锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附特性

采用锆对天然沸石进行改性,并研究了锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附特性.结果表明,锆改性沸石对水中磷酸盐和铵均具有很好的吸附能力.锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附动力学过程满足准二级动力学模型.Langmuir、Freundlich和Dubinin–Radushkevich(D–R)等温吸附模型可以很好地描述锆改性沸石对水中磷酸盐的等温吸附行为.Langmuir等温吸附模型可以很好地描述锆改性沸石对水中铵的等温吸附行为.由Langmuir等温吸附模型计算得到锆改性沸石对磷酸盐和铵的最大吸附容量分别达到26.2,7.82 mg/g.热力学参数表明锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附是自发的吸热反应过程.锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附能力随着pH值的增加而降低.当pH4~8时,锆改性沸石对水中铵的吸附能力较高;当pH低于4或高于8时,对铵的吸附能力下降.水中共存的Cl-、SO42-、HCO3-和NO3-等阴离子对锆改性沸石吸附磷酸盐的影响很小,而共存的SiO32-对磷酸盐的吸附则具有较强的负面影响.水中共存的Ca2+和Mg2+对锆改性沸石吸附铵的影响较小,而共存的K+和Na+对铵的吸附则具有较强的负面影响.锆改性沸石吸附水中磷酸盐的主要机制是阴离子配位体的交换,吸附水中铵的主要机制是与沸石中可交换阳离子的离子交换.     

A potentiometric cobalt-based phosphate sensor based on screen-printing technology

A potentiometric cobalt-based screen-pritning sensor was fabricated by electroplating cobalt on the surface of a screen-printing electrode as the sensitive layer for the determination of dihydrogenphosphate （H2PO4） in wastewater samples. The electrochemical performance of this sensor was fully examined to determine its detection calibration, detection limit, response time, selectivity, and interference with pH, various ions, and dissolved oxygen （DO）. The cobalt-based phosphate sensor showed a phosphate-selective potential response in the range of 10 5mol·L^-1 to 10^-1 mol^-1, yielding a detection limit of 3.16 × 10μmol·L^l and a slope of -37.51 mV·decade＇ in an acidic solution （pH 4.0） of H2PO4-. DO and pH were found to interfere with sensor responses to phosphate. Ultimately, the performance of the sensor was validated for detecting wastewater samples from the Xiaojiahe Waste- water Treatment Plant against the standard speetrophotometric methods for HzPO4 analysis. The discrepancy between the two methods was generally ＋5% （relative standard deviation）. Aside from its high selectivity, sensitivity, and stability, which are comparable with conventional bulk Co-wire sensors, the proposed phosphate sensor presents many other advantages, such as low price, compactness, ease of use, and the possibility of integration with other analytical devices, such as flow injectors.     

Enhanced adsorption of phosphate by loading nanosized ferric oxyhydroxide on anion resin

Ferric oxyhydroxide loaded anion exchanger （FOAE） hybrid adsorbent was prepared by loading nanosized ferric oxyhydroxide （FO） on anion exchanger resin for the removal of phosphate from wastewater. TEM and XRD analysis confirmed the existence of FO on FOAE. After FO loading, the adsorption capacity of the hybrid adsorbent increased from 38.70 to 51.52mg.g-1. Adsorption processes for both FOAE and anion resin were better fit to the pseudo first order model. Batch adsorption experiments revealed that higher temperature （313K）, higher initial phosphate concentration （50 mg.L-1） and lower solution pH （pH value of 2） would be more propitious to phosphate adsorption. Competition effect of coexisting anions on phosphate removal can be concluded as sulfate 〉 nitrate 〉 chloride. Freundlich isotherm model can describe the adsorption of phosphate on FOAE more accurately, which indicated the heterogeneous adsorption occurred on the inner-surface of FOAE.     

排水沟渠炉渣与底泥对水中氮、磷截留效应

通过等温热力学吸附实验,将炉渣、炉渣+30%底泥、排水沟渠底泥对水中氨氮的去除效果进行比较,并采用Langmuir等温吸附方程对3种基质吸附氨氮、磷酸盐的量进行拟合;通过动力学实验,比较3种基质吸附速率.结果表明,炉渣、炉渣+30%底泥、排水沟渠底泥对氨氮的最大吸附量分别为0.49,1.03,1.75mg/g,对磷酸盐的最大吸附量分别为0.99,2.33,1.88mg/g;4h内基质吸附氨氮速率分别为:0.10,0.11,0.54mg/(g·h),2h内基质吸附磷酸盐速率分别为:0.048,0.051,0.096mg/(g·h).由于沟渠底泥较为松散、遇水冲刷易流失,故选择炉渣作为沟渠基质坝的填充物.基质坝能够减缓渠水流速,延长渠水的水力停留时间(HRT).     

磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐研究

使用磷酸盐溶液和方解石之间的反应得到方解石去除水中磷酸盐后的产物,即磷酸盐改性方解石,通过实验对比分析了方解石和磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学,并考察了磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的各种影响因素。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力明显优于方解石。当反应时间为2h时,实验条件下磷酸盐改性方解石对水中磷的去除率达到72%,而方解石对磷的去除率仅为35%。当pH为5~7时,磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力较高;当pH由7增加到10 h,对磷酸盐的去除能力略微下降;当pH由10增加到12 h,对磷酸盐的去除能力急剧下降。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的单位去除量随初始磷质量浓度的增加而增加。过高的初始磷质量浓度会导致磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除率过低。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力随反应温度的升高而增加。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述。水中共存的钙离子有利于磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除,而水中共存的碳酸氢根离子抑制了磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除。磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的主要机制是磷酸钙沉淀作用。磷酸盐改性方解石不仅会为磷酸钙沉淀反应的异质成核提供核心,促进磷酸钙沉淀的形成,而且当水处于对方解石不饱和状态时会溶解释放出可溶性钙,为磷酸钙沉淀的形成提供钙源。上述结果表明,方解石去除水中磷酸盐后的产物可以被再次用于水中磷酸盐的去除,并且对磷酸盐的去除效果优于原始的方解石。     

海泡石和磷酸盐对镉铅污染稻田土壤的钝化修复效应与机理研究

采用盆栽实验,研究了海泡石、酸改性海泡石以及二者与磷酸盐联合使用对镉铅复合污染稻田土壤的钝化修复效果,并通过培养实验和重金属形态分析探讨了不同钝化剂处理的作用机理。结果表明：添加海泡石可以显著提高污染土壤pH值,而磷酸盐和改性海泡石则对土壤pH值无显著影响。钝化处理能显著降低土壤TCLP提取态Cd、Pb的质量分数,最大降低率分别可达23.3%和47.2%,钝化剂复配处理对土壤TCLP提取态重金属的抑制效果优于单一处理。施用海泡石和磷酸盐,通过提高土壤pH值、物理化学吸附以及生成矿物沉淀等作用,可以促进污染土壤中的Cd、Pb由活性高的交换态向活性低的残渣态转化,从而显著降低Cd、Pb的生物有效性和迁移能力。添加钝化剂可以显著提高水稻各部位的产量,稻谷和稻草的最大增产率分别为34.3%和26.6%;钝化剂复配处理对水稻的增产作用明显优于单一处理。施用钝化剂可以显著降低水稻各部位的Cd、Pb质量分数,最大可使精米的Cd、Pb质量分数分别降低35.8%和40.9%,钝化剂复配处理对水稻吸收Cd、Pb的抑制作用明显优于单一处理,海泡石和磷酸盐复配处理中精米的Cd、Pb质量分数符合国家食品卫生标准要求。综合分析不同钝化处理的增产作用、降低作物Cd、Pb吸收以及土壤Cd、Pb可迁移性的作用可知,海泡石与磷酸盐复配处理对稻田土壤Cd、Pb复合污染的钝化修复效果最佳。     

苯达松生产高浓度含磷废水的镁盐-钙盐协同沉淀处理及资源化研究

采用鸟粪石结晶协同钙盐沉淀法从苯达松生产高浓度含磷废水中回收磷酸盐沉淀物,探讨了磷回收效果的影响因素,并对所得磷酸盐沉淀物进行了定量分析和盆栽对照实验。实验结果表明：在pH为9~10、n（Mg²⁺）∶n（NH₄⁺）∶n（PO₄^3-）为1.2∶1∶1的最佳条件下加入氯化镁和氯化铵,磷回收率（以磷计）可达95.7%;再按照n（Ca²⁺）∶n（Mg²⁺）为0.10加入氯化钙,磷总回收率达到99.1%,上清液中磷质量浓度降至8.7 mg/L;每盆施用3 g磷酸盐沉淀物,对开豆41^#具有显著的增效作用,对杂草猪殃殃也有较好的除草效果。     

HDTMAB改性粉煤灰对水体中磷的吸附特性

制备了十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)改性粉煤灰,研究了该改性粉煤灰对水体中磷的吸附特性,结果表明:①当HDTMAB负载量为10%时,改性粉煤灰吸附磷酸盐的效果最佳;②改性粉煤灰对磷酸盐的吸附速度很快,20min可达吸附平衡;③改性粉煤灰对磷酸盐的吸附行为能较好地符合Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型,但在Freundlich模式下表现为两个线性区;④pH对改性粉煤灰吸附磷酸盐的性能有显著影响,随着pH的升高对磷酸盐的吸附能力逐渐增加。