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。     

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.     

吸附Cr（Ⅵ）低温竹炭的研制

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）离子吸附性能的影响,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。     

玉米芯改性吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

高浓度的Cr(Ⅵ)已成为生态环境的主要污染源,为探索廉价高效的Cr(Ⅵ)处理技术,使用磷酸对玉米芯进行热改性处理,研究pH、投加量、振荡时间和Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对于吸附效果的影响,并对改性前后的吸附性能进行对比分析。结果表明:较低的pH有利于吸附的进行,pH=1条件下,改性玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,去除率达到89.6%;随着投加量增加,吸附效果逐渐提高。吸附过程在80min左右基本达到平衡,满足准二级吸附动力学模型;吸附等温线满足Freundlich与Langmuir方程,相关系数均达到0.999;吸附过程为吸热过程,随着温度的上升,吸附容量逐渐增大。相同实验条件下,对于10mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,投加20g/L的玉米芯,改性处理将去除率提高22.8%,改性处理后玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附性能得到明显提升。     

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。     

原位固化落叶松单宁对Cr( Ⅵ )的氧化还原吸附

研究了树皮原位固化落叶松单宁对水溶液中Cr6 的吸附特性。结果表明,Cr6 在该吸附剂上的吸附属于氧化还原吸附,即Cr6 首先被还原为Cr3 ,然后被吸附。当温度为303 K、pH值2.0、Cr6 的初始质量浓度为297.3 mg/L时,该吸附材料对Cr6 的平衡吸附量为183.6 mg/g,随着温度的升高平衡吸附量增加。pH值对平衡吸附量的影响较大,静态吸附时,产生最大吸附容量的pH值为2.0,这是由于该pH值条件有利于Cr6 的还原反应。该吸附材料对Cr6 的吸附平衡符合Freundlich方程;吸附动力学可以用拟二级速度方程来描述。固定床吸附实验表明,当原料液的Cr6 质量浓度为232.4 mg/L,流出液的体积约为120个床层体积时达到穿透点。     

复合凹凸棒滤料去除氨氮和有机物试验研究

通过静态吸附实验和动态过滤实验研究复合凹凸棒滤料对氨氮和有机物的去除效果。静态实验结果表明：在氨氮初始浓度为5mg／L,溶液pH值在3—9时,吸附量较高;复合凹凸棒滤料对氨氮的吸附行为符合Freundlich方程,相关系数在0．99以上。动态试验结果表明：复合凹凸棒滤料易于微生物附着挂膜,能够实现对普通滤池进行生物强化。在滤速6m／h时,复合凹凸棒生物过滤对CODMn去除率为32．6％～42．1％,对NH4^＋-N去除率为75．7％～87.8％。复合凹凸棒滤料生物滤池处理工艺不需增加新构筑物,适用于老水厂升级改造和新水厂建设。     

稻壳与脱硅稻壳活性炭特性及对有机物吸附

以稻壳为原料,同时制备脱硅稻壳,采用ZnCl2-CuCl2复合活化剂制备活性炭,并对所制备的稻壳活性炭(RAC)与脱硅稻壳活性炭(FAC)的孔结构和表面化学性质进行了分析,而后将其应用于对水中有机物的去除,同时研究了其吸附特性。结果表明:所制得的稻壳活性炭比表面积达到了1 924 m2/g,而稻壳经过脱硅处理制得的活性炭比表面积达到了2 433 m2/g。脱硅稻壳表面具有更多种类的官能团存在。稻壳与脱硅稻壳活性炭在碱性条件下有利于品红的吸附,并且适用于高盐度条件下品红的吸附;在初始pH值为7,初始质量浓度为400 mg/L,投加量为0.8 mg/g时,稻壳活性炭和脱硅稻壳活性炭对有机物的吸附量分别达到439和483 mg/g;吸附等温模型符合Langmuir等温式;吸附动力学以及脱附研究显示稻壳与脱硅稻壳活性炭对品红的吸附过程主要由化学吸附控制。     

不同浓度铬污灌施用阈值研究

为了确定再生水灌溉中Cr(Ⅵ)的含量,设置了11个不同Cr(Ⅵ)浓度梯度(0、5、10、15、20、30、50、75、100、120、150 mg/L),通过无土栽培试验的方法研究了不同浓度污水对小麦萌发和幼苗生长等指标,分析Cr(Ⅵ)对小麦萌发和幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度的重金属Cr(Ⅵ)对小麦种子萌发及其幼苗生长影响分两个阶段,低浓度时(小于15 mg/L)促进小麦萌发,而浓度大于15 mg/L时,则呈现抑制作用,发芽率呈现较强的下滑趋势;Cr(Ⅵ)离子浓度为5 mg/L时对芽长及苗鲜重均有一定的促进作用,而对根长没有表现出促进作用,且随着Cr(Ⅵ)浓度升高对根及生物量积累的抑制作用不断增强。研究表明,虽然,再生水灌溉中低浓度Cr(Ⅵ)可以促进小麦萌发,但是过高的Cr(Ⅵ)不利于小麦种子的萌发和幼苗的生长,进而会降低小麦的生物量。经过综合评价,再生水灌溉中的Cr(Ⅵ)离子浓度应该控制在低于15 mg/L的范围。     

