一种改性柱撑蒙脱石的制备及其对废水中SO2-4吸附效率研究

蒙脱石具有较大的比表面积和阳离子交换容量,吸附性能较好.但其不能有效地吸附疏水性物质,应用中常将一些聚合羟基金属阳离子引入到蒙脱石层间制成柱撑蒙脱石以提高其孔道特性和热稳定性.为了进一步提高其吸附效率,在柱撑蒙脱石中加入了物料A,高温焙烧,对其进行了一系列的改性,并确定了改性条件,制备了一种新型的SO2-4高效吸附剂,并应用于煤矿矿井废水的治理,改性后的吸附剂较柱撑蒙脱石对水中SO2-4的吸附率提高了54.6%.最佳焙烧温度为800℃,焙烧时间为4 h,焙烧的最佳物料配比为1:4.     

羟基铁柱撑蒙脱石同时吸附水溶液中Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的研究

为同时去除水溶液中的Cd（Ⅱ）和As（Ⅴ），采用羟基铁柱撑改性获得改性蒙脱石，并深入研究了其吸附性能和吸附机理.同时，采用BET比表面积、SEM、XRD和XPS等手段分析了改性前后蒙脱石的结构特征；采用批实验分别研究了改性蒙脱石对水体中Cd（Ⅱ）和As（Ⅴ）的吸附动力学和热力学特征，并探讨了Cd（Ⅱ）-As（Ⅴ）复合体系中镉、砷相互作用对改性蒙脱石等温吸附镉、砷的影响.结果表明，改性蒙脱石的比表面积较改性前增加了28.2%，XPS测试结果表明改性蒙脱石成功引入羟基铁.改性蒙脱石单一吸附Cd（Ⅱ）和As（Ⅴ）的最优初始pH分别为6.5和5.5，且25℃时分别在10 h和5 h内达到吸附平衡，吸附过程均符合准二级动力学方程；Langmuir等温吸附模型能更好地描述改性蒙脱石对Cd（Ⅱ）的吸附，最大吸附量为21.36 mg·g^-1，该吸附过程是离子交换和化学络合共同作用的结果；Freundlich等温吸附模型能更好地解释改性蒙脱石对As（Ⅴ）的吸附，最大吸附量为11.45 mg·g^-1，该吸附过程是化学络合作用的结果（改性剂投加量均为2 g·L^-1）.在Cd（Ⅱ）-As（Ⅴ）复合体系中，镉、砷之间存在相互作用，pH为5.5时，吸附量高于改性蒙脱石对单一Cd（Ⅱ）和As（Ⅴ）的吸附量，分别增加了14.4%和23.7%，表明合成的羟基铁柱撑蒙脱石对镉、砷复合污染农田具有同时去除Cd（Ⅱ）和As（Ⅴ）的修复潜力.     

羟基Fe、Al柱撑蒙脱石对庆大霉素的吸附行为

以蒙脱石(Mont)为原料,在不同OH/Fe物质的量比(x)和Fe/Al物质的量比(y)柱撑条件下制备出系列羟基铁(xOH/Fe-Mont)、羟基铝(OH/Al-Mont)和羟基铁铝(yFe/Al-Mont)柱撑蒙脱石,采用XRD和FT-IR对柱撑蒙脱石进行表征,并研究了柱撑改性对蒙脱石对庆大霉素(Gen)吸附行为的影响.结果表明:柱撑蒙脱石对Gen吸附量显著提高,且Mont(42.83mg/g) << OH/Al-Mont(63.50mg/g) < 1.5OH/Fe-Mont(70.50mg/g) << 0.025Fe/Al-Mont(87.20mg/g),吸附Gen最佳pH值为9.等温吸附适于采用Freundlich方程拟合,吸附动力学符合伪二级动力学方程,吸附3h可超过平衡吸附量的80%.XRD分析表明,羟基铁和羟基铝主导柱撑(y≤0.5)蒙脱石层间距扩增是吸附量增加的主要原因,而yFe/Al-Mont中y≥1.0时,层间距并不是吸附量变化的的主导机制;FT-IR分析表明阳离子交换是Gen和铝离子进入蒙脱石的主导机制.     

