二氧化硅-海藻酸钙负载磷钨酸铵复合吸附剂制备及其吸附Cs^(+)的研究

高放废液中放射性铯的分离提取对于高放废液的安全处置具有重要意义。针对利用粉末状无机离子交换剂去除高放废液中Cs^(+)所面临的机械强度差、易造成工业柱堵塞的问题,本研究采用溶胶-凝胶法将磷钨酸铵细晶封装到二氧化硅-海藻酸钙杂化材料中,制备了一种毫米级新型磷钨酸铵复合吸附剂。通过SEM、FT-IR、XRD、XRF、N2-吸附/解吸等温线、颗粒强度测定仪等表征手段研究了吸附剂的结构特性,并结合静态吸附实验和动态柱吸附实验考察了所制备吸附剂在强酸性溶液中对Cs^(+)的吸附性能。表征结果显示,支撑材料中二氧化硅的加入可有效改善海藻酸盐基质的机械性能。Cs^(+)在磷钨酸铵复合吸附剂上的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附可在12 h内达到平衡。在3.0 mol/L的HNO_(3)溶液中,该吸附剂对Cs^(+)的静态和动态交换容量分别达22.9 mg/g和17.3 mg/g。磷钨酸铵复合吸附剂对Cs^(+)表现出较高的选择性,模拟高放废液中Cs^(+)与其他金属离子的分离因子均大于42。以上结果表明本文所制备的吸附剂具有较好的工业应用潜力。

铁锰氧化物-生物炭复合材料制备及Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)吸附性能评价

环境水体中的重金属污染对生态环境和人类健康造成严重威胁,研发对重金属具有高效吸附性的复合材料具有重要意义。本研究以骨粉与不同摩尔比的Fe(NO_(3))_(3)和KMnO_(4)(4∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶4)为原料,利用溶液浸渍联合高温裂解法制备铁锰氧化物修饰的生物炭复合材料(FM-BCs);探究原料组成对复合材料组成、结构和表面性质和对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)吸附能力的影响以及潜在的吸附机制。结果表明:铁锰氧化物修饰可改变材料的孔结构,且在生物炭表面引入Fe-O和Mn-O特征官能团;制备原料中KMnO_(4)和Fe(NO_(3))_(3)的摩尔比对合成的铁锰氧化物-骨炭复合材料对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附能力影响较大,其中在Fe(NO_(3))_(3)和KMnO_(4)的摩尔比为1∶4条件下制备的复合材料(F_(1)M_(4)-BC)对重金属的吸附能力最优;通过吸附动力学和吸附等温线研究,表明FM-BCs对水溶液中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附过程均是单层吸附和化学吸附,且Langmuir模型拟合结果显示F_(1)M_(4)-BC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的饱和吸附量分别达到192.73和427.00 mg/g。该研究结果为高效去除水中重金属污染物的环境修复材料的研发提供基础科学依据。

Fe-Si-Al高级氧化催化剂非均相Fenton处理造纸废水

造纸废水中的污染物种类繁多,COD_(Cr)排放量较大.目前,常规均相Fenton工艺在造纸废水深度处理中得到了广泛应用,然而该工艺存在硫酸亚铁用量较高和污泥产量较大的问题.本文将常规Fenton污泥为主要原料制取的Fe-Si-Al高级氧化催化剂应用于非均相Fenton处理造纸废水,以COD_(Cr)的去除率和污泥产量作为评价指标,并利用SEM、XRD、FT-IR等现代仪器手段,研究其应用工艺及反应机理.结果表明,当反应体系初始pH值为3、催化剂投加量10 g/L、m(COD_(Cr))∶m(H_(2)O_(2))=1∶1、反应时间90 min时,COD_(Cr)的去除率可达73.6%,污泥产量较常规Fenton降低了91.8%.催化剂中的铁铝尖晶石(FeAl_(2)O_(4))和铁橄榄石(Fe_(2)SiO_(4))为体系提供Fe^(2+).催化剂经过10次循环利用,COD_(Cr)去除率仍保持在70%左右,表明其具有良好的循环利用性能.非均相Fenton降解有机物的种类较均相Fenton更多,可破坏苯环结构.

