铝盐复合改性凹凸棒石及其除氟性能

通过静态吸附实验,研究了Al2（SO4）3、AlCl3、Al（NO3）3 3种铝盐对凹凸棒石的复合改性及其除氟效果。复合改性的最优条件为Al2（SO4）3 浓度0.05 mol·L-1、浸泡时间2 h、固液比1：3,AlCl3浓度0.4 mol·L-1、浸泡时间5 h、固液比1：2,Al（NO3）3浓度0.2 mol·L-1、浸泡时间6 h、固液比1：2。复合改性的凹凸棒石吸附容量达到1.317 mg·g-1,是改性前的13.9倍,吸附容量显著提高。复合改性的凹凸棒石对水中氟的吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir等温吸附规律。吸附最佳pH为7,改性后的凹凸棒石表面更疏松粗糙,孔穴和孔道增多增大,但晶体结构未变。     

复合絮凝剂APAC中铝形态分布及絮凝性能研究

用慢速滴碱法合成聚合氯化铝的过程中加入酸改性的凹凸棒,制备了新型絮凝剂APAC。采用Al-Ferron逐时络合比色法和烧杯絮凝实验法分别研究了APAC复合絮凝剂中铝的形态分布和絮凝性能。结果表明,Ala随盐基度的升高而逐渐降低;Alb随盐基度的升高而升高;Alc则先随盐基度的升高而升高,达到最大值后,再随盐基度的升高而降低。在相同实验条件下,盐基度愈高,混凝效果愈好,Alb含量愈高,混凝效果并不一定愈好。因此,APAC的质量控制以及追求目标应当是尽量提高Alc的含量,而不是Alb的含量。     

工业聚合铝的形态分析方法研究

主要探讨了工业聚合铝(PACl)的形态分析方法，即Al-Ferron逐时络合比色法。重点研究了2类Ferron比色液的稳定性及其对工业PACl形态分析的影响特征。     

PAC-chitosan复合絮凝剂中铝形态

以不同碱化度(B)的聚合氯化铝(PAC)和不同粘度的壳聚糖为原料制备出一系列PAC-chitosan复合絮凝剂。采用Al-Ferron逐时络合比色法研究了PAC-chitosan复合絮凝剂中铝的形态分布,探讨了PAC的B值、壳聚糖的含量（C）和粘度（η）对复合絮凝剂中铝的形态分布的影响。结果表明：壳聚糖与PAC之间发生了一定的相互作用,通过试验结果推断出当B=1.5,壳聚糖粘度η=800 Pa·s,C=0.6 mg/mL絮凝效果最佳。并用某造纸废水进行了烧杯絮凝试验。絮凝试验结果与推断结果相一致。     

水样pH对不同碱度含藻水混凝性能的影响

为探明碱度对混凝去除藻细胞及其分泌有机物的影响,保证饮用水水质。以铜绿微囊藻为研究对象,选用氯化铝(AlCl3·6H2O)作为混凝剂进行混凝实验,考察了不同碱度的含藻水样在pH为6.0~9.0条件下的混凝性能、絮体特性和出水余铝。结果表明：当水样pH=6.0时,相对于低碱度(95、175和245 mg·L−1)水样,碱度较高(330 mg·L−1和415 mg·L−1)的水样Zeta电位趋近于0,可有效降低颗粒间的排斥力,藻细胞的去除率达到74.45%以上(低碱度水样藻细胞去除率在31.64%以下),出水余铝最低为0.003 6 mg·L−1(低碱度时为0.088 9 mg·L−1);当水样pH≥6.5时,碱度较低的水样依靠吸附架桥和网捕卷扫协同作用,使得藻细胞去除率最高达到94.31%,出水余铝可降低至0.035 3 mg·L−1;随着碱度的增加,铝盐水解生成的Al(OH)3胶状沉淀逐渐转变为${{\rm{Al}}\left( {{\rm{OH}}} \right)_4^ -} $,使得网捕卷扫作用减弱,藻细胞去除率有所下降;当水样pH=7.5时,随着碱度增加,平衡时絮体粒径从811.02 μm降低至540.62 μm,絮体强度因子从35.97%降低至24.79%,恢复因子从35.31%增加至47.88%,分形维数从1.586减小到1.372。通过调节水样pH,可有效缓解碱度对含藻水混凝过程的影响,提高藻细胞的去除率。     

焚烧对印染污泥中铝含量及形态分布的影响

采用ICP等离子体发射光谱法对印染污泥焚烧前后主要金属元素进行了分析,结果表明,风干后的印染污泥中铝含量达157 mg/g;焚烧后,除Pb外,污泥中其他主要金属元素在焚烧过程中得到了富集,铝的含量显著增加,为未焚烧前的1.6倍.同时,采用化学浸提法对某印染厂污水处理剩余污泥进行铝形态分布研究,实验结果表明:焚烧前后,酸...     

