改性粉煤灰处理低浓度含磷废水的研究

以酸改性粉煤灰为吸附剂,处理低质量浓度(1 mg/L左右)磷酸盐溶液,探讨了改性剂的种类、改性剂用量、吸附剂用量、反应时间、pH以及温度对除磷效果的影响.结果表明:(1)经过酸改性后粉煤灰的磷去除率显著提高,而且硫酸改性粉煤灰的除磷效果更好,磷去除率最高可达97.68％.(2)最佳条件:选择硫酸用量为5 mL/g进行改性,硫酸改性粉煤灰投加量为2.0g,反应时间为60 min,pH为7.2～10.8,温度为25℃(即室温).(3)改性粉煤灰对磷的吸附更符合Freundlich吸附等温模型,既有物理吸附,也有化学吸附,并以Ca、Mg氧化物与磷形成磷的沉淀物为主.     

改性粉煤灰净化含磷废水的研究

采用改性粉煤灰对含磷废水进行净化,考察了pH、吸附剂用量、吸附时间和吸附温度对净化效果的影响。结果表明:(1)当pH为9时,磷净化率达到最大值。(2)当改性粉煤灰用量为30g/L时,磷净化率可达99.53%,磷净化后质量浓度为0.91mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中二级标准限值(1.0mg/L);当改性粉煤灰用量为40g/L时,磷净化率可达99.75%,磷净化后质量浓度为0.48mg/L,达到GB8978—1996中一级标准限值(0.5mg/L)。(3)改性粉煤灰对废水中磷的净化速度较快,吸附5min即可使吸附过程达到平衡;进一步提高吸附时间,磷净化率及净化后浓度几乎不再变化。(4)吸附温度对磷净化率的影响较小,当吸附温度为20～40℃时,磷净化率为97.00%～98.62%。(5)改性粉煤灰对磷的吸附等温线较符合Freundlich方程,且1/n=0.374,吸附过程易进行,改性粉煤灰可作为磷的吸附剂用于废水中磷的净化。     

粉煤灰对水溶液中磷的吸附性能及机理

以粉煤灰为吸附剂去除溶液中的磷,考察了其吸附除P动力学特征、热力学特征以及溶液初始pH和粉煤灰投加量对吸附除P效果的影响,并对其吸附除P机理做了初步探讨。结果表明,在给定实验条件下,粉煤灰对P具有较好的去除效果,随着初始P浓度从10 mg/L升高到80 mg/L,平衡吸附量为0.46～2.44 mg P/g粉煤灰,吸附效率从92.2%降低至61.1%;对不同浓度的含P溶液,粉煤灰最适用量为0.6～1.5 g粉煤灰/mg P;相同反应条件下,当温度由25℃升高到45℃时,P初始吸附速率提高了3倍;粉煤灰对P的吸附过程能够较好地拟合Langmuir、Freundlich及D-R吸附等温模型,相关系数均在0.98以上。通过对吸附饱和的粉煤灰进行解析实验发现,初始P浓度较低(<50 mg/L)时,以化学吸附为主,而在初始P浓度较高(>80 mg/L)时,则以物理吸附为主。     

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)。     

蚕丝改性工艺优化及其对Zn~(2+)的吸附性能研究

以有效氯质量分数、改性时间、浴比(NaClO溶液体积与蚕丝质量的比值)为3个显著影响因素,以蚕丝回收率为响应值,采用响应面分析法对蚕丝的改性工艺条件进行最优化研究,并对改性蚕丝对Zn~(2+)的吸附性能进行分析。结果表明,蚕丝回收率关于3个因素的二次回归方程显著性高(P=0.000 4、R2=0.961 6),且失拟项不显著(P=0.900 2),与实际实验拟合良好。经最优化分析,得到最佳改性工艺为有效氯质量分数2.00%、改性时间10h、浴比为600mL/g,此时改性蚕丝的回收率为58.30%。在pH为6.5、温度为30℃、吸附时间为420min、振荡速度为150r/min、固液比(改性蚕丝质量与含Zn~(2+)模拟废水体积的比值)为1g/L时,改性蚕丝对Zn~(2+)的吸附在开始阶段非常迅速,240 min时达到平衡,吸附动力学符合Lagergren准二级动力学方程(R2=0.999 7),吸附等温线与Langmuir吸附等温方程拟合良好(R~2=0.999 9),最大吸附量为17.035 8mg/g。     

