粉煤灰及沸石对污泥回流液中磷的吸附研究

以粉煤灰和沸石作为吸附材料,研究了两者在静态吸附、动态吸附及流化吸附3种运行状态下,对模拟污泥回流液中磷的吸附情况.试验结果表明,粉煤灰及沸石在3种吸附状态下,达到吸附平衡时TP去除率大小为静态吸附>流化吸附>动态吸附.静态吸附效果最好,但达到吸附平衡所需时间最长,相对效率较低;动态吸附吸附平衡时间短,但TP去除率较低.通过对比粉煤灰及沸石在3种不同吸附状态下的吸附特点及效果,得出宜采用中等粒级的沸石颗粒流化吸附处理污泥回流液.     

合成条件对粉煤灰合成沸石除磷特性的影响

利用不同钙含量的3种粉煤灰采用碱熔融-水热法合成沸石,研究了不用合成条件对3种粉煤灰合成沸石除磷性能的影响,并分析了除磷机理。3种粉煤灰合成沸石中沸石的种类各不相同,低钙粉煤灰合成沸石主要以NaP1型沸石为主,中钙粉煤灰合成沸石主要以一种无名沸石为主,高钙粉煤灰合成沸石则主要以加藤石为主,沸石含量几乎为零。碱灰比、熔融时间、熔融温度、固液比、结晶时间等合成因素中,对3种粉煤灰合成沸石固磷能力影响相对较大的是碱灰比和熔融时间。3种合成沸石的除磷能力顺序依次为高钙粉煤灰合成沸石> 中钙粉煤灰合成沸石> 低钙粉煤灰合成沸石,并且3种沸石的固磷能力与初始原料粉煤灰中的CaO含量成正比。固磷机理是合成沸石溶于水后向水中释放Ca2+,释放出来的Ca2+即可与磷酸根生成磷酸钙沉淀,从而达到固磷的目的。合成的沸石最大固磷能力为92.24 mg/g。     

稻壳沸石的合成及其对氨氮的吸附/脱附动力学

以稻壳为原料采用水热合成法制备了沸石,运用XRD、SEM和BET技术表征了合成沸石的结构特性。通过静态实验,研究了合成沸石对氨氮的吸附和脱附机理。结果表明：延长水热合成的晶化时间有利于合成沸石晶核的形成,合成沸石比表面积为28.418 m2·g-1,平均孔径为31.1 nm,孔体积为0.22 m3·g-1,属NaP型微介孔吸附材料。伪二级吸附动力学模型更适合描述合成沸石对氨氮的吸附过程,由伪二级吸附动力学模型拟合得到的平衡吸附量与实测值相差在1.0%以内。颗粒内扩散速率是由膜扩散和内扩散共同控制,颗粒内扩散速率常数kp随初始浓度的增加而提高。MNaOH/ANMNaOH/AN的增大,温度对脱附的促进作用变得越来越小,当MNaOH/AN>1.21时,氨氮的脱附率可达92.1%。伪二级脱附动力学模型的拟合结果优于伪一级,碱当量高于临界值之后对提高合成沸石脱附氨氮的效果不大。     

一种新型吸附材料的除磷性能研究

针对水体富营养化的磷，采用吸附法进行处理，制备出一种新型的除磷吸附剂，对水中磷酸盐的吸附性能进行了研究，结果表明，该吸附剂对磷酸盐的吸附速率很高，在酸性条件下，其最大吸附容量为34mg／g。当溶液pH值在1～3范围内，含磷浓度为50mg／L，吸附剂投加量为200mg，接触时间为2h，磷酸盐的去除效率可达98％以上；再生后的吸附剂容量变化不大，是一种具有较高应用价值的新型材料。     

