活性氧化铝吸附法处理含氟污水工况研究及应用

目的研究活性氧化铝吸附法处理含氟污水工艺流程中,不同影响因素对活性氧化铝除氟效果及其吸附量的影响.方法采用控制变量法对各工况条件下的出水氟离子质量浓度进行测定,对比确定最佳工况值.结果在p H为7时,活性氧化铝除氟能力最大,除氟率为77.98%;滤速为5 m/h时,出水氟离子质量浓度最低为3.4 mg/L;在硫酸铝质量分数为3%、再生时间为3 h、再生流速为3 m/h时,活性氧化铝再生吸附量恢复最大为1.38 mg/g;在氯化钙投加量为1 000 mg/L时,上清液氟离子质量浓度最低为15.2 mg/L;工艺处理成本为9.34元/t.结论活性氧化铝吸附法处理含氟污水工艺流程中,各工况对活性氧化铝的除氟效果及其吸附量存在不同程度的影响,控制各工况处于最佳运行状态值,可以保证工艺的最佳处理效果,从而满足出水氟离子质量浓度达到国家排放标准.     

几种吸附剂对氟的吸附特性的研究

采用静态吸附法研究了活性氧化铝、活化沸石、活性炭、粉煤灰4种吸附剂对氟的吸附特性.结果表明,4种吸附剂的吸附容量均随F-初始浓度或平衡浓度的升高而增大;活性氧化铝和活化沸石的除氟率均随F-初始浓度的增加而明显下降,活性炭的除氟率基本保持稳定,粉煤灰的除氟率随F-初始浓度的增加而略微下降.Henry型吸附等温式能够很好的描述活性碳对氟的吸附,能够较好的描述粉煤灰对氟的吸附,但不能描述活化沸石和活性氧化铝对氟的吸附.Freundlich型吸附等温式能够良好的描述四种吸附剂对氟的吸附,各吸附剂的相关系数达极显著水平或显著水平.Langmuir型吸附等温式能够很好的描述四种吸附剂对氟的吸附,各吸附剂的相关系数均达极显著水平.     

合成羟基磷灰石除氟研究

研究了合成羟基磷灰石的除氟性能及影响因素,并与活性氧化铝进行了比较.结果表明,羟基磷灰石的吸附容量、吸附速率大于活性氧化铝且基本上不受pH值的影响,经处理后的含氟废水符合饮用水水质标准.     

复合铁铝吸附剂的制备及对水中痕量磷的去除

利用共沉淀法制备复合铁铝吸附剂,研究了磷浓度、pH值、温度及共存离子对除磷效果的影响. 结果表明,复合铁铝吸附剂除磷效果显著,吸附容量随溶液磷浓度升高而升高,同等条件下,吸附容量是活性氧化铝的3.5倍;对磷的吸附作用以化学吸附为主,磷在吸附剂表面同时存在着非特性吸附和强的特性吸附;CO32-对除磷效果产生较强干扰,CO32-与PO43-在吸附剂颗粒表面存在着竞争吸附.     

Al-Fe-La三金属复合氧化除氟材料的优化制备正交实验研究

采用正交实验法优化制备Al-Fe-La除氟材料,研究按照不同Al/Fe/La摩尔比配制的除氟材料在不同水浴温度、不同pH值和不同结晶时间下的除氟性能,从而确定具备最佳除氟性能的Al-Fe-La金属复合氧化物制备方法.研究表明:所制备吸附剂的吸附效果受pH值的影响最大,受晶化时间的影响次之,受水浴温度和Al/Fe/La摩尔比的影响最小;其最佳吸附氟离子的实验条件组合为吸附剂配比浓度0.1 mol/L、水浴温度50℃、pH值10.5和晶化时间6 h.     

硫酸铁改性活性氧化铝除氟性能及机理探究

采用浸渍法制备质量分数为1.0%、2.5%的硫酸铁溶液改性活性氧化铝（1.0% Fe₂（SO₄）₃-MGAA、2.5% Fe₂（SO₄）₃-MGAA）,根据吸附等温实验和吸附动力学实验研究其对氟的吸附性能,从BET表征、零质子电荷点（pH_zpc）和pH缓冲强度等角度探讨吸附剂除氟机理。实验结果表明：活性氧化铝GAA、1.0% Fe₂（SO₄）₃-MGAA、2.5% Fe₂（SO₄）₃-MGAA 3种吸附剂除氟的吸附等温线均更好地符合Langmuir吸附,最大吸附量分别为8.78、14.08、16.78 mg/g,对20 mg/L高氟水去除率分别为34.5%、54.5%、66.5%;3种吸附剂对水中氟的吸附动力学符合准二级吸附速率方程;改性活性氧化铝表面存在的SO₄^2-和OH^-与F^-发生离子交换作用,SOFe²⁺与F^-产生配位作用,并存在一定的静电作用。改性后活性氧化铝pH缓冲强度均显著增强,数据分析发现pH缓冲强度与吸附性能呈正相关,因此可以从pH缓冲强度的角度初步预测改性效果。     

