3种人工湿地基质吸附污水中氨氮的性能与基质筛选研究

通过等温热力学吸附实验,比较人工湿地的基质高钙废渣、改性赤泥和火山石对污水中氨氮的去除效果。结果表明,3种基质的氨氮吸附过程都可以用Langmuir吸附等温方程进行拟合;高钙废渣、改性赤泥和火山石对氨氮的最大吸附量分别为26.27mg/g、6.15mg/g和0.98mg/g;经高钙废渣处理的污水,出水最清澈;高钙废渣对氨氮的吸附效果最好。用吸附效果最好的高钙废渣进行了模拟人工湿地吸附氨氮的基质柱实验,以高钙废渣为基质的模拟人工湿地对生活污水中氨氮的去除率为20%～42%。     

球形MnO2·0.5H2O提锂性能及其机理研究

考察了形貌对尖晶石型锂离子筛吸附剂MnO₂·0.5H₂O吸附性能的影响。实验证明,反应物Mn₂O₃的形貌在很大程度上决定了前驱体及其吸附剂的形貌。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和N₂吸附—解吸等温线等对样品进行了表征。表征和吸附实验结果表明,与立方形锂离子筛相比,球形锂离子筛具有较高的吸附容量(42.46 mg/g),同时对溶液中的Li⁺具有较高的选择性。表面脱质子和离子交换过程的共同作用增强了离子筛型吸附剂的提锂Li⁺性能。此外,本文对Li1.6Mn1.6O₄与MnO₂·0.5H₂O的吸附—解吸机理进行了解释。     

阿拉尔河悬浮物对铀的吸附影响研究

为了解阿拉尔河悬浮物对铀的吸附特性,通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、温度和铀初始浓度等因素对模拟含铀水中U(VI)去除率的影响,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明,在T=25℃,溶液初始pH=7,接触时间为16 h时,悬浮物对铀的平衡吸附率最佳,为95.48%。随着铀初始浓度的增加,吸附量增加,但吸附率随之下降,升高温度有利于铀的吸附。铀在悬浮物上的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,说明悬浮物对铀为单分子层吸附,且化学吸附占主导地位。吸附动力学过程可用准二级吸附动力学模型描述,表明吸附主要受动力学控制,由两个以上步骤共同控制。FTIR和EDS分析结果表明,吸附过程中铀主要与悬浮物表面活性基团螯合并以表面络合吸附为主。吸附前后的能谱对比分析表明,吸附过程中存在离子交换行为。因此,悬浮物对铀的吸附机理是以表面络合吸附和离子交换为主、物理吸附为辅的混合吸附过程。     

新型复合生物质锂吸附剂的制备及吸附性能研究

以KMnO₄、苯胺、LiOH和生物质碳气凝胶(BCA)为原料,通过水热沉积法得到了锰酸锂(LMO)负载的生物质碳气凝胶(BCA@LMO),并用HCl酸洗后得到了BCA@HMO复合锂吸附剂。利用IR、XRD、XPS、SEM、EDS、Mapping、BET等手段对其结构进行了表征。考察了pH值、离子强度、初始浓度、温度和吸附时间对锂吸附的影响。结果表明,复合吸附剂为介孔结构,其孔道内和表面具有丰富的锰酸锂颗粒,Li⁺的最大平衡吸附量在pH=12时为4.07 mmol·g-1,吸附过程符合Langmuir等温线和准二阶动力学模型,升高温度和碱性环境利于Li⁺的吸附。吸附机理为H⁺与Li⁺的离子交换。复合吸附剂较好地改善了锰系锂吸附剂固液分离困难的问题,该吸附剂在实际南翼山盐田和东台吉乃尔盐田卤水(2.92 mmol·g-1)中具有良好的吸附性能。因此,该吸附剂在卤水锂的分离中具有良好的应用价值和潜力。     

