微波作用下表面活性剂在膨润土上的吸附行为特征

探讨了微波辐照时间、CPC浓度对微波合成有机膨润土的层间距、有机碳含量的影响,以及CPC在有机膨润土合成过程中的吸附动力学与热力学.结果表明,微波辐照90～120 s时,CPC在膨润土的饱和吸附量与常规合成的相当,达0 .001?63 mol·g^-1,当微波辐照2 min时,CPC浓度为1 .20 mmol·L^-1时,合成的有机膨润土的层间距达到最佳的2 .44 nm,有机碳含量达23 .45%; AFM分析表明微波不会破坏膨润土的层状结构;微波对CPC在膨润土上的吸附有较大的影响,可提高吸附反应速度常数107 .6倍,并降低体系的自由能.     

微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化吸附染料的效率与机理

提出了利用微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化技术吸附处理染料的方法.探讨了微波增强一体化技术吸附处理中性红的适宜条件、饱和吸附量、吸附反应动力学和作用机理.结果表明,影响吸附处理效果因素的主次顺序为表面活性剂用量、土量和处理时间,微波增强一体化吸附处理中性红的适宜条件为土/水=1/1 000(质量比),CPC浓度120 mg/L(相当于原土的阳离子交换容量28%),微波处理时间60s.与传统的有机膨润土吸附处理方法相比,微波增强一体化技术处理较高浓度染料废水的效果较好,饱和吸附量提高,表面活性剂用量大幅减少,吸附处理染料的速度大幅增加.     

苯蒸气在有机膨润土上的吸附性能及机理研究

对比研究了膨润土和有机膨润土的结构及其对苯蒸气的吸附性能.绘制了不同温度下 苯蒸气在有机膨润土(空气中干燥)上的吸附等温线,计算出苯蒸气的吸附系数及吸附热,并初 步推测其吸附机理.结果表明,苯蒸气在原土上的等温吸附曲线呈非线性,其吸附热为(30.6kJ /mol,主要吸附机理为矿物质表面吸附.表面活性剂改性后,膨润土的吸附能力远大于原土,苯 蒸气在有机膨润土上的吸附等温线呈线性,其吸附热在-29.7～ -20.8kJ/mol之间,吸附作用中 有机质的分配作用贡献率较大,吸附系数(K_d)与有机碳含量(_foc)成正相关.     

CPC在膨润土处理含p-硝基苯酚废水中的增强效应

选用氯代十六烷基吡啶(CPC)和p-硝基苯酚为目标化合物,试验比较了CPC 膨润土直接混合体系和CPC改性有机膨润土对含p-硝基苯酚废水的吸附效果.结果表明,与CPC改性土相比,用相应浓度的CPC 膨润土混合直接处理含p-硝基苯酚废水更为有效,可使p-硝基苯酚的去除率提高2倍以上(45%~98%),并可以节约处理成本且基本不增加表面活性剂二次污染.最经济适宜的CPC投加量与膨润土阳离子交换容量(CEC)相当.     

复合污染中Triton X-100在膨润土/水界面上的吸附行为

研究了水溶液中膨润土对非离子表面活性剂Triton X-100(X-100)的吸附,重点探讨了阳离子表面活性剂CPC、阴离子表面活性剂SDBS、中性无机盐NaCl及温度对膨润土吸附TX-100的影响.结果表明,Na基膨润土吸附TX-100的效果好于Ca基膨润土;低浓度CPC对膨润土吸附TX-100具有增强作用,当CPC初始浓度大于l0000 mg·L-1(平衡浓度Ce约为1CMC)时具有抑制作用,当CPC浓度低于3000 mg·L-1(Ce约为0.03CMC)时,TX-100吸附量与CPC浓度成线性正相关.SDBS能显著降低膨润土对TX-100的吸附,原因是溶液中SDBS与TX-100混合胶束的形成能阻止TX-100与膨润土硅氧表面间的氢键作用及在其表面形成胶束.NaCl的存在可以大大提高膨润土对TX-100的吸附,去除率由56%提高到99%以上.膨润土对TX-100的吸附随温度升高吸附量增大,其吸附热为12.68 kJ·mol-1,标准自由能的减小和熵值的增大是TX-100在膨润土上吸附的推动力.实验结果对用膨润土处理含表面活性剂废水具有一定的理论价值.     

