不同基质人工湿地去除电镀重金属(Cr,Zn)的研究

选取沸石、煤渣、沸石+煤渣作为基质,研究3种不同基质人工湿地对电镀重金属(Cr,Zn)污水的净化效果。结果表明,3种基质对于重金属Cr,Zn均有明显的去除效果,去除率都在74%以上;煤渣和沸石发生了协同作用,对重金属Cr的去除效果好于其单独使用;种植植物的煤渣与沸石混合基质人工湿地去除重金属Cr,Zn能力优于种植植物的沸石基质人工湿地。     

镁铝水滑石的制备及其吸附Cr(Ⅵ)的性能

以尿素为沉淀剂,采用水热法合成Mg/Al型层状双氢氧化物(MgAl-LDH)。通过静态吸附试验,系统考察了焙烧温度、吸附时间、吸附温度、初始质量浓度、介质pH值等因素对MgAl-LDH吸附6价铬Cr(Ⅵ)性能的影响。在此基础上,进行吸附等温、吸附动力学和吸附热力学研究。结果表明,高温焙烧导致MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)吸附去除性能显著降低;MgAl-LDH吸附去除Cr(Ⅵ)的最佳pH值和吸附温度分别为pH=2.5和40℃。吸附等温和热力学研究表明,MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)吸附去除过程为放热过程,符合Langmuir等温模型且最大吸附容量为105.15 mg/g。MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)的吸附动力学符合准二级动力学、Bangham和Elovich模型,表明吸附过程为化学吸附主导。结合吸附性能和动力学、吸附前后介质的pH值变化及不同pH值下Cr(Ⅵ)的存在形式和数量,发现MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)吸附初始阶段主要去除机理为MgAl-LDH表面位置的静电作用和离子交换,后阶段为层间离子交换,前者吸附速率较快,后者速率较慢。     

改性柚皮对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以柚子皮为原料,经乙醇处理,得到改性柚皮吸附剂,并将其用于对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,研究了吸附剂用量、温度、水样初始p H值、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、吸附时间等对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,各因素中p H值对改性柚皮吸附Cr(Ⅵ)的影响较大。对初始质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,改性柚皮投加量为20 g/L、温度为25℃、水样初始p H=1时,吸附420 min后,Cr(Ⅵ)的去除率达99%以上。Freundlich吸附等温模型和二级吸附动力学模型可以很好地对改性柚皮的吸附过程进行线性拟合,决定系数R2分别为0.975 1和0.996 6。     

桑枝基活性炭对重金属离子Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附

采用以废弃桑枝制备的活性炭吸附水中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)。考察了吸附时间、pH值、活性炭用量和Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附效果的影响,对等温吸附规律和吸附动力学作了数学模拟。结果表明,活性炭对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能良好,等温吸附规律符合Langmuir模型,吸附过程可用准二级动力学模型描述。在温度25℃、活性炭用量0.01 g/100 mL、Pb(Ⅱ)溶液pH值为6且初始质量浓度20 mg/L、Cr(Ⅵ)溶液pH值为2且初始质量浓度10 mg/L、以200 r/min的速率恒温振荡120 min的条件下,Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的平衡吸附量分别可达136.3 mg/g和74.32 mg/g。     

粉煤灰合成沸石对铬污染土壤中Cr(Ⅲ)的吸附稳定化效果及机制研究

为解决Cr(Ⅲ)对土壤的污染问题,采用碱熔水热法制取粉煤灰合成沸石,研究沸石掺量、反应时间、水分质量分数、初始pH值和Cr(Ⅲ)初始质量比等因素对合成沸石吸附稳定化铬污染土壤中Cr(Ⅲ)效果的影响,建立吸附等温线模型和吸附动力学方程,并进行微观表征和吸附稳定化机制分析.结果表明,粉煤灰合成沸石对污染土中Cr(Ⅲ)有良好的吸附稳定化效果.当沸石掺量为15％、水分质量分数为26％、pH值为5～9时,对Cr(Ⅲ)进行稳定化修复效果好.Cr(Ⅲ)的毒性浸出随Cr(Ⅲ)初始质量比增加而增大,随反应时间延长先逐渐减小而后趋于稳定.动力学及热力学拟合结果表明,准二级动力学模型及Langmuir等温模型可以解释Cr(Ⅲ)在合成沸石上的吸附行为,其中影响吸附速率的主要因素为膜扩散.SEM、XRD等微观分析结果显示粉煤灰合成沸石后,其结构发生明显变化,比表面积增大,有利于对Cr(Ⅲ)吸附稳定化.合成沸石吸附稳定化污染土中Cr(Ⅲ)的机制是离子交换、静电引力、沉淀等物理及化学吸附作用综合的结果.     

