3种吸附剂对污水磷污染去除性能与机制比较

为探索高效利用膨润土、红壤和炉渣去除农业污水磷污染的可行性,对比分析了3种吸附剂对人工合成含磷污水的吸附去除特性,结合SEM、XDS和BET等测试结果以及等温吸附、吸附动力学及Ca2+释放量探讨了3种材料对磷的吸附机制.结果表明,炉渣对磷的吸附能力高于膨润土和红壤,吸附过程均适合Langmuir等温吸附方程(R2 0. 96),对磷的理论饱和吸附量为:炉渣(16. 87 mg·g~(-1))红壤(1. 21 mg·g~(-1))膨润土(0. 92 mg·g~(-1)).炉渣对磷的吸附动力学特征符合Elovich方程(R2=0. 966),而膨润土和红壤对磷的吸附特征则更适合准二级动力学方程(R2为0. 982和0. 959).炉渣的Ca2+释放量(10. 46 mg·g~(-1))显著大于膨润土(0. 31 mg·g~(-1))和红壤(0. 03 mg·g~(-1))(P 0. 05).红壤对磷的吸附量随着p H的升高而降低;膨润土在初始p H为7. 0时,吸附量最低;但初始p H值对炉渣去除磷的影响不大.相比红壤和炉渣,膨润土解吸较快,易于进行重复利用.综上所述,吸附材料的磷吸附能力主要与其结构、化学组成、Ca2+释放能力及溶液初始p H值等有关,炉渣较膨润土和红壤对磷酸盐有着更强的去除能力,适合处理农村污水磷污染.     

改性粉煤灰吸附对硝基苯酚的研究

研究了粉煤灰 (FA)和浸渍粉煤灰 (IFA)吸附水溶液中有害的对硝基苯酚 ,试验了颗粒大小、浸渍条件、p H值和温度等因素对吸附量的影响。结果表明 ,在稀溶液中进行吸附时 ,提高温度、减小粒径和 p H值 ,可增加粉煤灰对对硝基苯酚的吸附量 ;用 Al3+离子浸渍的粉煤灰具有较大的吸附量 ;吸附机理是多孔物质吸附和静电共同作用的过程。     

生物质炭对孔雀石绿和酸性橙的吸附研究

文章以生物质炭为吸附剂,研究了其对以孔雀石绿和酸性橙Ⅱ两种染料作为水污染物时的吸附行为,并且探讨了初始浓度、温度、离子强度及溶液p H值等因素对吸附效果的影响。结果表明吸附符合准二级动力学方程;离子强度对吸附效果贡献不大;随着p H值的增加,生物质炭对孔雀石绿的吸附量增加,而对酸性橙Ⅱ的吸附量降低;吸附热力学研究表明,吸附过程为自发的吸热反应,用Langmuir方程能够更好地对吸附等温线进行拟合。     

添加生物炭对西北黄土吸附克百威的影响

研究了不同温度下制得的生物炭对西北黄土吸附农药克百威的影响,并对溶液p H值和初始浓度对吸附的影响进行了探讨.结果表明,克百威在添加生物炭黄土上的动力学吸附过程较好地符合准二级吸附动力学模型;热力学吸附较好地符合Freundlich等温吸附模型;随着系统温度的升高,添加生物炭的黄土对克百威的吸附量增大,且其对克百威的吸附自由能变(ΔGθ)小于0,吸附焓变(ΔHθ)及吸附熵变(ΔSθ)均大于0,表明吸附是一个自发吸热且体系混乱程度增大的等温吸附过程.溶液p H值和克百威的初始浓度对添加生物炭的土样吸附影响较明显.当p H值为4~7时,添加生物炭的土样饱和吸附量随p H升高呈缓慢降低,当p H值大于7时,吸附容量随p H升高呈明显降低趋势.克百威初始浓度从20 mg·L-1增至50 mg·L-1的过程中,吸附量快速上升,初始浓度大于50 mg·L-1时,吸附量随初始浓度的升高而缓慢增加并逐渐趋于平衡.     