不同形貌纳米二氧化锰对三价砷吸附性能及机理研究

以高锰酸钾和一水硫酸锰为原料,采用水热合成法,合成得到了花状和海胆状纳米二氧化锰吸附剂。研究了两种吸附剂对三价砷的吸附选择性、循环利用性及除砷机理。结果表明,阴离子对花状和海胆状吸附剂吸附三价砷的影响顺序略有不同,其分别为PO■ CO■HCO~-_3NO~-_3SO■Cl~-,PO■HCO■SO■CO■NO~-_3Cl~-;花状和海胆状二氧化锰经三次循环再生后的除砷率分别为65.5%和75.1%;两种吸附剂对三价砷的吸附机理主要为氧化吸附作用。     

盐湖提锂尾液中锂回收的吸附试验研究

从高镁锂比盐湖提锂生产尾液中回收锂,可实现锂资源高效回收利用,对企业经济效益的提高具有重要意义。以东台吉乃尔盐湖提锂尾液为原料,系统性研究了铝系层状锂吸附剂JW-LAHS对提锂尾液中锂的静态、动态吸附和解吸过程。结果表明,吸附剂的静态吸附容量为7.3 mg/g,镁锂分离因子为27.98;最佳动态吸附条件为床层高度24.8 cm,进料流速3.5 mL/min,此时穿透时间为22.0 min,Li⁺ 吸附率大于95%,饱和时间为210 min,饱和吸附容量达到5.5 mg/g,表明锂吸附剂适合从高镁锂比提锂尾液中回收锂。BDST模型能够准确预测床层穿透时间,误差小于8.61%。使用去离子水进行解吸,增大解吸流速能够加速Li⁺脱出,但对Mg²⁺ 的解吸无明显影响。解吸流速为4.6 mL/min,解吸360 min时,Li⁺ 解吸率为83.25%,总解吸液的镁锂比值为0.7,仅为提锂尾液(80)的0.88%。循环20次后吸附容量仍能保持原来的82%以上,表明锂吸附剂循环稳定性良好。     

西藏鄂雅错盐湖砷和汞的分布特征研究

本研究对西藏鄂雅错盐湖和主要支流中不同形态的砷(亚砷酸盐As(Ⅲ)、砷酸盐As(Ⅴ)、一甲基砷酸MMA、二甲基砷酸DMA)和总汞(THg)含量进行了测定,并与主要水质参数进行相关性分析研究,结果表明鄂雅错盐湖As主要以As(Ⅴ)形态存在,其次分别为As(Ⅲ)、DMA和MMA,其中无机砷的含量明显大于有机砷。相比较其他砷的形态,盐湖中As(Ⅲ)与主要水质参数的相关性显著,与总溶解性固体(TDS)、总溶解态氮(DTN)呈显著的强正相关性,与水温、溶解氧 (DO)、氧化还原电位(Eh)、pH呈显著负相关性。总汞浓度较低,且与主要水质参数相关性不显著。通过风险评价发现鄂雅错湖水中砷存在一定的致癌健康风险,汞不存在风险。本研究丰富了西藏盐湖和支流水体中砷、汞分布特征及其环境影响因素的认识,对于环境保护具有一定的意义。     

钢渣在人工湿地净化污水中的应用

将钢渣作为基质应用到人工湿地中,可以提高人工湿地对污水中污染物的去除效率。钢渣可以分为碱性氧气炉钢渣、电弧炉钢渣、高炉钢渣和改性钢渣。以碱性氧气炉钢渣、电弧炉钢渣和高炉钢渣作为基质的人工湿地对污水中总磷的去除率都较高,对模拟污水中总磷的去除率大于对实际污水中总磷的去除率,以高炉钢渣作为基质的人工湿地对污水中总氮的去除率较高。可以通过改变实验条件,提高钢渣作为基质的人工湿地对污水中总氮的去除效率。     

