生物活性炭处理废水中有机物的研究探讨

生物活性炭(BAC)是一种处理有机废水的有效方法。现以BAC处理废水中的酚和甲醇为例,综述BAC处理废水中有机物的机理和影响因素。并通过生物活性炭吸附降解四氯乙烯(PCE)的综合模型得到BAC作用与吸附和生物降解的关系。最后简单介绍了BAC中活性炭与微生物的选择。     

改性硅藻土对三种有机染料的吸附作用研究

以天然硅藻土分别负载十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、四甲基溴化铵(TMAB)和壳聚糖,制得一系列改性硅藻土,研究了改性硅藻土吸附水中的阴离子染料(活性红120)、阳离子染料(亚甲基蓝)、酸性染料(玫瑰红B)的适宜条件及吸附机理.结果表明,天然硅藻土对亚甲基蓝、四甲基溴化铵改性硅藻土对玫瑰红B和壳聚糖改性硅藻土对活性红120的饱和吸附量分别为51.15、49.56、56.64mg.L-1,效果良好,可被直接利用.延长吸附时间、增大吸附剂用量、控制溶液的pH值(<6)都能提高改性硅藻土吸附剂的吸附效果;3种染料在各自吸附剂上的平衡吸附量Qe与平衡浓度Ce之间的关系均符合Freundlich等温吸附方程,表明改性硅藻土吸附染料以分配作用、弱的溶质吸收为主.改性剂的引入可以改变硅藻土的表面电性,从而对不同类型染料的吸附能力产生不同影响.     

靛兰染料工业的生产废水治理工艺

靛兰染料(indigo)是一个插烯系的二羰基化合物,同时和苯环共轭而成深色染料,是一个复杂的有机化合物。靛兰染料废水中的金属盐含量、COD、色度均很高。废水经预处理可去除大量金属盐悬浮颗粒,COD去除率达50～55%;生化处理COD去除率达60%,苯胺去除率达99%;通过对物化后几种常用处理方法的比较,论述了吸附是比较理想的方法。经"预处理、生化、物化吸附"二级处理后的靛兰染料废水,出水各项指标均能达到国家排放标准。     

溶剂热法制备磁性生物质炭吸附对硝基苯酚

将法桐树叶煅烧得到生物质炭(BAC),以溶剂热法将Fe_3O_4原位生成负载于BAC表面制备磁性生物质炭复合材料(BAC/Fe_3O_4)。用SEM、XRD、TEM、IR、VSM等对复合材料进行表征。实验结果表明:BAC/Fe_3O_4对对硝基苯酚的吸附在溶液pH为10.0的条件下有较高的吸附量,吸附行为符合朗格缪尔吸附等温线,最大吸附量为246.3 mg/g,吸附过程符合伪二级反应动力学方程,吸附速率较快。该材料可以有效地去除对硝基苯酚,在去除有机污染物方面有较大潜力。     

污泥活性炭对染料的吸附动力学研究

以城市污水处理厂脱水污泥作为原料,采用化学活化法(ZnCl2作为活化剂)制得污泥活性炭,全面研究了污泥活性炭对活性艳红K-2BP、酸性大红GR和直接紫N这3种染料的吸附动力学行为.结果表明,污泥活性炭可以有效地吸附染料,实现污泥的资源化;3种染料的平衡吸附量qe均随着染料初始浓度和温度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量qe的大小顺序为:酸性大红GR＞活性艳红K-2BP＞直接紫N;伪二级动力学模型能够很好地描述3种染料在污泥活性炭上的吸附动力学行为;对于活性艳红K-2BP和直接紫N,颗粒内扩散过程是该吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤,吸附速率同时还受颗粒外扩散过程的控制,而对于酸性大红GR,颗粒内扩散过程不是吸附速率的控制步骤;污泥活性炭对3种染料的吸附是一个吸热过程,吸附活化能较小,主要为物理吸附过程.     

