改性煤矸石吸附废水中磷酸盐的研究

以煤矸石和氧化钙为原料,通过热碱改性方式,制备改性煤矸石吸附剂(Ca-CG).通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法分析证明了改性煤矸石比表面积增加,在其表面及其内部孔径中成功引入了 Ca2+.试验研究了氧化钙添加量和pH值对磷酸盐吸附的影响.动力学和热力学分析表明:Ca-CG吸附磷酸盐过程符合准二级动力学方程,且该过程是自发进行;在煅烧温度为1 073 K,煤矸石与氧化钙比例为1:0.5条件下,对10 mg/L磷酸盐去除率超过95％.     

改性钢渣除磷试验研究

研究了改性钢渣的吸附除磷效果。试验结果表明，钢渣对废水中的磷的去除率较高，当废水中磷质量浓度为10mg／L，pH值为弱酸或弱碱性条件下，钢渣的用量1g/100mL时，在15min内就可使残留液质量浓度降低到0．1mg／L，远远低于国家排放标准，去除率达到99％以上，对水体富营养化处理具有很重要的意义。     

改性活性炭对废水中甲醛的吸附研究

通过浸渍-焙烧的方法制得铁改性活性炭,并将之应用于废水中甲醛的吸附.分别考察了吸附时间、初始溶液质量浓度、吸附剂投加量对改性活性炭吸附甲醛效果的影响,并研究了铁改性活性炭对甲醛水溶液的等温吸附及动力学.结果表明:在25℃、活性炭投加量为10 g/L、吸附时间为360 min时,铁改性活性炭对甲醛的去除率为91.8％;用准一级、准二级及内扩散动力学模型拟合吸附过程,准二级动力学模型符合该吸附过程;用Langmuir和Freundlich模型描述等温吸附过程,该吸附过程服从Langmuir模型,饱和吸附量为3.396 7mg/g.     

吸附法处理含铬废水的研究

研究了钢渣和改性粉煤灰对六价铬离子的去除效果.研究结果表明,钢渣对六价铬离子的去除效果不是很好.用氢氧化钙对粉煤灰进行高温活化后对六价铬有良好的去除效果.改性粉煤灰对六价铬的去除效果受粉煤灰的加入量、温度、振荡速度和废水初始pH值的影响.应考虑改性粉煤灰在工业上的推广应用.     

改性松木锯末吸附富营养化水体中磷的研究

采用改性松木锯末作为吸附剂,对富营养化水体的模拟水样中的磷进行吸附去除研究。实验结果表明,改性松木锯末对磷的吸附作用主要发生在15 min内,吸附时间超过15 min吸附量趋于平衡状态;p H值由4.0上升到6.0,改性松木锯末对磷的去除率增长较快,由6.0上升到9.0,去除率基本处于稳定状态;磷浓度在0.5~5 mg/L的低浓度范围内,改性松木锯末对磷的去除率均可达到95%以上;改性松木锯末的最佳投加量为0.4 g/L。用Freundlich吸附等温线方程能准确地描述改性松木锯末对磷吸附的特征,吸附等温线方程为q=5.11 C~(1/0.523)。     

改性活性炭纤维吸附炸药废水中TNT实验研究

本文研究了改性活性炭纤维对炸药废水中TNT的吸附行为。研究表明:1 mol/L HNO3改性的活性炭纤维吸附效果最好,其对炸药废水中TNT的最佳吸附条件为:吸附剂用量为0.6 g/25 m L,吸附平衡时间为60 min,升温有利于吸附进行。Langmuir和Freundlich吸附等温线均能较好地描述活性炭纤维对TNT的吸附,吸附动力学分析表明,吸附过程遵循准二级动力学规律。     

