用麦饭石净化重金属废水的研究

研究了麦饭石对Ｃｕ＾２＋，Ｚｎ＾２＋和Ｃｄ＾２＋３种重金属离子的吸附作用，及其在工业废水处理中的应用的可行性，结果表明，麦饭石对含重金属废水具有较强净化作用，中性弱碱性条件下（ｐＨ７～８）使用Ｃａ型，灼烧０．５ｈ的麦饭石颗粒作吸附剂，净化效果较好。通过动态吸附试验，当麦饭石在工业废水处理中应用提供了基础资料。     

反气相色谱法测定麦饭石对苯类的吸附

以麦饭石为吸附质，采用反气相色谱法测定了载气流量、麦饭石装柱质量和载气湿度对吸附等温线测定的影响，测定了苯等４种挥发性芳香类有机物在麦饭石颗粒上的吸附焓。结果表明，在水蒸汽存在的条件下，苯等４种挥发性有机物在麦饭石颗粒上的吸附能遵循理想气相色谱方程，且测得的吸附焓和其蒸发焓较接近。     

路面径流生态阻控技术研究——以改性麦饭石透水沥青路面为例

为强化透水沥青路面对路面径流中氮、磷的控制效果,采用铁盐联合碱热技术制备了涂层负载改性麦饭石蓄水层集料,并运用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对改性后麦饭石集料的表面形态、特征和化学成分进行了表征.同时,通过静态吸附试验对TP的吸附效果及其作用机理进行了对比研究.最后将改性麦饭石作为蓄水层集料应用于透水沥青路面中,通过模拟降雨和周期蓄水试验探究其净化机制.结果表明:相比于天然麦饭石,铁盐联合碱改性麦饭石的表面性状发生了明显变化,最大饱和吸附容量明显提高,对氨氮和磷酸盐的吸附容量分别从1.32 mg·g~(-1)和1.48 mg·g~(-1)提升到12.82 mg·g~(-1)和6.38 mg·g~(-1);降雨全过程中改性蓄水层路面对NH~+_4-N的整体去除效率可提高20%左右,对TP的净化效率至少可提高15%,蓄水阶段较模拟降雨阶段污染物的去除效果显著提高,改性后麦饭石蓄水层24 h后的出水水质均可达III类水标准,强化蓄水层和提高蓄水时间是提高路面径流净化效率的有效措施.因此,本实验中铁盐联合碱热技术制备的改性麦饭石可推荐用于海绵城市生态处理设施透水沥青路面中削减氨氮和总磷的污染负荷.     

药渣生物炭联合麦饭石对铜镉污染土壤修复研究

期望以板蓝根药渣为原材料制备生物炭,用于修复重金属Cu、Cd污染土壤,实现以废治污。该研究探讨以板蓝根中药渣为原材料制备的生物炭联合天然麦饭石对重金属Cu、Cd污染土壤的钝化修复效果及作用机理,采用室内土壤培养试验,研究钝化剂施加量为2%土壤质量时,500℃下制备的药渣生物炭(BC500)、天然麦饭石(MS)和等质量的生物炭与麦饭石组合钝化剂(BC500+MS)共3种钝化剂处理对重金属Cu、Cd污染土壤p H、土壤养分、铜镉形态的影响。土壤培养30 d研究结果表明,3种钝化剂均能提高土壤pH、土壤养分;施加单一药渣生物炭对铜的钝化效果好于天然麦饭石,但天然麦饭石对镉的钝化比药渣生物炭的效果更优;采用修正BCR三步连续提取法提取不同处理的Cu、Cd形态,与对照值(CK)相比,BC500处理的弱酸可提取态Cu、Cd含量分别降低了9.00%和6.82%,残渣态Cu、Cd含量分别增加了16.08%和16.67%;MS处理的弱酸可提取态Cu含量较对照无变化,Cd的酸可提取态降低了17.05%,残渣态Cu、Cd含量分别增加7.75%和59.52%;BC500+MS处理的弱酸可提取态Cu、Cd含量分别降低4.44%和26.14%,残渣态Cu、Cd含量分别增加10.16%和78.57%。通过表征分析表明,生物炭对Cu、Cd污染土壤钝化机制是吸附固定和形成沉淀作用,麦饭石对Cu、Cd污染土壤钝化机制主要是吸附作用。     

硫酸盐还原菌污泥固定化特性

采用玉米芯为碳源,聚乙烯醇(PVA)为包埋载体,饱和硼酸(H3BO3)为交联剂,研究了硫酸盐还原菌污泥(SRBS)、铁屑、麦饭石共固处理合成煤矿酸性废水的最优配比与机理,并分析了固定化过程中小球稳定性及活性的变化规律。实验结果表明,SRBS投加量是影响处理效果的最显著因子,当投加30%SRBS、2%铁屑、3%麦饭石时SO2-4、Mn2+去除率分别为94.13%和84.39%,溶液p H为7.03,未检测出Fe2+;随着交联时间的延长,小球膨胀率及SO2-4还原率分别呈线性与指数下降,从保持小球稳定性与活性角度考虑,可将交联时间设定为4~8 h;该法可为市政污泥的处置以及生物法处理煤矿酸性废水的工程应用提供技术参考。     

