木质素基炭材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以工业残渣玉米芯木质素(CL)为原料,利用磷酸、氢氧化钾和氯化锌分别对其活化制备木质素基炭材料PA-CL、PH-CL和ZC-CL,并将其应用于废水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附。3种活化方法对比分析表明:磷酸活化工艺简单、环保、活化温度低,对Cr(Ⅵ)的吸附效率高于氢氧化钾、氯化锌活化样品。PA-CL在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L、50℃、投加量为0.05 g时,吸附5 min,Cr(Ⅵ)去除率可达79.2%,40 min时达到96.5%,吸附效果较好。采用FT-IR、SEM等手段分析PA-CL的结构及形貌,Boehm滴定法测定炭材料表面官能团数量,结果表明:磷酸根基团被引入PA-CL样品表面,使得总酸度由原料木质素的2.54 mmol/g增大到3.20 mmol/g,有利于重金属Cr(Ⅵ)的吸附。PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附符合反应动力学准二级模型方程,平衡吸附量(q_e)为390.625 mg/g,R~2为0.991 0;吸附等温线符合Langmuir模型,不同温度下的R~2均大于0.9,说明PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附为化学吸附过程占主导的单分子层吸附。     

海绵铁吸附除铬机理研究

针对海绵铁处理水中的Cr(Ⅵ)应用,研究了海绵铁投加量、反应时间、搅拌速率、Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附处理效果的影响,并通过扫描电镜分析了其吸附机理。结果表明:在海绵铁投加量为30g/L,搅拌速度为50r/min,反应时间为340min时,海绵铁对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附等温式。说明海绵铁对Cr(Ⅵ)的去除机理是还原、螯合沉淀、吸附等综合作用的结果。研究结果可为Cr(Ⅵ)污染的治理提供新的思路。     

改性玉米芯活性炭对镉的吸附性能研究

利用农业固体废物玉米芯作原料制备了活性炭,通过吸附热力学和吸附动力学过程,探讨了改性玉米芯活性炭对Cd²⁺模拟废水的吸附性能研究,以及考察了溶液pH值、活性炭投加量和温度对活性炭吸附Cd²⁺的影响。研究结果表明:磷酸改性600℃下裂解的活性炭吸附能力最好;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附等温线更符合Freundlich模型;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附动力学过程用准二级动力学模型能更好地拟合;经过单因素影响试验的研究表明,溶液初始pH值为6、活性炭投加量为0.01g、吸附温度为40℃时,活性炭的吸附效果最好。     

改性秸秆生物质炭吸附去除水中氨氮的研究

以秸秆为原材料制备生物质炭,为了提高生物质炭的吸附能力,采用浓硝酸与氢氧化钠对其进行改性处理。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对秸秆生物质炭进行表征。结果表明,酸碱改性后的生物质炭比未改性的不仅增加了一些小孔,而且改变了官能团的组成和吸收峰的强度,从而影响吸附效果。通过实验研究了投加量、吸附时间和温度等因素对改性生物质炭吸附去除氨氮效果的影响。对于50 mg/L的氨氮废水,最佳投料比为10 g/L。吸附动力学结果表明:酸改性的秸秆生物质炭对氨氮的吸附在200 min左右基本达到平衡,最高氨氮去除率达到80.5%;碱改性的秸秆生物质炭对氨氮的吸附在140 min左右基本达到平衡,最高氨氮去除率达到83.3%。碱改性秸秆生物质炭的吸附性能优于酸改性,其吸附符合准二级动力学方程,其吸附行为受外部液膜扩散、颗粒内扩散以及表面吸附等过程的影响。同时,吸附过程为吸热反应,随着温度的升高,利于吸附反应的进行。吸附等温线满足Freundlich方程。     