Fe(II)-Ce(IV)共沉淀产物对水中As(V)的去除研究

对Fe(III)单独沉淀、Fe(II)单独沉淀、Ce(IV)单独沉淀、Fe(III)-Ce(IV)和Fe(II)-Ce(IV)共沉淀5种制备体系产物去除As(V)性能进行了比较,结果显示Fe(II)-Ce(IV)体系最优.进一步优化评价Fe(II)-Ce(IV)制备体系中铈的加入量.基于经济-性能平衡的考虑,优选得到了Fe(II)-Ce(IV)体系中Ce(IV)加入量为0.03 mol/L的吸附剂Fe(II)-Ce(IV)03(简称FC),其饱和吸附容量达到85 mg/g.动力学测试表明,FC去除As(V)过程符合准二级反应动力学过程.在pH=4～7范围内,吸附容量受pH值影响不明显.对FC材料造粒后的吸附剂颗粒进行再生寿命评价,批量试验结果显示其能够重复利用7次.颗粒柱试验结果表明,在空间流速(SV)分别为10 h-1、20 h-1、30 h-1时,出水砷穿透前(>10 μg/L)分别对应4 000、2 400、2 160倍的倍柱体积处理量.对FC材料进行的表征测试显示,FC呈无定形结构,其质子位密度为9.97个/nm2,质子化常数pK1=3.09,pK2=-10.02.     

改性沸石去除水中氟化物性能研究

以盐酸和氯化铁溶液为活性剂,用高温活化的方法将天然斜发沸石进行改性,对模拟含氟废水进行静态吸附试验,研究改性沸石对水中氟化物的吸附性能,考察了沸石粒径、投加量、吸附时间、pH值、初始质量浓度对氟化物处理效果的影响.结果表明,在活化沸石粒径为0.25～0.38 mm,用量为1.0g/100 mL,不调节酸碱度的条件下,常温下吸附2h,氟化物的去除率可达83％.绘制的吸附等温线较好地符合Langmuir吸附等温方程.     

改性腐殖酸去除水中氟化物性能研究

以腐殖酸(HA)为原材料,通过络合铝离子改性处理,制备了新型除氟吸附剂(HAAl)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线能谱(EDS)对该吸附剂进行了表征,并系统研究了该吸附剂对水中F-的吸附性能。结果表明:在p H值为4~10时HAAl均对水中F-表现出较高的吸附能力,其饱和吸附量为60.606 mg/g,吸附等温线符合Langmuir方程;吸附动力学可用准二级速率方程描述,表现为化学吸附;共存阴离子Cl-、HCO-3和NO-3对氟的吸附影响较小,HAAl吸附剂除氟率可达85.99%,出水氟质量浓度低于国家饮用水标准;此外,HAAl铝不易脱落,具有优良的稳定性。     

CTMAB改性沸石及其对对硝基苯酚吸附效果的研究

为提高沸石对水体中有机污染物的吸附效果,采用酸热活化-十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性沸石,研究了改性沸石吸附对硝基苯酚的能力,探讨了改性条件对沸石吸附能力的影响和改性沸石吸附对硝基苯酚的适宜条件.结果表明,改性溶液中CTMAB的量低于沸石阳离子交换量时,沸石负载表面活性剂的量越大,所得到的有机沸石对对硝基苯酚的吸附能力越强; 改性溶液pH值增大,所获得的有机沸石吸附对硝基苯酚的能力也增强.CTMAB溶液的质量分数为1.1%,改性时间为2 h所制备的有机沸石对对硝基苯酚有较高的去除率.在利用已制备的有机沸石处理污水中对硝基苯酚的实际应用中,有机沸石投加量为25 g/L,对硝基苯酚溶液在pH值为6,振荡50 min的条件下,有机沸石对对硝基苯酚的去除率可达98.3%.     

复合材料静态处理煤矿高浓度含锰废水的研究

针对目前云南省某煤矿排放废水中Mn~(2+)超标的问题,利用一种新型复合材料进行除锰试验.该复合材料是纳米分子筛与硅藻土经合理复配后,掺入复配絮凝荆形成的.试验中优化了不同材料的复合方式、絮凝剂的复配比例与用量.利用复配的多孔材料,对云南某煤矿含有大量悬浮物、Mn~(2+)质量浓度为5.32 mg/L的黑色废水及Mn~(2+)质量浓度为42.mg/L的红褐色废水进行了Mn~(2+)去除效果研究.结果表明,黑色废水中Mn~(2+)去除率达到70%,出水pH值为7.9;红褐色废水中Mn~(2+)去除率达到91.0%,出水pH值为7.1.与此同时,还研究了废水中Fe~(3+)、固体悬浮物(SS)对Mn~(2+)去除效果的影响,废水中Fe~(3+)的存在使pH降低,并与Mn~(2+)产生竞争吸附,对复合材料除锰有不利影响,而SS的存在对Mn~(2+)的去除效果没有显著的影响.     