除砷技术现状与展望

随着除砷技术的发展,生物法和硫化法等除砷技术已应用于工业除砷,混凝法、离子交换法和直接沉淀法等除砷技术在废水除砷中也已广泛应用。在综述了近年来除砷技术在工业中和含砷废水处理上的应用后,对其中各种技术进行了分析,并对我国除砷技术的发展方向进行了展望。     

活性碳纤维吸附水中酚及脱附条件实验研究

化工、医药等行业排出的含酚废水对环境造成的污染十分严重,其废水的处理日益受到重视。活性炭纤维(Activated Carbon Fibers,ACF)作为一种新型吸附材料,其具有的大比表面积、丰富微孔结构等特点,使其吸附过程效率高。并且其吸附操作设备具有简单、方便、能耗低等优点,从而使该吸附法成为近年来一种快速发展的废水处理方法。本研究通过静态条件下的吸脱附性能研究,研究了ACF吸附水中酚的规律,确定了最佳的吸附时间为4 h,水溶液pH为弱酸性及低温有利于吸附的结果,得到了准确的平衡吸附量;找到了合适的ACF脱附再生剂NaOH,并测试出其多次再生的利用率。     

Adsorption kinetics, isotherm, and thermodynamic studies of adsorption of pollutant from aqueous solutions onto humic acid

In the present study,humic acid was used as an adsorbent for the investigation of the adsorption kinetics,isotherms,and thermo-dynamic parameters of hexavalent chromium from aqueous solution at varying pH,temperatures,and concentrations.Adsorption isotherms and equilibrium adsorption capacities were determined by the fittings of the experimental data to three well-known iso-therm models:Langmuir,Freundlich,and Redlich-Peterson.The results showed that the Langmuir and Redlich-Peterson models appear to fit the adsorption better than did the Freundlich adsorption model for the adsorption of chromium onto humic acid.The equilibrium constants were used to calculate thermodynamic parameters such as the change of free energy,enthalpy,and entropy.The derived adsorption constants (logaL) and their temperature dependencies from Langmuir isotherm have been used to calculate the corresponding thermodynamic quantities such as the free energy of adsorption,heat,and entropy of adsorption.The thermo-dynamic data indicate that Cr (VI) adsorption onto humic acid is entropically driven and characterized by physical adsorption.     

不同气水比对两种人工湿地除污效果的影响

为比较不同气水比下各类型人工湿地的除污效果,选取火山石、炉渣和牡蛎壳作为人工湿地构建基质,研究两种人工湿地(表面流和潜流人工湿地)在不同气水比(0,2,4,6,8)下对污水的净化效果。结果表明:潜流型人工湿地对COD、NH_4~+-N及TP的去除率均高于表面流人工湿地;尤其是在COD的去除过程中,当气水比≥4时,潜流式湿地对污染物的去除效果显著高于表面流人工湿地。此外,适当曝气可显著提高人工湿地对COD、NH_4~+-N及TP的去除率,气水比为4时,表面流和潜流人工湿地对COD及TP的去除率显著高于气水比为0和2时的去除率。对NH_4~+-N而言,表面流和潜流人工湿地分别在气水比为8和6时达到最大去除率。气水比和人工湿地类型的交互作用对污染物的去除率影响不显著,在实际工程中可以忽略组合效应,致力于确定湿地类型及气水比各自对湿地除污效果的最优条件。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝（PAC）为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线，并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响，研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素，得到了最佳合成条件，在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)3·nH2O，同时含有Al(OH)3、(CaO)3Al2O3·6H2O及 LiCl·H2O等成分。从吸附结果来看，结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)3·nH2O和非晶态的Al(OH)3为主成分的吸附剂吸附性能最好。     

有机蒙脱土在有机物废水中的应用

蒙脱土是一类性能优良的吸附材料,对该类材料进行有机改性,在有机废水处理方面表现出较好的吸附效果。综述了有机蒙脱土对有机物废水处理的最新研究进展,并展望了该类材料的发展和应用前景。     

