改性废报纸纤维对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

利用环氧氯丙烷与三甲胺对废报纸纤维进行改性制备阴离子吸附材料(CWNF),通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、热重分析(TGA)、比表面积(BET)对改性前后废报纸纤维进行表征,并研究其去除水中六价铬离子Cr(VI)的性能.结果表明,改性后废报纸纤维(CWNF)对Cr(VI)的吸附能力显著提高.当CWNF投加量为1g/L,溶液pH为1时,对100mg/L Cr(VI)的最大吸附量为38.66mg/g,平衡时间为60min,比改性前废报纸纤维(WNF)的吸附量(24.18mg/g)提高了59.88%.Langmuir与Freundlich等温吸附方程均能较好地描述CWNF对Cr(VI)的吸附特性,吸附动力学更符合拟二级速率方程.     

生物催化合成的施氏矿物对废水中Cr(VI)的吸附

在模拟多种金属离子[Cr(VI),Cu²⁺,Zn²⁺和Cd²⁺共存的电镀废水中,采用新型生物催化合成矿物无定型羟基硫酸高铁(Schwertmannite,施氏矿物)去除废水中的Cr(VI).实验结果表明,施氏矿物对Cr(VI)络阴离子具有很强的选择性吸附,整个吸附过程符合Langmiur方程.吸附的最佳pH值为6.0～7.0,最大吸附量为55mg/g,且当Cr(VI)初始浓度≤100mg/L时,去除率达90%以上.在温度20～50℃范围内,温度变化对吸附的影响较小.一价阴离子(如Cl^-和NO₃^-)对Cr(VI)的去除干扰极小,而仅当介质中SO₄^2-和PO₄^3-与Cr(VI)的摩尔比分别超过5:1和1:5时,2种无机阴离子才影响施氏矿物对Cr(VI)的吸附.     

霉菌吸附水体中Cr(Ⅵ)Cd(Ⅱ)离子研究

采用从活性污泥中筛选的ZYL霉菌,进行吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究。研究结果表明:在Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)浓度分别为300mg/L时,菌种生长良好。吸附水体中[Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)]的最佳条件是pH=5.0,时间1h,温度为10℃。吸附规律符合Langm uir等温吸附模型,由回归方程得到Cr(Ⅵ)的表观最大吸附量为14m g/g;Cd(Ⅱ)的表观最大吸附量为52m g/g,说明该霉菌可以很好的去除低温水体(地下水)中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子。     

Cr(VI)对活性污泥硝化活性的抑制及在污泥中的分布特点

重金属铬(Cr(VI))是废水中常见的、困扰很多污水生物处理系统运行效果的污染物.本文通过静态试验和静态冲击试验,研究了Cr(VI)在活性污泥系统中的分布特点和对硝化效率、活性等的影响,并进行了模型分析.结果表明,活性污泥对Cr的吸附很快,但吸附量有限,Cr(VI)投加浓度为1、5、10和30 mg · L-1的溶液中,Cr的12 h-吸附量分别为0.79、1.98、3.19和5.78 mg · g-1.Cr(VI)投加到活性污泥混合液中后形态分为溶解态、可洗脱和不可洗脱态,可洗脱的Cr能够向不可洗脱态转变.Cr(VI)对活性污泥硝化活性的抑制程度随着Cr(VI)浓度的增大而提高.静态试验中,1、3、5、10和30 mg · L-1 Cr(VI)对氨氮平均降解速率的抑制率分别为5.25%、9.80%、10.41%、17.54%和21.38%.Cr(VI)对微生物的抑制作用大小是:氨氧化菌 >亚硝酸盐氧化菌 >异养菌.模型分析发现,Cr(VI)对氨氧化菌和异养菌比耗氧速率的抑制符合Haldane动力学模型,属于非竞争性抑制.冲击试验表明Cr对硝化等的抑制主要是不可洗脱的Cr造成的,抑制效果的出现具有滞后性.     

