改性纳米零价铁对Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)的吸附性能与机制研究

针对镉[Cd(Ⅱ)]、铬[Cr(Ⅵ)]和铅[Pb(Ⅱ)]的重金属复合废水处理问题,以生物炭(BC)和膨润土(BE)改性纳米零价铁(nZVI),得到BC-BE-nZVI复合材料,通过吸附实验探究了该材料对重金属的吸附特性,并利用吸附动力学方程、等温吸附方程拟合、XRD和XPS分析,揭示了BC-BE-nZVI对单一和复合重金属体系的吸附机制。结果表明,BC-BE-nZVI对重金属的去除作用最强,Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)去除率分别可达96.43%,97.70%和95.69%,并且能够适应pH范围较广的重金属废水;准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程更适合描述BC-BE-nZVI的吸附过程;复合重金属体系下,BC-BE-nZVI的吸附过程更适用于Freundlich等温吸附方程,且竞争吸附能力Cd(Ⅱ)>Cr(Ⅵ);单一重金属体系下,Cd(Ⅱ)去除机制主要包括吸附沉淀,Cr(Ⅵ)的去除主要为还原和吸附,Pb(Ⅱ)主要为吸附沉淀;而复合重金属体系下吸附机理主要为沉淀和络合作用。

出芽短梗霉吸附水体中共存Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)重金属离子研究

利用出芽短梗霉进行吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)共存离子实验, Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)毒性浓度均为300 mg/L时,菌种生长良好。吸附性能实验结果表明:出芽短梗霉吸附水中Cr(Ⅵ)的最佳条件是pH值为3.0、时间为2 h、温度为30℃,吸附量为8.575 mg/g;吸附Cd(Ⅱ)的最佳条件是pH为5.0、时间为30min、温度为30℃,吸附量为15.49 mg/g。

霉菌吸附水体中Cr(Ⅵ)Cd(Ⅱ)离子研究

采用从活性污泥中筛选的ZYL霉菌,进行吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究。研究结果表明:在Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)浓度分别为300mg/L时,菌种生长良好。吸附水体中[Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)]的最佳条件是pH=5.0,时间1h,温度为10℃。吸附规律符合Langm uir等温吸附模型,由回归方程得到Cr(Ⅵ)的表观最大吸附量为14m g/g;Cd(Ⅱ)的表观最大吸附量为52m g/g,说明该霉菌可以很好的去除低温水体(地下水)中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子。

微生物吸附低温水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究

利用从活性污泥中分离、纯化、筛选得到的霉菌,进行吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子研究。结果表明:在Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)质量浓度分别为300mg/L时,菌种生长良好。吸附水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)的最佳条件:pH值5.0,时间1h,温度10℃。吸附规律符合Langmuir等温吸附模型,由回归方程得到Cr(Ⅵ)的表观最大吸附量为14mg/g;Cd(Ⅱ)的表观最大吸附量为52mg/g。对菌种吸附低温水体中两种重金属离子时pH值变化影响及其吸附动力学进行了研究。证明该菌可以有效地去除低温水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)离子。

膨润土对水泥固化体中Pb(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cd(Ⅱ)及Cr(Ⅵ)浸出的影响

为了确保含重金属废弃物在水泥基材料中的安全资源化利用,研究了在不同p H条件下纯水泥对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)及Cr(Ⅵ)等重金属的固化效果及加入膨润土后的影响。结果表明:除Cr(Ⅵ)之外,纯水泥对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)及Cd(Ⅱ)的固化效果较好,当重金属的掺量达到5‰时,即便在p H=3的强酸条件下,其浸出毒性仍然低于国家标准。加入膨润土后,可进一步降低水泥基材料中各重金属的浸出率,当膨润土掺量为30%、酸性条件下,28d龄期固化体中Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的浸出浓度分别降低了60.9%、51.3%及53.3%,CH峰值下降、AFt峰值明显增高,但膨润土对Pb(Ⅱ)有负效应,酸性溶液中的浸出量高于中性溶液。

