柚子皮生物炭的制备及对水体中锰离子的吸附

以柚子皮为原料经硫化钠活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂,并将之应用于含锰废水的吸附。考察了溶液p H值、底液质量浓度、生物炭投加量等因素对柚子皮生物炭吸附能力的影响,并研究了柚子皮吸附剂对锰离子废水的吸附平衡和动力学特征。结果表明:柚子皮吸附剂对含锰废水具备较强吸附能力,在溶液p H值为6,底液质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的条件下,对锰离子的去除率为93.5%;吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为24.691 mg/g;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数为0.028 6 g/(mg·min)。     

NaOH预处理香菇废弃物对铜、锌吸附性能研究

本研究用NaOH预处理后的香菇废弃物作为吸附材料,处理含铜、锌的重金属废水。研究了吸附时间、pH值、初始金属离子质量浓度、香菇废弃物质量浓度等因素对预处理后香菇废弃物吸附铜、锌离子的影响。结果表明:预处理后香菇废弃物对铜和锌的吸附平衡时间均为10 min;对铜和锌吸附的最佳pH值范围分别为5~7和5~6,其中对锌的吸附率在pH=2~4的范围内也能保持在87%左右。当香菇废弃物质量浓度大于4 g/L,铜/锌的吸附率均不再增大;吸附动力学实验表明,伪二级动力学模型能够很好地拟合预处理后香菇废弃物对铜和锌的动力学吸附过程,相关系数R2均为0.999 9;热力学分析表明,香菇废弃物对铜和锌的吸附热力学过程用Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能较好地描述。Langmuir模型拟合结果显示,预处理后香菇废弃物对铜和锌的理论最大吸附量分别为8.993 mg/g和20.16 mg/g。     

改性活性炭纤维吸附炸药废水中TNT实验研究

本文研究了改性活性炭纤维对炸药废水中TNT的吸附行为。研究表明:1 mol/L HNO3改性的活性炭纤维吸附效果最好,其对炸药废水中TNT的最佳吸附条件为:吸附剂用量为0.6 g/25 m L,吸附平衡时间为60 min,升温有利于吸附进行。Langmuir和Freundlich吸附等温线均能较好地描述活性炭纤维对TNT的吸附,吸附动力学分析表明,吸附过程遵循准二级动力学规律。     

纳米α - Fe2O3微球对U(Ⅵ)的吸附特性研究

将海藻酸钠与纳米α-Fe2O3制成微球,用于吸附U(Ⅵ)。探讨了纳米α-Fe2O3含量、交联时间、pH值、投加量、浓度、温度等对吸附的影响。结果表明,pH值对U(Ⅵ)的吸附过程影响显著,适宜pH值为3。U(Ⅵ)在微球上的吸附量随着吸附时间的增加而增大,初始阶段(1.5 h)反应进行得很快,9 h时达到吸附平衡。当U(Ⅵ)初始质量浓度为10mg/L时,其饱和吸附量为2.64mg/g。准二级动力方程很好地拟合了吸附动力学数据,且R2>0.99。吸附率与温度呈正相关,Lang-muir与Freundlich吸附等温方程均能较好地拟合固定化微球对U(Ⅵ)的吸附过程(R2>0.99),但Freundlich等温线效果更好。吸附反应中ΔG<0,ΔH>0且小于40 kJ/mol,ΔS>0,这表明吸附过程能自发进行,为吸热反应。     

壳聚糖改性沸石吸附废水中铍(Be)的试验研究

含铍(Be)废水主要产生于矿产的开采和冶炼等环节。采用碱性条件下负载壳聚糖的方式制取改性沸石,并分析了其吸附水中Be的特性、影响因素、动力学及等温线。FIR、SEM和XRD表征结果表明,壳聚糖负载于沸石表面,使沸石孔径结构和分布得以改善。两种沸石对Be的吸附在30~50 min内吸附速率最快,分别在120 min和200 min时达到表观吸附平衡,改性沸石达到平衡所需的时间明显缩短;两种沸石对Be的去除率随初始质量浓度增加而降低,当废水中Be质量浓度不超过排放标准的5倍时(≤0.025 mg/L),采用1.0 g/L改性沸石处理可以达到排放标准。准一级动力学方程和准二级动力学方程拟合沸石对Be的吸附较为准确,而孔内扩散方程拟合结果较差。Langmuir方程、Freundlich方程均能较好地描述沸石对Be的吸附等温过程。pH值在7~9时Be的去除率最高。改性沸石吸附性能受pH值影响较大,这可能是因为负载壳聚糖分子中的羟基(—OH)、氨基(—NH_2)等活性基团对pH值变化较为敏感。     