不同染料化合物在河流底泥上的吸附规律

采用静态吸附法研究北京清河底泥对染料化合物的吸附行为,并探讨了pH值,离子强度,温度等因素对吸附的影响,测定了6种染料的吸附等温线.结果表明,pH值、离子强度是影响吸附的主要因素,温度升高使吸附量增加,6种染料在底泥上的吸附都符合Freundlich方程.吸附动力学研究表明,吸附分为快速吸附(小于1h)和慢吸附(12h以上).     

用Sep-pak C_(18)型吸附柱富集和分离天然水中罗丹明B和罗丹明WT的方法

本文叙述了从天然水体中富集和分离罗丹明B及罗丹明WT的方法.Sep-pak C_(18)吸附柱用于从水溶液中吸附罗丹明染料,被吸附的罗丹明B和罗丹明WT可完全解吸出来,这样可使染料浓度提高100倍以上.在北海的示踪试验中,用三种不同的方法测定罗丹明B,其结果表明Sep-pak法测得值低于直接荧光法测得值.由此可知,用富集-分离丹罗明染料的Sep-pak法能消除来自盐类、pH、色素以及天然荧光物的干扰.在示踪试验中,这种富集-分离法的优点在于用相同数量的染料可得到较长时程的检测值,对作短时程的试验,仅需用少量染料.     

化学工业三废处理与综合利用

X780.3 9801677活化凹凸棒石对阳离子染料的脱色作用及其应用研究/裘祖楠(上海大学化学化工系》二//中国环境科学/中国环境科学学会一1997,17(4)一373~376环信X一58 活化凹凸棒石对三种阳离子染料有良好的脱色作用并符合Freundlich吸附等温式,脱色率随pH增加而递增,但各染料有差别,吸附过程似可分为两个阶段并呈现一级反应动力学的特征。用它作主要组份的吸附剂对阳离子染料生产废水的处理效果良好,脱色率和CO氏去除率可分别达到87.5写一99.8%和45.4%一72.3%;再生处理简单且其效果基本不降低,为阳离子染料生产废水的综合治理提供了一种有…     

淀粉纳米晶接枝聚乙烯亚胺对阴离子染料的吸附

以戊二醛为交联剂、淀粉纳米晶(SNCs)为基材接枝聚乙烯亚胺(PEI),成功制备了一种新型生物基吸附剂(SNCs-PEI)。利用粒径、Zeta电位、红外光谱(FTIR)和能量色散X射线谱(EDX)对SNCs-PEI进行表征,并探究其对阴离子染料的吸附效果。当pH=3时,SNCs-PEI的Zeta电位达到+37.9 mV,对阴离子染料甲基橙(MO)和刚果红(CR)均具有良好的吸附性能,考察了吸附时间、pH值、染料初始浓度、温度对SNCs-PEI吸附性能的影响。研究表明：在pH为3,SNCs-PEI投加量为0.1 g, MO、CR初始浓度为130 mg/L的条件下,SNCs-PEI对MO和CR的吸附过程均符合准二级动力学和Langmuir吸附模型,SNCs-PEI对MO、CR的最大吸附量分别为82.10,57.34 mg/g,吸附过程属于一个自发的吸热过程。该新型生物吸附剂的研究对含阴离子染料工业废水的去除提供了一种新途径。     

土壤环境中活性X-3B红染料的吸附行为及影响因素

对土壤吸附活性X-3B红染料的速率进行了测定,表明可以划分为高速吸附、减速吸附、缓慢吸附和0(平衡)吸附4个阶段;但各土类在各不同的阶段,其吸附速率差异较大.通过对活性X-3B红染料的土壤吸附等温线的研究,发现其吸附行为与Langmuir方程相吻合;在此基础上的计算表明,该染料在土壤上的最大吸附量为:水稻土>红壤>棕壤>褐土.从环境因素的影响而论,模拟结果显示:当土壤有机质较低或气温下降,当土壤处于中性状态或水分过多和过少,均能通过减少其吸附量达到降低活性X-3B红染料在土壤环境中的积累.     