改性水热炭同时吸附溶液中Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)

以竹屑为基质制备了水热炭(HC),通过NaOH溶液和ZnCl_(2)溶液改性分别制备了改性水热炭OHHC和ZHC,并将两种改性水热炭耦合制成复合水热炭MHC。考察了水热炭投加量和初始溶液pH对溶液中Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)去除率的影响。并通过吸附动力学和等温吸附曲线,探究吸附机理。实验结果表明:ZHC的芳香性增高,比表面积增大;OHHC的含氧官能团数量增多,孔径增大。在初始溶液pH=4、MHC投加量为16 g/L的最佳条件下,Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)去除率分别达98.98%和81.38%。水热炭对Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附数据拟合结果更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程中主要为化学吸附和单层均匀吸附。

壳聚糖-DMC-GA共聚物对Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

以壳聚糖为原料、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为接枝单体、硝酸铈铵为引发剂、Span-80为乳化剂、戊二醛(GA)为交联剂,通过反相乳液聚合技术制备了壳聚糖-DMC-GA共聚物,对其进行表征并将其用于吸附水溶液中单一金属离子Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)和双元体系Cr(Ⅵ)-Cd(Ⅱ),考察了吸附动力学和吸附平衡规律。共聚物的红外光谱和X射线光电子能谱分析表明:壳聚糖与DMC发生了接枝反应,与戊二醛发生了交联反应。吸附实验结果表明:在单一金属离子溶液中,共聚物对1 mmol/L的Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的平衡吸附量分别为1.974和1.396 mmol/g;在双元体系中,共聚物对1 mmol/L的Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的平衡吸附量分别为1.906和1.204 mmol/g;吸附过程均符合拟二级动力学方程,吸附等温线均与Langmuir模型更为一致,说明共聚物对2种金属离子的吸附是单分子层吸附。

羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)吸附性能研究

以CO2为活化剂制备羊骨炭,在不同溶液pH、初始浓度、活性炭投加量等条件下,通过动态吸附试验考察羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附规律,并用Langmuir和Freundlich吸附等温模型对其吸附性能进行了分析。结果表明,当羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的最佳吸附量分别为:4.2 mg/g、0.07 mg/g和2.7 mg/g时,吸附液的pH值Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)为7～8、Cr(Ⅵ)为酸性pH<6;羊骨炭的投加量分别为:0.2、0.7、0.03 g;最佳初始浓度分别为:60 mg/L、15 mg/L、30 mg/L。羊骨炭对3种离子的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,计算得四种离子的最大吸附量分别为:4.854、1.247、0.402 mg/g。

壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为的对比

为使壳聚糖粉末吸附后易于固液分离,采用溶胶-凝胶-冷冻干燥法制备毫米级(2.8~3mm)壳聚糖凝胶球,比较了Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为。结果表明,壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为不同:Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)最佳吸附pH分别为5.5和3.0;达到吸附平衡Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分别需要25h和2h;Cu(Ⅱ)的吸附反应是自发、吸热、熵增过程,而Cr(Ⅵ)吸附反应为自发、放热、熵减过程;吸附Cu(Ⅱ)后的壳聚糖凝胶球不易脱附,而吸附Cr(Ⅵ)后凝胶球脱附率相对较高。借助红外表征及Langmuir、Freundlich等温模型、拟一级、拟二级动力学、颗粒内扩散模型对吸附过程拟合表明,Cu(Ⅱ)吸附机理为单层化学吸附,而Cr(Ⅵ)是单层化学吸附与多层物理吸附共同作用的吸附-还原过程。壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为155.67mg/g和185.08mg/g,说明冷冻干燥法可以强化壳聚糖的吸附量,同时毫米级的壳聚糖凝胶球改善了壳聚糖粉体吸附剂难分离的问题。