水稻、油菜秸秆对水中镉的吸附特性

为了解水稻秸秆和油菜秸秆对废水中Cd2+的吸附特性,研究了吸附时间、初始离子质量浓度、秸秆投加量、初始pH值和振荡速率对溶液中Cd2+去除率与吸附量的影响,通过动力学、热力学模型拟合和扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)分析,探讨其吸附机理.结果表明:水稻和油菜秸秆具有良好的Cd2+吸附效果,pH值为4～7时,Cd2+吸附率均可达到50％以上;在投加量为10 g/L、初始pH值为6、振荡速率为150 r/min、温度为25℃的条件下,处理200 mg/L含Cd2+废水时,水稻和油菜秸秆对Cd2+的去除率分别达到66.5％和68.2％,吸附平衡时间约为90 min;其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好,等温吸附模型符合Langmuir方程,在25℃下油菜秸秆和水稻秸秆的最大吸附量理论值分别为14.28 mg/g和13.76 mg/g;结合SEM和FTIR分析推断,两种秸秆吸附Cd2主要发生在吸附剂表层,吸附过程以化学吸附为主.研究表明,油菜秸秆和水稻秸秆是具有潜在利用价值的Cd2+吸附剂.     

不同环境条件下黑土对四溴双酚A的吸附动力学特征

采集吉林省松源农田的黑土样品,研究四溴双酚A在黑土中的吸附动力学特征,并探讨了pH值、离子强度(CaCl_2)、温度等不同环境条件对吸附动力学的影响。结果表明,四溴双酚A在黑土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0~4 h)和慢速吸附阶段(4~48h),并于48 h达到吸附平衡。黑土对四溴双酚A的吸附符合拉格朗日准二级动力学方程和内扩散模型,表明该吸附过程以化学吸附为主,而吸附过程的限速步骤为颗粒间扩散。pH值等环境条件对吸附有明显影响,当pH值在6~9时,随pH值降低,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加;离子强度(CaCl_2)为0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L时,离子强度增大,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快但平衡吸附量减小;温度为15℃、25℃、35℃时,随着温度升高,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加。     

活化剩余污泥对Pb2+的吸附热力学研究

以城市污水处理厂脱水干污泥为原料,以浓硫酸为活化剂,制备活化剩余污泥吸附剂,采用正交试验法考察了Pb2+初始质量浓度、初始pH值、吸附温度、活化剩余污泥投加量对活化剩余污泥吸附性能的影响.结果表明,活化剩余污泥对Pb2+的最佳吸附条件为pb2+初始质量浓度60 mg/L、初始pH值5、活化剩余污泥投加量100mg、吸附温度288 K,影响从高到低的各因素为Pb2+初始质量浓度、吸附温度、初始pH值、活化剩余污泥投加量.采用Langmuir、Freundlich、D-K-R吸附等温方程对不同温度下的吸附平衡试验数据进行拟合.Langmuir吸附等温方程可以较好地描述活化剩余污泥对pb2+的吸附平衡过程.其吸附过程吉布斯自由能△G为-3.35 ～-0.32 kJ/mol,焓变△H和熵变△S均为负值,表明活化剩余污泥对pb2+的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应.     

人造沸石对氨氮废水的吸附及其影响因素

采用人造沸石吸附废水中的氨氮,研究了投加量、反应时间及初始pH等因素对吸附效果的影响,分析了其等温吸附线和吸附动力学.结果表明:人造沸石能够有效地处理质量浓度为150～200 mg/L的氨氮废水,当初始pH值为5,人造沸石投加量为25 g/L时,反应120 min后,氨氮去除率可80％左右,人造沸石比天然沸石的吸附平衡时间缩短了约50％;投加量、反应时间和初始pH值对人造沸石的吸附都有影响.随着投加量的增加,人造沸石对于氨氮的去除率逐渐增加;随着反应时间的延长,人造沸石对氨氮的去除率逐渐增加,达到吸附平衡后,去除率不再增加;初始pH值对于吸附效果有较大影响,偏酸环境下去除率较高.人造沸石对氨氮的吸附行为符合Freundlich方程,且为优惠吸附;准一级方程比准二级方程能够更好地拟合吸附动力学试验数据,吸附速率随着投加量的增大而增大.     

环氧氯丙烷改性花生壳吸附亚甲基蓝的研究

主要研究了环氧氯丙烷改性花生壳对亚甲基蓝的吸附作用.考察了溶液pH值、亚甲基蓝初始质量浓度、吸附时间、温度等因素对改性花生壳吸附亚甲基蓝效果的影响.结果表明,当温度为298 K,亚甲基蓝初始质量浓度为100 mg/L时,在改性花生壳用量为2g/L,溶液pH值为6.00,吸附时间为60 min的条件下,亚甲基蓝吸附量最大,可达49.25 mg/g.在试验条件下,改性花生壳对亚甲基蓝的吸附符合拟二级动力学方程,吸附平衡符合Freundlich等温方程,吸附焓变△H＞0,反应吉布斯自由能△G＜0,表明该吸附过程为自发进行的吸热过程.     

