电增强载铝活性炭纤维吸附氟离子性能

以载铝活性炭纤维毡为电极,在电场作用条件下对模拟含氟水进行静态吸附实验。结果表明,该载铝活性炭纤维毡正极化可以强化吸附除氟效果,吸附动力学数据很好地符合Lagergren二级速率方程,加电场时二级反应速率常数为4.50 g/（mg·h）;其对高浓度含氟饮用水也有较高去除率,Freundlich吸附等温方程能很好地描述吸附平衡数据。加电场情况下,该载铝炭毡对氟离子的最大吸附量为16.584 mg/g,去除氟离子的最佳pH范围是5.5~8.9。共存阴离子Cl-、SO42-和NO3-对炭毡吸附除氟没有抑制作用,但CO32-的存在会导致除氟吸附量显著下降。     

活性炭三维电极电促吸附去除水中氟离子的研究

主要研究颗粒活性炭作为第三维电极电促吸附水中氟离子。通过在颗粒活性炭上施加不同电压,测定吸附容量和考察吸附动力学过程,结果表明,将电压控制在3~5 V范围内可有效增强三维电极的吸附容量,5 V电压下的电促吸附容量比开路电位下提高30%,同时此电促吸附反应符合一级反应动力学。在动态开放式实验中,所施加电压、含氟水样pH、电解质浓度、初始氟离子浓度和进水流量均对电促吸附容量产生影响。采用电子扫描电镜和氮气吸附脱附的方法比较吸附前后活性炭颗粒表面性质的变化,发现其表面并未发生氧化反应,孔容孔径也未发生明显变化,且孔径大小与电促吸附有一定的关联。综合这些实验结果表明,三维电极电促吸附可有效提高颗粒活性炭的吸附效果,这是由于活性炭电极表面产生双电层作用的结果,并非活性炭表面或者水溶液中产生氧化反应所至。     

焙烧态锂铝水滑石对水中氟离子吸附性能研究

采用尿素水热法合成了不同摩尔比的锂铝水滑石(Li/Al LDHs),经480℃煅烧后制备出焙烧态锂铝水滑石(Li/AlLDOs)。研究了Li/Al LDOs对水中氟离子的吸附性能,分别考察了吸附时间、吸附温度和pH等因素对吸附效果的影响,并对吸附机制进行了探讨。结果表明,Li/Al LDOs吸附水中氟离子的行为符合准二级动力学方程,吸附等温数据符合Freundlich吸附等温方程,pH对吸附效果影响较大。X射线衍射分析表明,水滑石样品经历了物相转变及重构过程,Li/Al LDOs可有效去除水体中的氟离子。     

酒糟生物炭负载铝对饮用水中氟的去除

以酒糟生物碳为原料,采用负载Al（OH）3改性制得生物吸附剂（CDGB）。通过静态吸附实验研究吸附剂用量、初始浓度、吸附时间、pH值和共存离子对CDGB吸附氟能力的影响。结果表明：CDGB具有非常宽的最适pH值范围,在pH值为5.0~9.0范围内CDGB均能有效地去除饮用水中的氟离子;并且在氟初始浓度为10 mg·L-1,吸附时间40 min,CDGB的添加量为2 g·L-1时氟的去除率可达90%以上,且吸附后水中氟离子含量低于1 mg·L-1,符合国家饮用水标准;溶液中常见的共存离子（硝酸根、氯离子和硫酸根）对吸附剂吸附没有显著影响;CDGB对氟离子吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级吸附动力学模型,理论饱和吸附容量为18.05 mg·g-1。     

金属盐改性活性氧化镁对饮用水中氟离子的去除性能

饮用水中氟含量超标会损害人体的健康,本研究研制了一种改性吸附剂用于去除饮用水中过量的氟离子。本研究采用浸渍,焙烧的方法将金属盐负载到活性氧化镁上,制备改性活性氧化镁,考察了其除氟效果和吸附除氟的主要影响因素。结果表明,经过钙盐,铁盐改性后的活性氧化镁最大吸附容量显著增加,在复杂水体环境中仍有突出的除氟效果;改性吸附剂适宜pH为3~10;金属盐改性活性氧化镁处理水样不会有Mg²⁺和浸渍盐离子溶出,是一种安全可靠的吸附除氟材料。     