离子交换耦合膜分离技术回用电镀废水中Cr(Ⅵ)技术研究

为实现电镀废水中6价铬离子(Cr(Ⅵ))回用,将纳滤技术与离子交换技术耦合,建立了1 m3/h中试试验装置.含Cr(Ⅵ)废水经离子交换纤维吸附处理,出水Cr(Ⅵ)质量浓度≤0.08 mg/L,可达标排放;将离子交换纤维吸附饱和后再生,获得5 000 mg/L以上Cr(Ⅵ)浓缩液,同时含有Cl-.采用纳滤膜处理该浓缩液,将Cr(Ⅵ)与C1-分离.对比研究了运行压力和离子质量浓度对分离效果的影响,由此筛选较适宜膜产品.结果表明:进水Cr(Ⅵ)质量浓度为3 680 mg/L,Cl-质量浓度为16 049 mg/L,运行压力为0.7 MPa,Cr(Ⅵ)截留率为80％,Cl-完全透过;溶液pH=8和pH=11时纳滤膜对Cr(Ⅵ)、Cl-分离效果无显著差异;经过60d试验纳滤膜的脱盐性能无衰减.将离子交换与纳滤技术耦合,连续运行,能获得Cr(Ⅵ)质量浓度为3 200 mg/L、Cl-质量浓度为20 mg/L的浓缩液.研究表明,集成工艺整体可行,具有潜在应用价值.     

粉煤灰人工湿地基质对磷吸附性能的研究

本文研究了粉煤灰作为人工湿地基质对磷的吸附动力学行为及吸附性能,并与高炉渣基质的吸附性能进行了比较。结果表明:粉煤灰具有比高炉渣更快的吸附速率及更大的吸附量,在初始磷质量浓度为10mg/L时,修正的Elovich方程在描述粉煤灰吸附动力学实验结果上显示出优越性,而Freundlich方程能更准确地拟合两种基质的等温吸附过程,并且两种基质对pH与干扰离子影响的响应均表现出相似的变化规律。因此,可以考虑用粉煤灰代替高炉渣作为人工湿地除磷基质。     

多重金属富集植物李氏禾体内铜的化学形态研究

为了探明李氏禾对铜的吸收和解毒两个关键过程机理,采取逐级提取法对李氏禾中的铜的赋存形态以及其不同组织部位中的总铜进行了分析测定,研究结果表明:李氏禾对铜以根系吸收为主,其滞留率平均为91.47%。李氏禾根细胞组分中,乙醇提取态(F_1)和醋酸提取态(F_4)中的铜含量占大多数,占总量的60%~80%;李氏禾叶片中,乙醇提取态的Cu作为主要存在形态,所占比例最低的为水溶态铜含量(F_2)。此外,与李氏禾富集Cr相比,由于Cr的低生物利用导致李氏禾根细胞中Cr的赋存形态不同,其高浓度的Cr存在于李氏禾根残留态(F_6)当中。因此,李氏禾对铜虽不具备超富集能力,但其具备把铜大量吸附和积累到李氏禾根系的能力,搭配上其生长迅速,分布广泛的特点,使其在重金属修复上有着广阔的应用前景。     

草酸对Cr胁迫下李氏禾解毒性能的影响

结合因子分析方法分析了草酸对Cr胁迫下李氏禾解毒性能的影响。研究过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖、生长指标的变化情况,并运用因子分析方法筛选出最能表征李氏禾生长特性的指标,进而较科学的研究外源草酸对Cr胁迫下李氏禾解毒性能的影响。Cr质量浓度为0、200、400 mg/kg的土壤中,适当浓度草酸对李氏禾CAT影响表现出极显著差异(P0.01);当土壤中Cr质量浓度200 mg/kg,草酸质量浓度为80、120 mg/kg时,可溶性糖浓度分别比本组对照降低了23.59%、32.65%;株高可作为关键因子的关键变量。外源草酸可以增强李氏禾对Cr的解毒性能且与草酸浓度有关,因子分析方法可以应用于李氏禾研究中。     

不同条件下活性啤酒酵母对Cr(Ⅵ)吸附的研究

研究吸附时间、pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对活性啤酒酵母吸附Cr(Ⅵ)的影响及最佳条件.采用制备的啤酒酵母菌体吸附剂在摇床(145 r/min)中对Cr(Ⅵ)进行吸附试验,当吸附时间分别为5 min、10 min、20 min、30 min、60 min、120 min、180 min、240 min和300 min时,Cr(Ⅵ)去除率随吸附时间的增加而增加并趋于稳定;当吸附4 h时,去除率达到最大值94.33%,而当吸附1 h时,去除率可达到最大去除率的94.67%.当溶液pH值分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10时,33 ℃下去除率随着溶液pH值的增加先增大后减小;当pH＝2时吸附效果最好,去除率达到99.31%.吸附温度为25 ℃、33 ℃和40 ℃时,去除率随着温度的升高而增加,但温度过高会使啤酒酵母失活且能耗较大,而常温吸附即可达到较高的去除率(78.19%).当Cr(Ⅵ)初始质量浓度分别为15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L和40 mg/L时,去除率总体上随着Cr(Ⅵ)质量浓度的增加而减小.本研究可为含Cr(Ⅵ)废水的生物吸附处理提供指导.     

