改性沸石吸附氨氮及电化学再生研究

研究了改性沸石对氨氮的吸附效能、动力学机制以及电化学再生效果。间歇和连续试验结果表明:沸石经改性后,能高效去除水中的氨氮,其吸附等温式更符合Langmuir模型,沸石、改性沸石的饱和吸附量分别为8.09 mg/g和13.55 mg/g,沸石的钠型改性能显著提高吸附容量约40.3%;颗粒内扩散是改性沸石吸附氨氮的控制性步骤,可以利用Vermeulen的内扩散模型进行描述;利用电化学再生吸附饱和后的沸石,再生液为NaCl溶液,阳极涂覆RuO2-Ti,再生时间为3h,可高效地再生沸石,无二次污染物排出,对环境冲击较小。     

HDTMA改性沸石同步去除氨氮和磷酸盐的效果及规律研究

天然沸石具有去除阳离子氨氮的作用,但不具有去除阴离子的作用.用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对天然沸石进行改性.在静态条件下,利用天然沸石及改性沸石对模拟污水中氮磷的去除效果和规律进行了研究.结果表明,天然沸石对氨氮的去除率在75％以上,对磷几乎没有去除.HDTMA改性后的沸石对氨氮的去除率有所下降,但在5％之内;对磷酸盐的去除有明显提高,最佳改性剂质量浓度为30 g/L.随污染物质量浓度增加,改性沸石的吸附量增大,最后缓慢趋于平衡;吸附平衡数据与Langmuir等温吸附模型十分吻合.正交试验结果显示,混合溶液中各目标污染物之间没有相互干扰作用.氨氮的绝对浓度是改性沸石对氨氮吸附最主要的影响因素,表面活性剂质量浓度是改性沸石吸附磷酸盐最重要的影响因素.在污染物配比、污染物浓度级别、改性剂质量浓度分别为30:5、1和30 g/L时,改性沸石对磷酸根的去除率最大,为56.6％,同时氨氮的去除率高达93.6％.     

改性沸石去除水中低浓度氨氮的研究

分别利用无机盐、无机酸和稀土对天然沸石进行了改性处理,并从理论上阐述了不同方法对沸石进行改性的机理,提出了改性沸石的最佳制备方法,并采用X衍射的分析手段观察化学处理对载体的影响,探讨了改性沸石对NH4 吸附动力学以及再生实验.研究表明,3种方法均不同程度地提高了沸石去除氨氮的能力,其中利用无机盐改性的沸石的效果最佳,对NH4 的吸附动态符合Freundlich方程,与传统的化学凝聚法和生物法相比,具有工艺简单、高效、经济等优点.无机盐改性沸石制备最佳条件是:溶液中钠离子浓度为0.8 mol/L,在水浴温度70～75 ℃时,按固液比1∶50投加沸石,浸渍时间为2 h,过滤后滤饼在100 ℃下干燥1 h.     

OTAC改性沸石对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

采用化学沉淀法用十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性天然沸石,研究了改性沸石(O-Z)对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性。O-Z表征结果显示:改性后其表面粗糙程度、孔隙度和比表面积均增大。吸附实验结果显示:在T=25℃、Cr(Ⅵ)初始质量浓度20 mg/L、O-Z投加量0. 1 g、吸附时间12 h、pH=2时,OZ对Cr(Ⅵ)吸附量达到3. 22 mg/g; O-Z对Cr(Ⅵ)的吸附数据与准二级动力学模型的线性相关性显著;与Langmuir等温方程拟合良好,说明该吸附是单分子层吸附;热力学分析反映吸附过程是自发的、吸热反应。     

复合沸石脱氮除磷性能研究

为降低污水中氮、磷的含量,采用吸附法去除水中的氮磷.对天然沸石进行改性、复合处理,结果表明,改性复合后沸石具备同步脱氮除磷的功能.复合沸石吸附氨氮的等温线较好地符合Freundlich等温线模型,而吸附磷的等温线较好地符合Langmuir等温线模型.叶洛维奇吸附动力学方程能更好地阐明复合沸石在脱氮除磷过程中的吸附机理....     

改性沸石用于饮用水除氟的试验研究

针对存在的氟污染饮用水问题,将天然沸石用NaOH和Al2(SO4)3溶液改性制成除氟材料.静态试验研究表明改性沸石除氟吸附反应快,其最佳pH值范围为5～9,而且对氟离子有较好的离子选择性能.通过动态试验研究发现降低进水流量和原水浓度可以增大滤层的吸附容量.2种再生方式对比试验表明用Al2(SO4)3溶液再生效果优于用NaOH和Al2(SO4)3溶液联合再生.     

