改性硅酸钙(CSH)对重金属废水中Ni^(2+)的吸附特性研究

以硅灰石和氧化钙为原料制备改性硅酸钙(CSH),为了探讨改性硅酸钙对Ni^(2+)的吸附特性和机理,考察了初始p H值、吸附剂投加量、初始Ni^(2+)质量浓度和硅酸钙使用次数等因素对模拟废水中Ni^(2+)去除率的影响。结果表明,p H值在3.0~6.0、吸附剂投加量为1g/L、含Ni^(2+)废水质量浓度小于200 mg/L、硅酸钙前两次使用时,CSH对Ni^(2+)均有较高的去除效果。采用Langmuir等温吸附模型拟合CSH对Ni^(2+)的吸附,得到CSH对Ni^(2+)的最大吸附量为417 mg/g。结合吸附前后的扫描电镜-能谱(SEM-EDS)和X射线衍射(XRD)图谱分析,推测出CSH的主要结构为Ca Si2O5,CSH对Ni^(2+)的吸附主要发生在CSH表面并且是通过离子交换作用进行的。通过对CSH吸附去除Ni^(2+)过程中溶液离子浓度变化的研究推断出97%的Ni^(2+)通过离子交换作用被去除,剩余的Ni^(2+)通过表面络合作用去除。

超声波改性硅酸钙处理焦化废水的实验研究

利用超声波改性硅酸钙并用其处理焦化废水生化出水,对比了改性前后硅酸钙吸附性能的变化,研究了改性硅酸钙投加量、吸附时间、pH对吸附效果的影响。结果表明,在相同条件下,改性硅酸钙对COD、NH3-N的去除率优于硅酸钙。改性硅酸钙的最佳吸附条件:改性硅酸钙投加质量浓度20.0 g/L、振荡时间45 min、pH=6,此时COD的去除率为41.16%,NH3-N的去除率为66.16%。

改性硅酸钙用于养殖废水厌氧处理过程中除磷研究

为了实现在养殖废水厌氧处理的过程中同时除磷,自行制备改性硅酸钙(MCS),并对其物相和微观进行了表征;随后将其投加到正在运行的厌氧反应装置中,以考察其对养殖废水厌氧处理过程中除磷效果的影响。结果表明:制备的MCS纯度高、粒径小,为半结晶低有序度的水合硅酸钙单相,磷吸附量高达111.04 mg/g。重要的是,MCS的投入不仅未对UASB反应的运行和处理效果产生不良影响,而且可以提高反应器中污泥的活性,并可大幅提高反应器中磷去除率到99.5%,而未投加MCS的对照组中磷去除率仅为50%。

改性硅酸钙对Cd^(2+)的吸附性能及其对Cd污染土壤的修复潜力

通过吸附-解吸实验和土柱淋溶实验,研究了改性硅酸钙对镉(Cd^(2+))的吸附性能及对Cd污染土壤的钝化效果。结果表明,改性硅酸钙对Cd^(2+)有较强的吸附能力,其吸附平衡时间在60 min左右,对溶液pH有较宽的适应范围,且当pH呈中性时,对Cd^(2+)的吸附效果最好。由Langmuir模型拟合结果可知,改性硅酸钙对Cd^(2+)的饱和吸附容量可达441.55 mg·g-1。改性硅酸钙对Cd^(2+)有较好的吸附稳定性,适合用于Cd污染土壤的修复。土柱淋溶实验表明,改性硅酸钙对Cd污染土壤的钝化效果明显,不仅降低淋溶液Cd^(2+)含量,使淋溶液Cd^(2+)累积量显著降低47.01%,还使土壤CaCl2-Cd浓度显著降低94.4%,并促使土壤易溶态Cd向难溶态Cd转变。

改性硅酸钙对养殖废水厌氧除磷过程中污泥特性的影响

采用化学沉淀-分散剂法制备改性硅酸钙(modified calcium silicate,MCS),以进一步提高养殖废水厌氧处理过程中同步脱碳除磷能力。首先,本研究采用沉淀溶解理论解析MCS磷吸附特性机理,再将MCS投加到厌氧反应装置中,并通过测定污泥的颗粒粒径、表面EPS和Zeta电位变化,以深入探讨MCS对厌氧污泥特性的影响。结果表明:MCS与磷酸钙的沉淀转化能力最强,平衡常数K值高达7.8×105,而且发生的吸附沉淀反应不受其他离子的干扰;MCS投加到反应装置中,污泥颗粒平均粒径和D80累计粒径增幅分别达到72.46%和72.97%、EPS量增加了约11%、Zeta电位值由-19.8 m V降到了-3.6 m V,因此MCS投加到反应器中不仅增大了污泥的颗粒粒径,还可缩短了污泥颗粒化的时间并增强污泥的活性。