食物废弃物基吸附剂对水中重金属的吸附

研究用食物废弃物制得的吸附剂(FRA)对水中多种重金属的吸附,并研究酒石酸钾钠对FRA吸附重金属的影响,探讨影响的机理。结果表明,两种重金属离子共存体系中重金属离子的竞争吸附系数相当,均在0.46~0.54之间。增加共存重金属种类减弱FRA对重金属的吸附效果。初始浓度较低时,竞争吸附对FRA吸附量的影响较小。较低p H值时酒石酸钾钠的浓度对重金属Cu~(2+),Zn~(2+)及Cd~(2+)的吸附去除效果影响更大。FRA对Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附符合Langmuir等温式。     

两种有机酸对茶园土微团聚体等温吸附锌的影响

为了明确茶园紫色土Zn容量及潜在污染状况,利用虹吸沉降和离心冻融法进行批量培养,研究区域土壤及不同粒径微团聚体等温吸附Zn~(2+)的水平,以及去除有机质和外源添加柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)对吸附的影响。结果表明:1)以专性吸附为主的多层吸附随Zn~(2+)质量浓度增至200 mg/L总体接近饱和,吸附量从大到小依次为0.002 mm、0.002~0.05 mm、原土、0.25~2 mm、0.05~0.25 mm,游离Zn~(2+)向较小粒径富集趋势明显,去除有机质弱化了微团聚体的吸附能力;2)吸附过程为自发吸热反应,热力学Freundlich方程(R2=0.9722~0.9995)整体拟合水平优于Langmiur方程(R2=0.9505~0.9987),土壤吸附能力与有机质、游离氧化铁、CEC呈正相关;3)两种有机酸均以0.1 mmol/L为阈值,随浓度增加均表现为低浓度增强Zn~(2+)积累、高浓度加快迁移,最大吸附量呈"峰形"变化,有机酸浓度"峰值"在去除有机质后增大到1 mmol/L;在未去除有机质土壤及结构单元中,EDTA对Zn~(2+)的释放能力更优,柠檬酸能更好地吸持,大粒径微团聚体0.25~2 mm及原土随有机酸浓度变化吸附量差异明显;去除有机质使两种有机酸促进及抑制功能削弱明显。     

羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭对水中Cd2+的动态吸附研究

以羟基磷灰石/甘蔗渣生物质炭为吸附剂,对水中重金属镉进行了吸附实验。研究了pH值、Cd~(2+)质量浓度、吸附剂质量、动态流速等对穿透曲线的影响。结果表明,穿透时间随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而缩短。Thomas模型常数(K_(TH))随着pH值、吸附剂量的增加而增大,随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速的增加而减小,由Thomas模型拟合计算获得其对Cd~(2+)的饱和吸附量为43.15 mg/g。Adams-Bohart模型常数(K_(AB))随着初始Cd~(2+)质量浓度、动态流速增加而减小,随着pH值、吸附剂量增加而增大。     

金针菇废弃物对Pb~(2+)的生物吸附研究

从震荡时间、pH值、重金属初始质量浓度、共存离子对Pb~(2+)吸附影响等方面探讨了金针菇废弃物对Pb~(2+)的吸附性能。结果表明:金针菇对Pb~(2+)的平衡吸附时间为60 min,最佳pH值吸附范围是5~7。在低初始质量浓度范围内(10~60 mg/L),金针菇对Pb~(2+)的吸附率随着初始Pb~(2+)质量浓度增加而降低;在高质量浓度范围内(60~100 mg/L),金针菇对Pb~(2+)的吸附率随着Pb~(2+)初始质量浓度的增加反而增加;Cd~(2+)的存在显著促进了Pb~(2+)的吸附,而Cu~(2+)的存在对Pb~(2+)的吸附无显著影响。动力学实验表明:金针菇废弃物对Pb~(2+)的吸附符合伪二级动力学方程,相关系数R2为0.957 8。Langmuir方程能够很好地描述金针菇对Pb~(2+)的吸附热力学过程(R2=0.966 1),理论吸附容量为13.61 mg/g。扫描电镜显示,金针菇吸附Pb~(2+)后细胞壁增厚,且有少量结晶出现。     

