刺桐生物炭对水中氨氮和磷的吸附

本研究以园林绿化废弃物刺桐为原料,在不同的热解温度下（300、500、700 ℃）制备生物炭,用动力学方程和等温吸附方程分别拟合生物炭对氨氮和磷的吸附性能。等温吸附方程拟合结果表明：生物炭对水中氨氮和磷的吸附量均随着氨氮和磷的初始浓度的增加而增大,且均能较好地拟合Langmuir吸附方程,且BC500吸附效果最好;动力学方程拟合结果表明：不同热解温度下得到的生物炭对氨氮和磷的吸附速率较快的过程分别发生在最初的300 min和60 min内,且均能较好地拟合准二级动力学方程;此外,生物炭对不同初始pH下对氨氮和磷溶液的吸附效果分别为pH7 > pH11 > pH3和pH11 > pH7 > pH3。     

煤球灰对磷的吸附特性研究

[目的]探讨煤球灰对磷的吸附特性。[方法]以餐饮业煤球燃烧后的煤球灰为试材,研究煤球灰对磷的吸附动力学过程、等温吸附以及一些因素对煤球灰吸附磷的影响。[结果]在吸附的初始阶段（0～2h）,煤球灰对磷的吸附量上升很快,此后趋于平缓;煤球灰吸附磷过程中,系统的△G0〈0,△H0〉0,说明煤球灰对磷的吸附作用是一个自发的、吸热过程;煤球灰对磷的等温吸附可用Langmuir和Temkin等温模型拟合,相关性均达极显著水平,由Langmuir等温方程计算的最大吸附量Qm为1250mg/kg;在酸性条件下,随着溶液pH值的上升,煤球灰对磷的吸附量降低,在碱性条件下,吸附量趋于平衡;低分子有机酸对磷吸附有抑制作用,对饱和磷释放有促进作用。[结论]煤球灰对磷吸附的动力学特征能很好地遵循准二级动力学模型。     

温度对泥沙吸附磷的影响研究

磷是持续恶化的水体富营养化主要的限制因子,极易吸附在泥沙颗粒上.因此,研究泥沙对磷的吸附律,对于水体富营养化的防控和治理具有重要意义.通过单因子控制变量法,开展了不同反应温度条件下泥沙对磷的吸附特性的影响试验.结果显示,反应温度的升高有利于吸附反应的进行;准二级动力学方程能较好地描述与不同温度下泥沙对磷的吸附过程,吸附速率在反应开始时较大,随着时间的推移逐渐减小;Langmuir方程能较好地描述泥沙对磷的等温吸附行为,最大吸附量(Qm)随着反应温度的升高而增加;吸附过程中ΔG°<0、ΔH°>0以及ΔS°>0,说明所涉及的化学吸附过程为自发吸热反应.     

磷在不同类型湖泊沉积物上的吸附特征及形态再分布研究

以乌梁素海和岱海表层沉积物为吸附剂,开展了磷在沉积物上的吸附动力学和等温吸附实验研究,采用交叉型Langmuir模型描述了磷在2个湖泊沉积物上的吸附行为,并分析测定了等温吸附后沉积物中磷的形态分布。结果表明,不同浓度条件下沉积物对磷的吸附动力学过程基本相似,Elovich方程能较好地描述2个湖泊沉积物对磷酸盐的吸附动力学过程;Langmuir交叉型吸附等温式能较好地描述磷在岱海和乌梁素海沉积物上的等温吸附行为(R2=0.990),模型中的k、Qm、EPC0、NAP等参数较好地反映了2个湖泊沉积物在成因、粒度及矿物组成等方面的差异;吸附磷的形态再分布揭示颗粒物所吸附的水相磷主要分布于Ex-P,且Or-P是沉积物中重要的潜在生物有效性磷源,对湖泊富营养化的作用不容忽视。     

