生物炭对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

分别以玉米秸秆、牛粪为原料,在500oC氮气保护的无氧气氛下热解生成玉米秸秆生物炭(BC)和牛粪生物炭(DMBC),分别探讨两种生物炭对水溶液中4种二价重金属离子(Cu~(2+),Pb~(2+),Ni~(2+)和Cd~(2+))的单一吸附效果,并进行4种重金属在生物炭上的竞争吸附实验,探讨金属离子间在生物炭上的相互作用关系。结果显示,两种生物质原料具有不同的元素组成,BC具有较大的比表面积,DMBC的平均孔径更大。在单一吸附过程中,BC对金属的吸附动力学过程具有相似性,而DMBC对不同金属的吸附速率差异较大。4种重金属离子在生物炭上的等温吸附过程可以用Langmuir方程较好地拟合,吸附容量的顺序为:Pb~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Ni~(2+)。通过金属之间的竞争吸附实验,发现在生物炭上Pb~(2+)的竞争吸附能力最强,Cu~(2+)次之,而Ni~(2+)和Cd~(2+)竞争吸附能力较弱,其吸附过程容易受到其他二价金属离子的抑制。     

胶质芽孢杆菌对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸特征

采用微生物絮凝方法高效净化重金属废水并回收重金属离子以便循环利用的研究正受到业界的广泛关注.本文研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)K02菌株制得的微生物吸附剂对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸作用.采用原子吸收法测定不同处理条件下各重金属离子的浓度,发现该吸附剂对单一金属离子的吸附可在2 h内达到平衡,10 min即可达到吸附平衡时吸附量的60%;对5种金属离子的吸附率均随吸附剂用量增加而呈现不同程度的升高趋势;对Zn~(2+)的吸附率在p H值4~7的范围内均较高,但对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附率受酸性影响较大;设置的起始离子浓度会显著影响吸附率.在对混合金属离子的吸附中,该吸附剂能同时吸附上述5种金属离子,并显示出对Pb~(2+)较强的选择性,吸附率能达到90%以上.采用草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)和硝酸钠对吸附后的吸附剂进行解吸,发现草酸对Cu~(2+)解吸效果最好,解吸率能达到42.238%;EDTA-2Na对Pb~(2+)解吸率能达到64%以上.试验结果为该菌在处理重金属污染废水中的实际应用提供了基础资料.     

羟基磷灰石的制备及对Pb2+的选择性吸附

为了提高对Pb~(2+)的吸附选择性及吸附量,采用共沉淀法,以CaCl_2和(NH_4)_2HPO_4为原料、葡萄糖碱性溶液为反应介质,制得羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAP)。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米粒度仪、物理吸附仪对样品进行表征,并考察HAP对Pb~(2+)的最优吸附条件和在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液中HAP对Pb~(2+)的吸附选择性。结果表明:制备的HAP呈细小的颗粒状,粒径均匀分布,平均粒径为220 nm左右,结晶度较差;将HAP样品在600℃马弗炉中煅烧2 h后,样品结晶度变大,但吸附效果远低于未煅烧的样品,因此选择未煅烧的样品作为吸附剂。在HAP用量为0.1 g/L、pH=6、温度为30℃、Pb~(2+)初始质量浓度为140.3 mg/L、饱和吸附时间为60 min的条件下,HAP对Pb~(2+)的吸附量达到1 412 mg/g左右;在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液(Pb~(2+)初始质量浓度为70.8 mg/L,Cd~(2+)初始质量浓度为83 mg/L)中,HAP对Pb~(2+)的吸附量是Cd~(2+)吸附量的2.26倍,对Pb~(2+)的选择性系数达到1 961.73。     

吸附-介电泳法去除废水中的镉离子

在显微静态吸附-介电泳装置上观察吸附了Cd~(2+)的生物陶微粒的介电泳现象,然后在以不锈钢丝网作电极的吸附-介电泳工艺装置上研究废水中Cd~(2+)的去除效果,系统考察了外加电压、生物陶吸附时间、不锈钢丝网电极孔径等因素对Cd~(2+)去除率的影响.结果表明,吸附了Cd~(2+)的生物陶颗粒发生明显的正介电泳迁移;在吸附时间为12 h、外加电压为8 V、不锈钢丝网电极孔径为188μm的条件下,吸附-介电泳法对Cd~(2+)的去除率达99.37%,较单纯生物陶吸附平衡时Cd~(2+)的去除率(36.01%)提高了63.36%,吸附时间缩短19 h;吸附了Cd~(2+)的生物陶颗粒因发生正介电泳捕获而富集在不锈钢丝网电极上更利于洁净水体.     