改性牡蛎壳对低磷浓度水体的净化性能研究

为寻求经济、高效的生态浮床除磷基质,以牡蛎壳为对象,通过等温吸附、吸附动力学和吸附剂投加量影响实验对比研究了经不同温度热处理的改性牡蛎壳对低磷浓度水体的吸附性能。结果表明:相比Langmuir方程,Freundlich方程能更好地模拟天然及改性牡蛎壳对总磷的等温吸附行为;相对于伪一级动力学和Elovich方程,牡蛎壳对总磷的吸附动力学过程与伪二级动力学方程更为吻合。热处理温度对总磷的吸附效果产生明显影响,650℃改性牡蛎壳的吸附性能最优。牡蛎壳投加量对总磷去除效果影响也较为显著,当投加量增至20g/L时,天然牡蛎壳、250℃改性牡蛎壳、500℃改性牡蛎壳、650℃改性牡蛎壳的总磷去除率分别可达到51.27%、62.50%、88.27%和99.69%。当投加量为8g/L时,650℃改性牡蛎壳对总磷的去除率已高达90%左右。总体而言,650℃改性牡蛎壳的总磷吸附效果最好,可优先选为生态浮床除磷基质。     

粉煤灰微波改性及其对Cr6+的吸附特性

将粉煤灰(fly ash,FA)微波辐照制得微波改性粉煤灰(MFA),选择用H2SO4、NaOH和Ca(OH)2对MFA进行化学改性制得微波化学改性粉煤灰(MMFA),结果表明,用2 mol/L NaOH并按与MFA的质量体积比为1∶4制得的MMFA对Cr6+的吸附去除效果最好,与原灰相比,去除率显著增强。研究了NaOH改性MMFA对废水中Cr6+的吸附性能。动力学研究结果表明,MMFA对Cr6+的吸附动力学符合二级吸附动力学速率方程,吸附受颗粒内扩散过程控制。热力学研究结果表明,在25、35和45℃下MMFA对Cr6+的等温吸附行为均可用Langmuir方程、Freundlich方程和线性方程描述,所得热力学参数吸附自由能(ΔG)、吸附焓(ΔH)和吸附熵(ΔS)均为负值,说明MMFA对Cr6+的吸附过程为自发进行的放热吸附过程。     

改性沸石对Cd(Ⅱ)的吸附平衡及动力学

采用等温吸附法比较了氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵、硫酸、磷酸、混合盐和高温改性沸石对含镉废水的吸附效果,并采用Langmuir、Freundlich等温线方程及Lagrange假一级动力学方程、假二级动力学方程、粒内扩散方程对实验数据进行了拟合。结果表明,镉浓度大于10 mg/L时,NaOH改性沸石吸附效果最好,吸附率在99.2%以上;沸石对镉的吸附符合Langmuir方程,属单分子层吸附,最大吸附量Qm=6.456 mg/g;改性沸石对Cd2+的吸附动力学符合假二级动力学方程,以化学吸附为主,有多个控速步骤。     