载镧生物炭对水体氟离子的去除性能

以花生壳为原料、LaCl₃∙7H₂O为镧前驱体,通过一步热解法制备了载镧生物炭(La-BC),确定了最佳制备条件,考察了溶液pH、吸附时间、La-BC投加量、F⁻初始质量浓度、共存离子等因素对La-BC吸附性能的影响,评估了La-BC在真实地下水中的应用潜能。结果表明：在pH为5~8时,La-BC表现出稳定的除氟性能。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线模型;在25 ℃和35 ℃下,La-BC的最大理论吸附容量分别为29.50 mg∙g⁻¹与33.17 mg∙g⁻¹。SO₄^2-、HCO₃⁻与CO₃²⁻ 对吸附过程存在不同程度的影响,Cl⁻、NO₃⁻和NH₄⁺影响较小。加标地下水经酸化预处理后,La-BC对工业园区地下水和农村饮用井水均表现出优异的除氟性能。La-BC上的含镧物种包括La(OH)₃、LaOCl、La(OH)₂Cl以及少量La₂(CO₃)₃和LaPO₄,其中La(OH)₂Cl为主要的除氟活性物种,F⁻主要通过静电作用和化学沉淀转化为LaF₃沉淀去除。     

ACF电吸附去除饮用水中的硝酸盐

电吸附除盐技术是一种新型的饮用水处理技术,具有能耗低、无二次污染和电极可重复利用等优点。采用活性炭纤维(ACF)作为电极材料对其电吸附去除水中的硝酸盐进行了研究,考察了电压、pH、流速、初始浓度等因素对电吸附效率的影响以及超声处理对电极脱附和再次利用的影响。结果表明,电吸附作用对硝酸盐的去除有较高的效率,最佳的工艺条件为:电压1.0 V,pH为5.0~6.0,进水流速10 mL·min-1,初始NO3--N浓度为25~30 mg·L-1,在该条件下硝酸盐去除效率为68.3%~72.62%。超声处理对电极的脱附作用和再生效率有较大的改善和提高,超声处理过的电极比未处理的电极对硝酸盐的去除率可提高16.10%~18.98%。     

羟基磷灰石的制备及其对水中氟离子的吸附

本研究利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)观察了共沉淀法合成羟基磷灰石(HAP)的形貌及其晶型结构,并探讨了Ca/P摩尔比、反应时间及反应温度等因素对羟基磷灰石吸附水中氟离子性能的影响。结果表明,n(Ca/P)=1.5/1、反应时间1 h、反应温度40℃、陈化时间48 h、煅烧温度200℃、煅烧时间2 h时,HAP除氟效果最佳,吸附效率和吸附容量分别达到68.8%和6.88 mg/g。实验数据Langmuir 等温模式拟合效果优于Freundlich模式,热力学参数计算可知,HAP对氟离子的吸附是自发 (ΔG0吸热 (ΔH0>0),熵增 (ΔS0 >0)的过程。HAP对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学过程。     

季铵化改性木屑纤维素的制备及对氟离子的吸附研究

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂,对木屑纤维素进行了季铵化改性.探讨了季铵化改性木屑纤维素用量、pH、吸附温度、氟离子初始浓度和吸附时间对氟离子静态吸附率的影响,以及流速对氟离子动态吸附率的影响.结果表明:(1)静态吸附最佳工艺条件:季铵化改性木屑纤维素用量为3.0 g/L,pH为4.0～6.0,吸附温度为25 ℃,吸附时间为120 min.在此最佳工艺条件下,季铵化改性木屑纤维素对100 mL 50.00 mg/L氟离子溶液的吸附率最高可达90.11%.(2)在pH为5.0、25 ℃的条件下,将50.00 mg/L氟离子溶液以5 mL/min的流速流经装有3.0 g/L季铵化改性木屑纤维素的吸附柱,吸附率可达97.95%.(3)季铵化改性木屑纤维素对溶液中氟离子的吸附过程为放热过程,在吸附过程中存在着化学吸附.(4)木屑来源丰富、价格价廉,季铵化改性木屑纤维素对溶液中氟离子的吸附效果好,且吸附工艺简单、易于实现工业化,具有良好的应用前景.     

