显,土壤类型和植被类型多样,影响土壤碳氮库的环境因素具有较强的变异性。为揭示环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）和全氮（total nitrogen,TN）含量的作用效应,采用野外采样、实验室分析与逐步回归分析和通径分析相结合的方法,研究了气候（温度和降水）、地形（海拔和坡度）、土壤理化性质（土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量）等环境因素对流域SOC和TN含量的影响。结果表明：温度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量对SOC含量的影响显著（P＆lt;0.001）,其中各因子的直接通径系数依次为：土壤含水量（0.439）＞土壤容重（-0.324）＞pH值（-0.238）＞温度（-0.209）＞土壤粘粒含量（0.092）,间接通径系数依次为：土壤容重（-0.425）＞土壤粘粒含量（0.305）＞土壤含水量（0.287）＞pH值（-0.179）＞温度（-0.043）,因此,土壤含水量、pH值和温度主要通过直接作用影响SOC含量,而土壤容重和粘粒含量则主要通过其它因子的作用间接影响SOC含量。海拔、土壤容重、含水量、pH 值和粘粒含量对 TN 含量的影响显著（P＆lt;0.001）,其中各因子的直接通径系数依次为：土壤含水量（0.456）＞海拔（0.234）＞土壤容重（-0.228）＞pH 值（-0.190）＞土壤粘粒含量（0.094）,间接通径系数依次为：土壤容重（-0.484）＞土壤粘粒含量（0.301）＞海拔（0.247）＞土壤含水量（0.257）＞pH 值（-0.202）,因此,土壤含水量主要通过直接作用影响TN含量,而土壤容重和粘粒含量主要通过土壤含水量的作用间接影响TN含量,海拔和土壤pH值的直接作用与间接作用