麦草对水中苯胺的动态吸附研究

通过对苯胺初始浓度、流速、初始pH值和吸附床高度对穿透曲线的影响进行探讨,采用BDST模型和Thomas模型对动态实验数据进行线性拟合分析,研究了麦草对水中苯胺的动态吸附性能。结果表明：麦草能够有效地去除水中的苯胺,随着吸附床高度增加,穿透时间延长;而随着苯胺初始浓度、流速和pH值的增大,穿透时间急剧缩短。BDST模型能够准确地预测新的操作条件下的穿透时间,误差均〈5％;Thomas模型能够很好地描述麦草对苯胺的动态吸附动力学,由Thomas模型获得的麦草吸附柱对苯胺的动态吸附量与实验值相符。对吸附饱和后的麦草可用0．6mol／L盐酸进行解吸。     

乙二胺还原的氧化石墨烯对镉离子的动态吸附

以乙二胺(EDA)还原氧化石墨烯(GO)制得一种吸附剂材料,即还原态氧化石墨烯(RGO)。考察了动态条件下Cd2+溶液的初始浓度、流速及吸附床高度对穿透曲线的影响,同时利用Bed-Depth-Service Time(BDST)模型对吸附床高度与穿透时间的关系进行线性拟合分析,研究了RGO对Cd2+溶液的动态吸附性能。结果表明,RGO可以有效地去除水溶液中的Cd2+,随着吸附床高度的增加,离子的去除率增大,穿透时间延长;当溶液初始浓度增大时穿透时间缩短,离子的去除率减小;而溶液的流速加快,穿透时间和去除率都相应减小。吸附床高度与穿透时间的关系可用BDST模型较好地进行描述,预测新的操作条件下的穿透时间与实验值误差均小于5%。     

改性废弃皮革对U(Ⅵ)的动态吸附

以改性废弃皮革为吸附剂对U(Ⅵ)进行动态吸附实验,采用直径3 cm、高50 cm的玻璃吸附柱,在填料高度为3、4和5 cm,U(Ⅵ)溶液进水流速为0.85、1.7和2.55 m L·min~(-1),初始U(Ⅵ)浓度为6、12和18 mg·L~(-1)的条件下,考察了各因素对U(Ⅵ)吸附穿透曲线的影响。动态实验表明:柱高的降低、流速的增大和U(Ⅵ)浓度的增加均会使穿透时间提前;动态吸附穿透曲线能很好地符合Thomas模型的条件(R2 0.95),同时吸附量的预测值与实际测试值较为接近。使用穿透时间(ta)与填料高度(h)的关系式ta=220h-433(R2=0.998),在仅改变流速和初始U(Ⅵ)浓度时,穿透时间预测值与实际测试值相差较小,表明BDST模型能确定固定床的动态吸附周期。     

聚甲醛单宁酸树脂对水体中苯胺的动态吸附研究

以单宁酸为原料,甲醛为交联剂制备了聚甲醛单宁酸树脂(PFTR),利用扫描电子显微镜和氮吸附仪对其表面孔径进行了表征和分析,并对模拟废水中的苯胺浓度进行了动态吸附性能研究,采用Thomas、Yoon-Nelson和BDST 3种模型对实验数据进行拟合分析,探讨PFTR对苯胺的吸附性能和原理。结果表明,PFTR表面含有丰富的孔状结构,能有效吸附水体中的苯胺。当PFTR用量为0.1g,吸附柱填充高度为1cm,流速为0.1cm/min,苯胺初始质量浓度为1 000~2 500mg/L时,其穿透时间随苯胺初始浓度的增大而提前。Thomas模型可较好地估算饱和吸附量,Yoon-Nelson和BDST模型能预测穿透时间。     

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 m L/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(R20.99),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。     

涂铁多孔陶瓷对水中亚甲基蓝的动态吸附

研究了涂铁多孔陶瓷填料柱对水中亚甲基蓝（MB）的动态吸附性能。探讨了填料高度、MB初始质量浓度和流速对穿透曲线的影响;分别用BDST模型、Thomas模型和线性回归对动态吸附实验数据拟合,获得了相关参数,并研究了填料的再生性能。结果表明,涂铁多孔陶瓷（IOCPC）能有效去除水中MB,填料层升高,穿透曲线上的穿透点向右移动,穿透时间延长;而随流速、MB初始质量浓度的增大,穿透曲线上的穿透点向左移动,穿透时间缩短。用BDST模型能准确预测穿透时间,误差＜5%;用Thomas模型可较好地描述了MB浓度为10和50 mg/L、初速为2 mL/min时IOCPC对MB的吸附动力学,相关系数分别为0.99和0.93,平衡吸附容量分别为0.078和0.13 mg/g。对吸附饱和后的涂铁多孔陶瓷可用pH=3的硝酸再生,重复使用3次穿透曲线上的穿透点基本不变。     

