碱改性生物炭-凹凸棒制备及其对水中磷的去除

磷是动植物必不可少的营养物质．然而，地表水中过量的磷会导致水生植物和藻类的快速生长．本研究通过氯化镁对玉米芯残渣进行改性，在无氧条件下高温烧制并与碱改性凹凸棒混合，制备了一种碱改性生物炭-凹凸棒土复合物(MgO-CB-AMAP)．该碱改性生物炭具有高比表面积，达396.2 m~2/g，明显高于直接煅烧制备的生物碳(132.7 m~2/g)．进一步，评价了MgO-CB-AMAP复合物对水中磷的吸附性能．结果表明：当水中磷浓度5 mg/L、玉米芯及凹凸棒的比例为1∶3、用量为2 g/L时，6 h后磷去除率达91%，吸附量为9.7 mg/g，均高于生物炭(3.6 mg/g)和碱改性凹凸棒(6.1 mg/g)．最后，对MgO-CB-AMAP在模拟含磷污染水体中磷的吸附过程进行了动力学研究，该吸附过程符合准二级动力学模型．研究结果表明这种碱改性生物炭-凹凸棒土复合物在磷污染控制中有很好的应用前景．     

不同改性凹凸棒土填料吸附除磷效果比较研究

以研制高效吸附除磷填料为目的,以凹凸棒土为试验对象,比较了不同改性条件制备的改性凹凸棒土吸附除磷效果.结果表明:热改性、酸改性、碱改性、盐改性和稀土元素改性均能提高凹凸棒土除磷效果,镧改性凹凸棒土的除磷效果相对最优;优化后的热-镧复合改性凹凸棒土填料的烧结温度为500—600℃,烧结时间为3—4h,凹凸棒土、核桃砂颗粒、硅酸钠、氯化镧配比为5∶2∶2∶1,填料粒径大小为10—12mm;通过Langmuir方程拟合其最大磷吸附量为1.733mg·g~(-1),实际测得最大磷吸附量为2.316mg·g~(-1).     

新型铁改性砂滤料吸附过滤去除水中的磷

为进一步提高改性砂滤料对水中磷的去除效果,对现有过滤工艺进行改造,在前期研究的基础上,改进改性方法制备出新型铁改性砂(IOCS)滤料,对其进行了扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)的表面分析,研究了IOCS对溶液中P O34-的吸附性能和动态过滤再生循环利用.静态吸附实验表明,pH值、接触时间和铁改性砂含量等均会影响IOCS对溶液中P O34-的吸附.25,℃时,Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等温线均可较好地拟合铁改性砂对溶液中PO34-的吸附(R 20.920,0),其拟合曲线的相关性大小顺序为FreundlichTemkinLangmuir.由Langmuir吸附等温式得出的IOCS对PO 34-的饱和吸附量为0.266 8 mg/g.与同类研究相比I,OCS具有更好的PO 34-吸附性能.吸附热力学研究表明I,OCS对P O34-的吸附过程是自发的、吸热的化学过程(ΔG°0,ΔH°0).共存阴离子对IOCS吸附PO 34-影响的大小顺序为HCO 3-S O 42-Cl–,但影响不大.过滤再生循环利用实验表明,吸附饱和后IOCS可以使用0.1 mol/L NaOH溶液多次再生重复利用,并保持较高的P O34-去除率,因而可以使用IOCS对现有水和废水处理中过滤除磷工艺进行升级改造.     

不同改性粉煤灰处理含磷废水效果比较研究

为有效处理低浓度含磷废水,对煤粉灰分别进行热改性、酸改性、碱改性、盐改性和稀土元素改性,比较5种不同改性条件下,粉煤灰对5 mg/L含磷废水的吸附效果.结果表明:400℃热改性的粉煤灰对磷的去除率为12%;0.5 mol/L盐酸改性的粉煤灰对磷的去除率为22%;2 mol/L氢氧化钠改性的粉煤灰对磷的去除率为95%;0.333 mol/L氯化铁改性的粉煤灰对磷的去除率为60%;质量分数2%氯氧化锆改性的粉煤灰对磷的去除率为47%.可见,氢氧化钠改性下的粉煤灰对于低浓度含磷废水中磷的吸附效果最佳.     