无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学与动力学特征研究

研究了无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学特征,Freundlich和Langmuir等温方程都能较好地描述吸附曲线,所以其吸附机理主要以表面吸附为主;在对硝基苯酚的平衡吸附过程中,焓变ΔH绝对值小于30KJ/mol,表明吸附过程中可能同时存在疏水键力、偶极间力、氢键力、范德华力的作用。比较研究了对硝基苯酚在无机-有机柱撑蒙脱石上吸附的四种动力学模型,在吸附进行前30min,一级动力学方程最为理想,根据其相关系数可以求得各实验温度下的表观吸附速率常数Kd和吸附活化能Ea。     

ABR反应器中COD/SO_4~(2-)值和硫酸盐负荷对SO_4~(2-)去除影响

利用厌氧折流板反应器,分别考察了反应器启动,及不同COD/SO42-比值和硫酸盐负荷对模拟废水中SO42-去除的影响。实验在(32±0.1)℃,pH为6.0⁶.5的条件下连续运行。结果表明:ABR经过约90 d的启动驯化阶段后,进水硫酸盐及COD浓度分别为1 500 mg/L和3 000 mg/L,水力停留时间为12 h条件下,硫酸盐去除率达到了92%。固定COD/SO42-比值为2.5时,随着进水SO42-浓度的增加(1 5006.5的条件下连续运行。结果表明:ABR经过约90 d的启动驯化阶段后,进水硫酸盐及COD浓度分别为1 500 mg/L和3 000 mg/L,水力停留时间为12 h条件下,硫酸盐去除率达到了92%。固定COD/SO42-比值为2.5时,随着进水SO42-浓度的增加(1 500³ 500 mg/L),SO42-去除率逐渐下降,最低为60%,相反SO42-去除速率随着硫酸盐浓度的增加而增加,最大为7.98 kg(/m3.d);维持恒定的硫酸盐浓度(1 500 mg/L),逐渐缩短水力停留时间以提高反应器中硫酸盐负荷,SO42-去除率呈现先上升后下降的复杂变化趋势,当水力停留时间为6 h时,SO42-去除率达到最大;随着COD/SO42-比值的提高,硫酸盐去除能力增强,且反应体系对硫酸盐负荷的耐受能力也逐渐增强。     

铝钛柱撑系列改性膨润土处理含铬废水的应用研究

以钠基膨润土为原料,制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑系列改性膨润土,比较了膨润土原土及铝钛无机有机柱撑改性膨润土处理含铬废水的性能,探讨了改性膨润土用量、pH值、搅拌时间等因素对膨润土吸附Cr(Ⅵ)实验的影响。结果表明:有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果明显好于原土;膨润土用量、废水的pH对Cr(Ⅵ)的吸附效率影响很大;在无机柱撑改性中,当pH为4,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到66 5%;在有机柱撑改性中,当pH为5,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到94 6%;铝钛无机、有机柱撑改性膨润土对铬离子水样处理的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量和Langmuir常数分别为9 823,8 790mg g和4 5167,4 327。      

3-氨丙基三乙氧基硅烷改性蒙脱石的表征及其对Sr(Ⅱ)的吸附研究

3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为偶联剂在粘土功能化方面具有特殊的研究意义.因此,本文采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及红外光谱(FTIR)等方法对不同离子交换容量(1.0CEC、1.5CEC、2.0CEC、2.5CEC、3.0CEC、4.0CEC)的APTES改性蒙脱石(APTES-Mt)的结构及表面进行表征与分析,同时对Sr(Ⅱ)的吸附性能进行了研究.结果表明,改性蒙脱石对Sr(Ⅱ)的吸附平衡时间为24h,吸附量随溶液pH(1.0～10.0)的增大而增强,且改性蒙脱石的吸附量是原始蒙脱石吸附量的3倍.改性蒙脱石对Sr(Ⅱ)的吸附作用较强,吸附后的Sr(Ⅱ)不易从材料中解吸出来.XRD、SEM和FTIR等分析结果显示,APTES已经成功插入层间,改性蒙脱石对Sr(Ⅱ)的吸附机理主要为配位吸附.     