铝锰复合氧化物负载沸石对氨氮和磷的同步吸附特性

采用氧化还原-共沉淀法将铝锰复合氧化物负载到沸石表面制成颗粒型吸附材料,探究了该吸附剂同步去除氨氮（NH4+-N）和磷（P）的吸附动力学和吸附等温线特征,并讨论了吸附剂投加量和溶液pH值对吸附效果的影响。结果表明：铝锰复合氧化物改性沸石（aluminum-manganese bimetal oxide coated zeolite,AMOCZ）对NH4+-N及P的吸附动力学曲线均符合拟二阶吸附动力学方程的特征;NH4+-N的吸附等温线数据可用Freundlich方程进行较好地拟合,而Langmuir方程更适用于描述P的吸附等温线特征。NH4+-N和P共存时,两者在AMOCZ表面的饱和吸附量分别从单独体系下的1.24和6.43 mg·g-1变为8.17和6.51 mg·g-1。这说明P的存在可显著促进AMOCZ对NH4+-N的吸附,而NH4+-N的存在对P的吸附无显著影响。此外,复合污染条件下,P的存在在pH=3~10范围内均能促进AMOCZ对NH4+-N的吸附;NH4+-N在pH为3~8时对P的吸附起促进作用,pH大于8时则会抑制AMOCZ对P的吸附。     

改性沸石对水中微量汞的吸附性能

为了更好的去除水体中微量汞,研究了采用二氧化锰和壳聚糖对天然斜发沸石进行改性,着重考察了pH、温度、离子强度、Hg2+初始浓度和时间对改性前后沸石吸附Hg2+的影响,并研究了其吸附机理。结果表明,改性沸石受pH、温度和离子强度影响较小,在pH、温度、离子强度和初始浓度为6、25℃、0.05 mol·L-1和50 μg·L-1时,二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）对Hg2+的去除率高达99%,符合国家饮用水标准,并且二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）具有更好的解吸再生性。3种沸石均较好的符合Langmuir等温吸附模型和假二级动力学模型,其中改性沸石对汞的吸附主要为离子交换和表面官能团的络合作用,二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）和壳聚糖改性沸石（ZC）饱和吸附量由1.43 mg·g-1提高到5和3.3 mg·g-1,吸附平衡时间由10 h减少至1和4 h,为治理汞微污染地表水提供一定的理论支持。     

改性桑枝粉及沸石对水中高氯酸盐的吸附研究

以十六烷基三甲基溴化铵为改性剂制备改性桑枝粉和改性沸石,采用红外光谱和扫描电镜对改性产物的结构进行表征,并对吸附剂的Zeta电位进行分析,以探讨高氯酸盐的吸附机理。考察pH值、吸附剂投加量和高氯酸盐初始浓度对改性产物吸附水中高氯酸根的影响。结果表明,改性产物表面的季铵阳离子基团能较好地吸附废水中的高氯酸根;去除率随吸附...     

用于磷吸附的载铁（β-FeOOH）沸石制备及特性

以天然沸石为载体,采用FeCl3水解法制备用于磷吸附的载铁沸石（β-FeOOH-Z）,优化β-FeOOH-Z的制备条件,包括FeCl,溶液浓度、负载pH值、负载时间、负载温度和烘干温度,并利用x射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对β-FeOOH-Z及其磷吸附特性进行分析。结果表明,β-FeOOH-Z的优化制备条件为：FeCl3溶液浓度1mol／L、负载pH值6、负载时间24h、负载温度25℃和烘干温度60℃。优化制备条件下,100-120目沸石的载铁量为100．2mg／g,铁的负载率为18％,其磷吸附量为7．68mg／g,比天然沸石提高79．6％。XRD分析结果表明,β-FeOOH-Z中的杂质元素较天然沸石减少,并有效负载β-FeOOH;制备条件对β-FeOOH-Z的成分有较大影响,FeCl,溶液浓度较低、负载温度和烘干温度过高均使β-FeOOH-Z中含有α-Fe2O3,并导致其磷吸附效率降低。FTIR分析结果表明,β-FeOOH-Z的表面羟基在其吸附磷过程中起重要作用,羟基与磷酸根离子的配位交换是β-FeOOH-Z吸附磷的主要作用机制。     