活化剩余污泥对Pb2+的吸附热力学研究

以城市污水处理厂脱水干污泥为原料,以浓硫酸为活化剂,制备活化剩余污泥吸附剂,采用正交试验法考察了Pb2+初始质量浓度、初始pH值、吸附温度、活化剩余污泥投加量对活化剩余污泥吸附性能的影响.结果表明,活化剩余污泥对Pb2+的最佳吸附条件为pb2+初始质量浓度60 mg/L、初始pH值5、活化剩余污泥投加量100mg、吸附温度288 K,影响从高到低的各因素为Pb2+初始质量浓度、吸附温度、初始pH值、活化剩余污泥投加量.采用Langmuir、Freundlich、D-K-R吸附等温方程对不同温度下的吸附平衡试验数据进行拟合.Langmuir吸附等温方程可以较好地描述活化剩余污泥对pb2+的吸附平衡过程.其吸附过程吉布斯自由能△G为-3.35 ～-0.32 kJ/mol,焓变△H和熵变△S均为负值,表明活化剩余污泥对pb2+的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应.     

不同有机改性黏土对海洋卡盾藻去除作用的研究

为筛选用于赤潮应急治理的高效、低毒除藻剂,研究了不同链长的季鏻盐改性黏土以及相同链长不同取代基团的季铵(鏻)盐改性黏土对海洋卡盾藻的去除作用,同时以斑马鱼和蒙古裸腹溞为对象,评价了筛选的改性黏土的毒性.结果表明,链长为十四烷基的改性黏土的除藻效果最好,其次为十二烷基和十烷基,而十六烷基较差; 季铵(鏻)盐取代基团对改性黏土除藻效果的影响不大.十四烷基三丁基溴化磷改性黏土和双十四烷基二甲基乙基溴化铵改性黏土的除藻效果最好,对海洋卡盾藻的120 h半抑制质量浓度分别为6.11 mg/L和6.13 mg/L.毒性试验表明,这2种改性黏土对斑马鱼的毒性均较低,质量浓度为10～100 mg/L时,96 h后斑马鱼的存活率均为100%.改性黏土对蒙古裸腹溞有一定毒性,其中十四烷基三丁基溴化磷改性黏土24 h的LC50远超过100 mg/L,双十四烷基二甲基乙基溴化铵改性黏土的LC50为9.37 mg/L.因此,十四烷基三丁基溴化磷改性黏土的毒性更低,可作为赤潮治理的潜在除藻剂.     

改性沸石吸附氨氮及电化学再生研究

研究了改性沸石对氨氮的吸附效能、动力学机制以及电化学再生效果。间歇和连续试验结果表明:沸石经改性后,能高效去除水中的氨氮,其吸附等温式更符合Langmuir模型,沸石、改性沸石的饱和吸附量分别为8.09 mg/g和13.55 mg/g,沸石的钠型改性能显著提高吸附容量约40.3%;颗粒内扩散是改性沸石吸附氨氮的控制性步骤,可以利用Vermeulen的内扩散模型进行描述;利用电化学再生吸附饱和后的沸石,再生液为NaCl溶液,阳极涂覆RuO2-Ti,再生时间为3h,可高效地再生沸石,无二次污染物排出,对环境冲击较小。     

活性污泥吸附预处理腈纶废水的机理研究

以活性污泥作为吸附材料,研究了其对腈纶废水COD的吸附特征。结果表明,活性污泥可吸附腈纶废水中的COD,吸附量可达135 mg/g。伪二级动力学方程能很好地描述活性污泥对腈纶废水中的COD的吸附过程,模型计算出的二级吸附速率常数(k2)为2.3×10-4g/(mg·min);Langmuir方程最适合描述该吸附过程,决定系数在0.96以上。从活性污泥吸附前后腈纶废水中的有机物相对分子质量分级结果可以看出,活性污泥对大分子(30 k Da)有机物有较好的去除,污泥的电镜照片也证明了该点。研究表明,活性污泥吸附可去除腈纶废水中的悬浮物和胶体物,是有效的腈纶废水预处理方法。     

周期换向电凝聚法处理黄连素模拟制药废水研究

为了降低能耗和解决极板钝化问题,以铝板和铁板为反应电极,与周期换向电源装置组成无隔膜体系,以黄连素模拟废水为处理对象,对周期换向电凝聚法处理制药废水进行试验研究.结果表明,反应电压、换向周期、极板间距、电解质浓度及搅拌速度对处理效果都有较大影响.在反应电压为6V,换向周期为10 s,极板间距为0.3～0.6 cm,电解质Na2SO4浓度为0.015 mol/L,搅拌速度为750 r/min,初始pH值为3～ 10的条件下,质量浓度为800 mg/L的模拟制药废水反应60 min,黄连素去除率可达99.11％.研究表明,周期换向电凝聚法处理黄连素模拟制药废水具有技术可行性.通过对反应机理初步分析,推断模拟废水中大部分黄连素分子是通过气体气浮作用和金属离子絮凝作用直接去除,部分黄连素分子由氯离子在反应过程中形成的中间产物及羟基自由基氧化作用去除.     