粉煤灰基质滤料对水中Cr（Ⅵ）的吸附研究

通过静态吸附试验,研究了粉煤灰基质滤料对Cr（VI）的吸附性能,探讨了吸附时间、温度、pH值、初始浓度等对吸附效果的影响。结果表明,当滤料用量为200 g/L,溶液pH=3,初始浓度为20 mg/L,温度为30℃,转速为180 r/min的条件下振荡90 min,Cr（VI）的去除率可达到93%以上。粉煤灰基质滤料对Cr（VI）具有良好的吸附能力,吸附过程符合二级吸附动力学模型。     

热活化过硫酸钠耦合甲酸技术研究——处理水溶液中四氯化碳与六价铬污染

以甲酸为活化剂,耦合热活化过硫酸钠技术产生还原性二氧化碳阴离子自由基（CO₂^·-）,从而还原去除水溶液中四氯化碳（CT）和Cr（VI）,考察过硫酸钠和甲酸初始浓度的影响以及复合污染处理效果.结果表明：当过硫酸钠与甲酸浓度均为100mmol/L时,单独CT或Cr（VI）分别在120min、60min内基本完全去除（50℃）,且污染物去除效率随过硫酸钠及甲酸浓度升高而增强.在CT和Cr（VI）复合污染体系中,Cr（VI）的存在能够抑制CT降解,且抑制程度随Cr（VI）初始浓度升高而提高,但Cr（VI）去除率随CT初始浓度增大而升高.加入CO₂^·-猝灭剂（甲基紫精）能够抑制CT降解,但促进Cr（VI）去除,表明有机物的存在能够增强Cr（VI）去除效率.     

啤酒酵母吸附去除水中Cr(Ⅵ)的研究

研究了吸附剂用量、重金属初始浓度、pH对非活性啤酒酵母菌体吸附Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,吸附剂的用量越高,对Cr(Ⅵ)的去除率也越高,但单位菌体吸附量却越低;相反,Cr(Ⅵ)初始浓度越高,对Cr(Ⅵ)的去除率就越低,但单位菌体吸附量却越高;溶液的pH也是影响吸附去除效果的重要因素之一,当pH为1时,吸附去除效果最好,非活性啤酒酵母菌体对Cr(Ⅵ)的吸附过程可用Langmuir和Freundlich等温吸附模型来拟合,但Langmuir等温吸附模型的拟合效果更好,由Langmuir等温吸附方程得到最大吸附量为9.17mg/g干菌体.     

壳聚糖/改性平菇复合吸附剂对Cr(VI)的吸附特性

以壳聚糖和经酒石酸改性的平菇粉末为材料,通过戊二醛进行交联反应,制得壳聚糖-改性平菇凝胶小球（CMPOD）复合生物吸附剂,用于水溶液中Cr（VI）的吸附去除.结果表明,在实验所测pH值（2~10）范围内,复合吸附剂对Cr（VI）的吸附量随着pH值上升而降低;随着Cr（VI）初始浓度或温度的提高,吸附剂对Cr（VI）的吸附量均相应增加,当Cr（VI）初始浓度为600mg/L,温度为50℃,Cr（VI）吸附量可达190mg/g以上;Cr（VI）的吸附符合准二级动力学方程及Freundlich等温吸附模型;热力学分析表明,吸附剂对Cr（VI）的吸附过程为自发的吸热反应.扫描电镜（SEM）分析显示,吸附剂具有发达的网状结构,吸附Cr（VI）后网状孔隙被填充,且能谱分析（EDS）出现明显的Cr（VI）吸收峰;傅立叶红外光谱分析（FTIR）表明,壳聚糖中的氨基成功引入复合吸附剂中,在Cr（VI）吸附中为主要作用官能团.     

