一步法La@MgFe2O4的制备及其吸附水中磷的性能

由于磷矿资源紧张及磷污染引起的水体富营养化,迫切需要回收水体中的磷酸盐.利用铁氧体复合材料吸附回收水中的磷,由于吸附容量较大以及利用外加磁场易于从水中分离而日益得到重视.本研究利用一步共沉淀法直接制备尖晶石型La@MgFe₂O₄复合材料,将La³⁺固定在MgFe₂O₄缺陷位点上,考察La@MgFe₂O₄的吸磷尤其是低温时的吸磷能力,并采用XRD/FTIR/XPS/VSM等技术对La@MgFe₂O₄进行表征.结果表明,La³⁺离子以La（OH）₃的形式负载在MgFe₂O₄晶界缺陷上,La³⁺的加入改变了MgFe₂O₄的结晶度和形貌,并大大提高了MgFe₂O₄的吸磷能力,其饱和磁化强度为14 emu·g^-1,在外加磁场条件下可以从水中磁分离.当pH值为6时,温度降为10℃其最大吸附容量与25℃时相比几乎无降低,约为143.156 mg·g^-1.动力学研究表明,La@MgFe₂O₄能在30 min内将低磷（10 mg·L^-1）浓度转化为极低磷.吸附机制研究表明,磷通过配体交换形成内球络合物被去除.La@MgFe₂O₄对磷酸盐具有高度选择吸附性,吸附剂解吸后可多次重复使用.将其应用于中国北方低温市政污水,投加吸附剂的浓度为1 g·L^-1,可在1 h内将磷酸盐浓度降低至0.5 mg·L^-1以下,表明La@MgFe₂O₄在寒冷地区也具有良好应用前景.     

微藻在不同氨氮条件下固定CO2耦合净化废水实验

为探究小球藻同步固定CO₂、净化废水及生产蛋白质的潜力,实验研究不同氨氮浓度(30,60,90 mg/L NH₄Cl)和CO₂体积分数(0.038%和10%)对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、固碳、氮磷营养盐去除及蛋白质生产的影响,并将Logistic方程与改进的Monod方程相结合,描述小球藻比生长速率与氮、磷营养盐的关系。结果表明:10% CO₂组生物量(380.16~499.52 mg/L)是0.038% CO₂组生物量(44.73~120.00 mg/L)的3.54~8.30倍,同时,10% CO₂组中氨氮和磷酸盐消耗速率明显高于0.038% CO₂组。小球藻比生长速率、固碳速率、蛋白质含量均与生物量呈正相关(R2≥0.83,P<0.05),且在10% CO₂和60 mg/L NH₄Cl条件下获得最大值,分别为0.21 d-1、42.62 mg/(L·d)和228.43 mg/L。此外,拟合结果显示Logistic方程与改进的Monod方程联合应用可较好地描述小球藻的生长过程(R2=0.39~0.96),且10% CO₂条件下的营养盐更易被小球藻吸收。实验结果可为微藻同步固定CO₂、净化废水及副产物(如蛋白质)生产的应用提供理论参考。     

测试管法快速测定水中的磷酸盐

水中磷酸盐含量往往需要现场即时测定。通过研制一种测试管 ,从而能简便、快速的现场测定水中的磷酸盐。化学法测定时间需要 3～ 5h ,而该测试管法仅需 2～ 5min。分析成本大为降低     

不同填料对潜流湿地PO43——P去除效果的影响

为解决中国西部农村生活污水的面源污染问题,采用吸附动力学和热力学试验,测定了6种天然和非天然潜流湿地填料吸附水中PO₄3--P的特性。结果表明:填料的吸附平衡时间均为24 h;对PO₄3--P的动力学吸附过程符合Elovich模型;温度为15~35℃时,砾石、混凝土、红砖、瓷砖和生物炭对PO₄3--P的平衡浓度为40 mg/L;砾石和生物炭对PO₄3--P的吸附过程符合Langmuir模型;混凝土、瓷砖、红砖和无烟煤对PO₄3--P的吸附过程符合Freundlich模型;吸附过程主要以物理吸附为主且吸热,PO₄3--P在填料中的吸附为焓推动作用,均不属于自发过程;在24 h时,混凝土对PO₄3--P的去除率为73.45%;因此,混凝土对PO₄3--P吸附效果最佳,更适宜作湿地填料。     

磷酸盐水泥对90 Sr固化性能的研究

以含95%MgO的重烧镁砂、磷酸盐和硼砂为原料,制备了磷酸盐水泥,研究其对90Sr的固化性能.同时,通过XRD、SEM等手段对固化体物相组成及显微结构进行分析,参照国家标准＂放射性废物固化体长期浸出试验＂（GB7023—86）对固化体进行抗浸出性能试验.结果表明,90Sr的加入会降低磷酸盐水泥固化体的抗压强度,随着90...     