碱铜联合改性珠状活性炭及其对甲苯的吸附机理

为了提高活性炭吸附材料对非极性污染物的吸附性能,采用碱[（NaOH溶液）联合铜（Cu（CH₃COO）₂溶液]对珠状活性炭（beaded active carbon,BAC）进行改性,利用BET、SEM、Boehm滴定和FT-IR对改性前后的活性炭进行表征,并采用动态吸附法和Yoon-Nelson吸附理论模型研究了不同改性方法对活性炭吸附甲苯穿透曲线、饱和吸附量的影响及吸附机理.结果表明:改性后BAC表面不规则的孔隙增多,比表面积和微孔容积减少,平均孔径变化不显著,表面Cu含量明显升高;不同浓度碱铜联合改性后BAC对甲苯的吸附性能均提高,当NaOH溶液浓度为8 mol/L、Cu（CH₃COO）₂溶液质量分数为0.5%时,联合改性效果最好,此时改性后BAC对甲苯的饱和吸附量较改性前增加了50.9%,吸附穿透时间延长了342.9%,吸附平衡时间延长了77.4%.研究显示:较高浓度的碱联合较低浓度的铜溶液对活性炭改性,能显著提高吸附甲苯性能;改性后BAC对甲苯的吸附性能受自身孔隙结构和表面官能团的共同影响,且表面酸性官能团影响显著,表面金属铜与甲苯的结合作用是主要的吸附过程.      

改性蒙脱土颗粒吸附直接染料的分形特征

研究了改性蒙脱土颗粒(050823和MMT35)吸附2种直接染料(直接耐晒黑G和直接大红4BE)的吸附特性,并从类分形动力学规律、颗粒吸附染料前后的表面分形特征变化等方面对上述吸附过程进行了探讨.结果表明,颗粒对染料的吸附可分为快速的边缘覆盖和缓慢的晶层吸附2个过程.整个吸附过程符合准-二级反应动力学方程,并且染料进入晶层的吸附阶段具有类分形特征.除MMT35-直接大红4BE染料吸附体系外,Freundlich、Langmuir吸附等温模型的非线性方程、不同形式的线性方程及分形Langmuir模型对其余3个吸附体系(050823-直接耐晒黑G、050823-直接大红4BE、MMT35-直接耐晒黑G)等温线数据的模拟均取得了较好的效果,其中,非线性方程是获得统一模型参数较好的方法.此外,染料分子主要通过静电引力/斥力和范德华引力的综合作用吸附在颗粒上,并通过晶层膨胀和开孔作用,使颗粒表面粗糙度增加,相应的表面分形维数Ds升高.     

高分子固体废物基活性炭对有机染料的吸附解吸行为研究

分别以3种高分子固体废物,即轮胎橡胶、聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为原料,利用KOH活化法制备高比表面积活性炭.通过吸附实验研究了活性炭对2种有机染料(亚甲基蓝和甲基橙)的吸附、解吸行为,同时探讨了溶液pH值、离子强度和表面活性剂对吸附的影响.结果表明,PVC和PET基活性炭比表面积分别为2 666和2 831 m2.g-1,中孔容积分别为1.06和1.30 cm3.g-1,15 min内对亚甲基蓝和甲基橙的去除率分别高达98.5%和97.0%、99.5%和95.0%,且Langmuir模型拟合的染料最大吸附量均超过2 mmol.g-1,显著高于商业活性炭F400.Langmuir模型比Freundlich模型能更好地描述2种染料的吸附行为,说明吸附以表面单层覆盖为主.溶液pH值、离子强度和表面活性剂对染料吸附均有较大影响.制备的高分子基活性炭对亚甲基蓝的吸附强于甲基橙,2种染料均不容易发生解吸.实验结果可为高分子固体废物的资源化利用、制备经济高效的碳质吸附材料提供科学依据.     