酸改性凹凸棒土去除水中六价铬的改性条件研究

为了考察酸改性后的凹凸棒土吸附污水中重金属离子的效能,选取水中毒性强、风险高的Cr(Ⅵ)作为目标物,研究了不同改性条件对Cr(Ⅵ)吸附的影响规律。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对改性前后的结构进行表征,结果表明,改性后的凹凸棒土分散性好、杂质减少、比表面积增大,但内部结构并没有发生改变;改性凹凸棒土对Cr(Ⅵ)的吸附实验表明,吸附速率很快,120 min基本达到吸附平衡,与未经改性的凹凸棒土去除效果相比,经酸改性的凹凸棒土的吸附能力显著提高。并在盐酸浓度为4 mol/L,改性时间为5 h,改性温度为40℃时,改性效果达到最佳。此外,分析了改性凹凸棒土吸附性能提高的原因:形貌的变化加强了对目标物的吸附作用;无机阴离子的引入与目标物发生反应。     

甲基橙-Cr(Ⅵ)复合体系光催化反应的研究

以自制TiO2为光催化剂,在紫外光和可见光照射下,研究甲基橙(MO)-Cr(Ⅵ)复合体系的光催化反应.讨论了复合体系MO和Cr(Ⅵ)的质量配比、体系pH值、入射光波长、TiO2用量、焙烧温度以及改性TiO2对MO-Cr(Ⅵ)复合体系光催化的影响.结果表明:复合体系光催化受MO-Cr(Ⅵ)质量配比、入射光波长、体系pH值和TiO2焙烧温度影响较大.Cr(Ⅵ)-MO质量配比在2/3～2/5时二者光催化协同作用效果最好.复合体系下MO和Cr(Ⅵ)的光催化效果比单一体系有较大提高.可见光下,单一体系基本无反应,而复合体系可以顺利进行.体系pH=1,40 mg/L MO和20 mg/L Cr(Ⅵ)组成的50 mL混合液,采用80 mg (1.6g/L) 550℃焙烧的TiO2,λ≥420 nm可见光催化下,MO 40 min完全脱色,Cr(Ⅵ) 70 min完全被光催化还原.     

单因素对复合固定化烟曲霉小球去除Cr(Ⅵ)的影响

利用聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭粉末制作固定化烟曲霉小球,并以其为吸附介质,在30℃、120 r/min的培养条件下,考察了不同初始pH值、葡萄糖质量浓度、NaCl质量浓度和Cr(Ⅵ)质量浓度时固定化烟曲霉小球对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果.结果表明,固定化烟曲霉小球在中性偏酸环境中对Cr(Ⅵ)有更好的吸附效果,且吸附效率随葡萄糖初始添加量的增加呈增大趋势;NaCl在初始添加量较低时对Cr(Ⅵ)吸附效果影响不大,质量浓度较高时,则会对Cr(Ⅵ)的吸附效果产生显著影响;固定化烟曲霉小球对Cr(Ⅵ)的吸附效率随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递减趋势,而吸附量随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递增趋势.     

改性粉煤灰处理含Cr(Ⅵ)废水的研究

实验研究了工业废弃物改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素,讨论了pH值、浓度、温度及时间对吸附量的影响。讨论了反应机理,计算反应热力学参数(焓、自由能、熵)。实验结果表明,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,反应温度303 K,pH=1时,吸附量最大为0.47 mg/g。吸附过程符合兰格缪尔等温吸附。吸附过程为自发进行的放热反应。反应温度为303 K时,反应过程的焓值为-3.529 kJ/mol,自由能-4.664kJ/mol,熵3.746 J/(mol.K)。反应动力学过程表明反应符合准二级动力学反应。     

腐殖酸吸附Cr(Ⅵ)的对比实验研究

研究了未处理的腐殖酸(HA)和不溶性腐殖酸(IHA)对Cr(Ⅵ)的吸附作用.进行了反应时间、pH值、IHA投加量、温度等对去除效率的影响研究,确定了两种吸附剂最佳反应条件,并通过对比实验,分析了两种吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的特点.实验表明,HA达到最大吸附量时所需要的反应时间(180 min左右)远远高于IHiA的反应时间...     