改性焦粉对氟离子吸附热力学及机理

以废弃焦粉为原料,50％硝酸为改性剂,借助JSM、XRD和XPS现代分析测试方法表征其结构。考察了改性焦粉对氟离子吸附模型、热力学参数、粘附几率和活化能,初步探讨了吸附机理。结果表明,硝酸改性焦粉是硝酸刻蚀焦粉表面增加孔结构,增大表面积,表面氧化形成较为丰富含氧功能组的过程;吸附符合Langmuir和Langmuir吸...     

改性透辉石对饮用水中余氯的吸附机理

将透辉石和碳酸钙在高温下反应活化,对透辉石进行改性,探讨了改性透辉石对余氯的吸附性能。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）对吸附前后的改性透辉石进行表征。考察了此吸附过程的吸附平衡、动力学和热力学。实验结果表明,吸附后的残渣XRD图谱出现了带羟基的Ca4（Si3O9）（OH）2,吸附前后的SEM图表面发生明显变化,吸附残渣的XPS图中有+1价的Cl。Freundlich和Langmuir方程都呈现良好的拟合度,改性透辉石的单分子层最大吸附量是6.974 mg·g-1,热力学平衡方程计算的ΔG0S0>0,说明吸附是自发进行的、熵增反应;从293 K至303 K时ΔH0值为3.43 kJ·mol-1,该阶段的吸附反应是吸热的;温度303 K至313 K阶段,ΔH0值为-9.00 kJ·mol-1,吸附反应是放热的。对余氯的吸附机理是斜方硅钙石Ca4（Si3O9）（OH）2的羟基和ClO-发生交换作用。     

Remediation of MTBE from drinking water: air stripping followed by off-gas adsorption

The widespread use of methyl tertiary butyl ether (MTBE) as an oxygenate in gasoline has resulted in the contamination of a large number of ground and surface water sources. Even though air stripping has been proven to be an effective treatment technology for MTBE removal, off-gas treatment often is required in conjunction with it. This study evaluated the combined treatment technologies of air stripping followed by off-gas adsorption on a pilot scale for the treatment of MTBE-contaminated water. The effect of air/water ratios on the treatment efficiency was studied, and the mass transfer coefficient was determined. Air/water ratios of 105:1, 151:1, 177:1, 190:1, 202:1, and 206:1 were used, and a treatment efficiency of >99% was achieved for all the runs conducted. The depth of packing required to achieve maximum treatment efficiency decreased with increasing air/water ratio. Relative humidity (RH) impacts on the MTBE adsorption capacity of a granular activated carbon (GAC) and carbonaceous resin were determined from pilot plant studies. Breakthrough profiles obtained from the pilot plant studies conducted at 20, 30, and 50% RH indicated that GAC has a higher adsorptive capacity than resin. The adsorptive capacity of GAC decreased with increasing RH, whereas RH did not impact the resin adsorptive capacity.     

