磁性离子交换树脂吸附地表源水中有机物机理及应用研究

以天津市政地表源水为研究对象,考察了磁性离子交换树脂(MIEX)对市政地表源水中有机物的去除规律.确定了不同季节天津市政源水的MIEX工艺操作条件.实验结果表明:与常规混凝工艺相比MIEX与混凝联用处理不同季节天津市政源水,UV254和CODMn去除率分别提高40%,和19%,以上.同时对MIEX树脂吸附机理进行研究,结果证明MIEX树脂具有良好的脱附再生性能,Freundlich模型和准二级动力学方程能比较好地描述吸附过程,吸附过程放热,低温有利于吸附进行.     

改性粉煤灰/膨润土混合吸附剂去除水体土霉异味MIB和geosmin研究

通过硫酸活化膨润土和粉煤灰,并按一定比例制备了一种对具有土霉味的2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol,MIB)和二甲基萘烷醇(geosmin)有吸附清除效果的吸附剂,该吸附剂剂量为15mg/L,pH 8.0时,对MIB和geosmin的吸附率分别为59.9%和63.7%.MIB和geosmin无论是在单组份溶液体系还是双组份溶液体系都符合Freundlich等温吸附模型,表明该吸附过程不是单分子层吸附,而是一个非均相吸附体系.将其与高锰酸钾复合药剂(PPC)、粉末活性炭(PAC)分别去除水体土霉异味的效果进行了比较,结果显示,粉末活性炭的去除效率最高,合成吸附剂次之,高锰酸钾复合药剂去除效率最差.该吸附剂在去除水体土霉异味比单纯使用活性炭相比,其吸附综合效益具有一定优势,可以替代或者部分替代活性炭或者商品吸附剂.     

水体中六价铬生物吸附与解吸附条件与特性

以毛霉(MucorLH3)菌体作为吸附剂,对水体中的Cr(VI)进行生物吸附与解吸附研究,对吸附实验条件进行了优化.实验结果表明,酸性环境条件(pH1)以及温度28℃有利于Cr(VI)的生物吸附,在8 h内Cr(VI)的生物吸附去除效率达99%.对5种解吸附剂进行解吸附对比,0.1 mol/LNaOH溶液解吸附效果最好,解吸附率达到98.6%,为最优解吸附剂.5次吸附-解吸附循环实验表明:毛霉最作为吸附剂对Cr(VI)的吸附效果比较理想,通过解吸附可以很好地做到重复利用吸附剂.     

文冠果外皮对水体中锌的去除研究

生物吸附法是最经济有效的去除水体重金属污染的方法.为研究文冠果外皮对水环境中的锌离子的去除效率和去除机理,本文以文冠果外皮为吸附剂,研究了溶液pH值、吸附动力学、锌离子浓度、吸附剂投加量对水溶液中锌的吸附量与去除率的影响;通过模型拟合、离子交换实验和远红外光谱分析(FTIR),对吸附机理进行了探讨.结果表明:文冠果外皮是一种理想的锌吸附剂:适应pH值范围宽(3～6),达到吸附平衡时间短(30 min),吸附容量大(最大值为18.656 mg.g-1),去除效率高(60%～90%);吸附过程符合伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.离子交换实验和远红外波普扫描分析表明离子交换和络合反应是主要吸附机理,主要的交换离子为K+,Ca2+,Mg2+和Na+,参与络合、螯合反应的官能团主要有-OH、-NH、-COO-、-C=O.     

磁性离子交换树脂去除水源水中有机物的研究

采用动力学和静态循环试验考察磁性离子交换树脂(MIEX)对3种不同特征水源水中有机物的去除率及有机物特性对MIEX处理效能的影响.研究结果表明:在动力学试验确定的最佳投加量(水源水A,B和C含量分别为10,10和5 mL/L)和反应时间为(15 min)时,水源水A,B和C的UV254去除率分别为 71.5%,81.5%和69.2%,溶解性有机物(DOC)去除率分别为50.4%,65.3%和45.9%;当MIEX投加量10 mL/L时,3种水源水的通水倍数(BV)可达1 500,而不发生离子交换吸附饱和现象;有机物各种特性中,相对分子质量分布可为确定MIEX处理工艺参数提供参考;当水源水中有机物构成以大分子有机物为主时,MIEX投加量需在动力学试验确定的最佳投加量基础上有所增加,才能提高BV且不使MIEX发生离子交换吸附饱和现象.     