粉煤灰基质滤料对水中高低浓度六价铬的吸附对比研究

粉煤灰具有较高的孔隙率和比表面积,能吸附去除水中多种污染物。以粉煤灰为主要原料制成球形复合滤料,可以解决粉煤灰粉末难以有效利用的问题。利用粉煤灰基质滤料分别对水中高浓度和低浓度Cr（Ⅵ）进行静态吸附实验,探究吸附时间、滤料量、初始浓度对Cr（Ⅵ）吸附效果的影响。结果表明：该粉煤灰基质滤料对水中高浓度（10~30.00mg/L）的Cr（Ⅵ）具有较强的吸附能力,滤料投加量对Cr（Ⅵ）去除效果影响较大,时间对Cr（Ⅵ）的去除影响较小。在滤料用量为700g/L,控制温度为35℃,初始浓度为30mg/L,转速为200 r/m in的条件下振荡60m in,Cr（Ⅵ）去除率可达到85.25%以上。     

油茶果壳提取物的改性及对Cr(Ⅵ)与Cu(Ⅱ)的吸附

采用油茶果壳提取物与戊二醛交联的方法,制备油茶果壳提取物改性吸附剂;探讨溶液pH、吸附时间等因素对改性吸附剂吸附铬离子、铜离子的影响,并采用吸附动力学模型进行模拟。结果表明,油茶多酚吸附剂对Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)离子的饱和吸附量分别达到99.6 mg·g~(-1)、71.7 mg·g~(-1);且具有较好的再生吸附性能,当吸附剂使用3次后,吸附剂对Cr(Ⅵ)离子再生饱和吸附量可达83.2 mg·g~(-1)。吸附动力学模型模拟结果表明:该改性吸附剂对Cr(VI)离子吸附的动力学过程可用准一级模型进行模拟,对Cu(Ⅱ)离子吸附的动力学过程可用准二级模型进行模拟。     

混凝沉淀法预处理玻璃纤维薄毡生产废水的试验研究

采用混凝沉淀工艺处理玻璃纤维薄毡生产废水,考察了不同pH值、PAC投加量对废水的浊度、CODcr去除效果的影响。试验结果表明:废水pH值调至10左右、PAC投加量为4mg/L、PAM投加量为3mg/L条件下,废水浊度及CODcr的去除率可分别达到97%、90%以上。     

竹炭对染料的吸附性能研究

研究了竹炭对染料活性艳红X-3B的吸附性能,探讨了竹炭粒径、用量、吸附时间、溶液pH值、温度和浓度对吸附性能的影响,并研究了竹炭对多种染料以及实际印染废水的吸附效果。结果表明,竹炭经ZnCl2改性处理后,吸附容量大幅提高,达13.5 mg.g-1;ZnCl2改性竹炭对活性艳红X-3B的吸附在2 h时基本达到平衡,其吸附过程为放热过程,随温度升高,吸附容量相对降低;吸附容量随染料溶液浓度的升高而增加;粒径越细,吸附效果越好,但是粒度过细,加工耗能耗时,实际应用时,应根据去除效果的具体要求选择粒度大小;ZnCl2改性竹炭对受试的18种染料均有较好的吸附效果,吸附容量最高达23.5 mg.g-1;投加量为2 g.L-1时,对实际印染废水中染料的吸附去除率为72.3%,表明改性竹炭在染料废水处理中具有较好的应用前景。     

板栗壳对废水中 Pb2＋吸附性能的研究

以板栗壳作为吸附剂吸附废水中的P b2＋,实验研究了吸附时间、吸附剂用量、P b2＋初始浓度以及废水pH值对吸附过程的影响;采用扫描电镜（SEM ）分析吸附剂的主要物理特性,对Pb2＋吸附过程进行了动力学分析,通过等温吸附模型对实验结果进行了拟合,探讨了废水中P b2＋的吸附性能。研究结果显示：板栗壳吸附Pb2＋吸附平衡时间为80min ,Pb2＋初始浓度为50mg／L时,吸附剂最佳投加量为3g／L ,最佳pH值为6,吸附平衡时Pb2＋去除率可达到94．65％;吸附过程以准二级动力学方程拟合效果最好,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。     

三维电催化氧化处理苯胺废水

为研究三维电催化氧化对苯胺有机污染物的处理效果,在反应槽中投加柱状活性炭后,运用三维电催化氧化反应器,探讨了外加电压、初始pH、粒子电极投加量及Cl-浓度对苯胺去除效果的影响。结果表明:在电压5V,初始pH=4,粒子电极投加质量为100g,c(Cl-)为0.08mol/L,反应时间达到150min的条件下,苯胺的去除率最高,为98.2%。对降解过程中各时刻的浓度进行拟合,近似符合一级动力学方程。     

