膨润土对Pb2+、Cu2+、Cr3+的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3,属于Ca基膨润土,BET表面积为50.83 m2/g.在恒温及恒定pH条件下,用静态吸附法研究了膨润土对Pb2 、Cu2 、Cr3 的吸附特性,结果表明其较好地符合Lagergten二级吸附速率方程,对这3种离子的吸附速率为Pb2 ＞Cu2 ＞Cr3 .利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合,发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb2 、Cu2 、Cr3 试验数据最为吻合.膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr3 ＞Cu2 ＞Pb2 .     

东京根霉对重金属Cr^3＋、Mn^2＋和Zn^2＋的吸附研究

利用固定化发酵中产生的废菌体——东京根霉（Rhizopustonkinesis）去除废水中Cr^3＋、Mn^2＋和Zn^2＋,研究了预处理、pH、温度、金属离子初始浓度、吸附时间等条件对吸附量的影响。结果表明，用NaOH浸泡4—6h、在pH=5—6，温度25-35℃时吸附效果最好，用Langmuir、Freundlich和Temkin方程对其吸附等温线进行拟合，相关性都比较好；用不同的吸附动力学方程描述东京根霉吸附金属离子的最优和最次模型分别为Elovich方程和一级扩散方程，双常数方程和抛物线扩散方程拟合介于前二者之间。     

羧甲基壳聚糖-膨润土复合吸附剂对Cu^2＋、Ni^2＋、Cr^3＋的吸附

用羧甲基壳聚糖和膨润土制备复合吸附剂,研究了复合吸附剂在不同参数下对Cu^2＋、Ni^2＋和Cr^3＋吸附的影响。结果表明,复合吸附剂对Ni^2＋的吸附可以很快达到吸附平衡,而对Cu^2＋和Cr^3＋的吸附分别在30min和180min时达到平衡;且pH值对吸附容量的影响很显著。通过计算不同温度下的热力学参数△G、△H和△S,3种金属的△G〈0,证实这3种金属吸附都是自发过程。Cu^2＋、Ni^2＋和Cr^3＋的吸附等温线较符合Langmuir型;反应动力学都更符合准二级吸附速率方程。     

米糠吸附溶液中Cu^2＋的实验研究与吸附等温线的拟合

研究了米糠对溶液中 Cu2 +的吸附规律 ,并运用了L angmuir、Freundlich和 Redlich- Peterson等模型对实验数据进行了拟合 ,获得了各种模型参数。结果表明 ,L angmiur和 Redlich- Peterson模型能较好地反映实验数据。根据 L angmuir吸附等温模型 ,在 2 5℃下 ,米糠的最大吸附量是 33.5 8m g/ g。     

花生壳吸附Cu^2＋的动力学和热力学研究

采用平衡吸附法,研究了pH、时间及温度对花生壳吸附水溶液中Cu2 的影响.结果表明,pH显著影响花生壳对Cu2 的吸附,pH为3.00～5.00时,吸附效果最好;初始吸附过程非常快,30 min时即达到最大吸附量的97%左右,其动力学行为更好地符合Lagergren准二级反应动力学模型,随着温度增加,初始吸附速率和平衡吸附量增加.吸附过程的表观活化能(Ea)为17.02 kJ/mol,表明花生壳吸附水溶液中Cu2 是吸热的化学过程.吸附活化熵为负值,表明Cu2 从水溶液本体中溶解的自由状态到被吸附的状态是有序增加的过程.吸附活化焓呈正值,意味着升温有利于吸附.花生壳对Cu2 的吸附较好地符合Langmuir吸附等温线.吸附过程中吉布斯自由能变化呈负值,说明吸附过程为自发的过程.     

东京根霉对重金属Cr3+、Mn2+和Zn2+的吸附研究

利用固定化发酵中产生的废菌体--东京根霉(Rhizopus tonkinesis)去除废水中Cr3 、Mn2 和Zn2 ,研究了预处理、pH、温度、金属离子初始浓度、吸附时间等条件对吸附量的影响.结果表明,用NaOH浸泡4～6 h、在pH=5～6,温度25～35℃时吸附效果最好,用Langmuir、Freundlich和Temkin方程对其吸附等温线进行拟合,相关性都比较好;用不同的吸附动力学方程描述东京根霉吸附金属离子的最优和最次模型分别为Elovich方程和一级扩散方程,双常数方程和抛物线扩散方程拟合介于前二者之间.     

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。     

腐殖酸树脂处理含Pb^2＋、CU^2＋、Ni^2＋废水的研究

利用泥炭为原料制备腐殖酸树脂.在动态条件下,研究了腐殖酸树脂对重金属离子Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋的吸附效果及吸附条件.同时探讨了腐殖酸树脂对重金属离子Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋的吸附与解吸再生机理,吸附机理研究表明,腐殖酸树脂对重金属离子Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋的主要吸附形式为离子交换吸附和络合吸附.结果表明,在废水pH值为5.0～7.0,Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋浓度分别为50 mg/L,经腐殖酸树脂处理,Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋去除率可达98%以上,且处理后废水近中性.含Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋电镀废水经腐殖酸树脂处理后,废水中Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋含量显著低于国家排放标准.     