粉煤灰对模拟河流中DMP的动态吸附

针对污染物泄露导致的河流污染问题,以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为研究对象,以粉煤灰作为吸附剂、有机玻璃反应槽作为反应装置,向其持续注入初始浓度相同的DMP溶液,将其所得实验数据拟合Logistic穿透模型,研究模拟河流条件下,粉煤灰对DMP的动态吸附规律;同时,分析了水流速度、DMP初始浓度及吸附剂投加方式3种因素对粉煤灰去除DMP性能的影响。结果表明:Logistic穿透模型能较好地拟合河流中粉煤灰动态吸附DMP的过程;提高溶液的进水流速,污染物更容易穿透吸附剂表面,单位时间内的最大吸附量由17.81μg·g~(-1)增加至27.78μg·g~(-1),最大去除率由35.63%升高至55.57%,穿透时间提前;随着DMP溶液初始浓度的增加,粉煤灰与DMP分子之间的浓度差增大,相同时间内与粉煤灰接触的DMP污染物增多,达到饱和的时间由131 min缩短至119 min,穿透曲线上的穿透点左移,粉煤灰的吸附性能提高;将粉煤灰全部平铺在槽体底部时,吸附质能够充分地与其接触,传质阻力减小,吸附速率常数由0.003 9提高至0.004 7,粉煤灰的吸附率升高。该研究可为河流突发性污染的应急处理提供一定理论依据。     

改性陶粒对水中卡马西平去除的动态吸附实验及模型

用CTMAB(十六烷三甲基溴化铵)对陶粒进行改性,以卡马西平(CBZ)为目标污染物,研究了吸附去除饮用水中CBZ的性能并探讨了其应用的可行性。通过滤料吸附去除CBZ的动态实验,发现改性陶粒的去除效果优于陶粒。进水CBZ浓度为2μg·L~(-1)时,改性陶粒对CBZ的去除率最高为50%,陶粒最高的去除率为40%。研究了滤料再生对吸附性能的影响,发现陶粒和改性陶粒对CBZ的去除均随再生次数的增加而降低,改性陶粒的去除效果仍优于陶粒,改性陶粒的使用期限更长久。讨论了修正前后的Thomas模型,推导得到能更准确描述穿透曲线的Thomas模型取值范围。滤料穿透曲线用原始Thomas模型能很好地计算的速率常数kTh和平衡吸附量q0。利用原始Thomas模型也能较为准确地预测滤柱的穿透时间。     

载Ca磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

采用化学共沉淀一步法以钙盐和铁盐对多壁碳纳米管(MWCNTs)改性以制备具有去除水中微污染物腐殖酸的磁性碳纳米管复合材料。X射线能谱分析表明改性MWCNTs上载有Ca和Fe元素。通过振动样品磁强计测得该复合材料具有较强磁性。改性后的MWCNTs 30 min对水中腐殖酸的去除率由改性前的63.89%提高到90.27%。研究了改性MWCNTs投加量、腐殖酸初始浓度、吸附时间、振荡速度、pH及温度对水中腐殖酸去除的影响。结果表明,腐殖酸去除率随着载Ca磁性MWCNTs投加量增大而提高。吸附量随着腐殖酸初始浓度的增大而增加,但去除率却减小。吸附初期腐殖酸去除速率快,0.5 g·L~(-1)的载Ca磁性多壁碳纳米管在腐殖酸初始浓度为20 mg·L~(-1)时,5 h达到吸附平衡,平衡吸附量为39.41mg·g~(-1)。腐殖酸去除率随着振荡速度的增大而增大,在225 r·min~(-1)时达最大,随后随着振荡速度的增大而缓慢下降。在弱酸性下,腐殖酸去除率较高,当pH为5时,腐殖酸去除率达到92.24%;当pH5时,酸性加强,腐殖酸去除率下降;当pH5时,腐殖酸去除率随pH增大呈下降趋势。腐殖酸去除率随着温度的升高而降低。     