不同淋滤条件对麦饭石溶出性能的影响

随着脱盐技术的广泛应用,低矿化度水的健康风险日益凸显,麦饭石作为脱盐水的再矿化材料具有很大的应用前景,然而当前对麦饭石在淋滤条件下水岩作用的研究较少。为了探究不同淋滤条件对麦饭石溶出性能的影响,文章结合麦饭石的SEM、XRF和XRD表征,通过改变淋滤液pH值、离子强度、流速和麦饭石粒径等条件开展柱实验,对麦饭石渗出液的TDS、Na、K、Ca、Mg、Sr、Al含量进行测试,从而确定麦饭石矿化的最佳条件。结果显示,淋滤液为弱酸性、离子强度增大都更利于麦饭石中Sr的溶出。淋滤液流速减小、麦饭石粒径减小、间断通水增加了麦饭石与水的接触时间,使晶体结构中的Na、Ca、K、Mg、Sr与Al发生了离子交换反应,导致麦饭石渗出液的TDS、Na、K、Ca、Mg、Sr含量增加,而Al含量反而降低。麦饭石的最佳淋滤条件为:流速为5 mL/h,麦饭石粒径为80～120目,淋滤液离子强度为4～8 mmol/L NaCl,此时渗出液中的有益元素Ca、Sr含量较高,限制性指标Na、Al含量较低。     

药渣生物炭基质联合麦饭石对土壤-黑麦草体系的调控与机制

以板蓝根药渣为原料,选择300℃和500℃厌氧裂解制备2种生物炭(BC300和BC500)、BC500载Fe改性炭(FeBC500)、天然麦饭石(MFS)、BC500与MFS等质量组合[BC500∶MFS(1∶1)]、Fe-BC500与MFS等质量组合[Fe-BC500∶MFS(1∶1)]材料为钝化剂,采用室内盆栽实验和等温吸附实验,研究了其对土壤-黑麦草体系的调控效果,并通过比表面孔分布测定(BET)、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)探讨了其机制.结果表明,在添加量为2%(土)时,BC300、BC500、Fe-BC500、MFS、BC500∶MFS(1∶1)和Fe-BC500∶MFS(1∶1)均可显著降低(P 0. 05)黑麦草体内Cu和Cd含量以及显著增加黑麦草的生物量,且黑麦草的叶绿素含量和根系活力均可指示这一效果. BC300处理抑制黑麦草吸收Cu和Cd,增加黑麦草的生物量的效果要优于其他处理,可使黑麦草地下部分Cu和Cd含量分别减少44. 78%和63. 89%,地上部分分别减少76. 34%和53. 40%;地下部分生物量增加327. 22%,地上部分生物量增加504. 11%. Langmuir方程更好地拟合BC300、BC500和Fe-BC500的吸附效果,且对Cu的最大吸附量分别为8. 02、9. 20和8. 82 mg·g~(-1);对Cd的最大吸附量分别为7. 97、8. 51和7. 70 mg·g~(-1). Freundlich方程能更好地拟合MFS的吸附效果,对Cu和Cd的最大吸附量分别为7. 03 mg·g~(-1)和6. 10 mg·g~(-1). BC300和BC500主要通过其表面羟基、羧基、羰基和酯基,Fe-BC500主要通过其表面羟基和铁羟基,MFS主要通过其中Na Al Si3O8和Al2Si2O5(OH)4表面的硅羟基、羟基和羧基分别与Cu和Cd发生配合反应,进而达到钝化修复Cu和Cd污染土壤的效果.因此,药渣生物炭、铁改性药渣生物炭和麦饭石及其组合材料均可被用于Cu和Cd复合污染土壤修复,但修复机制不同.     

麦饭石对Pb2+离子吸附的动力学研究

本文研究了水溶液中麦饭石对Ｐｂ＾２＋离子去除的反应动力学,考察了ＭＦＳ粒度、溶液ＰＨ值和铅离子的初始浓度对吸附反应的影响。结果表明,ＭＦＳ对Ｐｂ＾２离子具有较强的吸附性能,ＰＨ值是影响吸附的主要因素,Ｐｂ＾２＋离子吸附的最初速率与浓度符合一级反应动力学;吸附过程符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式;离子交换和表面络合反应是主要吸附形式。     

海,淡水中铜在麦饭石上的吸附研究

本文报道了海，淡水中麦饭石对Ｃｕ（Ⅱ）的吸附特性，以及Ｃｕ（Ⅱ）浓度，溶液的ｐＨ值对吸附过程的影响，测定了在海，淡水中麦饭石对Ｃｕ（Ⅱ）的饱和吸附量，并对吸附机理进行了探讨。