响应面法优化小球藻吸附镉的条件

以吸附率和生物量为指标,在考察单因素实验基础上,利用响应面法确定小球藻吸附Cd~(2+)的最优条件.通过分析得到:各因素对小球藻吸附Cd~(2+)均有显著性影响,影响顺序为c(Cd~(2+))pH培养温度.用回归方程预测小球藻吸附Cd~(2+)的最优条件为:温度29.14℃、pH=6.67、c(Cd~(2+)=30.74μmol/L,小球藻的生物量和吸附率分别达到0.71g/L、85.2%.     

KMnO_4溶液中改性花生壳水热炭的形成、表征及其对Pb~(2+)的吸附性质

以花生壳为生物质原料,Pb~(2+)为模型污染物,在水和KMnO_4溶液中分别制备出花生壳水热炭(PSC)和锰改性花生壳水热炭(5%PSC,10%PSC和15%PSC),对水热炭的灰分、比表面积和元素组成进行了分析,用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行了表征,并通过吸附率-pH曲线比较了锰改性对水热炭吸附性能的影响,研究了吸附热力学和动力学行为.结果表明,KMnO_4改性提高了花生壳水热炭的灰分含量,在水热炭中形成分散性的MnCO_3,使其比表面积、孔体积和孔径减小.锰改性提高了花生壳生物炭的吸附性能,按水热炭对Pb~(2+)的吸附率大小排列顺序为15%PSC10%PSC5%PSCPSC.在25℃及pH5.5条件下,PSC和5%PSC对Pb~(2+)的吸附过程遵循Freundlich吸附等温方程,而10%PSC和15%PSC对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程.10%PSC和15%PSC对Pb~(2+)的饱和吸附量分别为56.53,75.47mg/g.Pb~(2+)在锰改性和未改性生物炭上的吸附遵循准二级动力学方程,吸附率由大到小的顺序为15%PSC10%PSC5%PSCPSC.     

磷酸改性稻秆和稻叶对Pb2+的静态吸附研究

本研究以农业废弃物稻秆和稻叶为原料,以尿素为催化剂,采用一步法制备了磷酸改性的稻秆和稻叶生物吸附剂,并利用SEM、EDS和Zeta电势等手段对改性前后的稻秆和稻叶进行表征。结果表明,磷酸基团被成功地修饰在稻秆和稻叶表面。在静态实验条件下,探究了磷酸改性稻秆和稻叶对Pb~(2+)初始浓度、吸附时间、酸度及双组份体系中Cd~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ca~(2+)等干扰共存离子及其初始浓度对Pb~(2+)吸附的影响。结果表明,改性后的稻秆和稻叶对Pb~(2+)的吸附量分别提高了3.6倍和4.5倍,对Pb~(2+)的吸附可在30 min达到平衡,吸附最佳适用pH范围均在4.0-5.5,共存离子实验结果表明,Cd~(2+)、Zn~(2+)和Cu~(2+)对铅离子吸附的干扰不大,Ca~(2+)的干扰较小,改性吸附剂可望用于含铅废水的处理中。     

膨化改性稻壳对核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)离子的吸附特性

研究了新型吸附剂膨化改性稻壳对放射性废水中的核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)的吸附特性,考察了pH值、吸附剂用量、温度、时间和初始浓度等影响吸附的因素,分析了吸附过程中各种离子在溶液中的反应动力学、热力学参数及等温吸附规律。通过实验证明稻壳经膨化改性后对核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)吸附效果明显,当pH值分别为3,5,5,吸附时间为40 min时,溶液中U~(6+),Cu~(2+),Pb~(2+)的去除率分别可达到89.10%,86.84%,96.58%;通过吸附理论拟合研究证明膨化改性稻壳对Cu~(2+),Pb~(2+)的吸附行为符合Langmuir单分子层吸附模型理论,对U~(6+)的吸附行为符合Freundlich等温多分子层吸附模型理论。     

“微超酸”改性硅藻土对Pb~(2+),Cu~(2+),Cd~(2+)的吸附性能研究

以天然硅藻土为原料,通过微波、超声、酸化制备得到"微超酸"改性硅藻土.探讨了该改性硅藻土对水溶液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)3种重金属离子的吸附效果及影响因素.实验结果表明,在一定范围内,提高溶液pH值、延长吸附时间、升高吸附温度、增加吸附剂的用量均可提高3种金属离子的吸附去除效果;"微超酸"改性硅藻土对3种金属离子的等温吸附符合Langmuir方程.     