镁铝层状双(氢)氧化物对亚铁氰离子的吸附性能研究

研究采用镁铝层状双(氢)氧化物(MgAl-LDH)及其焙烧产物(MgAl-LDO)去除水溶液中的亚铁氰离子([Fe(CN)_(6)]^(4-))。采用共沉淀法制备了不同CO_(3)^(2-)、Cl^(-)插层浓度的MgAl-LDH,并通过焙烧法制备了不同的MgAl-LDO。探究了LDH及LDO对[Fe(CN)_(6)]^(4-)的吸附性能。结果表明:LDH具有较快的吸附速率,可在20 min内实现吸附平衡;LDO具有较高的吸附容量,最高为234.4 mg/g;在pH值为7~12时,吸附剂对[Fe(CN)_(6)]^(4-)均有较好的吸附效果;在含有高浓度SO_(4)^(2-)及SCN^(-)溶液中,吸附剂能实现[Fe(CN)_(6)]^(4-)的选择性吸附。对反应机理的分析表明:在LDH的插层阴离子中,只有Cl^(-)能与[Fe(CN)_(6)]^(4-)发生离子交换产生吸附效果,并生成Al[FeMg(CN)_(6)];LDO对[Fe(CN)_(6)]^(4-)的吸附作用源于其“记忆效应”,LDH层间CO_(3)^(2-)占比越高,相应LDO的吸附容量越大。

季铵盐改性二氧化硅的制备及其吸附钒(Ⅴ)的性能

钒(Ⅴ)是一种重要的战略金属资源,在合金制造、化工和新能源等领域被广泛应用,逐渐成为废水中的新兴污染物之一。合成了一种季铵盐改性二氧化硅(SiO_(2)@DMOA)材料用于吸附水溶液中的钒(Ⅴ)。热重分析、FT-IR、SEM以及EDS结果证明了SiO_(2)@DMOA复合材料的成功合成。在20 mL 2 mmol/L钒(Ⅴ)溶液中加入50 mg SiO_(2)@DMOA,调节溶液pH为3.3,在接触时间为15 min和温度为298 K条件下,SiO_(2)@DMOA对钒(Ⅴ)的吸附容量为38.97 mg/g。准二级反应动力学和Langmuir吸附等温模型结果表明SiO_(2)@DMOA吸附钒(Ⅴ)的过程为表面单层的化学吸附,颗粒内扩散模型和Boyd模型证明了液膜扩散是该吸附过程的主要限速步骤。热力学结果显示SiO_(2)@DMOA吸附钒(Ⅴ)的ΔH^(0)>0、ΔS^(0)>0、ΔG^(0)<0,表明吸附过程是可行的和自发的。在离子强度(NaCl)<0.1 mol/L时,共存离子对SiO_(2)@DMOA吸附钒(Ⅴ)效果的影响几乎可以忽略。此外,在pH为3~5时,钒(Ⅴ)与铬(Ⅵ)两者的最大分离系数(βV/Cr)为135.42。经过5个循环的吸附-解吸实验,SiO_(2)@DMOA的吸附效能无明显衰减。

氨吹脱-混凝协同活性炭吸附-Fenton氧化工艺预处理老龄垃圾渗滤液

针对老龄垃圾渗滤液成分复杂、可生物降解性差、氨氮浓度高等特点,文章采用氨吹脱-混凝协同活性炭吸附-Fenton氧化工艺对其进行预处理,研究生石灰投加量、pH值、液体PFS(聚合硫酸铁)投加量、活性炭投加比及H2O2投加量等不同因素对垃圾渗滤液中COD(化学需氧量)和氨氮去除效果的影响。试验结果表明,在生石灰投加量为10 g/L,pH值为7~8,液体PFS投加量为20 mL/L、活性炭投加比为1‰、H2O2投加量为2 mL/L的条件下,垃圾渗滤液的COD和氨氮的平均去除率分别达到79.2%和77.7%。

Fenton氧化—吸附协同处理焦化含酚废水的研究

根据焦化废水的水质特点,选择采用Fenton氧化—吸附法进行焦化含酚废水处理,去除焦化废水中的酚。通过对处理前后焦化废水中COD含量的检测分析,得出Fenton氧化—吸附法是一种可行的焦化废水处理技术。

