碱热改性粉煤灰对含氟废水的吸附性能研究

在碱性条件下,利用水热法制备改性粉煤灰,用于去除废水中的氟离子。采用XRD和SEM对碱热改性前后的粉煤灰进行表征,对比了改性前后粉煤灰对模拟废水中氟离子的吸附性能,并研究了改性粉煤灰投加量、初始pH值和反应温度对吸附性能的影响。结果表明,粉煤灰碱热后改性表面吸附位点增多且孔隙增加,吸附潜力明显提升。当改性粉煤灰投加量为2 g/L、废水初始pH值为7.6、反应温度20℃时,氟离子的去除率高达94.7%。反应在60 min达到吸附平衡,该吸附反应是一个吸热过程。碱热改性的粉煤灰处理含氟废水不存在二次污染风险。     

改性底泥吸附模拟废水中Mn~(2+)影响因素的研究

制备高温焙烧改性底泥作为吸附剂,采用静态吸附试验来研究其吸附废水中重金属Mn~(2+)的效果。分别对高温焙烧改性底泥吸附重金属Mn~(2+)的影响因素(Mn~(2+)的质量浓度、吸附时间、p H、吸附剂的投加量)及吸附动力学进行研究。结果表明:改性底泥吸附Mn~(2+)的浓度为10 mg/L、平衡时间为130 min、p H为中性偏酸(范围4~7)、投加量为30 g/L时效果最佳,并对数据进行拟合且符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但拟合效果更好地符合Freundlich吸附等温方程。在高温焙烧改性底泥对Mn~(2+)的吸附阶段用伪一级吸附动力学方程和伪二级吸附动力学方程进行拟合,其结果表明吸附过程更好地遵循伪二级吸附动力学方程,表明以化学吸附为主,对Mn~(2+)的平衡吸附量为11.560 7 mg/g。     

活性氧化铝对矿井水除氟性能的试验研究

为了促进活性氧化铝在矿井水除氟工艺中的有效应用,分析了活性氧化铝粒径、pH、吸附时间、填充量、流速和再生次数对除氟性能的影响。结果表明:对于1～2 mm,2～3 mm、3～5 mm三种粒径的活性氧化铝,粒径1～2 mm的活性氧化铝除氟率最高,可以达到85%;选用1～2 mm活性氧化铝进行连续吸附试验,在pH 5～6的条件下,除氟率达到最大值88%;除氟率随吸附时间的延长而呈下降趋势,当吸附时间达到48 h后,除氟率下降显著;填充量的提高可以在较长吸附时间内保持较高的除氟效果,而滤速的提高会导致除氟率的下降;活性氧化铝的除氟能力会随着再生次数的增加而降低,经过5次再生后连续吸附60 h的除氟率相比未再生的活性氧化铝下降5%。     

改性粉煤灰超声辅助吸附低浓度氨氮废水的研究

将改性粉煤灰应用于氨氮废水中,考察改性粉煤灰的吸附方式、超声功率、吸附时间、吸附剂投加量、吸附剂粒度和溶液p H值对氨氮去除率的影响。结果表明:(1)适宜功率的超声辅助有利于氨氮吸附过程的进行;(2)在pH值为5、浓度100 mg/L的氨氮废水中,投加180目的粉煤灰10 g,240 W超声功率下吸附5 h,氨氮的去除率可达90.7%。     

吸附-超滤工艺用于饮用水除氟的试验研究

采用吸附-超滤工艺进行饮用水除氟的试验研究,试验在恒流条件下进行,重点考察吸附剂粒径、膜区曝气量和回流量对除氟效果和膜污染的影响. 结果表明,粉末状的活性氧化铝较颗粒状吸附容量有了很大的提高. 在膜通量为150 mL/min,反冲周期为6 h,反冲时间为2 min,反冲流量为150 mL/min,原水ρ(氟)为2 mg/L,活性氧化铝投加量为0.1 g/L的条件下,选取活性氧化铝粒径为0.050～0.074 mm,膜区不曝气,沉淀区与反应区间的回流比为0.5(对应的回流量为4.5 　L/h),可获得较好的除氟效果,并能有效地控制膜污染,使该系统在一定时间内稳定运行.      