花生壳生物炭对水中重金属Cr6+、Cu2+的吸附研究

生物碳因其来源广泛、低廉及良好的表面理化性能,作为吸附材料在处理水中有机及重金属污染方面具有较大的潜力。研究利用花生壳制得生物炭,用于处理含~(6+)和Cu~(2+)的模拟废水。探讨了接触时间、p H值、生物炭投加量及温度等对吸附效果的影响。结果表明,生物碳吸附~(6+)和Cu~(2+)时间在120 min达到平衡。在酸性条件下(p H=2~5),生物炭投加量为4g/L,温度为30℃时生物炭对~(6+)的吸附效果较好;在偏碱性条件下(p H≥5),生物炭投加量为10 g/L,温度为40℃时生物炭对Cu~(2+)有较好的吸附效果。通过Langmuir和Frenudlich吸附等温方程拟合,表明生物炭对~(6+)和Cu~(2+)的吸附过程更符合Frendlich模型,吸附过程可以用假二级动力学模型描述,说明吸附主要是表面化学吸附。     

冻融作用对土壤吸附重金属的影响

以Pb²⁺和Cd²⁺为目标污染物研究冻融作用对土壤吸附重金属的影响, 推断了影响机制, 并分析了温度对冻融土壤吸附重金属的影响. 结果表明, 冻融作用降低了土壤对重金属的吸附量, 影响了吸附曲线的斜率, 但未改变吸附曲线形状, 这与冻融作用改变土壤理化性质有关: 冻融作用影响了土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附机制, 引起专性吸附向非专性吸附转变, 利于Pb²⁺和Cd²⁺向环境的解吸和释放. 冻融作用未影响土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附热力学性质, 随着温度的升高, 冻融土壤和未冻融土壤对Pb²⁺的吸附量逐渐升高, 属于吸热反应; 对Cd²⁺的吸附量降低, 属于放热反应.     

天然高岭土对Pb~(2+),Cd~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+)的吸附及解吸性能研究

探讨了吸附时间、溶液pH、重金属离子初始质量浓度、离子强度以及竞争吸附等因素对天然高岭土吸附水中Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+等重金属离子的影响.结果表明,pH、初始质量浓度、离子强度以及共存离子,是影响高岭土吸附重金属离子的主要因素;高岭土对Pb2+的吸附性能明显优于其它3种重金属离子,顺序为:Pb2+＞Cd2+＞Ni2+＞Cu2+;吸附等温线均符合Freundlich型等温方程,说明高岭土对这几种离子都是典型的单分子层吸附;Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+离子解吸量大小顺序为:Pb2+＜Ni2+＜Cu2+＜Cd2+.     

酒糟对模拟矿山酸性废水中Pb2+和Zn2+的吸附特征

为了探索生物质材料酒糟对重金属离子的吸附效果,采用静态吸附实验研究废水pH值、Pb2+和Zn2+初始质量浓度以及吸附时间对酒糟吸附模拟矿山酸性废水中Pb2+和Zn2+的影响. pH值为4时酒糟对Pb2+和Zn2+的吸附量分别达到最高值,酒糟对Pb2+的吸附等温线特征符合Langmuir方程,对Zn2+的吸附等温线特征符合Freundlich方程,对Pb2+和Zn2+的最大吸附量分别为8.29 mg·g-1和15.31 mg·g-1.酒糟对Pb2+和Zn2+的吸附反应在4 h后达到平衡,吸附动力学特征均符合拟二级动力学模型.酒糟中纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为23.3%、65.5%和0.5%,吸附Pb2+和Zn2+后3种物质的含量发生变化,分别为19.6%、42.3%和2.6%.酒糟电负性随pH值升高呈正比增加,吸附Pb2+和Zn2+后电负性减弱.红外光谱分析结果显示酒糟中参与吸附反应的基团主要有酰胺基和酯基.     

细菌菌株MS1的铅锌抗性和吸附性能研究

从广东凡口铅锌尾矿分离到1株重金属抗性细菌菌株MS1,该菌株对Pb2+ 和Zn2+的最小抑制浓度分别为4和40 mmol/L.菌株MS1能在17~37 ℃和pH3~13条件下生长,最适生长温度和pH分别为27 ℃和7.菌株MS1对高渗透环境有较强的适应性,最适生长盐度为4%.当Pb2+和Zn2+浓度分别为2和10 mmol/L时,60h内菌株MS1对Pb2+和Zn2+的最大吸附量和最大吸附率分别为13.9、20.0 mg/g和23.3%、25.2%.菌株MS1对Zn2+的吸附能力大于对Pb2+的吸附能力.     