复合磁性纳米凝胶球对典型抗生素的吸附特性

以复合磁性纳米凝胶球(Fe₃O₄@PVA-SA-PAC)为吸附剂,探究其对水中磺胺甲噁唑(SMX)、环丙沙星(CIP)、甲氧苄啶(TMP)抗生素类污染物去除效果,并分析pH、投加量、污染物初始浓度、吸附时间等因素对吸附过程的影响。结果表明:pH=3时最有利于抗生素吸附;吸附量随着初始浓度增大而上升,随着投加量增加而下降;3种抗生素吸附表现为物理吸附和化学吸附共存、均质单分子层吸附与非均质多分子层吸附共同作用的状态。其中SMX与CIP吸附更符合准二级动力学模型,而TMP更符合准一级动力学模型;温度为308 K时,Langmuir与Freundlich方程均达到较高拟合度(0.938≤R2≤0.998),此时SMX、TMP和CIP的最大吸附量分别为47.188,59.649,96.468 mg/g;竞争性吸附试验表明复合凝胶球可同时吸附多种目标抗生素污染物,具备良好吸附应用前景。     

烟曲霉菌吸附染料的解吸及其机理

研究了烟曲霉(Aspergillus fumigatus)生长菌体吸附染料后的解吸情况及其机理。结果表明,吸附有直接染料或活性染料的生长菌体在甲醇体系中均有相当高的解析率;解吸剂溶液的酸碱性对解吸率有很大影响,酸性环境下解吸受到抑制,而碱性环境可显著提高解吸速度和解吸率;初始温度对解吸的影响较小,温度升高,解吸率有所降低;解吸剂用量较少,只需少量解吸剂,吸附在生长菌体中的染料就可比较彻底的解吸出来。采用甲醇解吸吸附有活性艳蓝KN-R的生长菌体的作用机理为,甲醇和染料分子中的磺酸基发生了放热反应,生成了磺酸甲酯。吸附有活性艳蓝KN-R的生长菌体在甲醇体系中的解吸符合一级指数衰减模型,解吸初始阶段,反应速度较快;反应中后期,甲醇要突破缠绕致密的菌丝球和生物膜的障碍才能和染料相接触,因而反应速度较慢。吸附有染料的生长菌体在采用甲醇解吸出吸附在其上的染料后,仍可接入到染料体系中对其进行吸附脱色,且可连续使用3次以上。     

秸秆生物炭对有机染料的吸附作用及机制

研究了裂解温度分别为500℃和700℃的两种水稻秸秆生物炭(分别标记为W500、W700)对有机染料日落黄和亚甲基蓝的吸附作用及机制.同时,针对实际印染废水的特点,考察了反应温度、p H和硫酸盐对吸附去除效率的影响.结果显示,生物炭对两种染料的吸附均符合准二级动力学方程,等温吸附曲线均可用Freundlich模型较好地描述,但其对两种染料的吸附机制显著不同.生物炭对阳离子染料亚甲基蓝的吸附主要通过离子交换作用,随着生物炭裂解温度升高,其极性基团减少,离子交换作用减弱.生物炭对阴离子染料日落黄的吸附则主要通过生物炭芳香结构与日落黄分子芳环之间的π-π相互作用,随裂解温度升高,生物炭芳香化程度增大,π-π作用随之增大;生物炭对两种染料的吸附去除效率均随反应温度的升高(5~45℃)而增大,且在3p H11、硫酸盐浓度25~2500 mg·L~(-1)的变化范围内,吸附去除效率均保持稳定.     