Measuring and Simulating Co(II) Sorption on Waste Calcite,Zeolite and Kaolinite

Sorption of cobalt (CoII) ions from aqueous solution by waste calcite, kaolinite and zeolite was investigated in a series of batch experiments. The sorption capacity of the sorbents was a function of the initial solution pH, contact time and sorbent/sorbate ratio. For these three sorbents, the kinetic and isotherm experimental data were well fitted to pseudo-second-order and Langmuir equations, respectively. The maximum sorption capacity (mg g^?1) of Co(II) was 4.67, 3.76 and 2.23 for waste calcite, zeolite and kaolinite, respectively. Desorption experiments showed that the desorption capacities were in the order of zeolite?>?kaolinite?>?waste calcite. The equilibrium and kinetic results indicated that waste calcite had the best performance for the removal of Co(II) compared to zeolite and kaolinite. To simulate and predict Co(II) sorption mechanisms, the surface complexation and cation exchange models in PHREEQC program were used. The model results suggested that the main mechanisms of Co(II) sorption on waste calcite and zeolite were surface complexation and cation exchange, respectively. In the case of kaolinite, the model predicted that both mechanisms were involved in the sorption of Co(II), but the surface complexation was the predominant mechanism.

     

黄河包头段常见离子对重金属在沉积物上吸附影响机制研究

常见阴阳离子对重金属在黄河包头段相对清洁河段表层沉积物中的吸附影响研究结果表明,不同的环境离子浓度范围内,起主导作用的影响机制不同,黄河包头段水环境中Na 、Mg2 和Ca2 对Zn2 的吸附影响较大,K 对Cu2 、Pb2 、Zn2 和Cd2 吸附影响均较大,Cl-、SO2-4对Cu2 、Pb2 、Zn2 和Cd2 的吸附影响均较小,而HCO-3;对Pb2 的影响较小,对Cu2 、Zn2 、Cd2 的吸附影响较大.     

改性聚丙烯酸钠的合成及其对金属离子Pb2+吸附性能的测试

对不同配比下改性聚丙烯酸钠作为吸附剂,吸附重金属铅的吸附容量进行了研究,得出Pb2+的吸附等温线。实验表明,在pH=5吸附时间30分钟1#样对铅的最大吸附容量为906 9mg g。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝(PAC)为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线,并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响,研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素,得到了最佳合成条件,在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1 mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O,同时含有Al(OH)_3、(CaO)_3Al_2O_3·6H_2O及LiCl·H_2O等成分。从吸附结果来看,结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O和非晶态的Al(OH)_3为主成分的吸附剂吸附性能最好。     

氢氧化铝基锂吸附剂从卤水中吸附锂的机理

氢氧化铝基锂吸附剂是采用吸附法从卤水中提锂时唯一得到产业化应用的吸附剂,该吸附剂的吸附速率和吸附容量适中,选择性和循环使用性能较好,制备成本低。综合分析了吸附剂的制备、吸附和脱附性能、吸附剂吸附与脱附后的结构与形貌变化,重点分析了吸附机理。锂离子很可能是以裸离子的形式进入氢氧化铝层内的八面体空腔内而被吸附,为平衡电荷,氯离子进入层间。筛分效应和锂离子与其它离子水合作用的差异是吸附剂对锂有较好选择性的主要原因。     

稳定氮同位素示踪技术在湿地脱氮研究中的应用进展

稳定同位素示踪技术广泛应用于现代环境科学研究中。其中,15^N作为氮循环过程唯一适用的示踪剂,在有关氮循环引发的环境污染问题的研究中发挥了极其重要的作用。湿地脱氮是湿地水质净化功能的重要体现,此过程有助于有效地减少受纳水体的外源氮负荷。在概述稳定氮同位素示踪原理和湿地脱氮过程的基础上,从湿地脱氮驱动机制、关键限制因素分析、脱氮定量研究3方面阐述15^N示踪技术在湿地脱氮研究中的应用,并展望了该技术在湿地脱氮研究中的应用前景。