改性活性炭纤维吸附脱除气态汞

采用浸渍法对活性碳纤维(ACF)改性,所制得的吸附剂在固定床上进行汞吸附评价。Boehm滴定表明,浓HNO3和H2O2改性后的ACF表面含氧官能团有所增加,含氧官能团的增加有利于汞的吸附。XRF结果表明,ACF经硝酸银浸渍后,银离子被还原成单质银,使其对汞的吸附性能得到改变,并随着硝酸银浓度的增大而增大。ACF经活性MnO2和KMnO4浸渍后,吸附效果均有所提高,穿透时间大大加长,穿透吸附量也大大提高,两者均可达到170μg/g。     

铁基膨润土对水中磷酸根的吸附热力学及动力学研究

采用铁盐改性制得铁基膨润土,研究了其对水中磷酸根的吸附性能及影响因素,结果表明,通过对膨润土的改性提高了磷的去除率,含磷废水初始pH值的大小对磷的去除率影响不大,初始浓度越低越有利于磷的去除。磷的去除率随改性膨润土的投加量增大而提高,随温度升高而增大。进一步研究表明,改性膨润土对磷的吸附是吸热反应,其吸附等温线可采用Langmuir等温吸附方程拟合;改性膨润土对磷的吸附是快速吸附,在20 min内,磷去除率达70%以上,符合准二级吸附动力学模型。     

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.     

活性炭涂层电极电容去离子的性能

采用活性炭涂层电极构建电容去离子吸附装置,以氯化钠模拟含盐原水,研究电压、流量、进水浓度等操作参数对活性炭涂层电极脱盐效率和能耗的影响。实验结果表明,去除率和比吸附量随着电压的增大而增加,且比能耗随之增大。流速越小,出水的浓度越低,当对出水的浓度要求较高时,宜采用小流速。当进水浓度低于活性炭涂层电极的饱和吸附量时,比吸附量随着进水浓度呈线性增加;当达到饱和吸附量时,比吸附量不会随进水浓度的增大而发生改变;比能耗随着进水浓度的增加而降低。     

分子筛负载型吸附剂对典型VOCs的吸附行为特性

以浸渍法制备的分子筛负载铜锰铈(Cu-Mn-Ce/ZSM)为吸附剂,以甲苯、乙酸乙酯和丙酮作为挥发性有机物(VOCs)的典型代表,考察了单组分和混合组分VOCs在吸附剂固定床上的吸附行为。研究表明,Cu-Mn-Ce/ZSM吸附单组分VOCs时,甲苯的吸附穿透时间与饱和吸附量分别为110 min和32.47 mg/g,乙酸乙酯为150 min和52.29 mg/g,丙酮为210 min和86.40 mg/g,可见Cu-Mn-Ce/ZSM对单组分VOCs的吸附能力大小为:丙酮乙酸乙酯甲苯。Cu-Mn-Ce/ZSM吸附混合组分VOCs时,在甲苯与乙酸乙酯的穿透曲线上出现了明显的"驼峰",吸附穿透过程中存在共吸附和竞争吸附行为,甲苯的吸附穿透时间与饱和吸附量降至50 min、10.42 mg/g,乙酸乙酯为95 min、15.12 mg/g,丙酮为105 min、44.37 mg/g。通过Yoon-Nelson模型对单组分VOCs吸附穿透曲线的拟合,表明吸附模型参数可以准确地预测吸附质在固定床上的穿透行为。速率参数k'值计算表明,不同VOCs在固定床上的吸附速率大小为丙酮乙酸乙酯甲苯。     

铁铜双金属氧化物对水体中Sb(Ⅴ)的吸附去除研究

通过化学共沉淀法制备铁铜双金属氧化物,并采用扫描电镜、X射线衍射、氮吸附脱附实验对其化学组成及表面积进行分析。通过静态吸附与固定床动态吸附实验考察铁铜双金属氧化物对废水中Sb(Ⅴ)的吸附去除能力,并分析了吸附动力学与反应机制。结果表明,制得的铁铜双金属氧化物并不仅是铜氧化物与铁氧化物的简单混合,其比表面积远大于铁氧化物和铜氧化物;静态吸附实验显示,铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)溶液的吸附去除率明显高于铁氧化物和铜氧化物,当Sb(Ⅴ)溶液初始pH为6.0,初始质量浓度为20mg/L,溶液体积100mL,振荡速度100r/min,吸附时间为24h,0.03g铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)的吸附去除率高达95.6%,吸附数据符合伪二级动力学方程;固定床动态吸附实验表明,随着进水流量的增加,床层耗竭时间缩短;铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)去除以化学吸附为主,铁铜双金属氧化物在吸附过程中生成铁置换的黝铜矿。     