活性艳蓝KN-R的生物吸附脱色研究

从广州某印染厂生化处理池的污泥中筛选到一株对蒽醌染料具有高效吸附脱色作用的菌株HX.考察了碳源浓度、氮源浓度、盐度、染料浓度对蒽醌染料KN-R吸附脱色的影响.结果表明,对于接入的生长菌体,碳源浓度高于7.5g/L时,染料才能完全脱色;染料对菌株HX的生长有一定抑制性,但菌株HX仍表现出了优异的吸附性能,对于250mg/L的KN-R可在48h内完全脱色,400mg/L组在72h内脱色率达94%,600mg/L组72h脱色率可达78.4%;有机氮对染料的脱色起到一定的促进作用,对吸附菌的生长和染料的脱色不是决定性因素;盐度可促进染料的吸附脱色,其同离子效应和盐度效应决定了盐度组的完全脱色时间要比不加入盐度组长;吸附菌HX的生长和染料脱色同步进行,菌体干重达最大时染料的脱色率亦达最大.     

直接红染料在粉煤灰上的吸附行为研究

文章探讨了直接红染料在粉煤灰上的吸附行为及其机理。结果显示,粉煤灰对直接红染料有较好的去除效果;当NaCl浓度≤12.5 g/L,盐分增加对直接大红的去除率影响不明显,NaCl浓度≥15 g/L,盐分增加,直接大红的去除率有所增大;当十二烷基磺酸钠浓度≤0.5 g/L,直接大红在粉煤灰上的吸附量随表面活性剂浓度上升明显下降,继续增加表面活性剂浓度,影响则不明显。     

响应曲面法优化油茶饼对活性红15的生物吸附特征及机理

基于“以废治废”的理念,以农林业废弃物——油茶饼为原料制备生物吸附剂,吸附去除废水中的RR15(C.I. Reactive Red 15,活性红15)染料,并采用响应曲面法中的Box-Behnken设计对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的条件进行优化. 结果表明:pH对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的吸附容量和去除率均有显著影响(P<0.000 1);当pH为1.0、初始ρ(RR15)为300 mg/L、吸附温度为20 ℃时,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附效果最佳. 相比于Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,Temkin吸附等温线模型可以更好地描述油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附平衡数据. 吸附温度为20 ℃时,由Langmuir吸附等温线模型计算得到的Q0(吸附剂的单层饱和吸附量)为74.63 mg/g. 动力学分析显示,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.999 7),支持了限速步骤是化学吸附的理论;内部扩散和边界层扩散都可能影响吸附速率. 热力学分析表明,该吸附过程是一个自发的放热过程. FTIR(fourier transform infrared spectroscopy,傅里叶变换红外光谱)分析发现,油茶饼生物吸附剂上羟基、胺基等官能团可能是RR15染料的主要结合位点. 研究显示,油茶饼生物吸附剂是一种具有潜力的绿色吸附剂,可以有效去除废水中的RR15染料.      

羧基稻草阳离子吸附剂的制备及其去除水溶液中亚甲蓝的研究

为促进工业废水处理并降低废水处理费用,研究了柠檬酸热化学酯化法改性稻草制备可生物降解阳离子吸附剂的方法.实验比较了天然和改性稻草去除溶液中阳离子染料(亚甲蓝)的能力,研究了不同实验参数(pH值、吸附剂量、染料浓度、离子强度、吸附时间)对亚甲蓝吸附效果的影响在pH为2～10范围内,天然稻草去除亚甲蓝的能力随pH值的增加而增加,而改性稻草在pH≥3时对染料的去除率达到最大.改性稻草用量大于1.5g·L-1时几乎能完全去除浓度为250mg·L-1亚甲蓝溶液中的染料.改性稻草用量为2.0g·L-1对浓度为50～450mg·L-1的亚甲蓝溶液去除率保持在98%以上.增加溶液的离子强度会导致亚甲蓝去除率降低.染料吸附等温线符合Langmuir模式.吸附过程符合准一级反应动力学方程.酯化改性使染料的吸附剂粒子内扩散速率常数(kid)大大增加.研究结果表明,改性稻草是良好的亚甲蓝吸附剂.