2种不同碱度钢渣及其负载HAP吸附镉的比较

为了探明低碱度钢渣、低碱度钢渣负载HAP(羟基磷灰石,hydroxyapatite)、高碱度钢渣和高碱度钢渣负载HAP 4种材料对水溶液中Cd²⁺的吸附特征,采用静态批实验的方法,分别从pH、反应时间和初始浓度等方面对其进行了考察;使用电镜扫描观察和X射线衍射分析等手段,运用吸附动力学模型、吸附等温线模型对吸附过程和吸附机理进行了分析与探讨。结果表明：4种材料对Cd²⁺的吸附效果顺序为高碱度钢渣负载HAP>高碱度钢渣>低碱度钢渣负载HAP>低碱度钢渣,其中低碱度钢渣及其负载HAP对Cd²⁺的吸附性能较差,且会发生脱附现象,不宜用作Cd²⁺的吸附材料;高碱度钢渣及其负载HAP对Cd²⁺的吸附性能较好,吸附过程均符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线模型;吸附过程主要为吸附剂表面上的单层化学吸附,吸附作用主要为离子交换作用和化学沉淀作用;此外,高碱度钢渣及其负载HAP对Cd²⁺最大吸附量分别为7.65 mg·g⁻¹和12.63 mg·g⁻¹,相比之下,提高了60.58%,这表明高碱度钢渣负载了HAP可大幅度提高其对Cd²⁺的吸附容量。钢渣碱度的差异性对其吸附镉的影响较大。     

MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能简

以微硅粉为硅源,CTAB和PEG-6000为模板剂,合成MCM-41介孔分子筛。采用XRD、N₂吸附-脱附曲线、FTIR以及TEM表征了其结构、比表面积、孔径分布及晶体形貌,并且以该样品为吸附剂,对含Cu²⁺的溶液进行了静态吸附实验。结果表明,以微硅粉为硅源成功合成了具有典型六方排列孔道结构的MCM-41,其比表面积为869.5 m²/g,孔容为0.97 cm³/g,平均孔径为3.3 nm;溶液pH为5~6时,MCM-41对Cu²⁺的去除效果最好;MCM-41对Cu²⁺的最大吸附吸附容量36.3 mg/g;MCM-41对Cu²⁺的吸附性能符合Langmuir吸附方程的特征。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

满江红干体对锌离子的生物吸附

以满江红干体为生物吸附剂,研究了不同条件下对废水中Zn²⁺的净化作用。结果表明,满江红干体对Zn²⁺的吸附是一个快速的过程,前5 min的吸附量达到最大吸附量的62.9%,30 min达到吸附平衡;初始pH值对Zn²⁺的吸附有显著的影响,最适pH值为6;随着干体量的增加,吸附率逐渐提高而吸附量则降低;随着Zn²⁺初始浓度的增加,吸附率逐渐降低而吸附量则提高。满江红干体对Zn²⁺的吸附符合Langmuir吸附等温线方程,最大吸附容量达57.5 mg/g。5次吸附解吸循环实验数据表明,重复次数和再生处理对满江红干体的吸附能力没有产生显著影响。因此,满江红干体在处理含Zn²⁺废水中的重复使用是可行的。     

改性钢渣吸附氨氮和磷的特性研究

利用钢渣与氢氧化铝以4∶3质量配比混合,在700℃下进行2 h煅烧,得到改性钢渣。通过批次吸附实验,研究了改性钢渣在不同初始pH值、振荡时间和温度下对水溶液中氨氮和磷酸根的吸附情况,进而分析了改性钢渣对氨氮和磷酸根的吸附等温线、热力学和动力学特性。结果表明,改性钢渣脱氮除磷能力比原钢渣显著增强,且最适pH值为4～8。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,氨氮(以N计)最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.67、2.59和3.24 mg/g,磷酸根(以P计)的最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.02、1.19和1.37 mg/g。热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0表明,该吸附是一个自发、吸热、熵增型反应过程,且磷的吸附是化学吸附为主,氨氮的吸附是以离子交换吸附和物理吸附为主。改性钢渣对磷和氨氮的吸附动力学符合伪二级方程(R2>0.999)。     

污泥基活性炭吸附Cu2+的应用研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,以ZnCl₂为活化剂制取污泥基活性炭。以此污泥基活性炭为吸附剂,对含Cu²⁺的废水进行了吸附实验研究。考察了溶液pH值、Cu²⁺的起始浓度对Cu²⁺离子吸附量的影响;利用等温吸附实验作出吸附等温线,并考察了污泥基活性炭吸附剂吸附Cu²⁺的动力学方程。实验结果表明,污泥基活性炭对Cu²⁺具有良好的吸附性能。吸附的最佳pH值为5;吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,吸附为优惠吸附,吸附量随着吸附质溶液浓度的增加而增大;吸附平衡时间为4 h,吸附动力学符合二级动力学方程。     