改性沸石对低浓度氨氮废水的动态吸附

采用氯化钠溶液对甘肃白银天然沸石改性,以低浓度氨氮(NH4+-N)废水为处理对象,对比了天然沸石和改性沸石的动态吸附特性并绘制穿透曲线,利用Origin软件对实验数据分析处理,得出穿透曲线的通式。结果表明:在相同条件下,改性沸石的穿透时间和吸附饱和时间都比天然沸石的长约1.5倍;沸石经氯化钠改性后,对NH4+-N的吸附速率和饱和吸附量都明显提高,吸附性能显著改善。Origin软件对水溶液中NH4+-N的吸附穿透曲线的Logistic模型回归式具有较高的精度,该模型可以很好地反映沸石吸附剂的动态吸附过程。     

酸碱盐改性对活性炭吸附油气特征的影响

采用酸碱盐溶液浸渍方法对活性炭进行改性,探究了其吸附油气的特征,考察了改性后的活性炭对油气吸附量和穿透时间的影响,采用BET、SEM、XRD及FT-IR等方法对活性炭进行了表征。结果表明:改性后的活性炭孔结构和表面化学性质发生了明显的变化,2~#样品(醋酸改性)比表面积最大为1 264.33 m~2·g~(-1),碱改性活性炭对油气的吸附性能优于其他改性方法,3~#样品(氨水改性)吸附容量最高为0.279 g·g~(-1),拟合动力学速率常数k′值是0.096 3,5#样品(氢氧化钾改性)穿透时间最长为130 min;改性处理后,增加了活性炭表面的—OH与C=C含量,正丁烷主要以—CH_2基团吸附在吸附剂表面。在综合酸碱盐溶液改性的基础上,利用Yoon-Nelson动力学方程对吸附曲线进行拟合,评价改性活性炭对油气的吸附性能。以上研究结果可为活性炭吸附油气的工业应用提供参考。     

氨基改性木屑对水中Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附研究

将木屑用NaClO预处理并进行氨基化改性,制备改性木屑,探讨了直接吸附Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附及木屑改性前后对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附的效果,并研究了pH、实际废水等对吸附的影响。结果表明,吸附Cu(Ⅱ)后再吸附Cr(Ⅵ)比直接吸附Cr(Ⅵ)的效果更好。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附能力比原木屑分别提高78.32%和122.90%。30℃下改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量分别为195.70、555.56mg/g,吸附等温线可用Langmuir模型拟合。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附过程均符合准二级动力学方程。     

酸改性泥炭对含亚甲基蓝废水的吸附净化作用

采用稀硝酸对泥炭进行改性处理获得酸改性泥炭,并将其用于处理亚甲基蓝废水。考察初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度等因素对酸改性泥炭吸附效果影响。结果表明,初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度对酸改性泥炭吸附性能都有一定的影响。在最佳的反应条件下(接触时间为60 min,反应温度为35℃,初始溶液pH为7.12,酸改性泥炭投加量为2 g),亚甲基蓝去除率可达90.88%,其吸附较好地符合Freundlich和Langmuir等温方程,拟合相关系数均大于0.9。通过热力学计算发现,ΔG<0、ΔS>0,表明该吸附反应是自发的、吸热反应。且该吸附过程符合准二级动力学方程(R2=0.98)。     

基于Donnan渗析离子交换膜分离水中的Cd (Ⅱ)

基于Donnan渗析原理构建了离子交换膜反应器,探讨了受体池溶液种类和浓度、给体和受体池搅拌功率以及给体池溶液的初始pH、进水流量和Cd(Ⅱ)进水浓度等因素对Cd(Ⅱ)分离效果的影响。结果表明,随着搅拌功率由0.035W增大为0.162 W,Cd(Ⅱ)分离去除率与离子通量显著增加。当受体液NaCl浓度为0～0.5 mol·L-1时,Cd(Ⅱ)分离去除率随着受体液浓度的增加而显著增加。当给体池进水Cd(Ⅱ)溶液初始pH≤8时,Cd(Ⅱ)分离去除率随受体液pH的增加而增加。此外,给体池中Cd(Ⅱ)分离去除率与Cd(Ⅱ)初始浓度以及给体池进水流量成反比。在本实验条件下,Cd(Ⅱ)的分离去除率最高可达85.51%。