壳聚糖混凝剂除氟的研究

合成了壳聚糖和丙烯酰胺改性壳聚糖两种高分子混凝剂,并以NaF溶液为研究对象,考察了两种壳聚糖混凝剂投加量、pH值、接触时间及温度对除氟性能的影响.实验结果表明:丙烯酰胺改性壳聚糖的除氟效果优于未改性的壳聚糖;随着两种混凝剂投量的增加,除氟效率增大,当剂量分别大于50 mg/L和60 mg/L时,除氟效率趋于稳定;壳聚糖与改性壳聚糖混凝剂分别在pH值为6.2和5.4时,获得了最佳的除氟效果;接触时间小于12 min时,随着接触时间延长,除氟效率快速增加,大于20 min时,除氟率趋于稳定;混凝温度升高有利于提高除氟率,两种混凝剂在25℃即达到最大除氟率.     

镧改性粉煤灰合成沸石的同步脱氨除磷研究

以火电厂固废粉煤灰为主要原料,采用改良水热法研制合成了低成本的P型沸石,对其进行了稀土镧改性处理,以强化其脱氮除磷能力.实验研究了改性镧离子浓度、投加量、pH值对同步去除氨氮和磷的影响;运用XRD和SEM分析技术对合成沸石进行了表征.结果表明,在改性镧离子浓度0.5%、pH值为4~8、投加量为10g/L时,改性后的合成沸石对氨氮和磷的去除率分别达到90%,95%以上.改性后的合成沸石对氨氮及磷的吸附动力学数据符合伪二级方程.Langmuir方程能更好地描述氨氮及磷在改性合成沸石上的等温吸附行为,氨氮和磷的Langmuir最大吸附量分别为3.94,1.65mg/g.     

活化赤泥除氟剂的制备及除氟性能试验研究

分别采用(NH4)2HPO4,NH4HCO3,NaHCO3等对赤泥进行活化处理,并制备成球形颗粒,同时研究了活化剂浓度、焙烧温度、焙烧时间等对赤泥除氟剂吸附性能的影响。结果表明：在活化剂质量浓度为10%左右、焙烧温度500℃,焙烧时间2 h时制备的除氟剂具有较好的除氟效果,且采用(NH4)2HPO4,NH4HCO3,NaHCO3对赤泥进行活化处理制备的除氟剂能分别使溶液中氟离子的质量浓度从19 mg/L分别降低到0.085,0.13及0.19 mg/L,相应地除氟剂的吸附容量均达0.94 mg/g以上。     

改性废砖对氟的吸附性能研究

以将废砖作为除氟吸附剂材料为目的,对废砖采用不同的方法进行改性,采用单因素分析法,实验研究了不同改性方法、pH值、温度、时间、吸附剂用量等影响因素对改性废砖吸附废水中氟的性能影响,并实验考察了改性废砖对氟的等温吸附模型。结果表明:相同实验条件下,铝改性废砖对氟的去除率更高;pH在1~3之间,Al-废砖与氟的投加质量比率为110∶1时,Al-废砖对氟的去除率高;升高温度可以提高Al-废砖对氟的吸附性能,且吸附反应在进行20 min后基本达到平衡;在25℃,pH=2,投加比例为110∶1的条件下,Al-废砖对氟的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附容量为9.72 mg/g。     

氧化锰改性活性炭的优化制备及其对Cd(Ⅱ)的吸附研究

采用浸渍焙烧法制备了活性炭负载氧化锰的除镉(Cd(Ⅱ))吸附剂,通过L_9(3~4)正交试验确定最优制备条件如下:浸渍时间7 h,KMnO_4质量分数2.7%,焙烧温度470℃,焙烧时间2.5 h。通过BET、SEM、FTIR、XRD对改性活性炭(MOAC)进行表征,研究了pH值、吸附时间、初始浓度、吸附温度等对Cd(Ⅱ)吸附效果的影响。结果表明:MOAC表面烃基含氧官能团增多,氧化锰以MnO_2的形式负载到其表面;当MOAC的投加量为0.5 g/L,Cd(Ⅱ)的初始浓度为50 mg/L,溶液pH值为6.0,温度为298 K,吸附时间为12 h时,MOAC对Cd(Ⅱ)的吸附量高达84.15 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,热力学参数表明该吸附过程为放热、自发的过程。     