钢渣与高岭石、有机肥混合对As(Ⅲ)的吸附特性研究

以高岭石、钢渣和有机肥为对象,研究单一和混合材料对As(Ⅲ)的吸附能力对比,并结合吸附等温线、吸附动力学等研究混合材料对As(Ⅲ)的吸附特性。结果表明:(1)适合的材料混合能提升单一材料对于As(Ⅲ)的吸附能力。材料单一使用时,钢渣对As(Ⅲ)的去除效果最好,去除率达65.0%;在混合材料中,钢渣/有机肥(质量比1/2,以c12表示)和钢渣/高岭石/有机肥(质量比2/1/1,以S211表示)对As(Ⅲ)有较好吸附效果。c12对As(Ⅲ)的去除率达到78.2%,最大吸附量为3.907mg/g,S211对As(Ⅲ)的去除率达到66.1%。(2)钢渣单一及与其他材料复配后对As(Ⅲ)的吸附都是一个先快后慢的过程,具有"快速吸附、缓慢平衡"的特点,随着平衡浓度的增加,吸附逐渐趋于平衡。钢渣吸附As(Ⅲ)溶液的行为主要符合一级动力学模型和Langmuir方程;c12和S211对As(Ⅲ)的吸附适于二级动力学模型和Langmuir方程,说明钢渣及复配材料均为单层分子吸附,在材料混合后主要以化学吸附为主。     

改性钢渣处理低浓度氨氮废水

采用正交实验法,以氨氮去除率为指标,设计5因素4水平正交实验;采用恒温振荡方法对高温活化改性钢渣做了吸附低浓度氨氮影响因素的研究;得出以下结论：改性钢渣吸附低浓度氨氮影响因素的重要性顺序为：氨氮初始质量浓度〉钢渣粒度〉改性方法 〉溶液pH〉吸附时间,经过改性,提高了钢渣处理低浓度氨氮废水的能力,其中经过700℃高温活化改性效果最佳;高温改性钢渣对低浓度氨氮的吸附过程符合Langmuir方程,相关系数为0.9993,作用机理为表面吸附,即单层吸附,理论饱和吸附量为2.8491 mg/g。     

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg2+的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性,利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性,制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg²⁺浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg²⁺的影响,并进一步研究了吸附机理。结果表明,巯基改性沸石吸附Hg²⁺受pH值、温度的影响较小,吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg²⁺的化学反应。而天然沸石对Hg²⁺的吸附主要是离子交换作用,受温度、pH值等的影响较大,随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1 h、巯基改性沸石在0.5 h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmuir等温吸附模型都表明,巯基改性沸石对Hg²⁺的吸附能力得到了很大的提高,吸附容量由8.06 mg/g 提高到19.88 mg/g,提高了146.65%。     

煤泥对水溶液中Ca2+的吸附性能研究

在静态条件下,研究了Ca²⁺在煤泥表面的吸附动力学。考察了不同Ca²⁺初始浓度的吸附实验,并对实验结果进行了动力学方程的拟合,结果表明,煤泥对Ca²⁺的吸附过程较好地符合准二级动力学方程。研究了初始Ca²⁺浓度、溶液pH值、振荡速度和煤泥质量对Ca²⁺吸附量的影响,实验结果表明：（1）煤泥对Ca²⁺吸附量随着Ca²⁺溶液浓度的增加而增大,Ca²⁺浓度大于3.828 mmol/L时,吸附量基本保持不变;（2）溶液pH<9时煤泥颗粒对Ca²⁺的吸附主要是静电吸附,pH>9时Ca²⁺在煤泥表面主要是沉淀吸附和一羟基吸附;(3) Ca²⁺在煤泥表面吸附的最佳振荡强度为150 r/min。     

不同硅铝比的ZSM-5型沸石分子筛吸附水中Cu2+离子的研究

考察了3种不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛（25H、38H和50H,25、38和50为硅铝比）对水中Cu²⁺的吸附过程及其影响因素。结果表明,3种材料均能有效吸附去除水中Cu²⁺离子,动力学符合假二阶动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式。3种材料吸附速率及吸附容量顺序为：25H＞50H＞38H,其中,25H最大吸附容量达到12.83 mg/g。投加量由0.8 g/L增加至2.0 g/L,材料对Cu²⁺吸附去除率由87.0%增加至97.5%。考察水中常见阳离子对吸附的干扰作用,结果表明,干扰离子的影响顺序为：Pb²⁺> K⁺> Na⁺ > Mg²⁺;随着干扰离子浓度的增大,材料对Cu²⁺的去除率显著下降。硅铝比及晶粒形貌均对沸石分子筛吸附Cu2+有较大影响,小的孔径不利于Cu²⁺的吸附,低硅铝比有利于Cu²⁺在分子筛上的吸附。