水中腐殖酸对Al13混凝除氟的影响

针对含氟矿井水中有机物含量较高的问题,使用混凝区域图研究了在腐殖酸(HA)存在的条件下Al13混凝除氟的效果及相关的影响因素;使用电喷雾飞行时间质谱(ESI-TOF-MS)、差分吸收光谱法(DOAS)和X射线光电子能谱分析(XPS)考察了HA与F在混凝过程中的竞争关系,且表征了Al13与F的络合产物;分析了HA影响Al...     

聚合铝水解形态对混凝效果及絮体特性的影响

采用微量滴定法制备不同碱化度的聚合铝,并测定其铝形态分布,通过其对腐殖酸-高岭土水样进行烧杯实验,依据絮体的Zeta电位、浊度、UV254及絮体强度因子及恢复因子等参数,以综合评价聚合铝水解形态的混凝机理及其絮体特性。结果表明：聚合铝投加前后铝形态分布存在很大差异,碱化度越低影响越明显,碱化度为0.5的聚合铝中Ala含量由原来的69.57%变为4%左右,而其Alc由9.36%变为50%左右;预制铝的中聚体和高聚体形态在混凝过程中相对比较稳定,而低聚合度的Ala变化显著;Alb电中和能力强,对溶解性有机物去除效果好,其絮体成长速度慢但絮体强度高;Alc具有较强的吸附架桥能力,能促进浊度的去除;预制Alc的吸附架桥能力强于水解生成的Alc,但其絮体恢复性能差。     

电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的效果与影响因素

以含氟地下水为研究对象,采用自制电促吸附除氟反应器,开展电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的动态实验,研究了不同电压、极板间距、地下水碱度和流速对吸附除氟效果的影响。实验结果表明,在负载炭纤维毡的电极一端加正电,可以提高除氟效果。当电压为1.6 V时除氟效果较好,单位面积炭毡处理达标水量为56.7 L/m2;极板间距设置为4mm时电吸附反应器除氟效果最佳;通过调节pH改变地下水碱度,当地下水pH调节为5.5时,电吸附反应器除氟效果较未调节前提高50%;当采用3对电极板,流速为1.88 m/h时,达到最高表面处理负荷2 073.6 L/(m2.d);探究了反应器的反洗再生方式,并连续进行了吸附再生的动态实验;穿透的反应器以Al2(SO4)3溶液为再生液并采用反向加电1.6 V的方式,可以达到较好的再生效果,实现连续动态运行。     

酒糟生物炭负载铝对饮用水中氟的去除

以酒糟生物碳为原料,采用负载Al（OH）3改性制得生物吸附剂（CDGB）。通过静态吸附实验研究吸附剂用量、初始浓度、吸附时间、pH值和共存离子对CDGB吸附氟能力的影响。结果表明：CDGB具有非常宽的最适pH值范围,在pH值为5.0~9.0范围内CDGB均能有效地去除饮用水中的氟离子;并且在氟初始浓度为10 mg·L-1,吸附时间40 min,CDGB的添加量为2 g·L-1时氟的去除率可达90%以上,且吸附后水中氟离子含量低于1 mg·L-1,符合国家饮用水标准;溶液中常见的共存离子（硝酸根、氯离子和硫酸根）对吸附剂吸附没有显著影响;CDGB对氟离子吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级吸附动力学模型,理论饱和吸附容量为18.05 mg·g-1。     

Mg/Al/Fe复合氧化物吸附去除水体中氟化物的研究

采用水热法合成了不同铁掺杂量的Mg/Al/Fe型类水滑石(MAF),根据X射线衍射(XRD)的测定结果,铁存在一个最佳投加量,铁的掺杂量过大则会导致水滑石的层状结构被破坏。通过扫描电镜(SEM)和比表面分析仪(BET)研究了MAF焙烧后的复合金属氧化物(CMAF)的结构和性能,并考察了CMAF对水中氟离子的吸附性能。与CMA相比(铁掺杂量为零),CMAF对氟离子的吸附去除效率明显提高(最大吸附容量75.2 mg/g),整个吸附过程可以用Langmuir吸附等温线更好地描述。通过XRD测定和晶格参数计算,CMAF的结构由吸附前的复合氧化物恢复到层状水滑石结构,表明氟离子在水滑石重构过程中作为层间阴离子进入到水滑石内部,从而达到较高的除氟效率。     

聚硅酸氯化铝铁絮凝剂制备及絮凝效果的研究

以粉煤灰和硫铁矿烧渣两种工业固体废弃物为主要原料,制取聚硅酸氯化铝铁(PSAFC)无机高分子絮凝剂。粉煤灰、硫铁矿烧渣和纯碱按1：1：0．8混合．在800～900(焙烧15～30min,用定量1：1盐酸浸取,固体溶出率高达94％,陈化后即为PSAFC絮凝剂。通过模拟和真实印染废水絮凝试验．表明PSAFC絮凝效果与聚合氯化铝(PAC)相当,在沉降速度、污泥体积等方面要优于PAC,且成本比PAC低．具有较大的市场前景。     