河流沉积物对镉和铊的竞争吸附-解吸特性

探讨了不同粒径的表层沉积物对镉(Cd~(2+))和铊(Tl~+)的单一、竞争吸附-解吸特性,并通过对吸附前后沉积物颗粒进行红外光谱和X-光电子能谱分析,探讨了其吸附机理。结果表明,重金属吸附量均随溶液初始质量浓度增加而增大,且随沉积物粒径增大而减小;吸附率随初始质量浓度增加而减小。沉积物对Cd~(2+)的吸附量高于Tl~+,且Cd~(2+)和Tl~+的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich吸附模型。重金属解吸量随吸附量增加而呈指数增加趋势。当重金属Cd~(2+)和Tl~+共存时,各吸附量均有不同程度的下降,而解吸率略高于单一环境。红外光谱分析表明,沉积物中羟基与羧基均参与了Cd~(2+)和Tl~+的吸附;X-射线光电子能谱分析表明,沉积物吸附Cd~(2+)和Tl~+后,金属价态不发生改变。     

Cd对新型后置反硝化系统脱氮除磷的影响

针对重金属Cd~(2+)对新型后置反硝化脱氮除磷性能影响不明确的现状,本研究建立序批式反应器并探究了不同剂量的Cd~(2+)对后置反硝化生物脱氮除磷的影响。结果表明,低质量浓度Cd~(2+)(0.1和0.5mg/L)对生物脱氮除磷影响不明显,然而当Cd~(2+)的质量浓度为2 mg/L,生物脱氮除磷效率分别为78.6%和79.5%,显著低于空白组。机理研究表明高质量浓度Cd~(2+)对NH+4-N的氧化影响不明显,然而反硝化过程却受到严重的抑制作用。此外Cd~(2+)的存在对厌氧释磷和好氧吸磷均有不同程度的抑制,当Cd~(2+)的质量浓度为2 mg/L时,厌氧最大释磷量为47 mg/L,聚羟基烷酸酯(PHA)的最大合成量为4.35 mmol/g,显著低于空白组。PHA的厌氧合成受阻从而导致好氧分解产能低,好氧吸磷不充分。     

Zn2+对铁氧化物吸附苄嘧磺隆的影响

研究2种人工合成的铁氧化物对磺酰脲类除草剂--苄嘧磺隆(bensulfuron-methyl,BSM)的吸附,以及Zn2 对供试样品吸附苄嘧磺隆的影响.实验结果表明,用Langmuir、Freundlich、Temkin等方程对供试样品加入Zn2 后吸附BSM的数据进行了拟合,发现供试样品吸附苄嘧磺隆的等温曲线较好地符合Freundlich方程.加入Zn2 后,铁氧化物吸附苄嘧磺隆的量较未加Zn2 有较大幅度的增加,但在苄嘧磺隆的平衡质量浓度较低(＜4 mg/L)时,氧化物吸附苄嘧磺隆的量不随Zn2 浓度的增加而增加;在苄嘧磺隆的平衡质量浓度较高(＞6 mg/L)时,氧化物吸附苄嘧磺隆的量随Zn2 浓度的增加而增加.这可能是Zn2 和苄嘧磺隆被吸附时存在竞争和协同交互作用的结果.     

名山河流域黄壤无机纳米微粒对钙的吸附解吸特征

以名山河流域老冲积黄壤无机纳米微粒为对象,从纳米尺度分析钙的吸附解吸机制对土壤养分状况的影响,并采用等温吸附法和静态解吸法,比较不同土地利用方式下钙的吸附解吸特征差异.结果表明:1)不同土地利用方式土壤无机纳米微粒对钙的吸附解吸量均随钙质量浓度增加而增加,在低质量浓度范围内吸附量增加较快,在高质量浓度范围内增加趋缓,不同土地利用方式下钙的吸附能力从高到低为水田(2 580.69 mg/kg)、茶园(2 452.30 mg/kg)、旱地(1 935.10mg/ks)、林地(1 867.36mg/kg)、果园(1 520.65 mg/kg),土壤无机纳米微粒对钙的解吸率从大到小为果园、林地、旱地、茶园、水田,且解吸率随外加钙质量浓度增加而增大;2)去除土壤组分(有机质、游离氧化铁)后,无机纳米微粒对钙的吸附量及解吸量均有所增加,5种土地利用方式吸附增加量从大到小为水田、旱地、茶园、林地、果园;3)去除土壤组分前后,无机纳米微粒对钙的等温吸附均以Freundlich方程拟合效果最佳,相关系数在0.954 5～0.989 0,达到极显著水平,Langmuir方程与Temkin方程拟合效果不佳.研究表明,钙离子以非专性吸附为主,专性吸附为辅,有机质和游离氧化铁的存在会阻碍土壤对钙的吸附及解吸.     

