pH对活化前后废弃铁铝泥吸附不同种磷动力学的影响

实验研究了300℃热活化前后的给水厂废弃铁铝泥（R-FARs和H300-FARs）对正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐的吸附动力学特性,并考察pH对不同磷吸附动力学的影响。结果表明,pH对不同磷吸附动力学过程的影响趋势相似,即低pH有利于吸附。准二级动力学模型能够更真实地反映不同磷在R-FARs和H300-FARs的吸附动力学行为,由拟合结果可知焦磷酸盐和六肌醇磷酸盐的初始吸附速率相对较大,而甘油磷酸盐最小;且活化作用明显提高了不同磷的初始吸附速率,并减弱了pH对初始吸附速率的影响。不同磷的吸附速率受到液膜扩散、颗粒内扩散和吸附反应三者共同控制,其中吸附反应是主要的控制步骤。     

给水处理厂铁铝泥对正磷酸盐的吸附效果

通过批量实验和柱状实验并结合磷的分级提取探究了给水处理厂废弃铁铝泥(ferric-alum water treatment re-siduals,FARs)吸附正磷酸盐的效果。批量实验结果表明,Langmuir和Freundlich方程均能较好地描述FARs对磷的等温吸附过程,且当pH从5增至9时,FARs磷的饱和吸附量从41.68 mg/g减小到17.08 mg/g。pH越低,磷与FARs的结合能力越强。柱状实验结果表明,FARs具有显著的磷吸附能力,在运行的89 d里,磷的去除率保持在80%以上。出水pH与进水相比略有增加,但增加量不会对地表水体造成影响。磷的分级提取结果进一步说明,被吸附的磷主要以释磷风险小的铁铝结合态存在。综合实验结果表明,FARs可以作为高效磷吸附剂应用于地表水除磷。     

给水厂铁铝泥构建过滤柱去除富营养化河水中过量磷

为避免因FAS释放过量有机物和氮而产生的潜在不利影响,分析了以给水厂铁铝泥(FAS)构建过滤柱处理富营养化河水的特征与机制,研究了以厌氧热处理改性后的FAS作为辅助基质(2%)构建过滤柱。结果表明：在对其他性质无影响的情况下,FAS的添加显著提高了过滤柱对水体中磷的去除率,促使出水磷浓度在整个运行期间小于0.01 mg·L-1;被FAS吸附的磷主要以NaOH提取态、HCl可提取态和残渣态存在。高通量测序分析结果表明,FAS的添加促使过滤柱中富集了Rhodoplanes、Sulfuritalea、Nitrospira、Leucobacter、Geobacter、Dechloromonas等有助于生物地球化学循环和复合污染控制的菌群。FAS作为辅助基质构建过滤柱可有效控制富营养化河水中磷污染。     

添加给水厂残泥对稻田土壤中毒死蜱环境赋存及厌氧降解的影响

给水厂残泥(WTR)是给水厂混凝过程产生的安全废弃物,是一种高效低廉的毒死蜱吸附材料。为评估将WTR作为吸附材料添加于土壤中缓解毒死蜱危害的可行性,探究了添加WTR对稻田土壤中毒死蜱环境赋存、厌氧降解及其代谢产物TCP形成的影响。实验结果表明:毒死蜱首要厌氧降解途径是快速水解为TCP,添加WTR显著降低了土壤中毒死蜱与TCP的生物有效性(P<0.05)。72 d厌氧培养时间内,未添加WTR土壤中高达79%的毒死蜱主要以生物可利用态存在;在WTR添加土壤中,72%～95%的毒死蜱以稳定的残渣态存在,但毒死蜱在土壤中的降解速度因此减慢,TCP生成量随之减少。在未添加WTR土壤中,92%以上的TCP以水溶态为主,添加WTR可有效减少其水溶态所占比例,WTR添加量为10%时,其水溶态含量降至47%。随着WTR添加量增加,毒死蜱与TCP由土壤向上覆水迁移的量显著减少(P<0.05)。未添加WTR的土壤水溶液体系上覆水中毒死蜱和TCP浓度分别高达537 μg·L-1和1 750 μg·L-1,添加2%WTR可使其最高浓度分别降低50%。在厌氧滞水的稻田土壤中,WTR主要金属元素(Fe、Al和Mn)稳定性强,二次污染风险较低。综合以上研究结果,WTR适于作为土壤添加物应用于毒死蜱与TCP污染控制。     