钛柱撑膨润土吸附水溶液中微量Cr(VI)研究

针对水中微量Cr(VI)的吸附脱除问题,以河北灵寿县膨润土制备的钛柱撑膨润土为吸附剂,进行了25℃条件下对水溶液中微量C(rVI)脱除的试验,测得了被吸附物浓度、吸附时间,吸附剂用量对吸附过程的影响,得出钛柱撑膨润土具有优越的吸附性能。此外还测定了钛柱撑膨润土对C(rVI)吸附的等温线,探讨了C(rVI)的吸附机理,钛柱撑膨润土对C(rVI)的吸附包括表面物理吸附和层间离子化学吸附。     

钛柱撑膨润土吸附水溶液中微量Cr(Ⅵ)研究

针对水中微量Cr(Ⅵ)的吸附脱除问题,以河北灵寿县膨润土制备的钛柱撑膨润土为吸附剂,进行了25℃条件下对水溶液中微量Cr(Ⅵ)脱除的试验,测得了被吸附物浓度、吸附时间,吸附剂用量对吸附过程的影响,得出钛柱撑膨润土具有优越的吸附性能.此外还测定了钛柱撑膨润土对Cr(Ⅵ)吸附的等温线,探讨了Cr(Ⅵ)的吸附机理,钛柱撑膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附包括表面物理吸附和层间离子化学吸附.     

改性稻壳吸附柱处理亚甲基蓝废水试验研究

研究改性稻壳吸附柱对亚甲基蓝模拟废水的动态吸附。以改性稻壳为填料,分别填入4、6、8 cm高的改性稻壳,通以亚甲基蓝模拟废水,探究流速、废水浓度、吸附柱高、吸附剂粒径等因素对亚甲基蓝模拟废水动态吸附的影响。穿透时间(ta)和耗竭时间(tb)随填料高度(h)的关系分别为:ta=47.75 h-95.16(R2=0.994),tb=62.5 h+161.6(R2=0.999)。研究表明,曲线拟合后计算出6 cm高吸附柱在流速3m L/min时的吸附容量为106.45 mg;改性稻壳对亚甲基蓝模拟废水的吸附能较好地符合博哈特(Bohart)和亚当斯(Adams)方程式。     

无机离子SO_4~(2-)对小麦幼苗积累稀土的影响

采用ＭＩＮＴＥＱＡ 程序计算出在无机离子ＳＯ２－４ 存在下，轻（Ｌａ）、中（Ｇｄ）、重（Ｙ）３ 种稀土元素在溶液中的形态分布．研究了在水培条件下ＳＯ２－４ 对３种稀土元素在小麦幼苗根、茎和叶部的积累规律．热力学实验表明，小麦幼苗在加ＳＯ２－４ 的稀土元素溶液中培养３０ｄ 后，小麦根部对Ｌａ、Ｇｄ 的积累受抑制，而对Ｙ的积累却明显提高；加入ＳＯ２－４ 后茎叶部对Ｌａ、Ｙ积累值改变不明显，但对Ｇｄ的积累有所增加．生长动态实验表明，在ＳＯ２－４ 存在下，小麦幼苗根部对稀土的积累随时间增加而增加，其积累值符合线性递增函数方程，相关系数ｒ＞ ０．９４；而茎叶部最初积累能力较强，ＳＯ２－４ 的加入对小麦植株动态吸收稀土规律无明显影响．     

产酸脱硫反应器中COD/SO_4~(2-)比制约的群落生态演替规律

通过产酸脱硫反应器的动态试验和配套的静态试验 ,考察致变因子COD/SO2 - 4比制约的乙酸型顶极群落的结构、优势种群的组成和生态演替的规律 ;阐明乙酸型代谢和乙酸型顶极群落是产酸脱硫生态系统的典型特征 ;揭示乙酸型顶极群落内平衡与反馈调节的生理代谢机制 ,并以因变因子 pH值、氧化还原电位和碱度来表征生态演替过程中优势种群的三维实现生态位     

TiO_2-SO_4~(2-)/Glass光催化降解甲基橙溶液的方法

研究以平玻璃和毛玻璃为载体,用Sol gel法制备附载型TiO2/Glass光催化剂,并用H2SO4溶液浸泡制得TiO2 SO2-4/Glass光催化剂。考察了光催化剂对甲基橙溶液的光催化性能。结果表明:平玻璃附载TiO2的光催化活性低于毛玻璃附载TiO2的光催化活性。且毛玻璃附载TiO2经连续6次使用后光催化活性基本不变。毛玻璃附载TiO2经H2SO4溶液处理后光催化活性明显升高。     

COD/SO42-对硫酸盐有机废水处理效率的影响

以人工配制的含硫酸盐有机废水作为原水,研究不同COD/SO42-值下厌氧折流板反应器(ABR)处理含硫酸盐有机废水去除率.试验结果表明:当COD/SO42-＜14.8时COD的去除率可达95%,SO42-的去除率在86%～96%之间;当COD/SO42-在14.8～4.0之间时,COD的去除率有所下降但仍能保持在94%...     