以纤维为造孔剂的粉煤灰基材料对染料的吸附研究

以粉煤灰为骨料,膨润土为粘结剂,造纸废渣中的细小纤维为造孔剂,经过成型烧结后制备得到新型吸附材料(GAFF),应用于处理亚甲基蓝和龙胆紫这2种碱性阳离子染料,考察了染料溶液p H、浓度、温度等因素对吸附行为的影响。实验结果表明,吸附量随着染料p H值增大而增大,但当p H值大于5时,吸附量变化不大;升高反应温度及增大染料初始浓度,吸附量也随之增大。使用Langmuir、Freundlich和Tempkin吸附等温线拟合吸附数据,通过比较R2值可以得出Langmuir等温线更适合拟合GAFF对2种染料的吸附,且使用该模型计算得出的GAFF对亚甲基蓝和龙胆紫染料的最大吸附量分别是222.22和714.28 mg/g。使用拟一级动力学、拟二级动力学和颗粒内扩散模型拟合数据后发现该吸附过程更符合拟二级动力学方程。     

Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为研究

采用化学共沉淀法成功制备了磁性埃洛石,运用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等手段详细表征了改性前后埃洛石的结构和形态,并采用静态批量平衡法对Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为和机理进行探究,考察了料液比、平衡时间、p H值和温度等因素对吸附的影响.实验结果表明:温度为50℃时,Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的最大吸附容量为17.5mg·g-1.p H7.5时,随着p H增加,吸附量增大;当p H=7.5时,吸附量达到最大;以后即使p H增大,吸附量也不会明显变化.动力学过程符合准二级动力学方程;热力学过程符合Langmuir吸附等温线;升高温度利于Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上吸附.     

对印染废水中甲基橙去除的新方法研究

本文主要研究了碳纳米管-铁氧化物磁性复合材料(磁性碳纳米管)在吸附处理甲基橙方面的应用。分别研究了甲基橙初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间、溶液温度和p H值等工艺条件对甲基橙吸附率的影响。结果表明,在甲基橙初始浓度为2 mg/L,吸附剂投加量4 g/L,吸附时间30min,p H值为3的条件下,吸附率达到了63.99%。磁性碳纳米管吸附甲基橙的吸附率随着吸附剂的用量增大而增大;在20 min以前,甲基橙的吸附率随着时间的增加而增大,到达30 min后吸附率基本保持不变;甲基橙的吸附率随着起始甲基橙的浓度的增加而减小。另外,酸性溶液有利于磁性碳纳米管吸附甲基橙,随着p H的增大吸附率逐渐减小,当溶液呈碱性时,p H对吸附率的影响逐渐减小。     

乙二胺四乙酸插层水滑石吸附Cd(Ⅱ)的影响因素研究

采用共沉淀的方法合成了镁铝水滑石和EDTA插层水滑石,并对两者进行表征分析,同时比较分析了EDTA插层水滑石和镁铝水滑石对Cd2+的吸附效果及影响因素,确定了合成高吸附容量的EDTA插层水滑石的最佳条件和其吸附镉的最佳吸附条件。结果表明:p H值为12、晶化时间为1 h和水浴温度为50℃是插层水滑石最佳合成条件;吸附剂投加量为1.0 g/L、时间为50 min、p H值为6、温度为50℃是插层水滑石吸附Cd2+的最佳条件。     

四溴双酚A在煤胶体上的表面吸附和分配作用特征

以采自内蒙古霍林河煤矿的煤样为研究对象,通过模拟实验研究了四溴双酚A在煤胶体上的吸附行为,重点探讨了温度、p H值和离子强度对四溴双酚A在煤胶体上表面吸附和分配作用的影响.结果表明:煤胶体对四溴双酚A的吸附过程可由Freundlich表面吸附-分配复合模型很好地描述.随着温度的升高,四溴双酚A在煤胶体上吸附的分配作用和表面吸附同样都有所下降,但温度的升高对分配作用的影响程度较大.p H值主要影响四溴双酚A在煤胶体上的分配作用,在p H值为9时,四溴双酚A在煤胶体上的吸附以表面吸附为主,其对总吸附量的贡献率为97.5%;而在p H值为6~8时,则以分配作用为主,其对总吸附量的贡献率为64.0%~78.9%.Ca~(2+)浓度为0.001~0.1 mol·L~(-1)时,离子强度对于四溴双酚A在煤胶体上的表面吸附和分配作用均影响较小.     

氧化石墨烯负载零价纳米铁吸附水中环丙沙星的研究

通过溶液还原法制备了氧化石墨烯负载零价纳米铁NZVI16-GO1(F16G1),并将其用于水中环丙沙星的去除.同时,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)和热重分析仪(TG)等手段表征了F16G1的结构、化学组成和微观形貌.结果发现,F16G1对水中环丙沙星具有良好的吸附性能;氧化石墨烯的引入可以有效降低零价纳米铁的自身团聚;F16G1与环丙沙星的吸附作用很大程度上受静电引力的影响.实验同时考察了p H值、反应时间、初始浓度、投加量等因素对F16G1吸附环丙沙星的影响.结果表明,在p H=4~5之间,溶液的p H值对吸附量没有明显影响;F16G1对环丙沙星的最大吸附量是656.66 mg·g-1;Langmuir等温吸附模型可以用来描述吸附平衡过程.零价纳米铁的磁性使复合材料便于回收.     