柚子皮生物碳质对4-氯硝基苯的吸附动力学及吸附平衡特征

考虑到水环境或工业废水中低浓度、低溶解度有机氯化物的普遍存在,拟构建仿生吸附原理分离低剂量组分,选用柚子皮为生物质代表,在炭化温度为600℃的条件下制备生物碳质吸附剂,考察4-氯硝基苯(pCNB)的吸附特征数据,通过观察等温吸附模型和吸附动力学方程,分析了可能的吸附机理。研究结果表明,实验在25±1℃条件下,当初始浓度为35 mg/L,pCNB的吸附去除率为85.88%,吸附过程分成2个阶段,第1阶段为物理吸附,第2阶段为化学吸附,8 h达到吸附平衡;吸附反应符合二级动力学方程(R2=0.999),动力学参数k2为1.450 g/(mg.h),平衡吸附量qe为30.06 mg/g;吸附等温线结果表明,生物碳质对pCNB的吸附可以用Langmu ir模型很好描述,表面吸附在生物碳质对pCNB的吸附过程中占主导地位,柚子皮生物碳质对pCNB的最大吸附量达到64.52 mg/g,是从低浓度含pCNB废水中去除目标污染物的廉价与良好吸附剂。     

粉煤灰对Cr(Ⅵ)的吸附特性

通过间歇实验研究了粉煤灰对重金属Cr(Ⅵ)的吸附特性。探讨了固液比、pH、反应时间、温度、离子强度和初始浓度等因素的影响。实验结果表明,固液比、pH、温度与离子强度都对去除率有较大影响。当温度为20℃、pH=1、Cr(Ⅵ)的初始浓度为10 mg/L,固液比为100 g/L时,去除率达到50.13%。动力学实验结果表明,粉煤灰对Cr(Ⅵ)的吸附为快速反应,在180 min内可达到平衡,伪二级动力学模型可较好地拟合实验结果。等温吸附实验结果表明,Freundlich模型与Langmuir模型均可较好地拟合等温吸附实验结果。低温有助于粉煤灰对Cr(Ⅵ)的吸附。     

活性炭对含铅废水吸附特性研究

采用静态法用活性炭吸附处理含铅废水,考察了活性炭对含铅废水的吸附特性。结果表明:活性炭对铅离子吸附平衡时间为100 m in;吸附等温方程为:Ce/qe=0.4298+0.0594Ce(25℃),该方程符合Langmu ir型吸附模式,不同温度下吸附平衡参数0RL1,表示该吸附为有利吸附。实验数据应用数学模型拟合,二级相关系数R2=0.9998,显示吸附过程动力学与二级动力学模型相关性较好;计算不同温度下各热力学参数:△Hθ大于零、△Gθ小于零,证实该吸附过程是一个自发吸热过程。△Sθ大于零,表明铅离子在固液界面有序性减小、混乱度增大。△Hθ值很小,说明该过程为物理吸附。     

磷酸根和硫离子在纳米铁表面的竞争吸附

通过纳米铁对磷酸根和硫离子的单吸附和竞争吸附的研究,从吸附动力学和吸附等温线两个方面分析并验证了其吸附特性和模式。分析表明,相对于磷酸根,纳米铁对硫离子的吸附能力更强,在竞争条件下居优势地位。采用准一级和准二级吸附动力学方程对实验数据进行模拟分析,结果表明,纳米铁对磷酸根和硫离子的吸附符合二级动力学方程。吸附等温线分析采用Freundlich和Langmuir吸附等温线方程模拟分析,分析结果表明,纳米铁颗粒对磷酸根的吸附符合Freundlich吸附模式,而对硫离子的吸附符合Langmuir吸附模式。     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg2+的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg²⁺的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg²⁺的机理。结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg²⁺的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好(R²=0.9933);pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64.64 mg/g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg²⁺的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括—CH、—CH₂ 、—CH₃、P—H、CO、C—N、PO、SO及C—H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg^2＋的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg^2＋的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg^2＋的机理。结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg^2＋的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好（R^2=0．9933）;pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64．64mg／g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg^2＋的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括-CH、-CH2、-CH3、P—H、C=0、C-N、P=0、S=0及=C—H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