无机柱撑膨润土对有机锡废水中锡的吸附研究

利用天然膨润土、羟基铁和羟基铁铝柱撑膨润土进行了吸附有机锡废水中总锡的实验.研究了膨润土投加量、pH、吸附时间和吸附等温线的变化规律.结果表明,达到吸附平衡的时间为1 h;总锡的吸附去除率最佳吸附pH在6.0～9.0;膨润土的投加量大于10 g/L时,总锡吸附去除率可达到最大值;总锡在天然膨润土上的吸附符合Freundlich吸附等温方程,而总锡在柱撑膨润土上的吸附同时符合Freundlich和Langmuir吸附等温方程;柱撑膨润土吸附活性位的数量是决定吸附性能的关键因素.在对总锡的吸附过程中,膨润土吸附容量的大小和吸附作用强弱的顺序为:羟基铁铝柱撑膨润土＞羟基铁柱撑膨润土＞天然膨润土.     

改性玉米秸秆吸附Cu^2＋的动力学和热力学

本研究用ZnCl2作为活化剂,使用功率640W的微波照射4min的方法制备改性玉米秸秆。考察投加量、pH、吸附时间对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统研究。结果表明：投加量为0．2g,pH为6,改性玉米秸秆对Cu^2＋具有很好的吸附效果,吸附在8h后达到平衡。该吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能△G〈0,为自发反应过程。     

天然Na基膨润土吸附处理高浓度PAM废水的研究

研究了PAM在天然钠基膨润土上的吸附行为,将其应用于含高浓度PAM（100～200 mg/L）的生产废水处理。静态条件下,膨润土的吸附平衡时间为1.5 h,最有效的吸附材料投加量为100 mg/100 mL水样。实验证明,低温度变化范围和弱酸、弱碱条件对PAM的吸附行为不产生显著影响。在最佳吸附动力学条件下,以活性炭做参比,利用实验的结论对化工厂中PAM生产废水进行吸附处理,结果表明,在对PAM废水中对PAM的吸附量分别可达到30.1和22.4 mg/g,膨润土是性价比较高的吸附处理材料。     

Cu^2＋和Cr^6＋对活性污泥处理系统的冲击影响研究

摘要以完全混合活性污泥反应器为试验系统，在作为处理对象的实际餐饮废水中添加Cu^2 和Cr^6 ，分批试验发现：添加单一Cu^2 的Ⅰ^#系统中，随着Cu^2 浓度的增加，污泥浓度及生物相无明显的变化，Cu^2 的去除率比较稳定，在90％左右波动；在同时添加Cu^2 和Cr^6 的Ⅱ^#系统中，污泥量明显减少，生物相发生变化，Cr^6 浓度达到4．8mg／L，污泥对Cr^6 和Cu^2 的去除率分别降至27．50％和37．89％。可见，Cr^6 对活性污泥系统的毒性远大于Cu^2 。     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg^2＋的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg^2＋的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg^2＋的机理。结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg^2＋的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好（R^2=0．9933）;pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64．64mg／g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg^2＋的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括-CH、-CH2、-CH3、P—H、C=0、C-N、P=0、S=0及=C—H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

核桃壳粉对水溶液中Pb2＋的吸附

实验通过间歇吸附方式研究了核桃壳粉对水溶液中Pb^2＋的吸附特性,探讨了核桃壳粉粒径及用量、溶液pH、Pb^2＋初始浓度等参数对吸附的影响,并讨论了吸附过程的热力学和动力学特征。结果表明,核桃壳粉对Pb^2＋吸附的最佳pH为5．0,去除率随吸附剂粒径的减小、用量的增加、Pb^2＋初始浓度的减小而增加。优化实验条件下,0～0．3mm15g／L的吸附剂在298K时,对pH=5的50mL50mg／LPb^2＋溶液的去除率达96．98％。核桃壳粉对Pb^2＋的吸附等温线符合Sips模型,在283、293和303K的最大吸附量分别为18．25、18．27和20．94mg／g。吸附过程是放热的、混乱度减小的自发过程,且符合准二级动力学模型。吸附速率常数随温度升高而减小,在293和303K时分别在90和120min基本达到平衡。结合FTIR和SEM手段发现核桃壳对Pb^2＋的吸附以物理吸附为主,同时包括离子交换、螯合等化学吸附以及颗粒内扩散步骤,是一个复杂的过程。     