冶金酸性含镉废水的复合硫化法处理研究

针对冶金酸性含镉废水,研究了硫化钠和重金属捕集剂联合处理对镉的去除效果,考察了药剂的加入量、反应时间、p H值和加药方式对废水中Cd~(2+)去除率的影响。结果表明:采用两步处理法,控制反应的初始p H值为4.0,硫化钠的投加量为445 mg/L,捕集剂的投加量为0.2 m L/L,反应时间为60 min时,处理后废水中Cd~(2+)的质量浓度可以由638 mg/L减少至0.1 mg/L,满足国家废水排放标准,滤渣中镉的质量分数大于10%,具有回收价值,且处理过程中无H_2S气体逸出,可以实现冶金酸性含镉废水的无害化和资源化处理。     

4种微生物吸附剂对低质量浓度Cr(Ⅲ)的吸附性能研究

从皮革铬鞣、复鞣污泥等处分离、纯化出4株吸附Cr3+菌株TP、XB、MY和TQ,采用ASS和FTIR等方法研究了其对低质量浓度Cr3+的吸附特性.结果表明,4种微生物吸附剂对低质量浓度Cr3+有较好的吸附作用,在实验室条件下其对Cr3+的最佳吸附条件是pH值4.0,投加量0.5 g/L,吸附温度30℃;TP、XB、MY和TQ的最大吸附量分别是8.66 mg/g、11.65 mg/g、11.05 mg/g和10.22 mg/g.碱处理有助于提高微生物吸附的吸附量,经过0.3 mol/L NaOH预处理后,其吸附量分别提高了17.86％ ～ 38.96％.吸附等温曲线拟合研究表明,吸附剂TP、MY和TQ更符合Langmuir等温方程,XB更符合Temkin等温方程;用Dubimim-Radushkevich (D-R)等温曲线方程拟合发现,TP、XB.和TQ吸附过程属于离子交换吸附.吸附动力学研究表明,4种吸附剂对Cr3+的吸附过程符合拟二级动力学模型;颗粒内扩散模型拟合表明,该过程主要分为吸附剂外表面吸附、细孔内缓慢吸附和平衡吸附3个阶段.     

西北黄土对克百威的吸附特征

采用批量试验的方法研究了西北地区黄土对克百威的吸附动力学和热力学行为,并对相关影响因素进行了分析。结果表明:黄土对克百威吸附的最优动力学方程为准二级动力学方程;克百威在黄土中的吸附较好地符合Freundlich等温吸附方程;黄土吸附克百威过程中的吉布斯自由能ΔG■、焓变ΔH■及熵变ΔS■都小于0,表明黄土对克百威的吸附为自发进行的放热过程,并且吸附过程中体系混乱度减小,黄土吸附克百威的主要作用力为氢键力;pH值为4~10时,随pH值增大克百威的吸附容量减小,且pH值为4~8时减小趋势较平缓,p H值为8~10时减小趋势很大;随供试土样粒径减小,克百威在黄土中的吸附容量增大,当土壤粒径从0.45 mm减小到0.075 mm时,吸附容量由0.009 mg/g增加到0.049 mg/g;克百威在黄土中的吸附容量受其初始质量浓度影响很大,随克百威初始质量浓度增大,黄土对其的吸附容量相应增加,克百威初始质量浓度从20 mg/L增至110mg/L时,其在黄土中的吸附容量从0.080 mg/g增加至0.206 mg/g。     