羟基磷灰石除氟滤料的吸附平衡及动力学

羟基磷灰石(HAP)是一种高容量、环保型饮用水除氟材料。以氢氧化钙和磷酸为原料采用沉淀法合成了羟基磷灰石,并用红外光谱和XRD图谱进行了表征。研究了接触时间、pH值和温度等因素对羟基磷灰石吸附氟性能的影响。通过对吸附过程中的热力学动力学参数的计算来判断吸附的实质过程。研究结果表明,60 min以内吸附速率较快,在约70 min时吸附过程趋于平衡;酸性环境中的吸附效果要比在碱性环境中要好;升高温度有利于吸附的进行。吸附过程更符合Langmuir吸附模型,说明化学吸附占主导地位;吸附过程是一个自发的吸热过程,其中ΔGo<0,ΔHo为13.10 kJ/mol,Ea为15.24 kJ/mol,ΔSo为31.42 J/(mol.K);吸附过程符合拟二级动力学模型。     

3种人工湿地基质对磷的吸附特性

选用页岩、陶粒和砾石3种基质进行等温吸附和吸附动力学试验,研究其对磷的吸附特性。结果表明,Freun-dlich和Langmuir方程均能较好地拟合各基质对磷的吸附特征,并且用Freundlich方程的拟合效果要好于Langmuir方程;基质对磷的理论饱和吸附量大小依次为页岩(527.992 mg/kg)>陶粒(328.165 mg/kg)>砾石(129.729 mg/kg);页岩最大磷吸附量随粒径增加而减小;各基质对磷的吸附过程分为快、中、慢3个阶段,3种基质对磷的吸附速率依次为页岩>陶粒>砾石;准二级动力学方程、双常数方程和Elovich方程均能较好地描述人工湿地基质对磷的吸附动力学特征,但从相关系数来看,准二级动力学方程的描述更为准确。     

4种人工湿地基质对马拉硫磷的吸附特性

通过基质对马拉硫磷的等温吸附和吸附动力学实验,研究天然土壤、煤渣、沸石、砾石对马拉硫磷的吸附特性,为人工湿地处理含马拉硫磷废水提供理论依据.结果表明:马拉硫磷浓度为2.25 ～ 90 mg/L条件下,Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的等温吸附过程,并且Freundlich方程的拟合效果要好于Langmuir方程.马拉硫磷的理论饱和吸附量大小依次为天然土壤(9.9304 mg/g)＞煤渣(1.6173 mg/g)＞沸石(0.6039 mg/g)＞砾石(0.3965 mg/g).4种基质对马拉硫磷的缓冲能力大小依次为天然土壤＞煤渣＞沸石＞砾石,即当进水马拉硫磷浓度波动较大时,作为湿地基质天然土壤使人工湿地系统维持稳定出水水质的能力最强.马拉硫磷浓度为4.5 mg/L条件下,吸附动力学模型Elovich方程能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的吸附动力学特征,说明4种基质对马拉硫磷的吸附是表面吸附和内部扩散吸附共同作用的结果.因此,天然土壤和煤渣适宜作为处理含马拉硫磷废水的人工湿地基质.     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg~(2+)的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg2+的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg2+的机理.结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg2+的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好(R2=0.9933);pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64.64 mg/g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显.红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg2+的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括-CH、-CH2、-cH,、P-H、C=O、C-N、P=O、S=O及=C-H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附.     

重金属离子在钠基膨润土中的吸附特征与机理

膨润土是一种天然粘土矿物,比表面积大、吸附能力强。通过钠基膨润土对复合重金属离子Cu2+、Zn2+和Cd2+的竞争吸附实验研究,探讨了钠基膨润土对Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附特征。结果表明,钠基膨润土对Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附随离子浓度增加而增大。吸附具有选择性,Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附能力大小顺序为Cu2+>Zn2+>Cd2+。并通过XRD及IR等分析探讨了钠基膨润土的吸附机理主要表现为离子交换吸附。     

氨氮在滦河三角洲典型包气带介质上的吸附性能研究

包气带是地下水的天然屏障,也是氮素污染地下水的主要通道.以滦河三角洲包气带4种典型土壤粉砂、砂粉土、粉土以及粉质粘土为研究对象,通过静态吸附实验查明了4种不同土壤对氨氮的吸附性能.结果表明,4种土壤对氨氮的吸附主要发生在0～2 h,其吸附均符合二级吸附动力学方程;其等温吸附曲线均符合Langmuir模式,且最大吸附量分...