复合改性膨润土对氨氮废水的吸附及脱附

为了研究氨氮的吸附及脱附机理,使用了SDS（十二烷基硫酸钠）和AlCl3·6H2O（六水合三氯化铝）复合改性制备的改性膨润土对氨氮废水进行吸附及脱附性能研究。首先通过改性膨润土对含氨氮废水的吸附动力学实验和等温吸附实验研究膨润土的吸附过程,再利用KCl作为脱附剂,对吸附饱和的膨润土进行脱附再生,使用再生的脱附膨润土复合材料进行吸附实验。实验表明,动力学实验中,准二级动力学方程能够更好的模拟氨氮废水的吸附过程,Langmuir模型和Freundlich模型均能拟合氨氮的吸附过程,但综合评价,选用Freundlich等温方程式。脱附剂KCl溶液pH为3、浓度为550 mg·L-1时,搅拌速度为250 r·min-1,室温下搅拌20 min,吸附饱和膨润土能够很好地脱附,脱附率达到75.21%。再生的复合膨润土材料对氨氮的去除率为62.83%。     

磷酸改性凹凸棒粘土对Pb^2＋的吸附研究

研究了不同浓度磷酸改性凹凸棒粘土的比表面积、孔结构性质以及其对水中Pb（Ⅱ）的吸附.结果表明,凹凸棒粘土磷酸改性后比表面积明显增大,具有明显的中孔分布;9 mol/L磷酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒粘土加入量为20～30 g/L,水样pH=5条件下,废水中Pb（Ⅱ）的被吸附率接近99%.     

从矿区土壤中筛选微生物对Pb^2＋、Zn^2＋吸附的研究

从铅锌矿区土壤中分离到12株细菌和10株真菌,通过其干菌体对Pb^2＋和Zn^2＋的吸附试验,筛选出具有较强生物吸附能力的细菌菌株B6和真菌菌株F1。探讨了pH值、吸附时间、菌量和Pb^2＋、Zn^2＋的初始浓度对B6和F1菌株的吸附影响,结果表明：2株菌对Pb^2＋、Zn^2＋吸附是一个快速的过程,pH值为5.0-6.0是菌体吸附的较适范围。Pb^2＋、Zn^2＋初始浓度在150-300 mg/L内,B6和F1菌株吸附效果明显。当B6菌株的菌量超过0.1 g,F1菌株的菌量超过0.2 g后吸附率趋于平缓。应用Langmuir和Freundlich吸附等温线研究,Langmuir吸附等温线更为适合模拟B6和F1菌株的吸附过程。B6和F1菌株吸附Pb^2＋、Zn^2＋的动力学过程都可以用准二级动力学方程进行描述。16S rDNA基因序列分析表明,B6菌株属于里拉微球菌（Micrococcus lylae）。用形态及理化特征鉴定,F1菌株属于镰刀霉菌属（Fusarium sp.）。     

麻质活性炭的制备及其对Cu2＋的吸附研究

以废麻为原料,KOH为活化剂制备粉状活性炭,通过静态吸附实验研究了活性炭对Cu2＋的吸附性能,探讨了溶液起始pH值、活性炭投加量、吸附时间、起始Cu2＋质量浓度等对Cu2＋吸附效果的影响。结果表明,溶液pH和活性炭投加量对吸附效果有较大影响,活性炭对Cu2＋的吸附率在60 min内超过50%,初始浓度在10~50 mg/L时,活性炭对Cu2＋的吸附量与起始浓度近似成正比。采用Langmuir、Freundlich吸附等温式对吸附平衡数据进行了拟合,结果表明吸附等温线符合Frenudlich模型。采用傅立叶红外光谱法（FT-IR）分析了活性炭的表面官能团,分析表明活性炭表面酸性官能团可能是吸附Cu2＋的活性中心。     

3种人工湿地基质对磷的吸附特性

选用页岩、陶粒和砾石3种基质进行等温吸附和吸附动力学试验,研究其对磷的吸附特性。结果表明,Freun-dlich和Langmuir方程均能较好地拟合各基质对磷的吸附特征,并且用Freundlich方程的拟合效果要好于Langmuir方程;基质对磷的理论饱和吸附量大小依次为页岩(527.992 mg/kg)>陶粒(328.165 mg/kg)>砾石(129.729 mg/kg);页岩最大磷吸附量随粒径增加而减小;各基质对磷的吸附过程分为快、中、慢3个阶段,3种基质对磷的吸附速率依次为页岩>陶粒>砾石;准二级动力学方程、双常数方程和Elovich方程均能较好地描述人工湿地基质对磷的吸附动力学特征,但从相关系数来看,准二级动力学方程的描述更为准确。     

改性甘蔗渣对Cu^2＋和Zn^2＋的吸附机理

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）和乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）改性甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附性能,包括吸附动力学和吸附等温线。结果表明,改性后的甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附容量有显著提高,对Cu^2＋和Zn^2＋吸附等温线均符合Langmuir方程,吸附为单分子层吸附。根据Langmuir方程,PMDA和EDTAD改性甘蔗渣对Cu^2＋的吸附量分别为60．21和33．45mg／g,对Zn^2＋的吸附量分别是70．53和36．53mg／g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30min内均可完成,用准二级吸附动力学方程模拟动力学过程得到较好的线性相关性。以EDTA溶液为洗脱剂对吸附Cu^2＋和Zn^2＋的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。