天然腐殖酸对柴油在寒旱区黄土上吸附特性的影响

选用西北寒旱区黄土为供试土样,通过热力学和动力学吸附试验研究了干旱区低有机质黄土对柴油的吸附行为,以及提取的天然腐殖酸对柴油在黄土上吸附行为的影响。结果表明,无论是否加入腐殖酸,柴油在黄土颗粒上的吸附都符合Freundlich方程,且腐殖酸质量浓度对柴油的吸附量有显著影响。在27℃时,加入10 mL质量浓度为40 mg/L的腐殖酸溶液后,柴油在黄土上的饱和吸附量由12.034mg/g减小为7.407 mg/g,且吸附量随温度的升高而降低,表明吸附为自发的放热过程。描述柴油在黄土上吸附动力学的最优方程为Elovich方程,其次为双常数方程。无论是否加入腐殖酸,黄土对柴油的吸附都在短时间内达到平衡。对吸附影响因素的分析结果表明,柴油在黄土上的吸附随溶液pH值的增大而降低;黄土颗粒粒径越小,柴油在土样上的吸附量越大。     

土壤矿质胶体对镉的吸附-解吸热力学与动力学研究

通过等温吸附-解吸热力学与动力学实验,研究了土壤胶体对镉的吸持特性.结果表明,吸附等温线拟合以Freundlich方程最优,其次是Langmuir方程.按对镉的吸附量由大到小顺序胶体依次是:紫色土矿质胶体(8 216.34 mg/kg)、黄壤矿质胶体(6 468.11 mg/kg)、紫色土去铁矿质胶体(4 963.13 mg/kg)和黄壤去铁矿质胶体(2 342.83mg/kg).而吸附强度则相反,按解吸率大小胶体依次是:紫色土去铁矿质胶体(8.7%～33.9%)、黄壤去铁矿质胶体(2.2%～25.4%)、紫色土矿质胶体(6.8%～18.9%)和黄壤矿质胶体(0.6%～17.7%).由动力学实验得出:土壤矿质胶体对镉的等温吸附-解吸过程分为开始时的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附和解吸过程中两阶段划分时间点分别为4 h和12 h,动力学过程以双常数方程描述最佳.     

老冲积黄壤各粒径组分对镉与硒竞争吸附特性的研究

为了研究区域土壤中硒的环境改良及镉-硒复合污染的治理效果,采用批量吸附法进行了黄壤原土和去除土壤组分(有机质、游离氧化铁)原土的各粒径微团聚体,以及Cd2+-SeO_3~(2-)共存下黄壤原土及去除组分(有机质、游离氧化铁)原土吸附SeO_3~(2-)的热力学试验。结果表明:1)黄壤原土及各粒径的微团聚与黄壤去除各组分(有机质、游离氧化铁)原土及各粒径微团聚体的SeO_3~(2-)吸附量具有相同的分布趋势,吸附量从大到小依次为0.002 mm、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm,土壤在去除有机质、游离氧化铁后吸附量减小,吸附量从大到小依次为原土、去除有机质土、去游离氧化铁土,其结果用Langmuir方程拟合最好;2)镉的存在明显抑制了原土对SeO_3~(2-)的吸附,在不同添加顺序下SeO_3~(2-)吸附量从大到小为共同加入、先镉后硒,土壤组分对不同添加顺序下SeO_3~(2-)的吸附没有明显影响,在SeO_3~(2-)初始质量浓度为200μg/L时,随Cd2+质量浓度增加,SeO_3~(2-)吸附量先下降,后略有上升,Freundlich方程对以上结果拟合效果较好;3)土壤吸附SeO_3~(2-)反应是自发放热反应,SeO_3~(2-)在Cd2+的影响下从溶液聚集到土壤表面过程中生成的分子种类和数量减少,Cd2+通过影响土壤表面性质进而影响SeO_3~(2-)的吸附,且土壤游离氧化铁比有机质对SeO_3~(2-)有更强的亲和力。     