有机膨润土吸附苯酚的性能及其在水处理中的应用初探

分别用氯化十六烷基吡啶（CPC）和溴化十六烷基三甲铵（CTMAB）改性膨润土,试验了制备有机膨润土的适宜条件及其对吸附苯酚性能的影响。上述两种有机膨润土吸附水中苯酚很快能达到平衡。pH值为3─9时,有机膨润土处理苯酚的效果基本一致;pH>11时,有较高的去除率。CPC－膨润土或CTMAB－膨润土对苯酚的饱和吸附容量分别为103.5mg/g和75.0mg/g。有机膨润土处理苯酚的效果比原土提高8倍以上。     

增强TMA改性膨润土吸附性能的方法研究

本研究报道一种增强有机膨润土硅氧烷表面暴露量的新方法:首先将膨润土层间无机阳离子用Li+交换,然后将Li+部分被有机阳离子四甲基铵(TMA)交换(交换量分别为20%和60% CEC);接下来通过180℃热处理12h将Li+迁移进入膨润土片层内,以降低膨润土电荷密度.由于TMA的柱撑作用,该方法可有效减少常规减电荷方法导致的膨润土层结构塌陷,因此该方法所制备的减电荷有机膨润土具有更大的比表面积及更好的HOCs吸附性能.其中TMA交换量为20% CEC的有机膨润土,其比表面积几乎是传统减电荷方法制得有机膨润土比表面积的2倍(236m2/g vs 131m2/g),进而增强对硝基苯的吸附能力.     

表面活性剂协同膨润土处理染料废水的研究

文章用两种阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)、氯化十六烷基吡啶(CPC)与膨润土直接混合,协同处理模拟印染废水。研究了不同配比的CTMAB、CPC和膨润土混合物对靛红染料废水脱色的适宜条件,并与经过这两种表面活性剂改性的有机膨润土脱色效果作对比,初步分析了其作用机理。结果表明:表面活性剂(CTMAB和CPC)用量对脱色效果影响最大;表面活性剂协同膨润土体系的脱色效果明显优于其改性有机土,其中CTMAB混合膨润土体系效果最好,脱色率达99%以上;且表面活性剂混合膨润土体系的脱色效果受pH值和处理时间变化的影响较小,沉降速度快,表现出良好的吸附、脱色、絮凝沉降的协同效应。     

膨润土对复合污染中表面活性剂的吸附及机理

选取阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)为代表,研究了其在膨润土上的吸附行为,探讨了膨润土阳离子交换容量(CEC)、温度、盐度对CPC吸附的影响.结果表明,Na基膨润土对CPC的吸附性能最好,对SDBS基本无吸附,对TX-100的吸附介于两者之间.Na基膨润土对CPC的吸附是阳离子交换和疏水键缔合共同作用的结果,对TX-100的吸附主要是通过其与膨润土硅氧表面间的氢键作用,同时通过疏水键作用形成吸附双分子层;SDBS在Ca基膨润土上的吸附损失量先增大后减小,在1.5倍临界胶束浓度 (CMC)时达到极大值,主要机理是SDBS与膨润土中的Ca²⁺产生沉淀作用,而胶束具有再溶解沉淀的作用.膨润土对CPC的吸附量随着温度升高而降低,随着CEC的增大而增大,一定浓度NaCl的加入有利于其在膨润土上的吸附.     