粉煤灰吸附除磷的改性研究

研究了粉煤灰的最佳改性条件及其吸附理论模型.获得了粉煤灰用于吸附含磷量为5 mg P/L的模拟二级出水的3种改性的最佳条件(21℃):(1)0.25 mol/L盐酸改性的粉煤灰对磷的去除率为76.0%,出水含1.20 mg P/L;(2)300℃下煅烧的粉煤灰对磷的去除率为93.8%,出水中磷含量达到了0.31 mg P/L;(3)低火(119 W)改性的粉煤灰的磷去除率达95.4%,出水含0.23 mg P/L.试验结果表明:Langmuir方程能很好地解释两种改性粉煤灰的吸附动力学(R2=0.9188,S.E=0.0032),而Simple Elovieh方程在描述两者的吸附动力学试验数据上显示出优越性(R2=0.9427,S.E=0.029).     

Mg/Fe水滑石吸附水中磷的动力学及热力学研究

以MgCl2和FeCl3为原料通过共沉淀法制备了Mg/Fe水滑石,并对其进行焙烧得到了焙烧态Mg/Fe水滑石。采用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对所得产物进行了结构表征。利用焙烧前后的水滑石作吸附剂吸附处理含磷废水,比较了两者对磷的吸附能力,并在不同温度和pH条件下进行了吸附动力学实验。结果表明,焙烧前后的水滑石对磷都具有很好的吸附能力,但300℃焙烧后水滑石的吸附能力提高了约5%。动力学实验表明,水滑石对磷的吸附可很好地用准二级动力学方程进行描述,其线性相关系数达0.999以上。在15~35℃下进行了等温吸附实验,结果发现水滑石对磷的吸附更符合Langmuir方程。经热力学研究发现,标准吸附焓变(ΔH0)0J/mol、标准吸附自由能(ΔG0)0J/mol和标准吸附熵变(ΔS0)0J/(mol·K),说明水滑石对磷的吸附反应是自发的吸热反应,且是一个熵增加的过程。     

给水污泥对水中磷的吸附性能

以给水污泥为磷的吸附材料,采用静态吸附和动态吸附方法对比研究了干、湿状态下给水污泥对磷的吸附特性。静态吸附实验结果表明,给水污泥对磷的吸附过程以化学吸附为主,满足Freundlich等温吸附方程式。在300?K条件下,原始状态的湿污泥相比烘干后的污泥能更快地达到磷吸附平衡,且具有更高的理论饱和吸附量,分别为3.487?mg·g-1（相当于11.710?mg·g-1,以干污泥计）和9.832?mg·g-1。长期动态吸附实验结果表明,原始状态的给水污泥对磷的实际饱和吸附量为3.065?mg·g-1,接近理论饱和吸附量。因此,原始状态的给水污泥可直接用作除磷材料,无需预先烘干处理。     

不同沸石材料对沼液中磷素静态吸附去除

集中型沼液磷含量较高,处理不当极易造成二次污染。为了寻找高效磷吸附基质,以天然斜发沸石(TRF)、微波与氯化钠联合改性沸石(WLF)、CPB改性沸石(CPBF)、微米级(WF)及亚微米级(YWF)2种粉煤灰合成沸石为研究对象,对磷的热力学吸附解吸以及动力学进行研究,并对影响沼液中磷吸附的温度,沸石投加量、pH等因素进行探讨。结果表明,在投加量为10 g/100 mL时,TRF、WLF、CPBF、YWF、WF 5种沸石材料对实际沼液磷去除率分别达到24.24%、22.45%、28.56%、48.63%、40.22%;在15～35℃范围内,温度的升高有利于除CPBF以外的其他4种沸石材料对沼液磷的吸附;在pH从3.5～10.5的变化范围内,YWF、WF对沼液磷的吸附量变化幅度要大于其他沸石材料。与其他3种沸石材料相比,2种粉煤灰合成沸石具有更高的磷吸附量和吸附速率以及更低的解吸率,因此具有较大的沼液除磷优势,是优良的吸附材料。     