化学混凝沉淀——吸附法处理含氟废水研究

研究了化学混凝沉淀--吸附法处理含氟废水的效果与影响因素.实验结果表明,单投CaCl2沉淀除氟其出水残氟浓度大于15 mg/L,而CaCl2分别与混凝剂聚合氯化铝(PAC)、FeSO4、Al2(SO4)3联用时,CaCl2+PAC除氟效果比单投CaCl2有显著提高,出水残氟浓度为5.1 mg/L,去除率达95.75%.当CaCl2沉淀剂分别与上述三种混凝剂联用,然后再分别加入助凝剂PAM 2～3 mg/L,其处理效果比不加聚丙烯酸胺(PAM)时都分别有明显提高,出水残氟浓度都小于10 mg/L,但效果最好的为CaCl2+PAC+PAM组合,其出水残氟浓度仅为3.9 mg/L.另外,羟基磷灰石(HAP)的吸附容量、吸附速率、除氟效果都优于活性氧化铝,其除氟效率高达92.75%.     

自然水体生物膜中铁、锰氧化物的形态分析

利用逐级提取法分析了向海湿地水环境培养的生物膜上铁、 锰氧化物的形态, 结果表明, 不同类型水环境培养的生物膜上铁氧化物的存在形态以铁锰氧化物结合态为主 , 而锰氧化物的存在形态以有机质结合态为主, 生物膜上铁、 锰氧化物的存在形态是膜上铁氧化物吸附镉、 锰氧化物吸附铅相对吸附能力存在较大差异的原因.     

饮用水除氟的试验研究

对沸石、骨炭和活性氧化铝三种除氟剂的除氟性能、处理后的水质通过静态和动态试验进行了研究。结果表明沸石价格低廉,具有越用越好的趋势,处理后的水质和水量能满足家庭饮用水的需要,适用于高氟区家庭使用；骨炭和活性氧化铝除氟效果较好、技术成熟。适用于处理厂集中处理使用。     

用煤矸石制备饮水除氟剂的研究

将不同粒径的煤矸石在760℃下活化不同时间制备出多种煤矸石除氟剂,比较这些除氟刺对饮水中氟离子的祛除能力以及pH值、投料量、吸附作用时间等因素对吸附除氟效果的影响,以研究煤矸石饮水除氟剂的除氟效果.     

铁-镧复合氧化物颗粒吸附剂除氟特性的研究

对新型铁-镧复合氧化物颗粒吸附剂的比表面积、孔径分布和物相进行了表征,考察了该吸附剂的除氟吸附速率和吸附等温线,分析了pH和共存离子对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,该铁-镧复合氧化物颗粒是无定型态体相的微孔材料,比表面积为103.3m²/g;吸附速率遵从拟二级动力学模型,吸附速率受内扩散和表面吸附的影响;吸附等温线符合Freundlich方程,当氟离子平衡质量浓度为35mg/L时,吸附容量达到30mg/g;吸附的最佳pH为4,共存离子中HPO₄ ^2-对吸附效果影响最大。     

实验室制备的铁、锰氧化物与自然水体生物膜中相应组分吸附铅、镉特征比较

用实验室制备的无定形铁、锰氧化物吸附铅、镉,结果表明：实验室制备的无定形铁氧化物与自然水体生物膜中的铁氧化物吸附铅的能力接近,锰氧化物能够较好地模拟自然水体中生物膜中的锰氧化物吸附镉的行为.     

负载铝离子的新型骨炭吸附剂除氟特性

中国地下高氟水分布广泛,氟中毒是中国一种主要水致的地方病。为提高骨炭吸附剂的除氟效果,采用金属盐浸渍方法对骨炭进行改性处理,制备成负载铝离子的新型骨炭吸附剂,试验研究了载铝骨炭对水中氟离子的吸附和去除特性,包括改性后骨炭的吸附动力学和吸附等温线等。结果表明:当出水中氟离子浓度为1.0 mg/L时,载铝骨炭吸附容量为0.35 mg/g,比原料骨炭的吸附容量高75%;吸附平衡时间为3.0 h,比原料骨炭快50%。对载铝骨炭的铝离子负载量和浸出量进行检测,原料骨炭上铝离子负载量为10.06mg/g,浸出液中未检测到铝离子。通过改性,载铝骨炭具有较高的吸附容量和较快的吸附速率,抗离子干扰能力强,是一种非常适合在高氟地下水地区使用的饮用水除氟吸附剂。     

改性黏土除氟剂的吸附作用及其动力学研究

针对常见黏土类除氟剂硬度低、易破碎等问题,研制出一种添加黏结剂A的改性黏土除氟剂,并对除氟剂的制备条件进行研究;考察除氟剂投加量、pH、温度及初始F-质量浓度等因素对吸附效果的影响,并进行吸附动力学的研究.研究结果表明:将10%的黏结剂A溶液以40%的比例添加到原黏土除氟剂中,在150℃下热处理1.5 h所制得除氟剂的硬度及吸附效果最佳.在处理试验用水时,改性黏土除氟剂的吸附容量随投加量的减少而增加,当投加量为200 mL溶液中投加1 g时,改性黏土除氟剂对氟的吸附基本达到饱和;随着初始溶液F-质量浓度及温度的升高,改性黏土除氟剂吸附容量增大;除氟剂对F-的吸附容量在弱酸性条件下较大;在试验质量浓度范围内其吸附过程符合Langmuir等温吸附模型;F-在改性黏土除氟剂上的吸附符合准二级反应动力学模型.     