改性硅藻土对重金属离子的吸附规律

 利用CaCO3对硅藻土矿物进行改性. 研究结果表明: 单组分体系中CaCO3改性的硅藻土对Cu2+,Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附动力学规律均符合伪二阶动力学模型, 吸附热力学规律符合Langmuir模型; 在混合组分体系中, Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附速率降低, Cu2+的吸附速率增加, 对金属离子的吸附动力学规律仍然符合伪二阶动力学模型, 但对金属离子的吸附量均明显降低, 仅Pb2+的吸附热力学规律符合Langmuir模型.     

利用蒸汽加压混凝土废料去除废水中的Cd(II)

蒸汽加压混凝土废料（AACW）是一种建材工业的废弃物,主要成分中含钙、铝、铁的氧化物,同时由于材料经过发泡具有较大的比表面积.本文以该废料研磨加工的粉末作为吸附剂,研究了废料对中3mg/L含Cd2+废水的去除效果.通过XRF,SEM,XRD手段探究了AACW的结构和性能,并研究了该材料在不同反应条件下对低浓度Cd2+的吸附性能.结果表明,当投加量为10 g/L,吸附时间为90 min时,Cd2+的去除率可达到97%.吸附反应符合Langmuir方程和拟二级动力学方程,且吸附过程中同时存在着物理吸附和化学吸附的机理.此外,AACW对工业污水中Cu 2+、 Pb2+和Zn2+等其它重金属离子表现出广泛的去除效果. 从建筑行业回收的AACW可以作为一种有应用前景的低成本吸附剂去除水溶液中的有毒重金属.     

活性污泥吸附重金属离子的研究

重金属废水的污染日益严重,寻找廉价高效的吸附剂是经济地处理重金属废水的关键.试验选择活性污泥为吸附剂,考察其对重金属离子Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能.实验结果表明,活性污泥对3种重金属离子都有很强的吸附能力,且吸附很快,前4 min时的去除率和吸附量上升最快;在常温范围内,温度对活性污泥吸附金属的影响并不显著,而体系pH值和吸附剂投加量的影响较为重要;活性污泥对3种重金属离子的吸附均符合Langmuir模型.     

化学淋洗技术修复重金属污染土壤的田间试验

采用野外大田试验,选择稻草秸秆厌氧发酵、稻草秸秆好氧发酵、氯化钾(KCl)和醋酸(HAc)对某地重金属污染农田进行化学淋洗,经过120 d的处理,试验结果表明:相比较原始土壤pH(4.78),4种淋洗剂对农田土壤pH影响均较小,KCl降低土壤pH的幅度最大(4.65),其次HAc(4.72),好氧发酵、厌氧发酵和空白pH值相近。比较4种淋洗剂对土壤中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)去除效果,KCl对土壤中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)去除效果最好其中,KCl对Cd的去除率是19.20%,对Pb的去除率是6.84%,对Cu的去除率是7.56%,对Zn的去除率是15.94%。HAc对土壤中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)去除效果不明显。     

聚氨酯复合物对鲍鱼多糖中重金属离子的吸附

为了脱除鲍鱼多糖中的Hg(II)、Pb(II)、Cd(II),利用廉价、易得的贝壳粉（oyster shell,OS）功能化聚氨酯泡沫（polyurethane,PU）,得到吸附重金属离子的复合材料PU/OS;利用火焰原子吸收光谱法,研究OS添加量、pH值、吸附时间对PU/OS吸附重金属离子的影响,并结合吸附动力学和吸附等温曲线探讨了吸附机理。结果表明,在温度为45 ℃、pH=5.0、平衡时间为180 min的吸附条件下,PU/OS对Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的最大吸附容量分别达到54.62,57.80,82.64 mg/g,吸附遵循准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程为单分子层吸附。利用PU/OS处理鲍鱼多糖后,PU/OS对Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的脱除率分别为59.61%,73.17%,85.71%,对其中的多糖、氨基态氮、蛋白质的保存率分别为83.66%,72.50%,83.21%。结果说明,PU/OS可有效降低鲍鱼多糖中Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的残留量,保障鲍鱼多糖的食用安全性。