一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究 --磷矿石去除水溶液中铅离子和镉离子的对比研究

采用天然磷矿石及其改性产品对水溶液中铅离子和镉离子的去除进行了对比研究.天然磷矿石能够有效地去除水溶性铅离子和镉离子,在强酸介质条件下对铅离子的去除效果最好,而对于镉离子,在弱酸或中性的介质中去除效果达到最佳;改性后的磷矿石能够在广泛的pH值范围内对铅离子具有良好的去除作用,显著地提高了对铅离子的去除能力,但是对镉离子的去除没有明显的改善;最后指出,磷矿石对铅离子和镉离子去除差异的根本原因是其对铅离子和镉离子去除机理的不同.     

一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究——硅质磷块岩吸附水溶液中镉离子的研究

硅质磷块岩对水溶液中镉离子的吸附实验结果表明，硅质磷块岩对水溶性镉离子具有良好的去除效果，主要影响因素有：介质的酸度、作用时间、镉离子的初始浓度和样品用量。在pH＝6，作用时间为15min，初始Cd^2 浓度为30mg/L的实验条件下，硅质磷块岩对镉离子的去除率可达98％，有可能利用动态法进行工业废水的连续处理。初步研究结果显示，磷块岩对水溶性镉离子的吸附作用符合Langmuir等温吸附模型，不同产地的硅质磷块岩S1和S2对镉离子的最大吸附容量分别为4．43mg/g和3．88mg/g。     

一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究--硅质磷块岩吸附水溶液中镉离子的研究

硅质磷块岩对水溶液中镉离子的吸附实验结果表明,硅质磷块岩对水溶性镉离子具有良好的去除效果,主要影响因素有介质的酸度、作用时间、镉离子的初始浓度和样品用量.在pH=6,作用时间为15 min,初始Cd2+浓度为30mg/L的实验条件下,硅质磷块岩对镉离子的去除率可达98%,有可能利用动态法进行工业废水的连续处理.初步研究结果显示,磷块岩对水溶性镉离子的吸附作用符合Langmuir等温吸附模型,不同产地的硅质磷块岩S1和S2对镉离子的最大吸附容量分别为4.43 mg/g和3.88 mg/g.     

荷负电超滤膜同时去除水中天然有机物和铅离子

通过特定的化学反应对截留分子量为30 k D的再生纤维素(RC)超滤膜进行改性,得到荷负电超滤膜,并研究了其表面荷电性能。选用腐殖酸作为天然有机物的代表物质,研究荷负电改性膜同时去除溶液中腐殖酸和铅离子,主要考察了p H值和腐殖酸铅离子络合作用对两者截留率的影响,并对比了荷负电膜和未改性膜去除天然有机物和铅离子的研究结果。得到如下结论:(1)在酸性及中性溶液环境下,随着p H值的升高,荷负电超滤膜对腐殖酸和铅离子的截留率都提高。(2)铅离子与腐殖酸共存时,腐殖酸铅离子络合体的荷负电性相比于原腐殖酸分子降低,荷负电超滤膜对混合溶液中腐殖酸的截留率有一定程度降低,络合在腐殖酸表面的铅离子随着腐殖酸的截留而被截留,铅离子截留率得到一定程度提升。(3)由于腐殖酸与铅离子络合体带负电,其与荷负电膜之间存在静电作用,所以荷负电改性膜对腐殖酸和铅离子的截留率比未改性中性膜高。     

离子交换纤维对重金属的吸附研究

采用自制强酸性阳离子交换纤维对镉、铅离子的吸附性能进行了初步研究。实验结果表明，强酸性阳离子交换纤维对镉、铅离子具有较好的吸附能力，其最大吸附容量分别为206．6mg/g和105．5mg/g；吸附速度快，20min即可达到平衡。用Langmuir方程对其吸附等温线进行回归，结果显示实测值与理论方程具有较好的一致性。     

阴-阳离子有机膨润土制备及其对铅离子的吸附

用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）共同改性膨润土制备阴．阳离子有机膨润土,并用红外光谱分析法、热分析法和X粉晶衍射分析进行了表征;考察了阴-阳离子有机膨润土对铅离子的吸附性能。结果表明,用0．5CEC（cationexchangecapacity）十八烷基三甲基溴化铵和0．4CEC十二烷基苯磺酸钠改性的膨润土吸附铅的效果最佳;阴-阳离子有机膨润土吸附铅离子的能力比改性前明显增加,达到吸附平衡所需要的时间缩短;pH值强烈影响有机膨润土对铅离子吸附;有机膨润土对铅离子等温吸附过程符合Langmuir吸附模型;吸附热力学分析表明该吸附是一个放热过程,降低温度有利于铅离子的吸附。     

土壤分离菌株去除水溶液中铅离子研究

金属及微生物种类、pH和接触时间是决定生物吸附效果的关键因素.从受铅污染的土壤中分离出5株有生物吸附铅离子能力的菌株,并鉴定吸附能力最强的菌株1为芽孢杆菌;试验了pH、接触时间和初始铅离子浓度对该芽孢杆菌生物吸附铅的影响,在温度为25℃时,pH值3.0、初始铅离子浓度250 mg/L、吸附时间不超过15 min有最大吸附量92.27 mg/g,此时去除率为73.82%,且25℃吸附平衡基本符合Langmuir等温模型.因此,用该芽孢杆菌生物吸附去除水溶液中铅是可行的.     