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。     

碳纳米管对水中低浓度红霉素的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管对自然水体中低浓度红霉素进行吸附试验,测定了其动力学曲线和吸附等温线,并计算了热力学参数,考察了p H值、离子强度和腐殖酸对吸附过程的影响。结果表明:碳纳米管对红霉素的吸附在前40 min为快速吸附阶段,200 min时基本达到吸附平衡,动力学曲线符合准二级动力学模型;Freundlich模型能够更好地拟合吸附试验数据,热力学参数表明多壁碳纳米管对红霉素的吸附为自发吸热过程;吸附活化能Ea表明多壁碳纳米管与红霉素之间的强吸附作用是以化学吸附为主的过程,碳纳米管表面含氧官能团含量决定平衡吸附量;离子强度对吸附有明显的影响;p H值在5~9时,提高溶液p H值有利于提高对红霉素的吸附量;适量的腐殖酸使碳纳米管对红霉素的吸附量显著增加。     

活性污泥吸附预处理腈纶废水的机理研究

以活性污泥作为吸附材料,研究了其对腈纶废水COD的吸附特征。结果表明,活性污泥可吸附腈纶废水中的COD,吸附量可达135 mg/g。伪二级动力学方程能很好地描述活性污泥对腈纶废水中的COD的吸附过程,模型计算出的二级吸附速率常数(k2)为2.3×10-4g/(mg·min);Langmuir方程最适合描述该吸附过程,决定系数在0.96以上。从活性污泥吸附前后腈纶废水中的有机物相对分子质量分级结果可以看出,活性污泥对大分子(30 k Da)有机物有较好的去除,污泥的电镜照片也证明了该点。研究表明,活性污泥吸附可去除腈纶废水中的悬浮物和胶体物,是有效的腈纶废水预处理方法。     

泥质活性炭对含磷废水的处理研究

以污水处理厂污泥为原料,采用化学活化法制备了泥质活性炭,研究了泥质活性炭对含磷废水的吸附性能。考察了溶液p H值、泥质活性炭相对投加量、吸附时间、磷初始质量浓度对磷去除率和吸附量的影响,采用响应曲面法Box-Behnken Design(BBD)模型优化了吸附条件,并进行了吸附动力学试验。结果表明,最佳溶液p H值为6,泥质活性炭的相对投加量为18.00 g/mg,吸附时间为80 min,磷初始质量浓度为1 mg/L,在此条件下,磷的去除率达到62%。伪二级动力学方程能很好地描述泥质活性炭对磷的吸附过程。研究表明,用污水处理厂污泥制备的泥质活性炭可用于处理含磷废水,对磷具有较好的吸附性能。     

新疆某石化企业污水库周边土壤对钴的吸附行为研究

采用静态吸附法研究了新疆菜石化企业污水库周边土壤对重金属钴的吸附特征,考察了溶液pH值、钴离子平衡质量浓度、背景电解质浓度、吸附时间和环境温度等因素对钴吸附量的影响,并对吸附机理进行了初步探讨.结果表明:溶液pH值为1～4时,改变pH值对土壤吸附钴的影响显著;吸附时间在3h左右时钴吸附量趋于稳定;随溶液背景电解质浓度增大,土壤对钴的吸附量呈现先急剧后缓慢的下降趋势;土壤对钴的吸附量随温度升高而增加.拟合结果表明,Langmuir和Freundlich模型能较好地描述土壤对钴吸附的热力学过程;在3h内,土壤对钴吸附的动力学过程可以用一级反应动力学方程表示.方差分析结果表明,对土壤吸附钴量有显著性影响的因素有溶液pH值、钴离子平衡浓度、吸附时间和温度等.     

污泥热解残渣对废水中Cr(VI)去除作用的研究

为探索污泥热解残渣的资源化利用途径,研究污泥热解残渣直接用作吸附剂去除废水中Cr(VI)的可行性,分析热解温度、时间以及吸附时间、溶液pH值和吸附剂用量等因素对污泥残渣吸附性能的影响.结果表明,在700 ℃下热解1.0 h的污泥残渣的吸附性能最佳,吸附过程可以用准二级反应动力学方程描述;污泥残渣对Cr(VI)的吸附受多种过程(如化学吸附、颗粒内扩散等)反应速度的影响;Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地对试验数据进行拟合,相对而言,吸附行为更符合Langmuir模型;当吸附时间为24.0 h,初始溶液pH=4.0,吸附剂质量浓度为20 g/L时,污泥残渣对Cr(VI)的最大吸附质量比qmax为13.87 mg/g.研究表明,将污泥热解残渣作为廉价吸附剂处理含Cr(VI)废水有一定的应用前景.     