腐殖质吸附重金属钼(MoO_4~(2-))的性能研究

模拟研究了腐殖质对含钼废水中钼(Mo O2-4)的吸附作用。分别考察了p H值、时间、温度和吸附剂投加量,以及竞争离子对吸附过程的影响,并应用热力学和动力学方法对吸附机理进行研究。结果表明:腐殖质在p H30 min,投加量为1 g,温度为25~30℃时,钼去除率至少达到90%。在最佳条件下,平衡吸附量可达1.014 mg/g。PO3-4对Mo O2-4的吸附表现了较强的竞争性,去除率从90%以上降低至60%左右,而SO2-4和Si O4-4对Mo O2-4的去除率没有显著影响。腐殖质吸附Mo O2-4符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学符合准二级动力学模型。腐殖质吸附钼属于化学吸附,受化学反应控制。结论表明,腐殖质在含钼废水治理领域具有良好的应用前景。     

载镁活化天然沸石处理高氟水实验研究

为了提高沸石对氟的吸附能力,采用氯化镁对活化天然沸石进行改性,分析了除氟剂的性能,确定了除氟剂改性的最佳条件:10%氯化镁溶液,固液比1∶4,pH=7.0,室温以300 r/min的速度振荡改性3h。最佳除氟条件:pH=7.0,室温以300 r/min的速度搅拌反应1.5 h。吸附剂对F-的吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温线方程,由D-R模型拟合可知,除氟剂对氟的吸附为物理吸附过程。在最佳反应条件下,水样中氟浓度由2 mg/L降低到0.78 mg/L,符合GB5949-2006《生活饮用水卫生标准》(≤1 mg/L)。     

天然活化沸石负载壳聚糖对高氟水的处理

为提高天然沸石对氟的吸附能力,采用活化天然沸石负载壳聚糖改性处理,研究了除氟剂的性能,确定了除氟剂的最佳改性条件:2.0%冰醋酸溶液,壳聚糖浓度为0.05 g/mL,壳聚糖:沸石(质量比)=0.07,室温下改性5 min。最适除氟条件:pH=6.0,粒径1~2 mm,100 r/min的速度搅拌反应50 min,静置0 min。吸附剂对F-的吸附过程符合Langmuir吸附等温线,对氟离子的饱和吸附容量为10.63 mg/g。     

类水滑石Mg/Zn/Al焙烧产物对高氯酸盐的吸附

利用类水滑石Mg/Zn/Al的焙烧产物对ClO-4进行吸附性能研究,通过类水滑石表面结构X射线衍射分析并探讨其吸附等温、动力学模型,并研究了焙烧温度、Mg/Zn/Al质量比、溶液pH值、吸附时间及吸附剂投加量等因素对类水滑石Mg/Zn/Al吸附ClO-4的性能影响.结果表明在500℃下焙烧4 h,Mg/Zn/Al质量比为2∶1∶1的类水滑石对ClO-4去除效果较好,吸附容量最大且对溶液pH值有较好的适用范围.经500℃焙烧的类水滑石吸附ClO-4的动力学拟合结果符合二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir及Freundlich吸附等温模型.     

鸟粪石沉淀法处理鸡粪发酵沼液的试验研究

鉴于北京某养鸡场鸡粪发酵沼液氨氮浓度高的特点,采用了鸟粪石沉淀法对其进行处理。采用单因素和响应面实验的方式优化反应条件。通过单因素实验确定p H=10.0~10.5,n(Mg2+)∶n(NH+4)∶n(PO3-4)=1.3∶1∶1.1,反应时间为20 min,转速为300 r/min时,氨氮去除率最高,达到75.79%,通过响应面实验对所得最佳反应条件进一步优化,得出当p H=10.57,n(Mg2+)∶n(NH+4)∶n(PO3-4)=1.27∶1∶1.12时,氨氮去除率为75.81%。SEM及XRD分析表明沉淀主要成分为磷酸铵镁。     

Mg/Al LDH对UO22+的高效吸附研究

由于放射性污染物的不合理处置及核泄漏事件的发生,对生态环境和人类健康造成了严重危害.本研究采用共沉淀法制备了不同Mg/Al比(物质的量比)的Mg/Al LDH(层状双氢氧化物),研究其对UO_2~(2+)的吸附行为.同时,考察了吸附剂投加量、p H、吸附时间、初始浓度对吸附的影响,并采用XRD、FTIR、SEM、XPS等技术对吸附前后LDH材料进行表征与分析.结果表明:Mg/Al比为2∶1的Mg/Al LDH对UO_2~(2+)吸附效果要比Mg/Al比为4∶1的Mg/Al LDH好,Mg/Al比为2∶1和4∶1的Mg/Al LDH对UO_2~(2+)吸附容量分别为301.28和263.85 mg·g-1,对UO_2~(2+)具有优良的吸附性能,可以作为高浓度放射性污染废水的吸附材料和核泄漏事件的应急吸附材料.Mg/Al LDH对UO_2~(2+)的吸附更符合Langmuir等温吸附模型和Pseudo-second-order动力学模型.吸附后Mg/Al LDH的Mg/Al比降低,Mg/Al LDH对UO_2~(2+)的吸附机理是UO_2~(2+)与材料中氢氧根、碳酸根相互作用,形成三元的络合物而被去除.     