改性污泥基吸附剂对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究

以城市污水厂脱水污泥为原料,采用添加发泡剂辅助的方法制备了污泥基吸附剂,并对部分污泥基吸附剂进行3 mol/L HNO_3改性,研究了2种改性污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为.结果表明:HNO_3改性改善了污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能,pH是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr(Ⅵ)的关键因素,最适pH在1.0~3.0,最佳吸附时间为3 h.25 ℃下改性污泥基吸附剂吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述HNO_3改性前后污泥基吸附剂的吸附行为.     

改性膨润土对孔雀石绿的吸附研究

膨润土为原料制备高效吸附剂去除水体中阳离子染料(孔雀石绿,MG).用勃姆石溶胶改性酸活化的膨润土(AB)得到改性膨润土(AB-BS),并通过FT-IR、XRD、SEM对其结构进行了表征.紫外光谱法用以考察AB和AB-BS对孔雀石绿的吸附情况,确定了最佳实验条件.实验表明AB和AB-BS均可高效地吸附孔雀石绿,最大吸附量分别为44.09和20.01mg·g~(-1).此外,吸附剂去除孔雀石绿符合Langmuir吸附模型,存在单层吸附,吸附动力学研究表明吸附行为遵循二级动力学模型.本工作研究结果说明AB和AB-BS在水体中去除孔雀石绿有一定的应用潜力.     

有机酸膨润土对污水中亚甲基蓝和Cu~(2+)的吸附研究

为探索有机酸膨润土在环保领域的吸附机理,本文以碱性钙基膨润土(ACBT)、丙烯酸膨润土(ABT)和甲基丙烯酸膨润土(MBT)为研究对象,将这三种改性膨润土作为吸附剂,用于吸附污水处理中重金属Cu2+和有机物亚甲基蓝,考察不同吸附剂用量,不同吸附时间,不同吸附温度下改性膨润土的吸附效果。实验结果表明,有机酸膨润土对亚甲基蓝有很好的吸附效果,吸附效率能达到97%以上,而对Cu2+的吸附效果不如ACBT,在一定范围内,增加吸附剂用量有利于提高Cu2+和亚甲基蓝的去除率;同时通过扫描电镜(SEM)测试结果发现改性膨润土的结构对吸附也有一定影响。     

MgZnAl复合金属氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附

采用共沉淀法合成了Mg2ZnAl-CO3水滑石,并用XRD、TG-DTA、IR和TEM进行表征.以其为前驱体,经焙烧制得吸附剂,对模拟废水中的Cr(Ⅵ)进行了吸附研究.结果表明,吸附的最佳实验条件为:温度为35℃,pH为6,吸附时间为40min,Cr(Ⅵ)初始浓度为120mg/L.在最佳吸附条件下,吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量为31.44mg/g,相应的吸附去除效率为86.90%.     

芦苇秸秆对水体中氟离子的吸附研究

氟是水体中常见的污染物,而吸附是目前常用的处理方法.为了开发更有效的吸附剂,以芦苇秸秆为吸附材料,研究了其对水体中氟的吸附效果.结果表明:(1)芦苇秸秆吸附剂粒径分布较广,大小不等,多数呈不规则形状,分散性较好,无明显团聚现象,是良好的吸附剂材料.(2)芦苇秸秆吸附剂吸附平衡时间为180min,氟质量浓度为20mg/L时,吸附率最高;溶液中共存的阴离子可影响吸附效果;3%Al2(SO4)3改性后的吸附剂效果最佳.(3)伪一级较伪二级动力学方程更符合芦苇吸附剂对含氟废水中F-的吸附特性,并以物理吸附为主.该吸附是一个吸热过程,升高温度可促进反应,实验结果符合Langmuir吸附热力学模型.(4)去离子水、氢氧化钠和95%乙醇可作为该吸附剂的良好解吸剂.芦苇秸秆对水体中的氟有较好的吸附效果,是一种方便可行的吸附剂.     