聚苯乙烯基离子交换纤维去除铅离子的应用研究

聚苯乙烯其离子交换纤维是一种理想的离子交换材料。它的特殊的物理形态决定它对一些有害气体如铅烟、颗粒铅等具有很好的净化作用，铅烟净化效率可达８０％；对水溶液中毒性铅离子去除率可达８６％。该纤维可做为治理毒性铅离子的材料。     

降雨对磷基材料修复镉铅污染土壤稳定性的影响研究

通过模拟加速老化实验和土柱淋溶实验，探究降雨对磷基材料修复镉铅污染土壤效果稳定性的影响。结果表明：模拟降雨加速老化对土壤中有效镉含量的影响不显著，但是加速老化12 a后，土壤中有效铅由(2.74±0.35) mg/kg增加到(3.66±0.39) mg/kg(模拟自然降雨)和(3.59±0.19) mg/kg(模拟酸雨)。在添加磷基材料的土壤中，模拟降雨加速老化后，镉和铅有效性变化不显著。在土柱淋溶实验体系中，模拟4个月降雨当量的酸雨淋溶后，所有处理组的滤出液镉离子和铅离子始终低于0.1μg/L。对照组的表层(0～5 cm)土壤pH显著低于其他剖面层；不同剖面层土壤的镉、铅有效性和赋存形态变化较小，5～10 cm剖面层土壤的酸可溶态镉比例高于表层土壤。在添加磷基材料F、F700的处理组中，土壤pH、镉和铅的有效性与赋存形态在垂向上大多不存在显著差异，但底层(10～15 cm)土壤的酸可溶态镉和铅比例高于其他剖面层。综上所述，磷基材料能够有效固持土壤中镉和铅，削减降雨对重金属的活化-释放作用。     

有机高分子重金属捕集絮凝剂CU3#对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的去除研究

探讨了自制有机高分子重金属捕集絮凝剂CU3#对铜离子、铅离子的捕集机理,研究了其处理含铜离子、铅离子废水的处理条件,并研究了其他物质和离子对铜离子和铅离子去除效果的影响.研究结果表明,在pH～14范围内,快速搅拌时间2 min,慢速搅拌3 min,CU3#对含铜离子的污水处理后其上清液中所含铜离子为1.2 mg/L,对铜离子的去除率达到99.4%,完全达到国家排放标准;在pH 7～14范围内,快速搅拌时间3 min.慢速搅拌3 min,CU3#对含铅离子的污水处理后其上清液中残余铅离子0.8 mg/L,去除率99.6%,达国家一级排放标准.     

酸性膨润土处理含重金属废水初探

比较了膨润土及酸性膨润土处理重金属离子的性能;着重探讨了酸性膨润土去除废水中铅、镉、镍、铜、铬、锌的适宜条件;将它用于电镀废水中重金属离子的处理,效果较好。     

高岭石吸附水溶液中铅离子的动力学研究

研究了高岭石吸附水相中铅离子的动力学行为.结果表明:高岭石对水溶液中铅离子的吸附是一个复杂的非均相固液反应,从动力学角度来看,大致可以分为2个阶段:初期阶段反应速度快,动力学过程复杂,有待于深入研究;后期阶段反应速度较慢,并符合一级反应动力学方程.吸附速率常数k与温度T之间的关系符合阿累尼乌斯公式,吸附的活化能为Ea=26.44 J/mol,吸附的频率因子A=603s-1.ln(k/T)与1/T之间的关系符合Eyring公式,其活化焓△H=23.94J/mol,活化熵△S=-200J/K·mol.同时,k与铅离子初始浓度呈负相关性,与高岭石用量、介质pH值呈正相关性.     

膨润土的2种不同柱撑改性方式及其吸附重金属锌离子的比较

考察了钙基膨润土钠化过程中改性剂的用量,矿浆浓度,改性时间等对改性效果的影响,并测试了不同超声反应时间、陈化时间等条件下制备的钠化膨润土的性能,如:膨胀容,膨润值和阳离子交换容量CEC,然后分别以Al13-Cl和Al13-SO4方式嵌入矿物层间域中制备柱撑膨润土,考察和比较了不同陈化时间下2种柱撑膨润土煅烧前后的微观结构,及其对污水中锌离子的吸附去除效果,结果表明,Al13-Cl改性方法制备的柱撑膨润土对锌离子的吸附性能明显优于Al13-SO4柱撑效果。     