中低品位膨润土对城市污水中COD吸附行为研究

为了开发新疆中低品位膨润土的应用领域,采用以地产中低品位膨润土为原料制备的改性膨润土,对乌鲁木齐东郊污水厂污水中有机污染物COD吸附行为进行了研究。结果表明,在最佳吸附条件下,其穿透吸附容量为52.79mg/g土,吸附等温式符合Linear模型,通过吸附动力学公式计算吸附活化能为28.07 kJ/mol。采用灼烧实验,初步研究了改性膨润土的再生的可行性。     

经丁二酮肟修饰的改性皂土对废水中镍的吸附

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对皂土改性,用丁二酮肟(DMG)对其表面修饰,并制备了新型固态吸附剂.研究了该吸附剂对水中Ni2+的吸附行为.结果表明,该固态吸附剂对水中Ni2+具有较强的吸附能力.吸附量受介质pH值、温度和吸附时间的影响.其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程,吸附焓变(△H)为58.759kJ/mol,各温度下,吸附自由能变(△G)均＜0,熵变(△S)均＞0,该吸附反应为吸热的自发过程.吸附了Ni2+的丁二酮肟修饰改性皂土,可用0.1mol/L的HNO3溶液洗脱再生.     

不同微波能量输入条件下污泥中碳、氮、磷的释放特性

考察了城市污水处理厂污泥在54kJ和108kJ的微波能量输入条件下碳、氮、磷的释放情况,处理后混合液终温约为56℃、90℃.结果表明,相同污泥浓度条件下,增加微波输入能量后污泥上清液的总碳、有机碳、总氮及总磷浓度明显升高,污泥中总碳、总氮、总磷的释放率提高近1倍,最高分别可达5.26%、22.06%和33.15%,但无机碳、氨氮、正磷酸盐浓度均有不同程度下降.统计分析表明,污泥浓度对总有机碳、总碳、氨氮、总氮、正磷酸盐及总磷的释放具有显著影响,而微波功率仅与污泥中无机碳的释放关联显著.污泥中碳、氮、磷释放的归一化分析结果表明,总磷释放对微波输入能量的利用效率最高,无机碳释放对能量利用率最低.在微波输入能量提高后,污泥浓度相同的样品的无机碳、氨氮及正磷酸盐的归一化指标P(X)平均降低了约67%、73%和56%.     

花生壳掺烧对市政污泥燃烧性能的影响

针对花生壳掺混对市政污泥燃烧性能的影响及污染气体的排放,分析了升温速率和花生壳掺混比例对燃烧过程的影响规律.结果表明,当花生壳掺混比例为40%时,升温速率从5℃/min增加到30℃/min,样品的综合燃烧性能指数增大6.9倍,挥发分释放特性指数增大4.5倍;当升温速率为30℃/min时,花生壳掺混比例从0%到40%,样品的综合燃烧性能指数增大1.7倍,挥发分释放特性指数增大5.6倍;因此花生壳的掺混能有效改善污泥的燃烧性能.非等温动力学拟合结果显示,随着花生壳掺混比例增大,样品的反应活化能从87.16kJ/mol下降到69.73kJ/mol,更有利于反应进行.污染气体实时监测结果显示,花生壳掺混比例从10%增加到40%,样品的NO排放峰值下降了60%,说明花生壳的掺入能够显著减少样品燃烧时污染气体的排放量.     

温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮除碳的影响

采用ASBR反应器,研究了温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的短期影响.试验结果表明:耦合反应的活化能要小于单纯厌氧氨氧化反应的活化能,厌氧氨氧化与反硝化耦合反应可在一定程度上缓解低温对单纯厌氧氨氧化反应造成的消极影响,温度降低对厌氧氨氧化反应的影响大于对反硝化反应的影响.温度与耦合反应最大比反应速率的关系符合Arrhenius方程,在25~35℃时,耦合反应活化能为49.56kJ/mol,小于厌氧氨氧化反应的活化能66.18kJ/mol,且厌氧氨氧化反应为主导反应,对脱氮的贡献率约为61.29%.9~25℃时耦合反应的活化能为74.91kJ/mol,小于此温度梯度下厌氧氨氧化的活化能106.40kJ/mol,反硝化反应对脱氮的贡献率随温度的降低逐渐升高,9℃时,反硝化反应成为主导反应,对脱氮的贡献率约为75.10%.温度低于25℃时,反应器的容积氮去除速率(NRR)会受温度的影响.     