双子型复配增强两性膨润土吸附Cr(VI)的效应

在两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS)修饰膨润土的基础上,采用双子型阳离子修饰剂乙撑基双十四烷基二甲基氯化铵(EB)对其进行复配修饰,以批处理法研究了不同修饰比例、温度、pH值和离子强度条件下,BS+EB复配修饰膨润土对Cr(VI)的吸附规律和热力学特征,并通过吸附Cr(VI)前后BS+EB复配修饰膨润土的红外光谱和表面电荷探讨了其吸附机制.结果表明,与BS两性修饰膨润土比较,EB复配修饰显著增强了其对Cr(VI)的吸附能力,吸附量增加了2.02～27.25倍,30℃时吸附量呈现BS+150EB(BS和150%比例的EB复配修饰膨润土)>BS+100EB>BS+50EB>BS+25EB>BS>CK(膨润土)的趋势,对Cr(VI)的吸附量随EB修饰比例增加而上升.CK、BS修饰膨润土对Cr(VI)呈现自发、熵增和焓增的特征,而BS+EB复配修饰膨润土对Cr(VI)吸附量随着温度的升高而降低,呈现出增温负效应.随着pH值的升高、离子强度增加,各供试土样对Cr(VI)的吸附量逐渐降低.红外光谱和土壤表面电荷结果证实电荷引力是BS+EB复配修饰土吸附Cr(VI)的主要机制.     

两性与两性复配修饰膨润土增强塿土吸附Cr(VI)的研究

为了证实添加修饰黏土对塿土吸附Cr（VI）的增强作用,分别将2%、5%、8%和10%（质量分数）的200% CEC BS-12（十二烷基二甲基甜菜碱）修饰膨润土（B200B）和100% CEC BS-12+100% CEC DTAB（十二烷基三甲基溴化铵）复配修饰膨润土（B100B/100D）加入到天然塿土,以批处理法研究供试土样对Cr（VI）的等温吸附特征,并对比了pH值、温度和离子强度（I）对Cr（VI）吸附的影响.结果表明：不同B100B/100D塿土（B100B/100D混合塿土）和B200B塿土对Cr（VI）的吸附量分别是CK（塿土）的1.52～4.28和1.99～5.12倍,且等添加比例下B200B塿土对Cr（VI）的吸附量高于B100B/100D塿土.10～30℃范围内,CK、2%B100B/100D和2%B200B塿土对Cr（VI）的吸附呈增温正效应;当修饰土添加比例大于2%时,温度效应由增温正效应向负效应转变.CK对Cr（VI）的吸附量在不同pH值（4～7）处理下差异不显著,而B100B/100D和B200B塿土对Cr（VI）的吸附量均随pH值升高而降低.CK和B100B/100D塿土对Cr（VI）的吸附量均随离子强度（I）的增大而降低,B200B塿土对Cr（VI）的吸附量以I=0.1 mol·L-1时最高,以I=0.5 mol·L-1时最低.B100B/100D和B200B塿土吸附Cr（VI）是自发的物理过程,随修饰土添加比例的增大,吸附表现为焓增、熵减特征.     

紫外活化甲酸产二氧化碳阴离子自由基还原Cr (VI)的研究

研究高效还原技术是去除废水中Cr（VI）的有效手段,本研究提出了一种新颖有前景的基于紫外（UV）活化甲酸（HCOOH）产还原性二氧化碳阴离子自由基（CO₂^•;-）去除Cr（VI）的方法.通过对比UV、HCOOH、UV/HCOOH三种体系对Cr（VI）还原效率和电子自旋共振（EPR）对体系中自由基的检测研究了其活化原理和还原机制.结果表明UV能显著活化HCOOH产生CO₂^•-（α_H=19.08G,α_N=15.86G,g=2.0036）.此外,试验考察了主要影响因素对Cr（VI）去除效果的影响,包括初始Cr（VI）浓度、甲酸投加量、初始pH值、反应温度、有机污染物以及水中常见阴离子.结果显示当甲酸浓度为40mmol/L,Cr（VI）初始浓度为10mg/L,反应时间在60min内,UV/HCOOH体系对Cr（VI）的去除率能达到100%.在酸性条件下（pH≤3.5）能显著促进Cr（VI）的还原,且Cr（VI）去除效率随着初始HCOOH浓度和反应温度升高而增加.进一步研究表明,该体系下NO₃^-对Cr（VI）的还原有着显著的促进作用,而Cl^-、HCO₃^-和对硝基苯酚（pNP）则有抑制作用.不同温度下Cr（VI）去除率与时间关系的拟合结果表明,当反应时间t³;40min,UV/HCOOH体系去除Cr（VI）过程遵循准一级反应动力学,根据不同温度下对应的反应速率常数k,结合阿伦尼乌斯方程,计算求得准一级反应的活化能为15.9kJ/mol.     