十六烷基三甲基溴化铵改性生物炭对水中镉离子吸附性能的影响

针对水体重金属污染治理问题,通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对竹炭(BC)、椰壳炭(CSC)进行改性,采用傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)和热稳定性分析(TGA)对改性前后的材料进行了表征,探究了投加量、pH对2种改性材料吸附去除水中镉离子性能的影响,并进行了动力学方程拟合及等温吸附模型拟合,探讨了CTAB改性前后活性炭吸附水中镉离子的机理。结果表明:2种CTAB改性材料基本结构虽未改变,但提升了竹炭(BC)和椰壳炭(CSC)的吸附性能,改性后材料的饱和吸附量分别为12.56 mg·g-1(CTAB-BC)、 10.71 mg·g-1 (CTAB-CSC),较改性前分别提高了111%和92%;同时,CTABBC、CTAB-CSC的吸附量受pH影响较大,对二者的最适pH分别为4～7、6～7;CTAB-BC、CTAB-CSC均能较好地拟合准二级动力学方程(R2CTAB-BC=0.999 9, R2CTAB-CSC=0.993 7)及Langmuir模型(R2CTAB-BC=0.970 3, R2CTAB-CSC=0.9768)。通过分析可知,CTAB-CSC、CTAB-BC 2种材料对含镉废水均有较好的去除效果。     

改性累托石对镉离子吸附性能的研究

将天然累托石进行处理制备改性累托石.在静态条件下,研究了改性累托石对重金属离子Cd2 的吸附容量、等温吸附等吸附性能,同时探讨了影响吸附的因素和吸附机理.结果表明,改性累托石对Cd2 的吸附容量高.在20℃,pH=5.0～7.0、Cd2 浓度0～100 mg/L范围内,按镉与改性累托石质量比为1∶20投加改性累托石进行处理,吸附时间为90min,Cd2 去除率可达96%以上,改性累托石对Cd2 的吸附在实验浓度范围内符合符合Freundlich方程.     

基于响应曲面法的聚合氯化铝对矿井废水中氟离子混凝去除工艺优化

为有效去除矿井废水中氟离子,利用聚合氯化铝(PAC)对某矿井含氟废水进行混凝效果研究,设计单因素实验,研究了铝氟摩尔比(r)、pH和凝聚时间等因素对PAC混凝去除氟离子的影响,依据响应曲面法的Box-Behnken Design(BBD)实验设计原理,探究了r、pH和凝聚时间对混凝效果的影响,并优化工艺参数。结果表明：各因素对混凝效果的影响顺序为r> pH>凝聚时间;在r=19.04、pH=6.5、凝聚时间为2.9 min的最佳条件下,氟离子的去除率为56.4%,与预测值(56.46%)基本吻合;去除氟离子的机理包括PAC对氟离子絮凝沉淀、离子交换和络合沉降等;pH影响PAC在溶液中的存在状态,凝聚时间则影响矾花在溶液中形成的速度以及密集程度,进而影响混凝沉淀效果。由此可以看出,BBD优化模型预测与实际处理效果基本一致,铝氟摩尔比和pH是去除氟离子的主要控制因素。本研究使用的实验方法具有处理工艺简单、效果稳定、成本低等优点,可为实际矿井废水中氟离子的去除提供参考。     

交联羧甲基玉米淀粉对水溶液中铅离子吸附性能的优化研究

以玉米淀粉为原料,采用先醚化后交联改性工艺合成了交联羧甲基玉米淀粉吸附剂。在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计及响应面分析法,研究了交联羧甲基玉米淀粉吸附剂用量、吸附时间和pH值3因素对水溶液中铅离子吸附效果的影响,得出了吸附剂对铅离子吸附效果的回归模型。结果表明,最佳吸附工艺参数为吸附剂用量0.22 g,pH值为6.6,吸附时间32.9 min,交联羧甲基玉米淀粉对铅离子吸附容量可达44.72 mg/g,铅离子去除率达到98.38%。常温下吸附动力学模型符合Freundlich等温式Q=0.4152C^0.9894。采用0.9 mol/L盐酸溶液作为解析液,铅离子回收率可达97.55%。     

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.     

改性竹活性炭去除汞离子

采用溴化钾、碘化钾和硫磺对竹活性炭掺杂改性,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定滤液中汞离子浓度,用除汞效率和吸附容量评价活性炭对溶液中汞离子的吸附性能,探讨其吸附机理。结果表明,掺杂改性明显提高了竹活性炭的除汞性能。原竹活性炭的除汞效率为78.6%,吸附容量为2.210 mg/g;经碘化钾、溴化钾和硫磺掺杂改性后的竹活性炭除汞效率分别为94.3%、93.8%和88.8%,吸附容量分别为2.830、2.813和2.663 mg/g;经溴化钾(碘化钾)和硫磺联合改性的竹活性炭对水溶液中汞离子的吸附性能性能又有提高,其中以先载硫后载溴化钾的方法除汞效果最好,除汞效率达96.6%,吸附容量为2.898 mg/g。     

铝钒土—钢渣吸附剂去除铅的研究

天然铝钒土与钢渣混合制得的Al-Ca混合吸附剂性能稳定,能够有效地去除水中的铅离子。通过间歇式振荡吸附实验得到该吸附剂的最佳制作条件为:铝钒土/钢渣为1:2,在0.5mol/lH_2SO_4溶液中处理2小时后,500℃灼烧1小时。实验中对铅的最大吸附量达到746.6mg/g。