不同质地土壤中四环素类抗生素的吸附解吸特性研究

抗生素滥用导致的低浓度抗生素环境暴露诱导产生抗生素耐药基因,对人类健康构成潜在威胁。土壤是抗生素类污染物的主要容纳库,也是其迁移进入水环境的必经路径。采用批平衡吸附试验法,研究了四环素和土霉素在不同质地土壤(黏土、壤土和砂土)中的吸附和解吸行为。结果表明,黏土、壤土和砂土对四环素和土霉素的吸附过程可分为快速吸附阶段和慢速平衡阶段。吸附行为均可用Freundlich模型描述,平均拟合决定系数为0.996,其中壤土对四环素和土霉素的吸附能力最强,砂土的吸附能力最弱。四环素和土霉索在黏土和砂土中属于"S型"等温吸附,在壤土中的吸附属于"L型"等温吸附。研究表明,四环素在土壤中的吸附以物理吸附为主,且在黏土、壤土和砂土中解吸过程的滞后系数明显高于土霉素。     

苯乙烯系双腈胺螯合树脂对水相中As(Ⅴ)的吸附性能研究

将PS-DCDA树脂用于水相中As(Ⅴ)的吸附净化处理,探讨了溶液的pH值、初始As(Ⅴ)质量浓度、接触时间、温度、NaCl、竞争性阴离子等因素对吸附性能的影响,并研究了其对As(Ⅴ)的吸附等温线、动力学和热力学。结果表明,NaCl和竞争性阴离子(Cl-、SO24-、CO23-、NO3-、HPO24-等)明显地抑制了PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的吸附。PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的吸附符合Langmuir等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述As(Ⅴ)在树脂上的吸附动力学行为。粒子内扩散方程表明,表面吸附和内部扩散参与到As(Ⅴ)的吸附过程当中。PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的热力学参数表明,PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的吸附是自发的、吸热的过程。已吸附As(Ⅴ)的PS-DCDA树脂可以用0.1 mol/L NaOH有效解吸,解吸后的树脂对As(Ⅴ)仍具有较高的吸附量。     

蔬菜废弃物基生物炭对铅的吸附特性

以蔬菜废弃物(芹菜)为原料,采用限氧裂解法制备了500℃下的蔬菜废弃物基生物炭,利用SEM扫描电镜、EDS能谱分析、CHN元素分析、FTIR红外光谱、比表面积及孔径分析等方法表征生物炭的物理化学性质,探究生物炭对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附特性及其影响因素。结果表明,500℃下制备的废弃芹菜生物炭孔隙较少,具有较小的比表面积和丰富的官能团。废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附效果,在初始pH值为5、投加量为0.8 g/L、初始质量浓度为400 mg/L时,其最大吸附量为240.5 mg/g,且投加量、初始质量浓度和体系pH值的影响强烈。废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在5 min内达到平衡,吸附过程更符合准二级动力学模型(R~20.99),表明其吸附速率主要受化学作用控制。同时吸附速率还受初始质量浓度的影响,初始质量浓度越低,吸附过程越先达到平衡。在试验范围内,等温吸附Langmuir模型和Freundlich模型都适合描述废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附过程。     

桉树遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对某尾矿库废水中砷的吸附研究

以制备的桉树遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料(PBGC-Fe/C)为吸附剂,对某尾矿库废水中砷等重金属进行了吸附实验。研究了温度、pH、废水化学组成、吸附剂投加量及粒径等对吸附的影响。结果表明,吸附剂投加量越大、粒径越小,温度为35℃,p H为3左右吸附效果最好。但实际废水组分复杂,存在竞争吸附及化学沉淀等使砷的总去除率随p H的增大而增大。综合考虑,吸附砷的最佳条件组合为废水p H=5,PBGC-Fe/C投加量0.06 g/m L,粒径150μm。此时废水中总砷质量浓度为0.487 mg/L,可达标排放。     

粉煤灰处理阴离子表面活性剂废水及机理研究

采用粉煤灰作为吸附混凝剂,研究了粉煤灰对阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)模拟废水的去除效果及机理.结果表明,粉煤灰投加量和pH值对去除效果有较大影响;在200 mL 50 mg/L的SDS溶液中,调节pH值为13,加入70 g粉煤灰,搅拌20min时,SDS的去除率为83.3％.粉煤灰对SDS的吸附符合Freundlich吸附等温式.