MgFe-LDHs改性清淤污泥透水砖对磷酸盐吸附性能研究

通过在合成功能材料层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides, LDHs)过程中加入一定比例的清淤污泥制得改性污泥;并将其作为原料之一,制备4种不同质量掺混比的海绵城市用可净水透水砖。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对掺混改性污泥前后透水砖的表面形态、化学成分与晶体结构进行表征;通过抗压性和透水性检测,结合吸附预试验结果,确定最佳改性质量掺混比;开展等温吸附、吸附动力学和热力学试验,探究掺混改性污泥前后透水砖对磷酸盐的吸附特性和作用机制。结果表明: 1)掺混比为1∶1的改性清淤污泥透水砖,相较于其他几种掺混比更具实用性,在初始浓度32 mg/L,透水砖投加量1.2 g,吸附时间360 min时,对磷酸盐的吸附容量达到2.08 mg/g; 2)掺混改性污泥前后透水砖对磷酸盐的吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,且掺混后透水砖对磷酸盐的最大饱和吸附容量提升了25%;3)改性污泥的掺混,使得透水砖吸附磷酸盐所需能量减少,自发性增强,有助于透水砖在实际应用中对雨水的净化。     

磺胺甲恶唑对磷酸盐在纳米碳管上吸附的影响

在不同pH下,以纳米碳管(CNTs)为模型吸附剂,探讨磺胺甲恶唑(SMX)对磷酸盐吸附的影响机理.结果表明,磷酸盐在羧基化纳米碳管(MC)上的吸附明显受pH的控制,低pH下表现为高吸附,高pH下表现为低吸附,静电作用可能是控制磷酸盐吸附的主要机制;SMX的加入降低了CNTs对磷酸盐的吸附,归因于直接的点位竞争;由于SMX和磷酸盐形态的变化,可以通过电荷中和或排斥,改变磷酸盐与CNTs之间的静电作用,导致在不同pH下SMX表现出对磷酸盐不同的竞争能力.     

太湖表层沉积物中多磷酸盐检出的环境意义

在氮限制型富营养化湖泊中,沉积多磷酸盐(Poly-P)可以用来示踪营养盐磷的输入和湖泊的富营养化过程。太湖是一个典型的磷限制型富营养化湖泊,通过对太湖表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、氢氧化钠可提取磷(NaOH-P)以及Poly-P的提取分析,初步探讨了太湖营养盐磷输入的历史记录,并揭示了该湖Poly-P的主要来源和保存机制。太湖Poly-P的质量浓度较低,变化范围为0.004~0.065mg·g-1。NaOH-P占TP组成的22%,是太湖沉积物总磷的主要组成部分之一。结果显示,在湖泊水体藻类生物量较大和NaOH-P是沉积物TP重要组成部分的磷限制型湖泊中,Poly-P也是沉积物磷汇组成的一个重要部分,同时还是一个可以反映由人为磷输入增大导致湖泊富营养化程度加剧的敏感指标。     

基于CaO改性的铜渣系磷酸盐材料及其重金属吸附机制

我国铜渣堆积导致的占地效应和污染效应问题日益严重。本研究以CaO为改性材料,制备一种高效去除重金属（Pb、Cr、Cd、Cu和 Ni）的铜渣系磷酸盐吸附材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等测试技术表征了CaO的添加量对铜渣系磷酸盐材料结构的影响,利用吸附动力学和傅里叶红外分析仪（FTIR）探讨了改性材料在CaO-SiO₂-Fe_xO_y-P₂O₅四元体系中对重金属的吸附机理。结果表明：（1）随着CaO的增加材料逐渐由层块状解体生成多孔结构。CaO的添加会使Fe离子从Fe₂SiO₄和Fe₃O₄结构中释放,促进铁基磷酸盐凝胶的生成,从而增强磷酸盐对铜渣的凝结性;（2）CaO添加量为铜渣的3%时,四元体系对重金属的吸附能力最强,除Cd和Cu在600 mg·L⁻¹,Cr在200 mg·L⁻¹符合准一级动力学外,其余浓度下均更加符合准二级动力学模型,理论吸附能力依次为Pb（476.19 mg·g⁻¹）>Cd（112.36 mg·g⁻¹）>Ni（90.09 mg·g⁻¹）>Cr（86.21 mg·g⁻¹）>Cu（81.97 mg·g⁻¹）;（3）在CaO-SiO₂-Fe_xO_y-P₂O₅四元体系中,对Pb、Cd、Ni的吸附主要由铁基磷酸盐凝胶共沉降和Si—O—Si（Si—O—Me）四面体形成的网络结构固定协同作用,然而对Cr的吸附以Si—O—Si四面体形成Si—O—Me非桥接氧结构固定为主,对Cu的吸附则主要以铁基磷酸盐凝胶共沉降为主。本研究提供了以废治污的新思路,为重金属污染提供新的解决办法。