城市污水中多环芳烃的吸附去除特性研究

以城市污水中3种典型多环芳烃( PAHs)-萘、菲、芘为对象,以无机颗粒(石英砂、高岭土、黄士)和活性污泥为吸附剂,研究了在污水处理过程中PAHs的吸附去除特性及其影响因素.结果表明,无机颗粒物对PAHs的作用以单分子层吸附为主,符合Langmuir吸附等温式,随着温度的升高吸附能力降低,具有放热反应的特征;活性污泥对PAHs的作用以多分子层吸附为主,符合Freundlich吸附等温式,随着温度升高吸附能力增强,具有吸热反应的特征.活性污泥对PAHs的吸附能力高于无机颗粒.PAHs的吸附去除性质与其辛醇/水分配系数密切相关,并存在相互间的竞争吸附.在pH =6.0～ 8.0的范围内,pH值对PAHs吸附效果的影响不明显.     

褐煤对废水中酸性红B的结合吸附作用研究

将褐煤样品加入含染料酸性红B的模拟废水中并加碱,褐煤中的腐殖酸溶解,而后加盐酸使腐殖酸絮凝.利用溶解的腐殖酸结合与褐煤颗粒表面的吸附作用,达到去除废水中该染料的目的.结果显示,褐煤对酸性红B具有很好地去除效果,但受到作用时间、溶液pH值、离子强度等因素的影响.要达到最佳去除效果,结合过程最少需要120 min,吸附过程需要480 min.初始质量浓度越高,废水中酸性红B的去除率越低,但当初始质量浓度在250 ～ 500 mg/L时,去除率最小,但变化不大.结合过程pH值升高与吸附过程pH值降低均有利于该染料的去除.褐煤投加量增加,去除率提高,当初始质量浓度为250mg/L,褐煤投加量达到4mg/mL时的去除率达99％.离子强度的增加有利于褐煤对酸性红B的去除作用.     

颗粒活性炭的制备及其PSA分离CH4/N2的性能

以无烟煤为原料,煤焦油为黏结剂,采用预氧化-炭化-水蒸气活化法制备了变压吸附(PSA)分离甲烷/氮气(CH4/N2)用的颗粒活性炭( GAC).系统研究了炭化和活化制备条件对GAC的PSA分离效果的影响.结果表明,GAC分离CH4/N2是基于平衡分离效应.在炭化温度500～ 600℃,炭化时间1～3h,活化温度800～950℃,活化时间2～4h,水蒸气流速5～7 mL/min条件下制备的GAC能够将CH4/N2中的CH4体积分数较原料气提高20％以上;其中,在炭化温度600℃,炭化时间2.5h,活化温度900℃,活化时间2h,水蒸气流速5mL/min的条件下制备的GAC能够将CH4体积分数较原料气提高36.6％.     

改进型地下渗滤系统在污水脱氮中的应用

为缩短启动时间,提高脱氮效果,通过添加自制生物制剂(由原土、活性污泥、草炭、鸡粪、炉渣等按比例配成)的方法对地下渗滤工艺加以改进,并对改进型地下渗滤系统的启动、微生物种群分布、脱氮效果以及运行情况进行了试验研究.结果表明:进水水力负荷6.5cm·d-1、COD的污染负荷300mg·L-1时,改进型地下渗滤系统22～25d即可完成启动过程;氨化、硝化以及反硝化细菌在进、出水口分布均匀,活性强;水力负荷4.0～8.1 cm·d-1,进水NH3-N、TN质量浓度分别为92～103 mg·L-1、108～122mg·L-1时,NH3-N的去除率96.3%～97.4%,总氮的去除率88.5%～89.8%,改进后系统处理污水的最佳水力负荷为8.1 cm·d-1.