外源硅对不同pH水田土壤铅吸附热力学特征的影响

通过等温吸附试验,研究外源硅对两种不同pH水田土壤铅吸附热力学特征的影响。试验中采用硝酸中和硅酸钠的碱性,以硝酸钠补齐各处理间钠离子和硝酸根离子的差异,消除了因加入硅酸盐改变体系pH及伴随离子对土壤吸附铅可能产生的影响。结果表明:在本试验中,Freundlich方程能较好地描述3种温度下两种土壤对铅的吸附特征;加硅促进了酸性土壤对铅的吸附,抑制了碱性土壤对铅的吸附;根据热力学函数关系计算的△G<0、△H>0、△S>0,说明两土壤对铅的吸附是吸热、熵增的物理过程为主;加硅后,酸性土壤△G变小、△H变大、△S变大,碱性土壤△G变大、△H变小、△S变小,说明加硅使酸性土壤吸附铅的自发性提高、碱性土壤吸附铅的自发性降低。     

锅炉煤渣对含磷废水的吸附特征及吸附工艺优化(英文)

[目的]研究锅炉煤渣对含磷废水的吸附特征,并对其吸附工艺进行优化。[方法]采用锅炉渣单级吸附工艺处理农村生活污水,研究锅炉渣对废水中磷的吸附动力学及热力学过程,并对单级吸附工艺中锅炉渣最小用量进行优化计算。[结果]不同温度下,锅炉渣对磷的吸附等温式可用Langmuir等温式进行描述,吸附动力学均符合准二级动力学方程,且最大吸附量及初始吸附速率随温度升高而增加,40℃时分别达0.1591g/g和0.1698mg/(g·min);热力学参数ΔG0<0,ΔH0>0,表明该吸附过程属于自发吸热吸附,提高温度有利于吸附反应的进行;单级吸附时,最小吸附剂投加量随温度上升而减少,40℃时1m3污水处理投加量为3.31kg。[结论]采用锅炉渣吸附工艺处理农村含磷废水是一种经济可行的方法。     

废弃绿茶微粉对Mn~(7+)的吸附作用研究

选取浸提过的绿茶茶渣为原料,经过超微粉碎后,对水溶液中的Mn7+进行吸附,考察了在常温条件下,绿茶微粉吸附的最佳pH值、平衡时间、最大吸附量以及等温式、吸附动力学等多种因素。结果表明吸附过程在pH值为1.0².0时效果较好,其中最佳的pH值为1.6;60 min内可以达到吸附平衡;绿茶微粉的最大吸附量为1 397.62 mg/g。进一步研究表明吸附过程与Langmuir等温式的拟合度较好,动力学方程则符合Lagergren方程。     

4种矿物材料对磷的吸附特性研究

[目的]探讨4种矿物材料对磷的吸附特性.[方法]从渗滤系统填料的实用角度出发,研究了4种矿物材料对水中磷的吸附行为,考察了pH、温度、初始磷浓度及材料用量对磷吸附的影响,并计算了4种材料的吸附动力学和热力学方程.[结果]4种矿物材料对磷的吸附呈先快后慢的趋势.当pH为6～8时,沸石、麦饭石及陶粒对磷的吸附率最高(59％、23％及21％);河砂则在酸性条件下吸附效果较好.温度的适当升高有利于磷的吸附,沸石对磷的吸附更符合Langmuir吸附等温式;麦饭石及陶粒用Freundlich吸附等温式拟合性较好;而河砂对磷的吸附均不符合Freundlich和Langmuir吸附等温式.同等条件下,4种矿物材料对磷的吸附量表现为沸石＞河砂＞麦饭石＞陶粒.[结论]沸石和河砂更适合作为渗滤系统除磷的填料.     