纳米γ-Al_2O_3的制备及其对铅(Ⅱ)镉(Ⅱ)铬(Ⅵ)的吸附性能

采用溶胶 凝胶法合成纳米γ Al2 O3 ,以透射电镜 (TEM )、X射线衍射 (XRD)、比表面积测定 (BET)等技术对所得的纳米γ Al2 O3 进行了表征。表明纳米粒子的直径在 30 70nm ,并利用Zetaplus电位仪测定了其等电点。考察了纳米γ Al2 O3 材料在静态吸附条件下对Pb(Ⅱ )、Cd (Ⅱ )、Cr(Ⅵ )金属离子的吸附性能。结果表明 ,在 pH值为 6 7条件下 ,对金属离子Pb(Ⅱ )、Cd (Ⅱ )、Cr(Ⅵ )有强烈的吸附能力 ,且符合Freundlich吸附方程。吸附于纳米γ Al2 O3 上的金属离子可用 0 1mol/LHCl溶液进行解脱 ,再生后的纳米γ Al2 O3

钯(Ⅱ)与铬(Ⅵ)、锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)的钙黄绿素液固萃取分离及钯的荧光猝灭法测定

用钙黄绿素（Cal）为萃取剂，借助Tween80-磷酸盐-水的液-固萃取体系，能使Pd（Ⅱ）与Cr（Ⅵ），Zn（Ⅱ），Cd（Ⅱ）定量分离。优化的萃取分离条件：分离酸度为pH9．0，分相盐的总量为2．0g（K2HPOt与KH2PO4摩尔比，18：1），Tween80体积分数为9．0％，Cal浓度为1．5×10^-5mol／L。在上述条件下20～150μgPd（Ⅱ）可与5～800μgCr（Ⅵ），5～1000μgZn（Ⅱ），2～600μgCd（Ⅱ）分离。该萃取法与荧光猝灭法相结合成功地测定了催化剂废液中的钯，方法的检出限为0．1μg／L，对Pd／C催化剂废液中钯测定6次，RSD为0．84％，该法还可用于催化剂废液中钯的回收。

Cu^(2+)和Cr^(6+)对活性污泥处理系统的冲击影响研究

以完全混合活性污泥反应器为试验系统,在作为处理对象的实际餐饮废水中添加Cu2+和Cr6+,分批试验发现:添加单一Cu2+的I#系统中,随着Cu2+浓度的增加,污泥浓度及生物相无明显的变化,Cu2+的去除率比较稳定,在90%左右波动;在同时添加Cu2+和Cr6+的Ⅱ#系统中,污泥量明显减少,生物相发生变化,Cr6+浓度达到4.8mg/L,污泥对Cr6+和Cu2+的去除率分别降至27.50%和37.89%。可见,Cr6+对活性污泥系统的毒性远大于Cu2+。

给水厂污泥对重金属竞争吸附探究

探究了pH、反应时间和污泥投加量对给水厂污泥竞争吸附Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)4种重金属离子的影响。分析实验结果表明,重金属离子自身的相对原子质量、离子半径、电负性及水解常数都将影响其与给水厂污泥间的亲和力[Pb(Ⅱ)>Hg(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Cr(Ⅵ)]。当Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)处于同一体系时,各离子间存在较强的竞争吸附,Cr(Ⅵ)和Hg(Ⅱ)具有相互协同作用;吸附竞争能力较弱的重金属离子的去除率可以通过增加给水厂污泥的投加量来提高。给水厂污泥对重金属离子的吸附机理包括发生共沉淀现象、重金属离子与给水厂污泥的表面官能团发生络合反应、形成分子间范德华力以及给水厂污泥的多孔结构使Hg(Ⅱ)发生污泥内扩散。

4种重金属离子对中华原钩虾幼虾的急性毒性研究

研究了Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅶ)、Cr(Ⅵ)对中华原钩虾幼虾的急性致毒效应,结果表明:Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅶ)、Cr(Ⅵ)对中华原钩虾幼虾的24 h LC50分别为1.403,2.105,3.820,36.15 mg/L,48 h LC50分别为0.475 9,0.718 8,1.251,10.38 mg/L。四种重金属的毒性顺序为Zn(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Mn(Ⅶ)>Cr(Ⅵ)。