改性沸石处理氨氮废水的研究进展

通过分析天然沸石不同的改性、再生方式,总结了物理单一、化学单一和物化复合等3种改性方式对氨氮废水的吸附效果及物理法、化学法、生物法和电化学法等4种再生方法对沸石的再生效果。研究表明:钠盐和阴离子表面活性剂单一改性对氨氮废水具有较好的吸附效果,钠盐+微波复合改性较单一改性效果更好,微波+化学试剂法是一种高效快速的再生方法。     

不同基质人工湿地去除电镀重金属(Cr,Zn)的研究

选取沸石、煤渣、沸石+煤渣作为基质,研究3种不同基质人工湿地对电镀重金属(Cr,Zn)污水的净化效果。结果表明,3种基质对于重金属Cr,Zn均有明显的去除效果,去除率都在74%以上;煤渣和沸石发生了协同作用,对重金属Cr的去除效果好于其单独使用;种植植物的煤渣与沸石混合基质人工湿地去除重金属Cr,Zn能力优于种植植物的沸石基质人工湿地。     

痕量邻苯二甲酸酯在有机沸石上的等温吸附研究

用一定量的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠混合对天然沸石改性,制备了CTMAB改性沸石和SDS/CTMAB改性沸石两种有机改性沸石.采用静态吸附法研究了水中痕量邻苯二甲酸酯在天然沸石、CTMAB改性沸石、SDS/CTMAB改性沸石上的等温吸附情况和吸附机理.结果表明,天然沸石对邻苯二甲酸酯的吸附等温线呈非线性,为表面吸附;两种有机沸石的等温吸附曲线呈线性,主要为分配作用所致,分配作用的大小与有机碳含量、改性的表面活性剂种类有关.     

粉煤灰合成沸石对铬污染土壤中Cr(Ⅲ)的吸附稳定化效果及机制研究

为解决Cr(Ⅲ)对土壤的污染问题,采用碱熔水热法制取粉煤灰合成沸石,研究沸石掺量、反应时间、水分质量分数、初始pH值和Cr(Ⅲ)初始质量比等因素对合成沸石吸附稳定化铬污染土壤中Cr(Ⅲ)效果的影响,建立吸附等温线模型和吸附动力学方程,并进行微观表征和吸附稳定化机制分析.结果表明,粉煤灰合成沸石对污染土中Cr(Ⅲ)有良好的吸附稳定化效果.当沸石掺量为15％、水分质量分数为26％、pH值为5～9时,对Cr(Ⅲ)进行稳定化修复效果好.Cr(Ⅲ)的毒性浸出随Cr(Ⅲ)初始质量比增加而增大,随反应时间延长先逐渐减小而后趋于稳定.动力学及热力学拟合结果表明,准二级动力学模型及Langmuir等温模型可以解释Cr(Ⅲ)在合成沸石上的吸附行为,其中影响吸附速率的主要因素为膜扩散.SEM、XRD等微观分析结果显示粉煤灰合成沸石后,其结构发生明显变化,比表面积增大,有利于对Cr(Ⅲ)吸附稳定化.合成沸石吸附稳定化污染土中Cr(Ⅲ)的机制是离子交换、静电引力、沉淀等物理及化学吸附作用综合的结果.     

锯屑处理含铬废水的实验研究

本文提出一种利用木材加工剩余物——锯屑,处理含六价铬离子废水的方法.实验表明,锯屑对废水中的六价铬离子有一定的去除作用,得到了锯屑吸附水中六价铬离子的吸附等温线,测定了吸附速度,并对pH值、锯屑用量和六价铬离子初始浓度等因素对吸附过程的影响进行了实验研究.     

天然鸡蛋壳对污水中三价铬的吸附特性

用天然鸡蛋壳吸附处理含三价铬溶液。采用SEM-EDS技术对吸附材料进行了表征,并考察了溶液p H、接触时间、温度、吸附剂投加量、三价铬浓度、吸附材料粒径等因素对鸡蛋壳吸附三价铬的影响。最大吸附量48.6 mg/g是在低投加量0.5 g/L条件下获得,其实验条件为30℃、溶液p H=5.0、粒径0.1~0.3mm、初始浓度为100 mg/g。实验数据能较好的拟合朗缪尔等温吸附方程和准二级动力学方程。     

Equilibrium study and kinetics of Cu removal from water by zeolite prepared from oil shale ash

Engineered zeolite was produced from oil shale ash by reaction with sodium hydroxide in a closed vessel reactor. This adsorbent was used for removal of copper ions from aqueous solution. The maximum adsorption capacity was 504.6 mg Cu²⁺/g zeolite. Kinetic studies showed that the rate of adsorption of copper is increased with increasing the solution pH and temperature, quantity of the zeolite and agitation speed. The kinetic data were fitted to homogeneous micropore model and found that the mass transfer coefficient and diffusivity of the Cu²⁺ are directly affected by the kinetic parameters. The increase in solution concentration will decrease the mass transfer coefficient while diffusivity is increased.     