改性废弃稀土抛光粉吸附除磷的研究

探讨了废弃稀土抛光粉的改性方法以及改性后材料对磷酸根离子的吸附特性.结果表明,改性稀土抛光粉对磷酸根阴离子显示了良好的吸附效果,改性后的磷吸附量是改性前的100倍,在室温(25℃),初始浓度5～150 mg/L,pH为3、5、7、9、11的条件下,其吸附等温线能很好地用Langmuir方程进行描述.对于低浓度(5～10 mg/L)磷溶液,改性后材料在所选pH条件下对磷的去除率可达100%,表明将废弃稀土抛光粉改性成磷吸附剂是可行的.     

市政污水厂二级出水深度脱氮除磷吸附材料

针对二级出水中氮、磷含量较高问题,对采用吸附法去除水中的氮、磷的天然吸附剂进行了改性和复合处理实验.结果表明,对天然沸石进行的四种改性方法中,改性效果排序为:盐热改性>盐改性>热改性>酸改性.经过盐热改性后的沸石脱氮能力提高了31.58%,最佳改性条件为:质量分数5.7%的NaCl改性2 h,500℃煅烧0.5 h.经复合后,改性沸石的除磷能力提高了68.35%,复合最佳条件为:LaCl3质量分数0.4%,复合时间1 h,200℃复焙烧失1 h.应用改性和复合后的吸附剂处理二级出水,可以有效地解决出水中氮、磷含量超标的问题.     

锆柱撑膨润土对水中磷的吸附和再生性能研究

以膨润土为原料,采用浸渍法制备羟基锆改性膨润土,并用于水中磷的吸附。考察了锆/膨润土(Zr/R-B)摩尔质量比为0.2 mmol/g,0.4 mmol/g,0.6 mmol/g,0.8 mmol/g,1.0 mmol/g,1.2 mmol/g时磷的吸附性能,研究了吸附时间、初始浓度和pH等因素对羟基锆改性膨润土吸附磷的影响,并对吸附机理进行分析。结果表明:改性后膨润土磷吸附性能显著提高,Zr/R-B为0.8 mmol/g时磷吸附效果较好。吸附动力学可用拟二级动力学方程描述,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附为化学吸附,且温度为293 K条件下,理论最大吸附量为13.3 mg/g。pH的升高不利于磷的吸附。0.1 mol/L NaOH条件下,经过5次循环再生,羟基锆改性膨润土对磷的吸附量降低18.6%。SEM-EDS、pH和XPS分析表明,磷的吸附机理主要为配体交换。     

负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂的除磷

成功制备了负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂(EGFeOH),其最优制备条件为铁浓度0.26mol·L~(-1)、浸渍时间100min.通过对EG-FeOH等温吸附线和动力学研究,发现EG-FeOH更加符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,说明EG-FeOH的除磷过程以单分子层的化学吸附为主.通过热力学参数ΔH~Θ(0)和ΔG~Θ(0)说明EGFeOH吸附磷过程是自发吸热的,升温在一定程度上会提升EG-FeOH的除磷吸附容量.EG-FeOH对低浓度含磷水体(5mg·L-1)有较好的除磷效果.通过吸附过程中溶液pH值变化和傅里叶红外变换光谱(FT-IR)等分析手段,联合说明了EG-FeOH主要通过离子交换作用和Lewis酸碱相互作用进行吸附除磷.以NaOH为脱附液,实现了对EG-FeOH的脱附再生.     

改性锯末对含Cr(Ⅵ)废水的吸附性能研究

以氢氧化钾溶液浸泡制备改性锯末作为含Cr(Ⅵ)废水的吸附剂,用傅里叶红外光谱仪对改性前后锯末的化学性能进行分析.探讨了吸附剂投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、溶液初始pH值、吸附温度、吸附时间等因素对吸附效果的影响.实验证明:吸附剂对低浓度的含Cr(Ⅵ)废水的吸附效果较佳,在实验中溶液pH值对吸附效果的影响较大;吸附处理Cr(Ⅵ)的最佳条件为:吸附剂的投加量24g/L、Cr(Ⅵ)初始浓度25mg/L、溶液初始pH值为2,吸附温度50℃、吸附时间为2h,吸附率可达到98.73%;改性锯末对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型(R~2=0.9981);吸附过程可用Freundlich吸附等温线来描述;通过再生实验表明,改性锯末可进行解析再生.     