正交法优化污水混凝实验的研究

研究对实验室制备污水,采用PAC(聚合氯化铝)、PFS(聚合硫酸铁)为絮凝剂,PAM(聚丙烯酰胺)为助凝剂,对不同条件下各混凝剂对污水浊度的去除率进行了对比,正交实验结果显示:当PAC投加量为0.36 g/L、PAM投加量为0.002 g/L、pH值为9、快速转速为450 r/min时,污水的浊度去除率最高,可达到99.2%。     

吸附剂量对粉煤灰合成沸石吸附磷酸根离子、氟离子与六价铬离子的影响

利用粉煤灰合成的沸石吸附磷酸根离子、氟离子与六价铬离子,考察了吸附剂投加量对3种离子吸附去除率与饱和吸附量的影响。结果表明:吸附剂量对粉煤灰合成沸石吸附磷酸根离子、氟离子与六价铬离子的去除率与饱和吸附量均影响显著。随着粉煤灰合成沸石投加量的逐渐增加,其对3种离子的吸附去除率均不断提高,单位质量的沸石吸附剂对3种离子的饱和吸附量不断下降。在吸附剂投加量相同时,其对磷酸根离子、氟离子与六价铬离子的竞争吸附顺序为:Cr6+PO3-4F-,且这3种离子的竞争吸附顺序不会随着粉煤灰合成沸石投加量的增加而有所变化。     

板栗壳色素甲醛交联树脂吸附水中Cr(Ⅵ)的性能研究

使用酸催化将甲醛和板栗壳色素进行交联制备合成树脂，并探究其吸附水中Cr(Ⅵ)性能和零电荷点，结果为板栗壳色素甲醛交联树脂适宜的吸附pH值为2;吸附过程较符合准二级动力学模型，为化学吸附；等温吸附平衡符合Freundlich模型，Cr(Ⅵ)容易被板栗壳色素甲醛交联树脂吸附；板栗壳色素甲醛交联树脂能有效吸附水中的Cr(Ⅵ),在工业重金属污水的净化处理方面有很好的应用前景。     

低温竹炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

研究了低温竹炭的粒径、用量、Cr(Ⅵ)初始浓度与吸附时间对Cr(Ⅵ)离子附性能的影响,采用正交试验法对最佳吸附条件进行优化.结果表明,低温竹炭对Cr(Ⅵ)离子的吸附最佳条件是:竹炭粒度80～100目,吸附时间120 min,Cr溶液初始浓度10 mg/L,竹炭用量0.9 mg.     

微波改性废酵母菌吸附废水中铜(Ⅱ)离子热力学动力学研究

通过大量的实验研究了应用低成本吸附剂废酵母菌在微波改性后去除废水中重金属铜(Ⅱ)离子,并通过改变反应过程中的pH值、反应时间、初始浓度、废酵母菌投加量、反应温度等因素来影响吸附效果。研究结果表明:在pH值为7.0、反应时间为90min、温度为55℃、Cu2+初始浓度为40mg/L、微波改性废酵母菌投加量为4g/L时,微波改性酵母菌的最大吸附容量为41.84mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0分别为-6.12kJ/mol、9.2kJ/mol和48.19kJ/mol。说明废酵母菌对Cu2+的吸附是自发的吸热反应。微波改性废酵母菌对Cu2+的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程。     

二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵的合成及性能研究

以麦草碱木质素为原料通过Mannich和磺化反应合成了二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵(DBSLAC)两性表面活性剂,表征了其结构,考察其在不同pH值溶液中溶解性,并以铜离子为模拟废水考察了其吸附性能,以酸性黑(ATT)和亚甲基蓝为模拟染料废水考察了其絮凝性能。结果表明:傅里叶红外光谱(FT-IR)证明产物中含有季铵根和磺酸根的化学结构,DBSLAC含氮量2.34%。DBSLAC两性表面活性剂对Cu2+的吸附平衡符合Freundlich等温方程,并且在20 mL Cu2+溶液的初始质量浓度为100 mg/L,投加量0.002 g、pH值5.5和吸附时间2 h的条件下对Cu2+的吸附效果最佳,吸附量达262.34 mg/g;在20 mL染料溶液中,对酸性黑ATT(阴离子染料)的絮凝效果在投加量0.03 g、pH值2和染料质量浓度为0.1 g/L时最佳,最大脱色率75.41%;对亚甲基蓝(阳离子染料)的絮凝效果在投加量0.3 g、pH值9和染料质量浓度为0.1 g/L时最佳,最大脱色率97.87%,结果表明DBSLAC可用作重金属离子吸附剂和染料絮凝剂。     