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。     

给水厂污泥陶粒制备及其对氮磷吸附研究

水中氮磷的去除能有效控制水体富营养化。用给水厂的两种污泥在3种烧结温度下制备陶粒,并进行陶粒同步吸附氮磷的性能实验。结果表明,600℃烧结温度下平流沉淀池湿污泥制备的陶粒吸附氮磷的综合效果最好。该陶粒对磷酸盐和氨氮的吸附过程都符合Langmuir模型和准二级动力学模型。pH为7时,陶粒同步吸附氮磷,对氨氮的吸附量可达0.650mg/g,对磷酸盐的吸附量可达0.706mg/g。可见,给水厂污泥陶粒同步吸附氮磷表现出良好的吸附效果。     

城市给水厂污泥对污水中磷的动态吸附

以城市给水厂污泥为原料,制备了2种不同粒径的颗粒状吸附剂,探讨了这2种颗粒吸附剂不同应用方式动态吸附初沉池水中磷的效果,并对吸附的影响因素进行了探究。结果表明,在使用2 mm粒径的吸附剂进行动态吸附时,在颗粒投加量固液比为20 g·L~(-1)的条件下,运行8 h后,出水磷浓度最低,总磷、可溶性总磷、可溶性活性磷酸盐的出水浓度分别可达到1.52、0.27、0.16 mg·L~(-1)。干化大颗粒的固定床吸附实验结果表明,空床停留时间应控制在30 min左右,有效滤层高度为11.5 cm,滤柱连续运行前80 h,对初沉池水有良好的处理效果,为该吸附剂投入使用提供了初步依据。对给水厂污泥颗粒吸附剂进行了技术经济分析,得出颗粒吸附剂理论上处理初沉池水所需药剂费用为0.021 2元·t~(-1),具有较高的经济效益。以上结果可为给水厂的污泥在实际生产中的应用提供参考。     

氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响

研究了氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响.以傅立叶红外光谱定性表面官能团变化,以扫描电镜观察表面形貌,以化学吸附分析仪测定后再通过测定样品的氮气吸附/脱附等温线计算比表面积和孔径.结果表明:(1)氧化改性使活性炭比表面积增大;还原改性使活性炭比表面积减小.还原阶段使先前氧化阶段中产生的孔道以及原有孔道均发生塌陷,导致还原改性活性炭比表面积减小.(2)在静态吸附的条件下,氧化改性和还原改性活性炭对草甘膦的吸附均为吸热反应.还原改性在活性炭表面产生的还原性官能团有利于活性炭对草甘膦的吸附,而氧化改性产生的氧化性官能团并不利于活性炭对草甘膦的吸附.(3)热力学参数的计算进一步表明,改性活性炭对草甘膦的吸附为吸热反应.     

天然黄铁矿对草甘膦的吸附性能

研究了天然黄铁矿对草甘膦吸附性能和机理。主要进行了pH、温度、吸附剂投加量、磷酸盐浓度和草甘膦初始浓度等因素对黄铁矿吸附草甘膦的静态吸附实验,并且进行了动力学和热力学的分析。研究结果显示,较高的pH、较低的温度和一定的磷酸盐含量对黄铁矿吸附草甘膦具有促进作用;采用Freundlich和Langmuir吸附等温式都可以对黄铁矿吸附草甘膦的过程进行拟合,Freundlich等温式的拟合效果好于Langmuir吸附等温式;伪一级和伪二级动力学都能对吸附过程进行模拟,二级动力学拟合效果优于一级动力学;热力学结果显示,黄铁矿吸附草甘膦是一个自发的放热过程,在低温条件下,最大吸附量可以达到4.62 mg/g。     

镧铁负载给水厂污泥复合材料在完全混合式反应器中的动态吸附除磷特征

采用共沉淀法制备出一种镧铁负载给水厂污泥复合材料(LaFe-DWTR),研究其在完全混合式反应器(CSTR)中对模拟废水和城市污水处理厂二沉池出水的除磷效果以及水力停留时间(HRT)、LaFe-DWTR投加量和水力学条件的影响。结果表明,当CSTR进水PO₄³⁻-P质量浓度为50 mg·L⁻¹,HRT为3 h,LaFe-DWTR投加量为2 g·L⁻¹,反应区采用搅拌时,LaFe-DWTR对PO₄^3--P的去除率稳定在99%以上,吸附量可达24.82 mg·g⁻¹。对于CSTR进水初始PO₄³⁻-P质量浓度为2 mg·L⁻¹的城市污水处理厂二沉池出水,在3 h HRT,0.14 g·L⁻¹投加量时,CSTR出水的PO₄³⁻-P质量浓度稳定在0.2 mg·L⁻¹左右,已达到《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918–2002)一级A标准的要求。     

给水厂污泥吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

采用给水厂污泥对浓度为100 mg/L的模拟含Cr(Ⅵ)废水进行了吸附性能的研究.结果表明,给水厂污泥可吸附处理含Cr(Ⅵ)废水,吸附量可达0.89 mg/g.动力学研究结果表明,给水厂污泥对Cr(Ⅵ)的吸附符合二级吸附动力学模型,吸附速率常数(k2)为3.48×10-3g/(mg·min);热力学研究结果表明,吸附过...     