粉煤灰对水溶液中磷的吸附性能及机理

以粉煤灰为吸附剂去除溶液中的磷,考察了其吸附除P动力学特征、热力学特征以及溶液初始pH和粉煤灰投加量对吸附除P效果的影响,并对其吸附除P机理做了初步探讨。结果表明,在给定实验条件下,粉煤灰对P具有较好的去除效果,随着初始P浓度从10 mg/L升高到80 mg/L,平衡吸附量为0.46～2.44 mg P/g粉煤灰,吸附效率从92.2%降低至61.1%;对不同浓度的含P溶液,粉煤灰最适用量为0.6～1.5 g粉煤灰/mg P;相同反应条件下,当温度由25℃升高到45℃时,P初始吸附速率提高了3倍;粉煤灰对P的吸附过程能够较好地拟合Langmuir、Freundlich及D-R吸附等温模型,相关系数均在0.98以上。通过对吸附饱和的粉煤灰进行解析实验发现,初始P浓度较低(<50 mg/L)时,以化学吸附为主,而在初始P浓度较高(>80 mg/L)时,则以物理吸附为主。     

镧铝/壳聚糖复合小球对水中磷的吸附及机理

镧铝复合材料对水体中磷有着优良的吸附性能,但其粉末状特性大大限制了其应用前景。利用壳聚糖的可塑性,制备出镧铝/壳聚糖复合小球,并利用环氧氯丙烷和聚乙烯醇提高复合材料的耐酸性,同时研究其对水体中磷的静态批吸附及动态柱吸附行为,最后采用SEM、EDS、XRD和FTIR表征方法观察吸附磷前后的微观结构,阐述吸附机理。结果表明：镧铝/壳聚糖复合小球对磷的最大吸附量达到39.84 mg·g-1;壳聚糖/镧铝质量比为1/10时,复合小球穿透吸附效率随流速提高而下降,BDST模型能够有效地模拟该复合小球对磷的动态吸附过程;壳聚糖/镧铝质量比为1/4的聚乙烯醇改性复合小球较质量比为1/5的更加耐受水流冲击,吸附效果较为稳定;静电作用,离子交换作用,络合作用和La化合物产生的氧空位是镧铝/壳聚糖复合小球吸磷的主要机理。     

几种常见离子对粉煤灰合成沸石除磷效果影响研究

研究了几种常见无机离子(SO2-4、HCO-3、NO-3、SiO2-3、Ca2 、Mg2 )对3种阳离子饱和的粉煤灰合成沸石(Ca沸石、Al沸石和Fe沸石)除磷效果的影响.结果表明,与纯水比较,NO-3和SO2-4的存在能提高沸石的磷去除率;HCO-3对沸石除磷起抑制作用;高浓度的SiO2-3显著提高溶液pH,从而促进Ca沸石的除磷,但抑制Al沸石和Fe沸石的除磷作用;Ca2 的存在能够显著提高沸石的磷去除率;Mg2 能促进Al沸石和Fe沸石除磷,但对Ca沸石除磷有一定抑制作用.     

由粉煤灰合成单一的沸石及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以粉煤厌为原料采用两步法合成了2种单一沸石矿物种的NaA和NaX型沸石,并对产物的结构和性能进行了详细表征.2种沸石产物的吸附性能比较结果表明,NaA型沸石优于NaX型沸石.在静态吸附条件下,研究了NaA型沸石吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的相关参数(溶液pH值、吸附温度和吸附时间),并用Langmuir和Freundlich等温吸附线对吸附结果进行拟和.结果表明:Cr(Ⅵ)的吸附行为符合Langmuir方程;饱和吸附量为47.78 mg/g.NaA型沸石对Cr(Ⅵ)的吸附是物理和化学吸附两种行为共同作用的结果.     