壳聚糖吸附废水中Cr(Ⅵ)的工艺研究

利用模拟废水,探讨了壳聚糖吸附处理Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件,以及再生后对其吸附性能的影响,以便为实际应用提供参考.研究表明,壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的最佳条件是pH值为2,温度25℃,吸附时间120 min,废水中Cr(Ⅵ)离子质量浓度≤60mg/L最大的吸附容量为8.6mg/g.再生后的壳聚糖对Cr(Ⅵ)吸附率可达96%...     

一种新型壳聚糖交联树脂的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

采用改进的滴加成球法合成壳聚糖树脂,用环氧氯丙烷对树脂进行交联,制备新型壳聚糖交联树脂.研究了交联树脂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,探讨了溶液pH值、吸附时间、温度、Cr(Ⅵ)初始质量浓度等因素对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学.结果表明,各因素中pH值对壳聚糖交联树脂吸附Cr(Ⅵ)影响较大.对初始质量浓度为120 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,壳聚糖交联树脂投加量为1 g/L,pH=3,温度为25℃,吸附2h时可达到最大吸附容量(72 mg/g).用Langmuir 等温模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,R2分别为0.999 9和0.999 7,模型计算的饱和吸附容量qmax(73.53 mg/g)和平衡吸附量qe(29.23mg/g)与试验结果(72.10 mg/g和27.73 mg/g)基本吻合.Fick扩散模型表明,树脂对Cr(Ⅵ)的吸附可分为3个阶段,说明Cr(Ⅵ)的去除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果.     

黄孢原毛平革菌吸附六价铬的研究

利用黑曲霉常用液体培养基对黄孢原毛平革菌进行扩大培养得到的菌丝球经过冷冻干燥后磨成粒径约为180 μm的粉末用于吸附废水中的Cr(Ⅵ).考察了pH、吸附时间以及预处理方法对吸附的影响.在不同初始浓度条件下,对Cr(Ⅵ)终浓度以及吸附量进行线性转换,发现pH＝2.0条件下Langmuir和Freundlich吸附模型能较好地描述P.chrysosporium菌丝球粉末对Cr(Ⅵ)的吸附.比较吸附前后的傅立叶变换红外光谱图可知,P.chrysosporium吸附Cr(Ⅵ)后,其主要成分和结构保持完整.     

一株抗铬细菌的分离鉴定及其还原特性研究

拟通过筛选出高效还原Cr(Ⅵ)的菌株来修复铬污染土壤,从重庆废弃化工厂铬污染土壤中分离得到一株高效还原菌株,对该菌进行形态和生理生化特征研究,并结合分子生物学进行测序分析,同时对该菌在不同条件下还原Cr(Ⅵ)的能力进行检测,探讨了pH值、接种量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度及温度对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明,该菌株为革兰氏阳性杆菌,命名为NO.1.经形态和生理生化特征及16S rDNA序列比对分析,鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)(相似度为99％).该菌株具有较强的还原Cr(Ⅵ)的能力,在pH=8.0、接种量50％(体积分数)及30℃条件下,100 mg/L的Cr(Ⅵ)在处理3d后可基本被还原.研究表明,该细菌有望用于铬污染土壤的修复.     

花生壳吸附Cr(Ⅵ)动力学方程研究

通过试验对粒径介于0.25～0.50mm的花生壳颗粒吸附Cr(Ⅵ)的动力学行为进行探讨,从吸附时间、pH值、吸附剂投加量、温度、Cr(Ⅵ)的初始质量浓度方面对吸附性能的影响进行研究.结果表明,最佳吸附条件为:Cr(Ⅵ)初始质量浓度100 mg/L,pH=2.0,振荡速度140 r/min,温度30℃.此时Cr(Ⅵ)的吸附率可达到90%以上.用Lagergren一级吸附速率方程、二级吸附速率方程及平均绝对偏离率对以上因素对吸附件能的影响数据进行处理,发现二级吸附动力学模型可以更好地描述各种影响因素条件下的吸附过程.二级吸附速率常数随着溶液pH值和Cr(Ⅵ)初始质量浓度的减小而增大.在低浓度和低pH值的条件下,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形式存在,并且HCrO4-是花生壳主要吸附的Cr(Ⅵ).二级吸附速率常数随着溶液温度的升高而快速的增加.温度对反应速率的影响可以通过Arrhenius方程来描述,所得曲线近似为直线方程,决定系数R2=0.986 2,反应的活化能Ea为8.67kJ/mol,该反应活化能在物理吸附反应活化能范围(0～40 kJ/mol)内.