高效异养硝化细菌Alcaligenes faecalis Ni3-1的分离及其脱氨特性研究

从生活排污渠中分离筛选出高效异养硝化菌株Ni3-1,通过形态和16S r DNA序列分析,初步鉴定为Alcaligenes faecalis。脱氨特性研究表明:Ni3-1的异养硝化作用主要发生在指数期;碳源对菌株脱氨效果影响较大,柠檬酸三钠和丁二酸钠为最佳碳源;在氨氮为10~1 000 mg/L时,Ni3-1均表现出较高的脱氨能力;Ni3-1适应能力较强,温度为25~35℃,p H为6~9,C/N为10~15时,24 h氨氮去除率均达95%以上。将Ni3-1用于处理高氨氮猪场废水,48 h氨氮去除率可达93.2%,且未检测到亚硝态氮和硝态氮的积累。总体而言,菌株Ni3-1在脱氨效率和适应能力方面具有明显优势,在污水脱氮处理中具有一定的开发利用价值。     

磁性Mg/Al-LDHs制备条件对其吸附除磷性能的影响

为提高粉末状水滑石吸附剂的工程应用性,采用共沉淀法制备了磁性Mg/Al水滑石(Layered Double Hydroxides,LDHs).结合XRD、FTIR、SEM及VSM等材料表征结果,考察了制备条件(磁基质投加量、金属物质的量比和层间阴离子)对其吸附除磷性能、磁学性能及结构特征的影响.结果表明,在Fe_3O_4与Mg~(2+)物质的量比为0.02、Mg/Al物质的量比为2∶1和层间阴离子为Cl~-/OH~-的条件下制备出的磁性Mg/Al-LDHs对TP吸附性能最好,平衡吸附量可达49.60 mg·g~(-1);比饱和磁化强度为2.78 emu·g~(-1),能够实现吸附剂的快速高效磁分离回收.层间阴离子种类对水滑石焙烧前后吸附除磷性能有一定的影响:经高温焙烧后,层间含有CO■的水滑石吸磷能力虽有所提高,但仍低于无CO■型LDHs.因此,在水滑石制备过程中避免使用碳酸盐作为共沉碱原料,这样无需焙烧即可获得较高吸磷能力的吸附剂.     

市政污泥生物碳对重金属的吸附特性

采用市政污泥在300℃缺氧条件下制得污泥生物碳,研究了污泥生物碳添加量、溶液pH及吸附反应时间对溶液中Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附效果的影响,并分析了各因素影响机制及污泥生物碳对重金属的吸附机理. 结果表明,污泥生物碳对溶液中重金属的去除率与重金属水合离子半径呈负相关,随着污泥生物碳添加量的增加,溶液中重金属的去除率不断增加,但单位吸附量总体上呈下降趋势. 重金属吸附量随溶液pH的增加而增大,当溶液初始pH为6.00时,污泥生物碳对溶液中Pb2+、Cu2+和Zn2+的吸附量最大,分别达42.941、25.769和12.484mg/g. 伪二级动力学方程可有效描述溶液中重金属离子在生物碳上的吸附过程,重金属在污泥生物碳表面的吸附主要受化学反应控制,Pb2+、Cu2+和Zn2+的平衡吸附量分别为39.747、6.849和10.004mg/g,达到吸附平衡的时间为Pb2+＞Zn2+＞Cu2+.      

壳聚糖插层累托石的研制及对Cu2+的吸附

以钙基累托石原料制备壳聚糖插层累托石复合吸附剂,并通过红外光谱对其结果进行了表征.研究了复合吸附剂对Cu<'2+>的吸附,分别讨论了复合吸附剂的不同配比、搅拌时间、pH值、投加量和温度对吸附效果的影响.结果表明:当壳聚糖/累托石复合吸附剂1:3的配比,pH 6,吸附时间为30 min,投加量为0.75 g/L和温度为3...