用于城市污水地下回灌的DGB吸附工艺

为了拓展污水回用方式,以解决我国水资源日益短缺现状,研究了利用DGB吸附剂(一种新的吸附剂)对北京高碑店污水处理厂二级出水进行深度处理的工艺.静态吸附实验和Crittenden模型计算结果表明, DGB吸附剂对出水中约40%的有机物吸附能力较强.投加100mg/L的DGB吸附剂与25mg/L聚合氯化铝协同处理时,可去除约68%的UV-436、 51%的UV-254、 29%的DOC、 19%的AOX.再经土壤渗滤,出水DOC浓度可小于3mg/L. Ames试验表明,原水中含有较多移码型氯化致突物及部分碱基置换致突物,经DGB吸附处理工艺,可去除38%～46%的移码致突物.     

山核桃壳对低温水环境中铜离子的吸附效果

为了研究利用山核桃壳作为生物吸附剂去除水溶液中的Cu(Ⅱ)离子,探讨了不同条件溶液pH、吸附时间、Cu(Ⅱ)初始质量浓度对吸附效率的影响。实验结果表明:山核桃壳对Cu(Ⅱ)离子吸附率在pH为5.0的时候为可达到最大90.44%;随着初始Cu(Ⅱ)质量浓度的增加吸附率逐渐减小;FTIR显示山核桃壳的一些化学基团与吸附Cu(Ⅱ)离子有关;山核桃壳对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程与Langmuir和Freundlich吸附等温线相关性较高。山核桃壳是一种很有前景去除水中Cu(Ⅱ)离子的生物吸附剂。     

泥炭对重金属离子的吸附性能

以泥炭为吸附剂对Pb2 、Ni2 、Cu2 重金属离子进行吸附实验,探讨pH、吸附时间、吸附剂质量浓度对吸附剂吸附性能的影响.实验表明:采用泥炭作为吸附剂时,pH=6、吸附剂质量浓度为2g/L、吸附时间为2 h时对重金属离子的吸附效果最佳,其中,对Pb2 去除效果最好,去除率可达97%;其次是Ni2 ,去除率为83%;吸附效果不好的是Cu2 ,吸附率仅为65%.采用壳聚糖与泥炭复配吸附Cu2 ,吸附率可达到85.28%.     

AgHY分子筛的吸附脱硫性能

以等体积浸渍法制备不同负载量的AgHY分子筛,利用物理吸附仪和X射线衍射(XRD)技术对分子筛吸附剂进行表征.BET结果表明改性分子筛的比表面积和孔容随Ag的负载量的增加而降低,XRD图谱的变化表明,银的负载仅降低了衍射峰强度,而对HY的骨架结构没有影响,并且也没有Ag2O的特征峰出现.在静态吸附条件下考察了改性AgHY分子筛吸附剂对二苯并噻吩(DBT)的脱除性能.结果表明,Ag改性的HY分子筛具有较好的吸附脱硫性能和再生性能.应用Ag负载量为10%的Ag10HY吸附剂,在吸附时间2h、吸附温度60℃的条件下,二苯并噻吩的脱除率可达90%,硫含量由最初的330μg·g-1降至33 μg·g-1.吸附后的Ag10HY吸附剂在温度400℃、空气介质中再生后,吸附脱除效果仍可达到89.4%.     

锆基金属有机框架的绿色合成及其对染料废水的吸附性能

传统锆(Zr)基金属有机框架(MOFs)材料大多使用有毒的配体和溶剂合成,在去除污染物的同时引入新的污染物。采用水热法合成了以L-天冬氨酸(LA)为配体的Zr基MOFs材料MIP-202,以期开发一种绿色环保且具有优异吸附性能,并可循环利用的吸附剂。以亚甲基蓝(MB)为去除对象,研究pH、吸附时间、温度和共存离子对MIP-202吸附性能的影响,拟合了动力学和热力学参数,并考察了吸附剂的循环利用性能和实际应用效果。结果表明：吸附容量随pH的升高而增大;吸附过程属于放热反应,并遵循准二级动力学和Langmuir吸附等温式,最大吸附容量为192.31 mg/g;吸附性能受共存离子的影响较小;5次循环使用后吸附容量仍有初始吸附容量的85.10%。模拟纺织废水试验表明该吸附剂具有实际应用价值。     