竹炭固定化微生物去除水样中氨氮的研究

以竹炭为载体,将硝化菌、反硝化菌等微生物固定在竹炭(比表面积365m2·g-1,孔比容积0.34 mL·g-1)上,研究竹炭固定化微生物对氨氮的去除及影响因素.考察初始氨氮质量浓度、固定化微生物投加量、溶解氧、pH等因素对氨氮去除的影响,研究竹炭固定化微生物去除氨氮的反应动力学,进行竹炭吸附法和竹炭固定化微生物处理氨氮的对比试验.结果表明:初始氨氮质景浓度、竹炭固定化微生物投加量、溶解氧、pH等因素均影响氨氮的去除效果.随竹炭固定化微生物投加量增加,氨氮去除率和去除量均趋于增大,但投加量增加到一定量时,氨氮去除率和去除量增幅均趋缓.pH为8的偏碱性环境利于竹炭固定化微生物对氨氮的去除.竹炭固定化微生物处理氨氮水样存在竹炭吸附和微生物脱氮2种作用.对于初始氨氮质量浓度≤200 mg·L-1的水样,调节水样pH为8,控制水样溶解氧质量浓度为1 mg·L-1左右,竹炭固定化微生物系统中可发生同时硝化-反硝化作用,氨氮去除率可达70%以上.竹炭同定化微生物去除氮氮的过程符合一级反应动力学模型.     

铁碳微电解/H_2O_2耦合联用工艺在污水厂尾水提标中的应用试验

采用铁碳微电解/H_2O_2耦合联用工艺对印染废水为主的工业污水进行处理,反应条件控制在pH值为3,Fe/C质量比为2∶1,水力停留时间(HRT)为1h时,H_2O_2(30%)投加量为0.1~0.3mL/L。试验结果表明:进水CODcr在85.7~152.5mg/L之间变化,平均值为113.3mg/L,经过铁碳微电解处理后,出水CODcr在52.5~107.0mg/L之间变化,平均值为75.6mg/L,CODcr平均去除率为33.41%,铁碳微电解出水后续投加H_2O_2处理,在H_2O_2投加量分别是0.1mL/L、0.2mL/L、0.3mL/L的情况下,出水COD_(cr)平均值和去除率分别为63.6mg/L,43.17%;53.5mg/L,52.33%;50.4mg/L,55.14%。在H_2O_2投加量为0.2mL/L的情况下,出水COD_(cr)低于60mg/L的排放限值。     

Lindetype F（K）沸石对Cd2＋的吸附性能研究

利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金属Cd2＋,考察了吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间对C d2＋吸附效果的影响,同时进行了吸附动力学数据模拟。结果表明：吸附剂量、初始p H值、反应温度以及反应时间均对C d2＋的去除率影响显著。随着吸附剂投加量的不断增大,C d2＋去除效果不断提高,饱和吸附量逐渐减小。初始pH值为7时沸石吸附Cd2＋的去除率为100％。反应温度越高,沸石吸附Cd2＋达到平衡的时间越短。Linde type F（K）沸石对Cd2＋的吸附行为符合准二级反应动力学方程。     

负载铈生物炭对有机染料废水的吸附研究

以水稻秸秆为原料,缺氧热解制备了生物炭并进行了负载铈改性,研究了其对亚甲基蓝模拟有机染料废水的吸附机理,探索了废水pH值、生物炭投加量等对其吸附性能的影响。结果表明:负载铈后生物炭比表面积增大,具有更好的吸附性能,并且碱性条件有利于铈改性生物炭对亚甲基蓝的吸附,该吸附过程更符合准二级动力学方程及Langmuir吸附等温方程,属于单分子层吸附,平衡吸附量为4.567 mg/g。