竹炭对水中余氯吸附性能的研究

通过对竹炭吸附水中余氯影响因素的调察,系统研究了竹炭对水中余氯的吸附性能,结果表明:竹炭对水中余氯有较好的去除效果,用炭化温度400℃、粒径小于0.112 mm的竹炭2.0 g,在20℃条件下振荡吸附2 h,处理浓度为25 mg/L余氯水溶液350 mL时,竹炭对余氯的去除率达95.50%。根据Langmuir和Freundlich吸附等温模型对实验数据进行了拟合,结果表明,当余氯浓度在10~30 mg/L范围内,竹炭对水中余氯的吸附符合Freundlich等温线方程。     

竹炭对水中余氯吸附性能的研究

通过对竹炭吸附水中余氯影响因素的考察,系统研究了竹炭对水中余氯的吸附性能。结果表明:竹炭对水中余氯有较好的去除效果,用炭化温度400℃、粒径<0.112mm的竹炭2.0g,在20℃条件下振荡吸附2h,处理浓度为25mg/L余氯水溶液350mL时,竹炭对余氯的去除率达95.50%。根据Langmuir和Freundlich吸附等温模型对试验数据进行了拟合,结果表明,当余氯浓度在10~30mg/L范围内时,竹炭对水中余氯的吸附符合Freundlich等温线方程。     

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。     

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。     

膨润土对脲酶抑制剂NBPT的控释性能研究

采用振荡吸附法,以膨润土为原料,测定了膨润土对NBPT的吸附容量,并考察了NBPT的初始浓度和处理温度对膨润土吸附NBPT效果的影响。结果表明:在30℃下,固液比为50g/L时,膨润土对NBPT的吸附容量可达8.34mg/g,随着初始浓度的增大,吸附量也随之增大。     

微波改性废酵母茵吸附废水中铜（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,微波改性酵母茵的最大吸附容量为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。     

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。     

废水的动态试验

主要研究稻壳对水中Cu2＋的吸附。以稻壳为填料,填入直径为3cm、长为50cm的吸附柱中,分别填入高为9、12、15cm的稻壳,让质量浓度为12mg/L的Cu2＋溶液,以10mL/min的速度连续流过吸附柱。穿透时间（ta）和耗竭时间（tb）随填料高度（h）增加而增加,其关系为：ta=0.15h-0.467,tb=0.15h＋0.639。质量浓度12mg/L的Cu2＋溶液,以不同流速,分别连续流过填料高度为15cm的稻壳柱,吸附带长（δ）随流速（V）的增加而增长,其关系式为δ=0.245V＋3.99,R2=0.992。动态实验研究表明：此稻壳对Cu2＋的吸附能较好地符合博哈特（Bohart）和亚当斯（Adams）方程式;在此稻壳吸附柱动态实验的基础上,发现此稻壳对Cu2＋有较好的吸附效果。流速在5～25mL/min之间,吸附容量为1.96～1.20mg/g。     

载铜竹炭的制备及电磁屏蔽效能

以竹炭为载体吸附Cu(NO3)2,利用Cu(NO3)2在热作用下分解为Cu O,进而与竹炭中C发生置换反应生成单质Cu,增加了竹炭的导电性,从而提高竹炭的电磁屏蔽效能。采用单因素和正交组合实验探究了炭化温度、溶液p H、吸附时间、竹炭添加量、吸附温度以及Cu(NO3)2溶液初始浓度对Cu(NO3)2在竹炭上吸附的影响,并用分析测试仪对试样进行测试和结构表征。结果表明:选用700℃的竹炭、溶液p H 6.0、吸附时间80 min、竹炭添加量0.05 g/m L、吸附温度20℃和Cu(NO3)2溶液初始浓度5 mol/L工艺条件时,竹炭中Cu元素含量达到最大,其值为152 mg/g;竹炭炭化温度和溶液吸附温度2个因子对竹炭吸附Cu(NO3)2影响最显著;在频率0~3GHz的范围内,随着竹炭中Cu元素含量的增加其电磁屏蔽效能显著提高,当Cu元素含量为152 mg/g时电磁屏蔽效能达到24 d B。     

杉木树皮吸附重金属离子性能和动力学研究

通过间歇吸附的方法研究了杉木树皮粉对水溶液中Cu2+、Cd2+和Pb2+重金属离子的吸附性能,研究了树皮粉粒径大小、重金属离子水溶液的pH值、吸附时间和溶液的初始浓度对杉木树皮吸附重金属离子吸附量的影响,并对吸附过程的等温吸附方程和吸附动力学模型进行了模拟拟合。结果表明:杉木树皮粉可以有效地吸附水溶液中的重金属离子,树皮粒径大小以250~830μm为宜,吸附适宜的水溶液pH值为5,吸附时间为30 min,此时0.6 g树皮粉对100 mL初始质量浓度为150 mg/L的重金属离子溶液Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附量分别为6.83、13.56和23.17 mg/g。45℃下等温吸附过程符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型,但Langmuir等温吸附模型拟合相关性更高;吸附动力学符合Lagergren准二级动力学模型,拟合相关性R2大于0.997。说明杉木树皮粉可作为水溶液中重金属离子的有效吸附剂,其吸附主要为单分子层的化学吸附。     

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.