西北黄土对克百威的吸附特征

采用批量试验的方法研究了西北地区黄土对克百威的吸附动力学和热力学行为,并对相关影响因素进行了分析。结果表明:黄土对克百威吸附的最优动力学方程为准二级动力学方程;克百威在黄土中的吸附较好地符合Freundlich等温吸附方程;黄土吸附克百威过程中的吉布斯自由能ΔG■、焓变ΔH■及熵变ΔS■都小于0,表明黄土对克百威的吸附为自发进行的放热过程,并且吸附过程中体系混乱度减小,黄土吸附克百威的主要作用力为氢键力;pH值为4~10时,随pH值增大克百威的吸附容量减小,且pH值为4~8时减小趋势较平缓,p H值为8~10时减小趋势很大;随供试土样粒径减小,克百威在黄土中的吸附容量增大,当土壤粒径从0.45 mm减小到0.075 mm时,吸附容量由0.009 mg/g增加到0.049 mg/g;克百威在黄土中的吸附容量受其初始质量浓度影响很大,随克百威初始质量浓度增大,黄土对其的吸附容量相应增加,克百威初始质量浓度从20 mg/L增至110mg/L时,其在黄土中的吸附容量从0.080 mg/g增加至0.206 mg/g。     

单双离子体系中酵母菌对Pb2+的吸附动力学

为了探讨单双离子体系中灭活面包酵母菌吸附Pb2+的动力学,对不同温度、初始浓度的Pb2+单离子体系和不同初始浓度的Cu2+ -Pb2+、Ni2+ -Pb2+双离子体系中灭活面包酵母菌对Pb2+的动力学吸附过程进行了研究.结果表明,不同试验条件下酵母菌吸附Pb2+的动力学过程符合准二级吸附模型.在10℃、20℃和30℃下,随环境温度增高,吸附趋于平衡的时间缩短;而在Pb2+初始浓度为0.5mmol/L、1.0mmol/L和2.0mmol/L的条件下,随初始浓度增大,趋于平衡的时间增长.双离子体系的动力学吸附过程中,相同浓度的Cu2+和Ni2+作用下,Cu2+对Pb2+吸附的影响明显大于Ni2+.研究表明,酵母菌对Pb2+的吸附是一个快速高效的过程,Cu2+、Ni2+等重金属离子的加入明显影响了酵母菌对Pb2+的吸附.     

混凝沉淀法处理锑离子的影响因素及动力学研究

研究了聚合硫酸铁(PFS)对含锑(Sb)废水的处理效果,探讨了pH值、初始质量浓度、沉淀时间、石灰乳投加量及温度对PFS处理含锑废水的影响。结果表明,pH值对锑离子的去除有重要影响,碱性条件有利于锑离子的去除,当pH=9时,去除率达到96.81%。在PFS和石灰乳投加量一定的情况下,去除率随着初始质量浓度的升高而下降。沉淀时间对锑离子的去除有一定影响,随着时间的延长,去除率增大,当沉淀时间为90min时,水中锑离子基本沉降完全。石灰由于质优价廉,常被用来调节废水pH值,但大量石灰加入水中会引起沉渣过多,使得二次处理困难,因此选择用NaOH和HCl调节废水pH值,并定量投加石灰的方法处理废水。对初始质量浓度为5.0 mg/L的含锑废水,PFS和石灰乳投加量均为500.0 mg/L时去除率可达98.0%。温度对PFS处理含锑废水的效果影响不大,随着废水初始质量浓度的升高,温度的影响逐渐显著,温度升高导致去除率增大。PFS去除锑离子的过程符合二级线性动力学方程。     

羟基镧改性树脂的制备及其对氟离子的吸附

采用共沉淀法制备了羟基镧改性D101树脂复合吸附剂,利用扫描电子显微镜及能谱分析仪、红外光谱和比表面积分析仪对复合吸附剂的结构和形貌进行了分析,并对水溶液中氟离子(F~-)进行吸附研究,探讨了该复合吸附剂对F~-的吸附特性,并将其应用于实际含氟废水的处理。结果表明:在25℃、F~-初始质量浓度为10 mg/L、吸附剂量为0.4 g/L、溶液pH=5时,F~-吸附量最大,为24.45 mg/g;复合吸附剂对F~-的吸附动力学数据遵循拟二级动力学反应模型,整个吸附反应为多级控制过程;复合吸附剂对F~-的吸附符合Langmuir吸附等温模型,在10℃、25℃和35℃下,吉布斯自由能(ΔGo)均小于0,焓变(ΔHo)大于0,熵变(ΔSo)大于0,表明该吸附反应为自发吸热熵增过程。采用羟基镧改性D101树脂复合吸附剂可以有效去除实际含氟废水中的氟化物,实现废水的达标排放。