锆改性铝氧化物对水中磷的吸附特性

采用共沉淀法制备锆改性铝氧化物。在研究其对水中磷吸附特性的基础上,结合SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS等表征手段,分析吸附剂的结构组成以及反应前后的表面基团变化,探讨吸附除磷的机理。结果表明：Power动力学模型和Langmuir等温线模型可以很好地描述锆改性铝氧化物对磷的吸附特征;在投加量为0.3 g·L-1、溶液pH为7时,磷的饱和吸附量为76.63 mg·g-1;pH=4~6时,吸附剂除磷效果较好,在偏碱性环境下,磷吸附量明显降低;Cl- 和SiO32-对磷的吸附有较强的抑制作用,且干扰效果随着阴离子浓度的升高而加强。通过材料表征结果可知,吸附剂呈无定型结构,表面含有丰富的羟基。该吸附剂的除磷机制主要为表面络合和离子交换作用。     

改性粉煤灰合成沸石对甲基橙的吸附动力学

以粉煤灰(FA)为原料,采用水热晶化一步法制备了NaP1型沸石(ZFA),对合成产物的结构进行了表征,并采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对其进行改性。通过静态吸附实验,研究了改性后NaP1型沸石(MZFA)对水溶液中甲基橙的吸附特性,从动力学角度探讨了吸附机理。结果表明,在所研究的浓度条件下,改性NaP1型沸石对甲基橙的吸附符合Langmuir等温吸附方程,在25℃时,静态饱和吸附量(Qm)为64.76 mg/g。动力学分析表明,改性NaP1型沸石对溶液中甲基橙的吸附符合准二级动力学模型。     

废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附

利用废玻璃和铝渣制备沸石,进而表征沸石结构特征并研究其对水中Ca2+的吸附性能。采用批式实验考察不同温度下沸石用量、初始pH、振荡频率、接触时间对吸附量的影响,并研究吸附过程热力学、动力学特征。结果表明,吸附量随沸石用量增加而减小、随接触时间延长而增大。初始pH和振荡频率对吸附量影响较显著。温度变化对平衡吸附量影响不大,但升高温度可显著缩短吸附平衡时间。最佳工艺参数为：沸石用量20 g·L-1,初始pH 6~8,振荡频率150 r·min-1,接触时间60 min,此时吸附量约16 mg·g-1。Langmuir等温线最符合沸石吸附水中Ca2+过程,表明该过程是均质单分子层吸附。动力学特征最符合准二级动力学方程,证实该过程主要受离子交换、颗粒外液膜扩散和颗粒内扩散控制。该沸石对水中Ca2+吸附过程是物理吸附和化学吸附并存的自发、吸热、熵增过程。该沸石可较好地去除水中Ca2+,故具有一定软化硬水能力。     

水合氧化铁负载D418树脂对磷的吸附性能研究

摘要利用原位沉淀法将水合氧化铁(HFO)负载于氨基膦酸树脂D418上,制备一种对污水中磷具有良好吸附性能的复合吸附剂(HFO-D418),研究了pH、共存离子对HFO-D418去除水中磷的影响,结合红外光谱对HFO-D418吸附磷的机制进行探讨。结果表明,D418与HFO-D418对磷的吸附均在pH为7.0时达到最佳,最大吸附量分别为9.21、36.12mg/g。共存离子的存在将降低两种吸附剂对磷的吸附量,相比而言,HFO-D418受共存离子的影响较D418小,4种共存离子中,CO_3~(2-)对吸附的影响最大,NO_3~-的影响最小。HFO-D418再生性能优异,以4%(质量分数,下同)NaOH+4%NaCl为解吸剂,经5次再生循环后HFO-D418解吸率仍为80%左右。D418与HFO-D418对磷的吸附过程符合准一级动力学方程,D418离子交换作用及HFO与磷的络合反应、静电吸引是HFO-D418吸附磷的主要作用机制。