牡蛎壳粉及其铝盐、铁盐改性产物处理高浓度含磷废水研究

牡蛎壳广泛应用于污水中磷的去除,但是将牡蛎壳作为吸附剂来处理高浓度含磷废水的研究较少。本研究以天然牡蛎粉为实验对象,探究牡蛎壳粉及其铁盐、铝盐改性产物对1 000 mg·L^-1模拟含磷水的处理效果。结果表明,Langmuir和准二级动力学模型能更好地拟合牡蛎壳粉对高浓度含磷废水的吸附过程,R²值分别为0.992和0.983。牡蛎壳粉对磷的理论饱和吸附量达到212 mg·g^-1,且在pH为3时牡蛎壳粉对磷的吸附效果最好。当牡蛎壳粒径为100目时,其对磷的单位吸附量达到(41.96±4.58)mg·g^-1。在质量分数分别为1%～5%的铝盐、铁盐改性牡蛎壳粉获得的复合材料中,用1%Al(NO₃)₃溶液改性的牡蛎壳粉对磷的吸附效果最好,单位吸附量达到了(55.73±4.34)mg·g^-1,比未改性牡蛎壳粉提升了27%。本研究结果表明牡蛎壳及其铝盐、铁盐改性产物对高浓度含磷废水具有良好的除磷效果,值得进一步研究。     

盐改性沸石处理低浓度含镉废水的研究

采用盐溶液对沸石进行改性,考察了改性沸石吸附处理低浓度含镉废水的影响因素,研究结果表明,在废水质量浓度为10.93mg/L、pH为7.37、改性沸石用量为1.0g、吸附时间为50min、反应温度为25℃的条件下,水中Cd2+最高去除率达到98.99%.     

载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr(VI)]的吸附研究

以磷酸法活性炭(PAC)为原料,通过不同铁盐溶液浸渍法制备载铁改性活性炭(Fe-PAC),采用二苯碳酰二肼分光光度法检测其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,考察了铁盐浓度、溶液pH值等因素对吸附效果的影响,研究了吸附平衡时间、吸附动力学,利用XPS、BET等方法对改性活性炭进行表征。结果表明：硫酸亚铁溶液浸渍改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附最佳,硫酸亚铁溶液浓度为0.20mol/L,载铁改性后活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附量从10.18mg/g提高到22.56mg/g;溶液pH值为2.0时,Cr(Ⅵ)去除率达到95%;通过XPS检测改性后活性炭表面负载有二价铁及三价铁氧化物;吸附动力学实验表明改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学方程,以化学吸附占主导;采用氮气吸附等温线对其比表面积及孔隙分布分析,结果表明由于铁氧化物堵塞孔隙,改性后活性炭的比表面积减小。     

有机改性累托石制备及其对NH_4~+的吸附研究

依据累托石(REC)的离子交换性,用醋酸钠(SA)对其进行改性,得到改性累托石吸附剂(REC-SA),并对水中的铵离子(NH4+)进行吸附.实验表明:在废水处理中,REC对NH4+的最大吸附量由改性前的32.7mg/g提高到63.3mg/g,吸附效率明显提高,且吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附曲线.     

水合氧化铈负载沸石对含磷废水的深度处理

通过浸渍-焙烧-浸渍活化处理方法制备水合氧化铈负载天然沸石(HCO-MZ)吸附剂,探讨了该吸附剂对水中磷的吸附性能.研究表明,当Ce(VI)离子浓度为0.050 mol/L,在硫酸溶液中加热浸渍,干燥后400 ℃高温焙烧处理,再经稀硫酸加热活化,80 ～ 100 ℃干燥后制得的HCO-MZ吸附剂,其理论负载铈量m(水合氧化铈)/m(沸石)约为172.5 mg/g.采用本研究方法制得的HCO-MZ吸附剂可在pH值为4 ～ 8的范围内使用,其吸附行为可很好地采用 Langmuir等温方程式进行描述.在室温、磷初始质量浓度为30 mg/L、HCO-MZ投加量为30.0 g/L的实验条件下得到的磷去除率可达99 %,对磷的吸附容量约为0.99 mg/g,适用于工业污水处理和生活污水的深度除磷.     