几种铁氧化物吸附氟的能力及影响因素的研究

合成了水铁矿、磁铁矿、针铁矿、赤铁矿四种铁氧化物,研究了它们对氟的吸附量及其影响因素.结果表明,四种铁氧化物对F-的吸附量差异较大,由大到小的顺序为:水铁矿、磁铁矿、针铁矿、赤铁矿.Henry吸附等温式仅能描述针铁矿对氟的吸附;Freundlich吸附等温式能较好的描述四种铁氧化物对氟的吸附,其相关系数达极显著水平或显著水平;Langmuir吸附等温式能够很好的描述四种铁氧化物对氟的吸附,其相关系数均达极显著水平.pH值和温度可明显影响铁氧化物对氟吸附,在酸性条件下,随着pH升高吸附量下降;而在碱性条件下,随着pH升高吸附量缓慢上升;在中性附近时吸附能力最差.随着温度升高(25～45℃),吸附量呈增加趋势.     

改性方法对煤渣除氟性能的影响

本实验比较了经硫酸、氢氧化钠、高温和超声波改性后的煤渣对氟离子的吸附效果,并研究了超声波改性煤渣对氟的吸附性能.结果表明:超声波改性煤渣的除氟效果最好,当超声时间为60 min时,氟离子的吸附量达到0.972 6 mg·g–1.在20℃、30℃和40℃温度下,不同浓度下的等温吸附实验数据都符合Langmuir等温式.此外,热力学参数表明超声波改性煤渣吸附氟离子是自发的、吸热的、熵增加的过程.     

钴锰氧化物@生物质碳复合材料的制备与电容性能研究

用水热法将锰和钴盐负载于海带衍生生物质碳(BC)表面后经高温热解形成生物质碳负载钴锰氧化物(Co-Mn-O@BC).利用X射线衍射仪和扫描电镜表征了复合材料的物相和形貌,结果表明Co-Mn-O@BC为碳载正方晶系的钴锰氧化物[(Co,Mn)(Co,Mn)2O4],且为绒球状.利用循环伏安法、恒电流充放电法和交流阻抗法评...     

几种改性活性氧化铝颗粒吸附剂除氟实验研究

采用几种铝盐与铁盐,对相同粒径的颗粒活性氧化铝进行了吸附剂改性,并以优选了的改性方案为基础,研究了不同吸附剂粒径对吸附效果的影响。结果表明,活性Al2O3经改性后的静态吸附量是未改性的1.5～2倍;动态试验中,改性活性Al2O3的穿透时间为1.5～3.3d。用Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3改性活性Al2O3的除氟效果较好。Φ1～2mm改性活性Al2O3的除氟性能远比Φ2～3mm改性活性Al2O3的好,前者的静态吸附量是后者的1.5倍左右,动态试验中,前者的穿透时间为11d,远长于后者(3.3d)。     

Leptothrix discophora对重金属离子的吸附效能研究

铁锰氧化细菌(Leptothrix discophora)可氧化铁锰离子使其成为高价态的氧化物和氢氧化物,生成的生物锰铁氧化物有较高的金属离子亲和力.本文主要研究了生物铁锰氧化物对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)的吸附规律.结果表明,生物铁锰氧化物对Cu~(2+)的吸附效果明显好于Zn~(2+)、Cd~(2+),吸附率最高达90%以上.对等温吸附过程进行Freundlich方程拟合,相关系数可达0.9以上.     

铁锰复合氧化物对镉离子吸附特征及影响因子研究

采用等温吸附法研究了铁锰复合氧化物在不同pH值、离子强度、温度条件下对Cd2+的吸附行为及其特征.研究表明:铁锰复合氧化物吸附Cd2+性能较好,吸附率最高达85.23%;等温吸附模型Langmuir方程较Freundlich方程拟合效果更好;离子强度和温度相同时,铁锰复合氧化物在pH 4.0~8.0范围内对Cd2+最大吸附量Qmax和吸附平衡常数K均随pH值升高而增大;相同pH值和温度下,铁锰复合氧化物对Cd2+吸附量随离子强度升高亦增大;35℃时的吸附量均大于25℃时,表明升高温度有利于铁锰复合氧化物对Cd2+的吸附,且两温度下热力学参数标准Gibbs自由能变△Gθm0,焓变△Hθ0,熵变△Sθ0,表明吸附反应是自发且吸热的,升高温度促进反应进行.