粉煤灰对含铬废水的吸附研究

通过静态吸附实验,研究原状粉煤灰与粉煤灰滤料对Cr(Ⅵ)的吸附效果的影响,并通过正交实验进行实验结果对比。实验确定粉煤灰滤料的吸附平衡时间为90 min,在pH为3的条件下适于进行吸附实验;同时,粉煤灰滤料的吸附性能优于原状粉煤灰,六价铬溶液的初始浓度、滤料的投加量以及温度的改变对吸附性能具有显著影响,且粉煤灰滤料吸附时所受影响更为明显。     

氨基修饰氧化石墨烯-羧甲基纤维素复合吸附剂的制备及其对Cr (VI)的吸附性能研究

为获得价格低廉、吸附性能优良的石墨烯基吸附剂,以氧化石墨烯（GO）、羧甲基纤维素（CMC）为基材,以聚乙烯亚胺（PEI）为改性试剂,通过化学修饰的方法制备了氨基修饰氧化石墨烯-羧甲基纤维素复合吸附剂（GO-PEI-CMC）.采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）及X射线光电子能谱（XPS）等表征手段证实了CMC、氧化石墨烯与PEI已成功复合.静态吸附实验表明GO-PEI-CMC对Cr （VI）表现出良好的吸附性能,由Langmuir等温吸附模型所得最大吸附量值为243.92 mg·g^-1.吸附动力学、吸附等温线研究表明GO-PEI-CMC对Cr （VI）的吸附为单分子层、化学吸附过程.GO-PEI-CMC对Cr （VI）吸附性能优良,且具有绿色环保、可生物降解的优点,是一种极具潜力的Cr （VI）吸附剂.     

腐植酸对nZVI去除水中Cr(VI)的抑制及抑制作用的消除

以纳米级零价铁(nZVI)为主要工具修复受污染水体中的Cr(VI),考察了腐植酸(HA)对nZVI去除水中Cr(VI)的抑制作用,并初步探讨了淀粉稳定化nZVI对HA抑制作用的消除.结果表明,随着HA初始浓度由0增加大5,10,15,20,30mg/L,反应10min nZVI对Cr(VI)的去除效率分别达到91.9%,82.6%,78.6%,70.4%,70.0 %和69.4 %.可见,HA对nZVI去除Cr(VI)的影响是双方面的,一方面,HA会吸附在nZVI的表面,占据nZVI表面的活性反应部位,导致反应速率的下降;另一方面,HA表面带有大量的活性基团, 有较大的负电性,会起到一定传递电子的作用,进一步促进反应的进行.由于nZVI的比表面积较大,HA的吸附作用占据主导地位, 导致HA的加入对nZVI去除Cr(VI)反应产生明显的抑制作用. 适量淀粉(0.5g/L)的加入确实能够起到阻碍nZVI颗粒团聚和HA在nZVI颗粒表面吸附的作用,从而维持nZVI较高的反应活性,消除HA对nZVI去除Cr(VI)的抑制作用.     