产酸脱硫反应器中碳硫比对群落生态特征的影响

通过产酸脱硫反应器处理高浓度含硫酸盐废水的连续流试验,从群落动态的角度研究碳硫比(COD/SO₄^2-)从4.2降低到2.0的过程中,pH值、氧化还原电位(ORP)、碱度(ALK)和末端产物(VFAs)组成、优势种群分布等群落生态特征的变化规律试验证明,在此过程中ORP和ALK提高,而pH值和VFAs中乙酸的分布比例降低,群落类型由高碳硫比稳定型转化为低碳硫比亚稳定型,但仍未改变乙酸型顶极群落的典型特征.     

COD/SO_4~(2-)值对硫酸盐废水厌氧消化的影响

采用间歇试验方式,研究了COD/SO_4~(2-)值对硫酸盐废水厌氧消化的影响。试验结果表明,COD/SO_4~(2-)值是影响厌氧消化处理效果的主要参数。本试验中,COD/SO_4~(2-)>15,硫酸盐还原作用对厌氧反应器影响甚微;COD/SO_4~(2-)=5—15时,硫酸盐还原作用对厌氧反应器产生轻度抑制,相对产甲烷率为79.2％—94.7％;COD/SO_4~(2-)=0.5—5时,反应器受中度抑制,相对产甲烷率为61.6％—79.2％;COD/SO_4~(2-)<0.5时,反应器受严重抑制。COD/SO_4~(2-)≥1时,相对产甲烷率与COD/SO_4~(2-)值之间有很好的线性关系。     

酸雨中SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+对红壤中重金属的影响

在实验室条件下连续浸泡污染红壤和黄红壤,研究模拟酸雨中阴离子、阳离子浓度对土壤中重金属解吸行为和化学形态分布的影响.结果表明,酸雨加速了土壤酸化,重金属活性增强.增加模拟酸雨中SO42-、NO3-或Ca2+、NH4+浓度对Cd、Zn解吸行为均产生明显促进作用,但对Cu影响不明显.增加模拟酸雨中SO42-、NO3-浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Zn百分率明显降低,交换态Cr百分率明显增加,交换态Cu百分率稍有提高,交换态Pb百分率变化不明显;增加模拟酸雨中Ca2+、NH4+浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Cu、Zn百分率明显降低,交换态Cr和活性形态Pb明显增加,但Cu的化学形态分布主要受模拟酸雨pH值的影响.     

COD/SO_4~(2-)值对硫酸盐还原率的影响

研究利用 UASB反应器考察了 COD和硫酸盐浓度的比值对硫酸盐还原的影响 ,同时分析了硫酸盐还原菌和产甲烷菌对COD的竞争情况 .发现在 HRT为 3.8h,SO2 -4 负荷为 6～ 7kg· ( m3· d) - 1 ,SO2 -4 浓度为 1 0 0 0 mg· L- 1 条件下 :1在 COD不足时 ,SRB与 MPB在竞争中占微弱优势 ;对于产甲烷活性比较好的厌氧污泥要经过较长的时间 ,SRB才能确立优势菌种的地位 .2 COD/ SO2 -4 比值决定了 SO2 -4 的去除率 .比值等于 2时 ,SO2 -4 的还原率在 95%以上 ;当比值为 1 .5时 ,SO2 -4 还原率为 75% ;当比值为 1时 ,SO2 -4 的还原率为 60 % .     

用MnSO4-Ce(SO4)2协同催化快速测定COD的研究

本文探讨了以MnSO4-Ce(SO4)2复合催化剂代替标准重铬酸钾法中的Ag2SO4，用密封消解法测定废水COD值的可行性，研究了复合催化剂总量、配比、消解时间、溶液酸度等因素对COD测定的影响。通过对各种废水COD值的测定表明，用MnSO4-Ce(SO4)2做催化剂，在165℃，较低酸度，密封消解15min是可行的。