废弃核桃壳粉对模拟微污染水中总铁的静态吸附特性研究

采用废弃核桃壳粉对总铁质量浓度约为3 mg/L的模拟微污染水进行了静态吸附实验研究.结果表明,采用产地为新疆、粒径为1.6～2.5 mm的废弃核桃壳粉1.0 g、水样初始pH为7.0、吸附时间为240 min时,总铁去除率可以达到92.69%.吸附后,水样中总铁浓度满足<生活饮用水卫生标准>(GB 5749-2006)...     

粉状褐煤对水中草甘膦的动态吸附

采集内蒙霍林河煤矿褐煤样品,加工成粒径0.38~0.83 mm作为吸附剂,对模拟草甘膦废水进行动态吸附实验。考察了吸附柱高(3、5和10 cm)、草甘膦初始浓度(0.5%、0.75%和1.0%)、流速(1、2和3 mL/min)、pH(9、11和13)和离子强度(IS, 0.001、0.01和0.1 mol/L)对草甘膦的吸附穿透曲线和传质区长度的影响。实验结果表明,降低柱高、增大初始浓度、提高流速、增加离子强度均会使穿透时间提前,pH变化对穿透时间影响很小;柱高、初始浓度、流速、IS和pH引起的传质区长度的平均变化率绝对值分别为0.675、6.300、1.625、47.727和0.263,可见,与柱高、初始浓度和流速相比,IS对传质区长度的影响较大,pH影响较小。低浓度条件下,吸附穿透曲线的实验数据符合BDST模型拟合条件(R2 >0.99),在仅改变柱高或流速时,穿透时间理论值与实测值的最大误差均为5.71%,运用该模型能够准确地预测褐煤吸附柱的操作时间。     

pH及Zn2+对土壤和铁、铝氧化物吸附苄嘧磺隆的影响

用平衡吸附法研究了3种供试样品(广州赤红壤、铝氧化物、针铁矿)对苄嘧磺隆的等温吸附,同时研究了pH及Zn2 对供试样品吸附苄嘧磺隆的影响.结果表明,在实验所用的苄嘧磺隆的浓度范围内,供试样品对苄嘧磺隆的吸附量各不相同;供试样品吸附苄嘧磺隆的量随溶液pH及Zn2 浓度的改变而变化,且影响不尽相同,这主要与供试样品的组成有关.     

活性炭负载水合氧化铁对草甘膦吸附性能的研究

利用活性炭制备了水合氧化铁负载活性炭AC-Fe,并通过静态吸附实验研究了该材料对水溶液中草甘膦的吸附性能。研究结果表明,该负载方法可以在活性炭上嫁接72 mg/g的铁,AC-Fe对草甘膦的最大吸附容量可以达到120 mg/g;AC-Fe对草甘膦的吸附量随pH的升高而降低;磷酸根对AC-Fe的吸附性能具有明显的抑制作用,原因在于它能和铁离子形成内层络合物,与草甘膦竞争材料表面的吸附位点。     

粉煤灰和铁尾矿对烧结海泥多孔砖泛霜程度的影响

针对粉煤灰、铁尾矿2种不同特性工业废渣对烧结海泥多孔砖试样泛霜程度的影响进行了初步实验研究和分析。实验结果和分析表明,粉煤灰和铁尾矿分别等质量取代5%,10%,15%和20%海泥时,各配比原料土中可溶性硫酸根离子的质量浓度随粉煤灰和铁尾矿掺量的增加而减低,但粉煤灰的降低幅度远低于铁尾矿的降低幅度;经950℃烧结砖样中可溶性硫酸根离子的质量浓度均随粉煤灰和铁尾矿掺量增加而降低,对于粉煤灰来说该降低幅度几乎接近,对于铁尾矿来说则随铁尾矿增加而明显减小,且均远低于掺粉煤灰砖样。与粉煤灰相比,铁尾矿减轻烧结海泥多孔砖泛霜程度的有利因素更多。     