钢渣粉末吸附去除废水中磷的研究

选用平均粒径为0.060mm的钢渣粉末作为除磷吸附剂,分析了其组成和结构,研究了溶液pH和温度对钢渣粉末吸附效果的影响,结合吸附动力学过程和吸附等温模型及钢渣粉末组成成分变化探讨其吸附除磷的机理。结果表明:钢渣粉末吸附除磷的动力学过程符合准二级动力学模型。Langmuir等温吸附模型能较好地模拟钢渣对磷的等温吸附过程,理论饱和吸附量为94.61mg/g。钢渣粉末对磷的吸附量远大于钢渣颗粒,且受pH和温度影响较大。随着溶液pH的增大,钢渣粉末对磷的吸附量逐渐减小,当pH=5时,钢渣粉末对磷的吸附量最大。温度升高,有利于钢渣粉末对磷的吸附。X射线荧光光谱(XRF)和傅里叶红外分析(FITR)结果表明,钢渣粉末中CaO、Fe2O3和SiO2在吸附除磷中均发挥了重要作用。     

海泡石、炉渣、改性钢渣吸附处理垃圾渗滤液中Cr(Ⅵ)的对比研究

为了选择低成本、高效果的处理垃圾渗滤液的吸附剂,本文通过静态吸附试验对比研究了海泡石、炉渣、改性钢渣对垃圾渗滤液中Cr6+的吸附规律,结果表明:吸附平衡时,炉渣对垃圾渗滤液中Cr6+的吸附量最大,为0.001 8mg/g,海泡石次之,为0.001 5mg/g,改性钢渣为0.000 9mg/g;酸性环境及低浓度有利于炉渣、改性钢渣吸附垃圾渗滤液中的Cr6+,且pH值及初始浓度对海泡石吸附垃圾渗滤液中Cr6+的效果影响较小;经综合比较,炉渣吸附性能最为优异。该研究成果可为开发新型吸附剂提供依据。     

矿渣对废水中铅,铬的吸附去除试验

进行了矿渣去除废水中铬、铅离子的试验研究，探讨了接触时间、金属离子初始浓度、废水酸度等因素对吸附性能的影响。结果表明，有较宽的ｐＨ范围内矿渣对铬、铅离子有较强的吸附能力，基本符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式，铅离子的吸附容量略大于价铬离子。     

几种基质对水中磷的吸附特性

选取钢渣、活性炭、天然沸石、粗砂4种基质,结合矿物成分分析研究其对磷的等温吸附特征和吸附动力学过程,并考察pH值对其吸附磷的影响.结果表明:活性炭、天然沸石、粗砂的等温吸附特征与Freundlich方程拟合较好(r>0.9);而钢渣更符合Langmuir方程.其吸附能力大小为:钢渣>活性炭>沸石>粗砂.沸石、粗砂对磷酸盐的吸附以物理吸附为主,钢渣以化学吸附为主,而活性炭在前期以物理吸附为主,后期则以化学吸附为主.Elovich方程和双常数速率方程能较好的反映4种基质对磷的吸附动力学特征.pH值的变化对钢渣的吸附性影响不大,沸石在酸性及弱碱性条件下对磷的吸附性相当,活性炭在pH3~13吸附量维持在190mg/kg左右,粗砂在pH3时吸附量达最大,综合而言,在土地处理系统的实际应用中,选取钢渣可获取最佳的除磷效果.     

钢渣对酸性含Ni(Ⅱ)废水的吸附-中和作用

以碱性钢渣为水处理材料,研究了其吸附、中和酸性含Ni(Ⅱ)废水的工艺过程和机理。结果表明:在钢渣粒度小于2 mm、用量10 g/L、温度25℃、搅拌强度100 r/min条件下钢渣与Ni(Ⅱ)浓度200 mg/L、pH值4.8的废水反应8 min,可使废水中Ni(Ⅱ)浓度降低到0.25 mg/L,pH值升高到7.2,达到GB8978-1996《污水综合排放标准》的要求。钢渣对酸性废水中Ni(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附式,其饱和吸附量达37 mg/g,反应包括钢渣中碱性物质的水解、Ni(Ⅱ)生成Ni(OH)2沉淀、生成的Ni(OH)2沉淀吸附于钢渣表面等几个过程。X射线衍射分析证明钢渣表面吸附了Ni(OH)2沉淀物。     

人工湿地基质磷吸附特性与其物理化学性质的关系

对9种垂直流人工湿地基质进行了对磷的等温吸附试验.结果表明,在溶液磷浓度为100～500mg/L条件下,9种基质中以草炭的吸附量为最高,达到2439.56mg/kg;砾石的吸附量最低,仅为188.67mg/kg;其余基质表现出高炉渣土>高炉渣>煤灰渣土>耕层土>煤灰渣>中粗砂土>中粗砂的规律.供试基质的容重和密度与磷吸附量呈极显著性负相关关系;基质的颗粒直径D₈₀和不均匀系数K₈₀与磷吸附量呈显著性正相关关系.基质的CEC、有机质、有效Fe和交换性Al的含量与磷吸附量呈极显著性正相关关系;pH值与磷吸附量呈极显著性负相关关系.     