生物锰氧化物对4种重金属的吸附特性研究

通过培养锰氧化细菌Sphingopyxis sp.4-15,制备生物锰氧化物,研究了生物锰氧化物的结构性质及其在不同影响因素下对4种重金属Cu、Zn、Cr和As的吸附特性。结果表明该生物锰氧化物中含有MnO₂、Mn₃O₄和MnO等晶体锰氧化物,包裹在菌体细胞表面呈现出规则的花球状。其锰主要以高价态的Mn⁴⁺和Mn³⁺形式存在,平均孔径为35.56 nm,比表面积为41.49 m²/g。锰氧化物对重金属的吸附过程受pH值影响,最适pH值为4~6;离子强度对吸附过程干扰较小;升高温度有利于其对Cu和Zn的吸附,而对As的吸附产生抑制;锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅲ)的吸附在反应360 min时可达到平衡,对Cr(Ⅲ)的吸附在反应5 min内达到平衡;在4种重金属最大初始浓度下,生物锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、As(Ⅲ)的吸附量依次为:70.184、15.140、9.141、0.089 mg/g,具有较大的重金属吸附容量。     

6种生物滞留填料对磷的吸附特性研究

为筛选出除磷效果更好的生物滞留填料,通过等温吸附、解吸附和动力学实验,分析沸石、石英砂、麦饭石、陶粒、无烟煤、铝污泥6种填料对磷的吸附特性。结果显示,6种填料均表现出较好的磷吸附性能。铝污泥对磷的吸附效率接近90%,解吸附率仅为12.78%,表现最为突出,其后依次为无烟煤和陶粒。6种填料的等温吸附过程符合Freundlich吸附模型,并均可采用准二级动力学模型描述其吸附动力学过程。     

不同黏土矿物材料对Cd2+的吸附特征

探讨了在不同矿物投加量、不同振荡时间、不同Cd2 质量浓度、不同矿物颗粒细度和不同pH值条件下,钠基膨润土、膨胀蛭石和沸石3种黏土矿物对Cd2 的吸附效果,并比较了3种黏土矿物对Cd2 的吸附差异性.结果表明:具有可膨胀层间的黏土矿物对溶液中Cd2 的吸附量不仅仅由单一的阳离子交换量决定;Cd2 在矿物表面的吸附过程是个迅速的过程,在10 min内即可完成;黏土矿物颗粒细度不同,对Cd2 的吸附率不同,但并非颗粒越细吸附量越大;就实验所采用的3种黏土矿物而言,在较低矿物投加量条件下,其对Cd2 的吸附能力从大到小依次为钠基膨润土、沸石、膨胀蛭石;较高的pH值有助于黏土矿物对溶液中Cd2 的吸附,但考虑到实际操作的其他因素,不能把pH值调得过高.     

吸附法处理含铬废水的研究

研究了钢渣和改性粉煤灰对六价铬离子的去除效果.研究结果表明,钢渣对六价铬离子的去除效果不是很好.用氢氧化钙对粉煤灰进行高温活化后对六价铬有良好的去除效果.改性粉煤灰对六价铬的去除效果受粉煤灰的加入量、温度、振荡速度和废水初始pH值的影响.应考虑改性粉煤灰在工业上的推广应用.     

草酸作用下海洋疏浚物中Cr的释放动力学研究

采用恒温振荡实验装置,系统研究了有机酸草酸降解海洋疏浚物中重金属Cr的动力学过程。结果表明,恒温振荡6 h后,浓度为0.05~0.4 mol/L的草酸可使Cr的释放百分率达到24%~44%。Cr的释放总体上可分为快速反应和慢速反应2个阶段,0~2 h为快反应阶段,解吸速率快,2~6 h后为慢反应阶段。草酸对Cr的释放动力学数据可用双常数方程很好的拟合,说明在草酸的存在下,疏浚物颗粒表面对Cr的释放可能更多表现出能量的不均匀性。温度升高时Cr的解吸量增加,反应速度加快,根据阿累尼乌斯公式估算出的活化能为26.53 kJ/mol。