斜发沸石的改性及吸附机理及其对高氟水的去除

对斜发沸石不同条件(烘干、焙烧、微波、酸淬、碱淬和盐淬)改性后吸附水中氟离子的性能进行了对比。结果表明,焙烧、酸淬处理沸石较其他改性沸石对F-的吸附效果良好,吸附量分别提高了0.23 mg/g和0.44 mg/g。进一步研究了焙烧/酸淬沸石对F-的吸附,吸附量达到了0.72 mg/g。进而探讨了斜发沸石改性机理。借助BET孔径分析可知,焙烧/酸淬后沸石孔径由原样的22.30 nm增大到32.32 nm,吸附F-后孔径为19.75 nm。焙烧主要是去除沸石孔道中的有机杂质,增大孔道体积和比表面积;而FTIR红外光谱分析表明,酸浸渍对Si—O或Al—O键(1 581 cm-1)的影响较大,产生了新的弯曲振动峰,极大促进了斜发沸石对F-的吸附。F-吸附等温线与Langmuir等温式拟合最佳,斜发沸石对F-的吸附主要为双分子层吸附。     

离子交换生物脱氮组合工艺去除饮用水中硝酸盐

硝酸盐污染是饮用水行业面临的一大问题。为此,利用小试实验研究了不同树脂类型对硝酸盐的去除效果及相关的影响因素,以及生物膜系统对树脂再生废水的处理效能,建立了使用离子交换和生物脱氮组合工艺去除饮用水中硝酸盐的方法,优化了工艺参数。结果表明：优选的除硝酸盐树脂选择性强,最佳接触时间为15~20 min,可适应不同进水硝酸盐浓度;采用10%的NaCl溶液再生,再生效率可达90%以上;生物脱氮系统能够高效去除再生废水中的硝酸盐,且亚硝酸盐、氨氮和有机物没有明显积累,可循环用于树脂再生,在9次循环再生周期内,对树脂再生效能的影响很小,再生效率仍达85%以上。该组合工艺实现了硝酸盐的高效去除,以及树脂再生废水的生物脱氮与循环利用。     

大孔树脂吸附去除水中的2,4,6-三硝基甲苯

研究了2种大孔树脂XAD-4和NDA-804对水中的TNT的吸附行为。2种树脂对TNT的吸附等温线表明,温度的升高有利于吸附,在35℃条件下XAD-4树脂与NDA-804树脂对TNT的最高平衡吸附量分别达82.86 mg/g和94.26mg/g。采用Langmuir方程和Freundlich方程用于吸附等温线的解释,结果表明,吸附等温线更加符合Langmuir模型,相关系数均大于0.99。TNT在2种树脂上的吸附符合准二级动力学方程,TNT初始浓度越低,达到吸附平衡所需时间越短,在1 h内可达到吸附平衡。采用NDA-804处理对TNT废水,废水中TNT浓度由103.58 mg/L降至0.4 mg/L,去除率达99.6%,吸附后的树脂采用pH=2的乙醇和盐酸的混合液脱附可再生,高浓度再生溶液经蒸馏可回收TNT,实现了废水治理与资源化。     

用离子色谱仪测定水中的氟的不确定度

根据测量不确定度评定与表示理论,用离子色谱仪测定水中的氟的不确定度,通过推导和计算,得出该法测定水中的氟的扩展不确定度U95=0．31mg／L,υeff=174。为有关部门提供参考。     

镧铁负载给水厂污泥复合材料对水中磷酸盐的吸附性能及机理

采用沉淀法制备了镧铁负载给水厂污泥(DWTR)复合材料(LaFe-DWTR),对其微观形貌和理化性质进行了表征,考察了LaFe-DWTR对水中${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的吸附等温线和吸附动力学,探讨了吸附剂投加量、pH和共存离子对${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$吸附效果的影响,并揭示了可能的吸附机理。结果表明：相比DWTR,镧和铁负载的DWTR比表面积和孔体积明显增加;当LaFe-DWTR投加量为2.0 g·L−1,${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$初始质量浓度为50 mg·L−1时,LaFe-DWTR对${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的吸附等温线符合Sips模型,吸附动力学符合准二级动力学模型,说明吸附过程主要受化学吸附和颗粒内扩散控制;LaFe-DWTR在pH 2.0~11.0内对${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的去除率均在90%以上,共存离子对LaFe-DWTR吸附${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的影响较小;LaFe-DWTR吸附${\rm{PO}}_4^{3 - } {\text{-}} {\rm{P}}$的主要机理是配体交换。