贵州喀斯特农业土壤中镉的吸附解吸特性分析

镉(Cd)在农业土壤中的环境行为研究是国内外研究的热点。为镉在贵州土壤中的迁移规律和生态治理提供科学依据,采用批量平衡法,研究镉在贵州不同地区农田土壤中的吸附解吸规律。结果表明:镉在不同地区土壤中的吸附动力学过程为快速吸附、慢速吸附和平衡吸附3个阶段,24h后达到平衡,伪二级动力学模型能较好描述其动力学过程。9个地区土壤对镉的吸附均可用Freundlich模型较好地拟合,其吸附反应△G~o0,吸附反应自发进行,镉在土壤中的吸附-解吸过程存在滞后效应,存在一定环境风险。在不同pH条件下,土壤对Cd的吸附量随pH升高而增加,且溶液中Cd吸附量增加与其初始浓度呈正相关关系。     

酸性条件下红壤表面Zn~(2+)-H~+反应动力学的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下Zn在红壤表面的反应动力学能量特征.结果表明,酸性条件下,Zn吸附分为快反应和慢反应.用一级动力学方程拟合的Zn最大吸附量:pH5.5处理Zn的最大吸附量在289 K时为1.79 mmol·kg~(-1),在313 K时为2.62 mmol·kg~(-1);pH3.3处理Zn的最大吸附量在289 K时为0.12 mmol·kg~(-1),在313 K时为0.16 mmol·kg~(-1).即吸附量随酸度增加显著下降,随温度升高明显增加.用扩散速率常数计算的活化能(△E~*):pH5.5处理Zn的△E~*为9.05 kJ·mol~(-1),pH3.3处理Zn的△E~*为12.02 kJ·mol~(-1),随酸度的增加△E*增加,Zn扩散需克服的能障加大,Zn吸附量降低.△H值为正,温度升高可促进Zn的扩散;△S值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.原液pH为5.5时,流出液的pH急剧下降;pH4.3、pH3.8和pH3.3时流出液比流入液的pH高,是由于土壤的缓冲作用和土壤表面质子化;当溶液中H~+超过一定数量后,反应初期的H~+消耗是快反应过程,H~+对矿物的溶蚀成为速率控制步骤.     

灌漠土的磷素吸附特性与供磷缓冲能力的初步研究

用Freundlich和Langmuir等温吸附方程能良好地描述灌漠土对磷素的吸附,相关系数在0.8以上。根据Langmuir方程计算的标准磷素需要量与土壤吸湿水、有机质和粘粒含量呈高度正相关。回归分析表明,最大缓冲容量(Mb)和吸附反应自由能(△G°)与吸湿水、有机质和粘粒含量呈高度正相关,与Olsen—P呈强负相关,与pH没有统计上显著的相关性。Mb和△G°间的相关系数达0.92。     

不同人工湿地基质除磷效率研究

[目的]探讨不同人工湿地基质对磷的去除效率。[方法]通过静态试验,选取钢渣、煤渣、炉渣、页岩、土壤、砂石6种基质,研究不同人工湿地基质对磷的去除效率及除磷特性。[结果]6种基质对磷的去除能力表现为钢渣煤渣炉渣页岩土壤砂石;当总磷初始浓度为5 mg/L时,6种基质对总磷的去除率分别为99.8%、85.8%、71.2%、63.0%、46.8%、11.7%。页岩和炉渣适合作潜流型人工湿地基质;煤渣适合作为可更换湿地基质,强化除磷效果;钢渣可用于潜流型湿地末端,对尾水TP进行处理。[结论]该研究为今后人工湿地基质的选取提供了理论参考。     

地下渗滤系统基质的筛选

[目的]筛选地下渗滤系统的基质材料。[方法]以河砂、钢渣、粉煤灰、煤渣为研究对象,考察其作为地下渗滤系统基质对磷的吸附特性。[结果]这4种基质中,从基质对磷的理论饱和吸附量看,钢渣对磷的理论饱和吸附量最大,其次是粉煤灰、煤渣和河砂;从基质的解吸试验可知,钢渣的解析率非常小,粉煤灰的解析率稍大,其次是煤渣和河砂;由准二级动力学方程计算出最大除磷速率Vmax依次为:钢渣煤渣河砂粉煤灰;从基质的价格和取材情况看,河砂、粉煤灰、钢渣、煤渣均属于价廉易得的材料,相比而言,河砂比较易于大量获得,且对磷的去除率也在60%左右,故可以作为地下渗滤系统的主要介质。[结论]为地下渗滤系统选择合适的基质材料提供理论依据。     