几种人工湿地基质净化磷素污染性能的分析

通过基质磷素等温吸附、净化磷素污染效果和基质磷素饱和吸附后磷素释放实验,研究了砂子、沸石、蛭石、黄褐土、下蜀黄土、粉煤灰和矿渣7种人工湿地基质净化磷素污染效果和影响因素,并评价了基质磷素饱和吸附后磷素释放可能造成的二次污染风险结果表明:Freundlich和Langmuir等温吸附曲线方程均能很好地描述上述基质磷素吸附过程,其磷素理论饱和吸附量依次为矿渣＞粉煤灰＞蛭石＞表土＞下蜀黄土＞沸石＞砂子.磷素的净化能力依次为矿渣＞粉煤灰＞蛭石＞表土＞下蜀黄土＞沸石＞砂子,模拟污水磷素净化实验也证实矿渣、粉煤灰、蛭石净化磷素污染效果较好,表土和下蜀黄土次之,沸石和砂子净化磷素污染效果较差.矿渣和粉煤灰等钙素含量较高的碱性基质,影响磷素吸附净化效果的主要因素是基质的全钙含量,碱性条件下,基质全钙含量越高,其吸附的磷素越多,净化磷素污染的效果越好.砂子、沸石、下蜀黄土、黄褐土和蛭石等活性胶体氧化铁铝含量较多的中性基质,影响其磷素吸附净化效果的主导因素是其胶体氧化铁的含量,胶体氧化铁能促进基质吸附磷素效应,提高磷素净化能力.基质磷素饱和吸附后磷素释放实验也表明:除砂子基质磷素释放比例较高以外,其它基质磷素释放的比例很低,加强人工湿地基质的管理,上述人工湿地基质一般不会对水体环境造成二次污染.     

沸石与炉渣组合材料吸附农村生活垃圾渗滤液的效能及机理研究

选取沸石和炉渣作为吸附材料,探究单一材料下吸附时间、吸附剂投加量、渗滤液初始pH值对农村生活垃圾渗滤液吸附效能的影响及其机理.确定各因素最优值后,探究组合材料下吸附效能的优化条件.综合考虑试验结果,可操作性及运行成本,吸附时间120 min、吸附剂投加量为50 g·L~(-1)、渗滤液初始pH值为自然值的条件下,沸石对渗滤液中CODCr、NH_3-N、TN、TP的去除效果较好,去除率分别为37.54%、62.91%、34.48%和27.73%,炉渣对重金属Cr、As、Cd、Ni、Pb的吸附效果较好,去除率分别为81.79%、35.99%、97.26%、74.89%和91.19%.多种吸附作用中化学吸附占主导作用.组合材料对渗滤液常规污染物的去除效率较单一材料提升不大,对重金属的去除效率保持了很高的性能,实际中可考虑采用沸石与炉渣滤池串联的形式实现对渗滤液常规污染物及重金属的高效去除.     

铜渣与含砷污酸反应行为及除砷机理

分析铜渣组成结构和形貌特性的基础上,研究了铜渣与含砷污酸反应行为及脱砷规律,阐明了反应动力学过程,揭示了铜渣除砷机理.结果表明：在铜渣用量为0.2g/mL,反应温度为23℃,反应时间为24h的最优条件下,铜渣的最大去除容量达到25.89mg/g,除砷率达到99.56%,并且除砷后铜渣的砷浸出浓度低于5mg/L的危险废弃物界定限值,属于一般固体废弃物.铜渣除砷过程符合拟二级动力学模型,该过程受铁离子释放速度限制,离子交换吸附和化学沉淀方式同步进行实现了砷的脱除,两种方式的结合有利于砷的稳定化.铜渣与污酸反应释放大量的铁离子,通过离子交换吸附与砷酸根离子发生沉淀反应,形成较为稳定的砷酸盐及其衍生化合物,进而达到除砷目的.铜渣表现出优越的除砷性能,为重有色冶炼污酸处置提供了一种高效和低成本的方法.