载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr(Ⅵ)]的吸附研究

以磷酸法活性炭(PAC)为原料,通过不同铁盐溶液浸渍法制备载铁改性活性炭(Fe-PAC),采用二苯碳酰二肼分光光度法检测其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,考察了铁盐浓度、溶液pH等因素对吸附效果的影响,研究了吸附平衡时间、吸附动力学,利用XPS、BET等方法对改性活性炭进行表征。结果表明:硫酸亚铁溶液浸渍改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附最佳,硫酸亚铁溶液浓度为0.20 mol/L,载铁改性后活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附量从10.18 mg/g提高到22.56 mg/g;溶液pH为2.0时,Cr(Ⅵ)去除率达到95%。通过XPS检测改性后活性炭表面负载有二价铁及三价铁氧化物;吸附动力学实验表明改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学方程,以化学吸附占主导。采用氮气吸附等温线对其比表面积及孔隙分布分析,结果表明由于铁氧化物堵塞孔隙,改性后活性炭的比表面积减小。     

有机膨润土对水中2,4-二氯苯酚的吸附性能研究

探讨了不同吸附剂,吸附时间、溶液pH、吸附剂投加量,2,4-二氯苯酚初始质量浓度以及温度等因素下有机改性膨润土对水中2,4-二氯苯酚吸附效果的影响.结果表明:吸附剂质量浓度为10 g/L(投加量为0.25 g)时,在室温(30℃)和自然pH值的条件下,十六烷基二甲基苄基铵盐改性(DK3)对3 000 mg/L的2,4-二氯苯酚溶液吸附60 min吸附效果最好.吸附过程符合伪二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir型等温方程,Langmuir理论最大吸附容量在30℃时可达到281.8 mg/g,吸附热力学参数表明吸附过程是放热、自发的物理吸附过程.     

改性粉煤灰对生活污水中磷的吸附实验

以粉煤灰作为原材料,分别用1 mol/L的H_2SO_4、NaOH及Na_2CO_3对其进行改性,采用改性粉煤灰对生活污水中磷进行吸附实验,分析pH值、温度、振荡时间、振荡速度等因素对吸附效果的影响.结果表明,酸改性粉煤灰效果最佳,酸改性粉煤灰在pH值为6、温度为30℃的条件下,对磷质量浓度为5 mg/L的生活污水,以140 r/min的转速振荡吸附30 min,磷的去除率高达96%.经动力学拟合后发现不同改性粉煤灰对磷的吸附均符合拟二级吸附方程,属于化学吸附.     

改性黑木耳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附影响因子研究

以盐酸为改性剂,对木耳进行改性制备吸附剂,用改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ),考察了改性盐酸浓度、改性时间、改性温度、溶液pH值、吸附时间、温度等因素对改性木耳吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,采用5%的盐酸在35℃的条件下改性20 h的木耳对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好;当温度为30℃、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0时,在改性木耳用量为2.5 g/L、吸附时间为300 min的条件下,Cr(Ⅵ)吸附量可达266 mg/kg;Lagergren一级动力学模型能很好的描述改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程。     

磷矿渣对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

为了解决水体中Cd(Ⅱ)污染问题,促进工业固体废弃物的资源化利用,本研究以磷矿渣为吸附材料,研究磷矿渣对水中Cd(Ⅱ)的吸附特性.采用FTIR和XPS对磷矿渣进行表征,通过吸附实验考察不同因素对吸附量的影响,并利用动力学和等温吸附模型对吸附过程进行分析.结果显示,在Cd(Ⅱ)污染溶液(22.41 mg/L)中,磷矿渣(45 g/L)对Cd(Ⅱ)去除率达到96.62%.磷矿渣对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附在60 min达到平衡,单位吸附量随pH值、温度和初始Cd(Ⅱ)浓度的增加而增加.准二级动力学模型,Langmuir模型可以较好地描述吸附过程,结合热力学研究结果表明,磷矿渣对Cd(Ⅱ)的吸附是一个吸热、自发的化学吸附过程.2 g/L的磷矿渣处理Cd(Ⅱ)污染溶液(2.08 mg/L)后,镉含量可满足国家《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅱ类水质的要求,而且磷的释放达到该标准Ⅴ类水质要求,不会引起的磷的二次污染.     

镁盐改性石英砂制备及其吸附Cd2+性能

以石英砂为载体,用碱性沉积法制备了镁盐改性砂.考察了改性前后石英砂比表面积的变化情况,研究了在静态试验条件下,镁盐改性砂对镉的吸附性能及其影响因素.结果表明:镁盐改性砂表面涂层为Mg(OH)2,比表面积为49.127 m2/g,是石英原砂的6.12倍;在pH值为中性的条件下,镁盐改性砂的吸附效果优于石英原砂,石英原砂对Cd2+去除率为39%,镁盐改性砂对Cd2+去除率可达到47%;随着Cd2+初始浓度的增大,镁盐改性砂对Cd2+的去除率逐渐减少,且随着pH值的升高而提高,当pH值为9.0时,去除率达到67%.