阳-非离子混合表面活性剂对沉积物吸附硝基苯的影响

研究了非离子表面活性剂Triton X-100、阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)及其混合物在沉积物上的吸附行为,探讨了它们对沉积物吸附硝基苯的影响.结果表明,CPC和Triton X-100在沉积物上的吸附等温线均为非线性,吸附量随着平衡浓度的增加急剧增加,并迅速达到最大吸附量.低浓度CPC能明显增加Triton X-100在沉积物上的吸附,而高浓度的CPC则显著降低Triton X-100在沉积物上的吸附.Triton X-100略微降低CPC在沉积物上的吸附.在表面活性剂浓度较低的实际环境中,无论是阳离子或非离子表面活性剂,将主要被土壤或沉积物吸附并固定.硝基苯在沉积物上的吸附等温线为线性.CPC和Triton X-100促进沉积物对硝基苯的吸附,CPC-Triton X-100混合表面活性剂溶液能进一步增强沉积物对硝基苯的吸附.因此,阳离子和非离子混合表面活性剂可增强土壤或沉积物对有机污染物的吸附固定能力,也可以用来制备有机膨润土以提高其吸附处理废水的性能.     

稻壳与聚氯乙烯共热解的特性及动力学

在热重分析仪中进行了稻壳和聚氯乙烯（PVC）的共热解实验,结果显示:在共热解时稻壳开始剧烈热解的温度相比单独热解时大幅度降低,由350℃降至300℃,表明掺入PVC降低了稻壳的热解温度。在升温速率为20℃/min,稻壳和PVC比例为2∶1（质量比）时,混合热解协同效应最明显。3种动力学分析方法均证明共热解现象的存在。利用Coats-Redfern法进行动力学分析,发现共热解活化能普遍较单独热解时低,表明PVC与稻壳共热解有明显的相互作用。利用Ozawa法进行分析,发现转化率为20%~60%阶段下共热解平均活化能值为37.60 kJ/mol,低于稻壳单独热解的平均活化能41.45 kJ/mol。Friedman法分析结果显示对应转化率下共热解活化能均低于稻壳单独热解活化能。稻壳和PVC共热解倾向于反应动力学控制。     

均相阳离子隔离阴阳极室电化学降解含酚废水实验及其动力学研究

在隔离阴阳极室的条件下进行电化学法降解含酚废水实验 ,结果表明 ,在 2 5～ 4 5℃的低温范围内 ,苯酚的转化率能达到 95 %以上。反应动力学研究揭示 ,其活化能Ea =12 75～ 16 0 6kJ mol,与一般化学反应的活化能Ea =6 0～2 5 0kJ mol相比 ,本实验的活化能很低 ,即反应所要克服的势能垒很低 ,反应更易进行 ,这是电化学脱酚速率快 ,降解彻底的重要原因 ;另外 ,不同电解液对比实验显示 ,降解苯酚时在碱性电解液中更为有效     

温度降低对厌氧氨氧化脱氮效能及污泥胞外聚合物的影响

本研究系统考察了阶梯降温并恢复至室温（33→25→20→15→10→22℃）长期变化过程（361d）厌氧氨氧化反应器的动态脱氮效能和厌氧氨氧化活性变化,分析了厌氧氨氧化污泥胞外聚合物（EPS）的变化特性,计算获得了厌氧氨氧化反应的活化能.结果表明,在温度20~33℃下,序批式厌氧氨氧化反应器可稳定高效运行,总氮去除负荷维持在0.4gN/（L·d）左右,最大比厌氧氨氧化活性（SAA）大于0.32gN/（gVSS·d）.10℃是厌氧氨氧化菌代谢活性的转折点：当温度降至10℃时,SAA为0.044gN/（gVSS·d）,较33℃时下降91%.当温度恢复至22℃,厌氧氨氧化活性恢复至0.24gN/（gVSS·d）.厌氧氨氧化反应的活化能Ea在10~33℃和10~20℃范围内分别为68.4,152.9kJ/mol.在本实验温度（33→15℃）范围内,EPS含量随着温度降低而升高;在10℃时,EPS含量显著下降,出水中悬浮物升高,造成部分厌氧氨氧化污泥流失.