壳聚糖复合物对污水中金属离子的吸附研究

将壳聚糖(CTS)与自制的丙酮酸化壳聚糖(P-CTS)、巯基化壳聚糖(CTS-SH)作为吸附剂,研究了不同吸附剂对污染水体同一金属离子的静态吸附和动态吸附及对混合金属离子的竞争吸附.分析了pH值、温度、吸附时间对吸附量的影响,研究了流速对动态吸附和脱附的影响及洗脱剂、活化剂对吸附剂复原的作用.为用壳聚糖复合物(CTS-X)清除污染水体中金属离子作了基础研究.     

天然沸石及其改性对污水中磷的吸附

针对污水处理后的排放未达标水体,利用沸石这种天然价廉的多孔材料,经过一系列改性,引入活性功能基团,得到高效稳定的除磷吸附剂.以天然沸石为原材料,研究发现原始沸石的吸附效果不佳只能达到10%~20%,对其进行时间、温度单因素实验,进行比对.由于去除效果不佳选择对其进行改性,通过对酸碱盐分别浸泡,最后得出用20%Mg Cl2最佳,利用静态试验考察了p H值、温度、吸附剂投加量、吸附时间等方面对吸附剂吸附容量的影响;去除率在条件适宜时能达到70%~80%.最后对时间、温度、投加量进值行正交试验研究,确定了吸附的最佳条件为25℃,160 min,5 g,此时去除效果可达78%.     

夏威夷果壳活性炭的制备及U(Ⅵ)去除机理研究

研究以氢氧化钾(KOH)为改性剂制备夏威夷果壳活性炭去除U(Ⅵ)。除铀机理为吸附剂活化过程中增加了醚基、羰基、羧基的含量和比表面积,实验最大吸附量为9. 63 mg/g、去除率94. 6%。动力学分析表明吸附过程化学吸附优于物理吸附,吸附等温线分析表明吸附过程既有单分子层吸附又有多层吸附且反应容易进行,热力学分析表明吸附过程是自发的吸热反应。     

吸附去除水体重金属离子的影响因素研究进展

为了深入研究吸附法去除重金属离子过程中的影响因素,文中系统地阐述了温度、pH值、吸附剂用量、共存离子、共存有机物等因素对吸附过程的影响,这些影响与吸附剂、目标金属离子的性质,以及吸附过程所涉及的吸附机制有关。阐明水体中重金属离子吸附过程中的影响规律以及产生这种影响的机理,不仅有助于吸附机理的确定,还能以此评价吸附剂的实际应用性能。吸附剂的选择是探讨其他影响因素的前提,其物理性质影响到暴露的活性吸附位点数量和吸附质的传质扩散过程,化学性质不仅影响吸附剂的吸附容量和吸附平衡时间,还决定了吸附剂的吸附选择性能;溶液温度的影响与吸附的热力学性质有关;溶液pH值会改变吸附剂活性位点的化学状态和重金属离子在水中的赋存形态;不同的溶液初始浓度提供了不同的驱动力;更多的吸附剂提供更多的吸附位点,但吸附剂过多可能发生团聚现象,反而影响吸附效果;共存离子对吸附过程的影响与背景离子的种类和浓度相关。文中总结了各种因素对水体中重金属离子吸附过程影响的规律以及产生这种影响的机理,以期为水体中重金属离子污染的吸附去除和水体净化提供一定的理论依据。     

负载AgNO_3单层分散吸附剂吸附分离碳四烯烃/烷烃的研究

采用浸渍法分别制备以SiO2和SBA-15为载体的硝酸银改性的单层分散型吸附剂,考察负载量对吸附剂分离碳四烯烃/烷烃的影响。实验发现,随着硝酸银负载量的增加,吸附剂对丁烯的吸附量增多,吸附分离能力增强,但是当硝酸银的负载在增加到一定值后,随着硝酸银负载量的增加,吸附剂对丁烯的吸附量开始减少。通过实验,认为硝酸银在二氧化硅上的分散阈值大约为0.29 g AgNO3/g SiO2,硝酸银在SBA-15上的分散阈值大约为0.45 g AgNO3/g SiO2。