芬顿铁泥组分解析及其对造纸废水厌氧处理的影响

芬顿技术深度处理造纸废水过程中会产生大量铁泥,处理处置困难,但芬顿铁泥中含有大量三价铁,具有很高的利用价值。为此,对芬顿铁泥的元素组成、物相结构及电化学特性进行了解析。结果表明,芬顿铁泥中铁元素含量达到38.18%,主要以无定形的FeOOH形式存在,且具有氧化还原特性和一定的电子转移能力,芬顿铁泥的电子接受能力和电子供给能力分别为62.45 μmol·g⁻¹和4.59 μmol·g⁻¹。将芬顿铁泥投加至厌氧序批式反应器中,考察其对造纸废水厌氧处理的影响。结果表明,当芬顿铁泥投加量为5、10和20 g·L⁻¹时,造纸废水厌氧消化过程中溶解性COD的去除率由59.88%(对照组)分别提高至63.92%、68.40%和70.34%。芬顿铁泥投加使甲烷产量分别提高了7.96%、15.81%和19.77%,同时显著降低沼气中二氧化碳与氢气的含量,提高甲烷的占比。投加芬顿铁泥的反应器出水均检测到较高的二价铁离子浓度,说明反应器中发生了异化铁还原作用,从而提升了造纸废水厌氧消化效果。     

铁铝盐基离子对土壤中水溶性氟环境效应的影响

氧化物或粘土矿物可吸附氟离子,但磷酸根离子与氟离子存在竞争吸附效应,造成氟的环境存在量、存在形态及生物效应更加复杂,影响了环境中氟污染的治理.试验选用典型贵州黄壤和石灰土,通过向模拟高氟污染土壤中添加铁铝盐基离子和磷酸盐,采用两因素最优设计,研究外源物质对土壤中水溶性氟的影响.结果表明,FeCl3·6H2O或AlCl3·6H2O都能降低土壤中水溶性氟,而KH2PO4使土壤中水溶性氟增加,对黄壤和石灰土中水溶性氟影响效果大小依次为FeCl3·6H2O(AlCl3·6H2O)、KH2PO4.同时表明,采用铁铝盐基离子改变黄壤性质,达到降氟效果仍有很大潜力,而石灰土环境在高添加铁铝盐基离子水平下继续添加FeCl3·6H2O或AlCl3·6H2O降低土壤中水溶性氟的作用较弱.从土壤pH看,黄壤水溶性氟受试验因子影响复杂,土壤pH低水溶性氟不一定低,pH在4～6时,氟元素的形态及有效性尤其复杂,而石灰土中水溶性氟基本随pH降低而降低.     

溶液环境对纳米Fe_2O_3/水界面NOM吸附过程中疏水效应的影响

以腐殖酸和纳米Fe2O3为对象,着重研究了腐殖酸分子在纳米Fe2O3表面的吸附过程中的疏水效应,借助红外光谱和热重等分析方法研究了腐殖酸吸附前后的疏水性随溶液环境变化的规律。结果表明,当离子强度为0、0.005、0.01和0.05 mol/kg,pH从7变到12时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着pH的升高先减小后增大。当pH从7升高到10时,亲水性降低,疏水性增强;当pH从10升高到12时,亲水性增强,疏水性降低。当离子强度为0.001 mol/kg,pH从7变到12时,复合体的热失重量随着pH的升高而减小,亲水性降低,疏水性增强。当pH为定值,离子强度变化时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着离子强度的增加不断变化,曲线呈现出波动趋势,亲、疏水性在交替变化。红外光谱分析结果说明,对纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的亲疏水性起主要影响的官能团可能是亲水性的羟基—OH、羰基CO和疏水性的CH2烷烃。     

高炉瓦斯泥对Cu(Ⅱ)的吸附

采用等离子体发射光谱、N2吸附和傅里叶红外光谱技术(FT-IR)对高炉瓦斯泥(BFS)进行了表征,测得其BET比表面积为21.13 m2/g、并且含有羟基、酯基等功能性官能团。实验考察了吸附剂用量、pH值、吸附温度、Cu(Ⅱ)初始浓度对高炉瓦斯泥吸附Cu(Ⅱ)的影响,结果表明,当Cu(Ⅱ)初始浓度为100 mg/L时,温度为313 K、高炉瓦斯泥用量为1.5g/L、pH=5时,20 min可达到吸附平衡,吸附率为99.99%。并且吸附过程符合准二级动力学反应模型以及Freundlich吸附等温式,其表观活化能Ea=58.27 kJ/mol,该吸附过程是自发的、吸热的熵增过程。