改性锯末吸附含Cr（Ⅵ）废水的实验研究

初步探讨了以改性后的锯末作为吸附剂去除废水中的Cr（Ⅵ）,实验表明改性锯末对于不同浓度的含Cr（Ⅵ）废水都具有较高的去除率。同时通过实验研究了pH值、吸附时间、吸附剂量、初始浓度等因素对吸附去除率的影响。     

烟束曲霉菌丝球对Cr(Ⅵ)的去除—还原与吸附作用

采用投加烟束曲霉(Aspergillusfumisynnematus)菌丝球的方法去除含铬废水中的Cr(VI),通过研究模拟含铬废水中Cr(VI)与总Cr浓度及pH值的变化规律来确定烟束曲霉菌丝球对Cr(VI)的去除作用.结果表明,烟束曲霉菌丝球对Cr(VI)的去除作用包括还原与吸附,以还原作用为主,兼有一定程度的吸附.适宜条件(30℃,150r.min-1,pH=1.30,投加量10.0g)下菌丝球能在48h内将100mL浓度为10～200mg·L-1Cr(VI)溶液中的Cr(VI)全部去除,其中对总Cr的吸附率为30%～50%,对Cr(VI)的还原率则达到了99%以上,吸附平衡后解吸出来的Cr的形态95%以上为Cr(III).考察了溶液初始pH值、Cr(VI)初始浓度、菌丝球投加量及温度对菌丝球去除Cr(VI)作用的影响.结果表明,菌丝球只有在低pH值时才能达到对Cr(VI)较好的去除效果.溶液初始pH值及Cr(VI)初始浓度的降低、菌丝球投加量及温度的升高均能提高菌丝球对Cr(VI)的去除率,溶液初始pH值的降低及菌丝球投加量的增加均可提高菌丝球对总Cr的吸附率,温度则主要通过改变菌丝球的结构形态来影响菌丝球对总Cr的吸附作用.菌丝球对Cr(VI)及Cr(III)均存在吸附作用,吸附在菌丝球上的Cr(VI)在酸性环境下易被还原成Cr(III).     

双表面活性剂修饰下纳米零价铁对水中Cr(VI)污染去除研究

为解决纳米级零价铁（nZVI）在环境中易团聚、易氧化的问题,强化其去除水中Cr（VI）的能力,选择非离子型表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和阴离子表面活性剂油酸钠（NaOA）同时对nZVI进行修饰.同时,通过对比不同pH值、材料干湿状态、初始浓度及共存离子条件下的反应效果,结合材料的XRD和XPS表征、动力学实验和25℃等温线的拟合进行机理分析.结果表明：酸性条件有利于Cr（VI）的去除;材料的干湿状态对去除效率影响较大;材料去除水中Cr（VI）可在3 h内达到反应平衡,去除效率在90%以上,实验条件下最大去除量为183.1 mg·g^-1,反应过程符合准二级动力学模型及Langmuir模型;反应过程中Cr（VI）大部分转化为Cr（Ⅲ）.     

光助纳米铁还原Cr(VI)的研究

采用液相还原法制备了纳米铁,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构、形貌特征进行了表征.以Cr(Ⅵ)为模拟污染物,中压汞灯作为光源,考察了不同投加量、不同pH值等条件下光照对纳米铁还原Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:制备的纳米铁具有很高的反应活性,粒径约为7.6nm,呈球形,可在空气中自燃.在25℃、Cr(Ⅵ)浓度为20mg/L、pH=7±0.5,加入0.1g的纳米铁,光照60min后Cr(Ⅵ)的还原率达到62.3%,而无光照时Cr(Ⅵ)的还原率仅为27.6%,说明光照对Cr(Ⅵ)的还原具有明显的促进作用.当纳米铁投加量较大时,纳米铁对Cr(Ⅵ)的还原速率大于光照对其产生的影响.反应液pH值对Cr(Ⅵ)还原速率的影响较光照对其产生的影响显著.在紫外光的照射下,纳米铁中电荷可能在诱导下作受迫振荡,与吸附分子发生电荷传递是光照促进纳米铁还原Cr(Ⅵ)的主要原因.