不同人工湿地基质对磷的吸附性能研究

通过基质磷素吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后磷素解吸实验,研究陶瓷滤料、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化磷素的效果,评价其基质磷素饱和吸附后磷素解吸可能造成的二次污染风险.结果表明,在溶液磷(P)浓度为5～150 mg·L-1条件下,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地描述陶瓷滤料和红泥两种基质的磷素吸附过程,陶瓷滤料用Langmuir方程比Freundlich方程的拟合程度更好,红泥则相反.4种基质对磷素的吸附量顺序依次为红泥＞陶瓷滤料＞炉渣＞水洗砂.从磷素的解吸率来看,4种基质释磷顺序依次为炉渣＞水洗砂＞陶瓷滤料＞红泥,水洗砂和炉渣吸附磷素后的解吸率较高,其他两种基质磷素解吸的比例很低.综合评价,陶瓷滤料更适合作为人工湿地污水除磷的基质.     

炉渣颗粒吸附剂对沼液吸附效果研究

以不同配比的炉渣和钢渣为原料,经混合、成球、焙烧制成炉渣颗粒吸附剂。通过静态吸附试验和动态吸附试验,考察了该吸附剂对沼液中NH+4 N、TN、TP和COD的吸附性能。结果表明,沼液的pH、吸附时间、沼液的浓度等因素对不同配比的炉渣颗粒吸附剂吸附沼液中TP均有显著影响。在适当条件下,不同配比的炉渣颗粒对沼液中的TP去除率均在90%以上。炉渣颗粒吸附剂对废水中TP的等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述。动态吸附试验中废水中NH+4 N、TN、TP、COD去除率均在90%左右,其中以炉渣和钢渣质量比为4∶1(①号)的混合渣去除效果最好,平均去除率分别为99.24%、9675%、99.94%、89.71%,可达标排放。炉渣颗粒可以作为吸附材料处理沼液中的NH+4 N、TN、TP和COD。     

自来水厂铝盐污泥对水中磷的去除效果

研究了一种自来水厂铝盐污泥对水中磷的去除特性。吸附试验表明,铝盐污泥（Alum Sludge,AS）对磷的吸附符合Langmuir吸附等温方程,磷吸附容量高达12 500 mg/kg,其对磷的吸附随pH值的升高而降低,且随着AS和磷质量比的增加而增大。与单独使用混凝剂相比,在使用聚合氯化铝（PAC）混凝剂的同时加入AS能够提高磷的去除率,降低PAC的用量,AS能够强化对磷的去除效果。     

水热氢氧化钾改性花生壳对染料的吸附性能

为了实现花生壳的资源化利用,以氢氧化钾为活化剂,采用水热法制备了改性花生壳吸附剂,并将其用于罗丹明B染料的吸附,旨在达到以废治废的目的。通过正交试验对水热改性温度、时间和改性剂浓度进行优化,采用扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱对吸附剂进行表征,并考察了吸附剂投加量、初始浓度及p H值对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,在水热温度453 K、反应时间10 h、氢氧化钾质量分数2%条件下制备的改性花生壳对罗丹明B的吸附量最高;罗丹明B初始浓度为5 mg·L~(-1)、吸附剂投加量为1.5 g·L~(-1)、吸附时间120 min的条件下,对罗丹明B染料吸附率最高达93.50%。改性花生壳吸附剂对罗丹明B的吸附动力学过程符合伪二级动力学,Langmuir吸附等温方程能更好地描述吸附过程,主要为单分子层吸附,并且吸附热力学参数ΔH0、ΔG0,表明该吸附过程是一个自发吸热过程,以物理吸附为主。