复合分子筛去除水中氟化物的研究

通过使用复合分子筛对模拟含氟水进行静态吸附实验,研究了复合分子筛对水中氟化物的吸附性能,并分析了吸附过程中温度、pH值和停留时间等因素对分子筛除氟效率的影响。结果表明,用80 g粒径0.9 mm的分子筛处理150 mL浓度为5 mg/L的模拟含氟水,分子筛的除氟效率达到90%以上,而同样条件下天然沸石和改性涂铁沸石的去除率分别为23.35%和80.69%。分子筛的除氟效率随着温度呈现先上升后下降的趋势,50℃时去除效率达到最高,为92.7%;在弱酸性条件下的去除率比碱性条件要高,在pH=4时去除率最大,为91.8%;停留时间初始阶段与去除率保持正相关,在45 min后反应达到平衡。分子筛的吸附速率符合二级动力学方程dqe/dt=k(qe-qt)2,吸附等温线符合Langmuir方程。     

pH对活化前后废弃铁铝泥吸附不同种磷动力学的影响

实验研究了300℃热活化前后的给水厂废弃铁铝泥（R-FARs和H300-FARs）对正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐的吸附动力学特性,并考察pH对不同磷吸附动力学的影响。结果表明,pH对不同磷吸附动力学过程的影响趋势相似,即低pH有利于吸附。准二级动力学模型能够更真实地反映不同磷在R-FARs和H300-FARs的吸附动力学行为,由拟合结果可知焦磷酸盐和六肌醇磷酸盐的初始吸附速率相对较大,而甘油磷酸盐最小;且活化作用明显提高了不同磷的初始吸附速率,并减弱了pH对初始吸附速率的影响。不同磷的吸附速率受到液膜扩散、颗粒内扩散和吸附反应三者共同控制,其中吸附反应是主要的控制步骤。     

聚合氯化铝和聚合硫酸铁对水中亚硒酸盐的去除研究

为达到快速有效去除饮用水中亚硒酸盐的目的,通过混凝法考察了聚合氯化铝与聚合硫酸铁对模拟硒污染饮用水源中亚硒酸盐的去除效果,探讨了初始浓度、投加量以及pH对去除效果的影响。结果表明,混凝工艺对水中亚硒酸盐的去除效果明显,在初始硒浓度为184／μg／L时,聚合氯化铝和聚合硫酸铁对亚硒酸盐的最大去除率分别为70％和97％。聚合硫酸铁对亚硒酸盐的混凝去除效果明显好于聚合氯化铝,其最佳除硒pH为8。     

铁-铝盐混凝剂混合投加工艺控制溶解性残余铝的机理

铁-铝盐混凝剂混合投加是一种常用给水处理工艺。但由于缺乏有效表征手段,对上述工艺的内在机制认识不清。采用紫外-可见光谱法与非理想竞争吸附模型(NICA)相结合的方法,定量表征铁-铝盐凝剂混合投加时水体中溶解性有机物(DOM)特性。结果表明,铁盐(FeCl₃)投加能在保证水处理效能的情况下,显著提高酚基类官能团的去除效率,并且通过竞争络合位点抑制络合态有机铝的生成量,使溶解性残余铝浓度显著降低。以上研究结果对优化混凝工艺控制具有指导意义。     

羟基磷灰石的制备及除氟性能研究

采用化学沉淀法,使用不同原料制备羟基磷灰石;研究羟基磷灰石的除氟性能及除氟机理。静态吸附试验结果表明,样品对氟离子的吸附性能良好,吸附平衡时间一般在3 h左右;随着溶液氟离子浓度的增加,平衡吸附容量不断增加,两者都没有极限值,属于弗兰德里希（Freundlich）吸附。     

三维电极电吸附动态反应器的除氟特征研究

采用自制的单极性复合型三维阳极作为第三维电极对含氟水进行动态电促吸附实验,通过研究不同填充床高度、阴阳极板间距、隔膜材料对电促吸附除氟效果的影响,确定反应器的最佳结构参数为:填充床高度20 cm、阴阳极板间距4 cm、隔膜为nafion117膜。工作电压、进水pH、进水流速、共存物质对氟离子去除效果的影响结果表明:在一定范围内增大工作电压,降低进水pH或进水流速均可提高除氟效果。相应的最佳操作条件为:工作电压7 V、进水流速4 mL/min、酸性pH;腐殖酸和碳酸根离子的存在会对氟离子去除产生较强抑制作用,低浓度的氯离子可促进氟离子的电促吸附。扫描电镜(SEM)-电子能谱(EDX)的表征结果显示三维颗粒电极的表面及孔隙内部均可吸附氟离子,且电吸附后并未出现电极腐蚀现象。