Fenton氧化与吸附法联合处理焦化废水的研究

目的为了寻求一种行之有效的焦化废水处理新技术.方法利用Fenton氧化预处理联合活性炭吸附后续处理,以焦化废水的COD为考察指标,通过研究H2O2投加量、pH值、反应时间、[Fe2+]/[H2O2](摩尔比)等因素对Fenton氧化预处理阶段处理效果的影响,确定Fenton氧化预处理阶段的操作条件;通过研究活性炭投加量、活性炭吸附时间、pH值等因素对后续活性炭吸附阶段处理效果的影响,确定活性炭吸附阶段的操作条件.结果实验表明,Fenton氧化-活性炭吸附联合工艺的最佳操作条件为:先在H2O2投加量为158mmol/L,[Fe2+]/[H2O2]=1∶10,初始pH=3的条件下Fenton氧化预处理30min,然后投加1g/L活性炭吸附处理30min.结论在最佳操作条件下,Fenton氧化-活性炭吸附联合工艺处理焦化废水取得了良好的效果,处理后焦化废水COD由1935mg/L降为46.4mg/L,去除率达到97.6%,为该工艺的工业化应用提供了实验依据,同时对其他工业废水的处理具有借鉴意义.

氧化铋负载聚丙烯腈复合球体对溶液中碘的吸附性能研究

采用水热法和相转移法合成了易于实现固液分离的氧化铋负载聚丙烯腈复合球体,将其用于溶液中碘离子的吸附性能研究,详细探讨了氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比、体系酸度、碘离子初始浓度等因素对碘离子吸附性能的影响。结果表明,当氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比为2∶1时,合成的吸附剂吸附效果最佳,溶液pH为7.0时,吸附剂对碘离子的吸附在210 min可达吸附平衡,最大实验吸附容量为122.3 mg/g。Langmuir和准二级动力学模型可以较好地拟合该吸附过程,Langmuir拟合计算得到的理论吸附容量为135.7 mg/g,动力学拟合表明该吸附以化学过程为主,颗粒内扩散会对吸附速率产生较大影响。采用氯化钾溶液可以洗脱被吸附的碘离子,吸附洗脱实验结果表明氧化铋负载聚丙烯腈复合球体的重复使用性良好。

甲醛-Fenton氧化-吸附法联用处理兰炭废水研究

采用甲醛-Fenton氧化-吸附法联用处理兰炭废水,探讨影响处理效果的各种因素,并利用FTIR、SEM对甲醛法反应滤渣及催化剂进行表征。结果表明,当反应温度为90 ℃,n甲醛∶n挥发酚=5∶1,反应时间为90 min时,挥发酚去除率最大为39.8%,CODCr去除率为38%,所得固相产物为酚醛树脂;当H2O2浓度为22.2 g/L,反应时间为90 min时,CODCr去除率最大为49.5%,挥发酚去除率为28%,催化剂可进行回收利用;当活性炭投加量为14 g/100 mL,吸附时间为24 h,挥发酚去除率为64%,CODCr去除率为46 %,活性炭对挥发酚吸附以及CODCr去除等温线符合Freundlich方程,对挥发酚的吸附过程满足准一级动力学模型,而CODCr去除过程则更好地符合准二级动力学模型。

混凝沉淀-树脂吸附-Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

采用混凝沉淀—树脂吸附—Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液,筛选了该工艺各工段最佳的运行方式和参数。在最佳条件下,COD的去除率达98.1%。将吸附出水或氧化出水与垃圾渗滤液处理纳滤出水合并排放,各项出水指标均能达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2008)一级排放标准。树脂脱附效果好,脱附液体积为膜滤浓缩液的1/10,实现了膜滤浓缩液减量化的目的。

Fenton氧化-絮凝-吸附法处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液

采用Fenton氧化-絮凝-吸附法处理垃圾渗滤液浓缩液,筛选了絮凝剂,确定了吸附段的最佳运行参数,考察了不同工段的处理效果,并确定了最优方案。实验结果表明:Fenton氧化-絮凝-吸附法对垃圾渗滤液反渗透浓缩液有较好的处理效果,对TOC的去除率为95.9%,UV254的去除率为97.1%,色度的去除率为99.6%。

Fenton氧化-活性炭吸附协同深度处理抗生素制药废水研究

采用Fenton氧化-活性炭吸附协同处理工艺对抗生素制药废水二级生化出水进行了研究。探讨了温度、pH值、H2O2投加量、Fe2+投加量、反应时间,活性炭投加量及投加方式对COD去除率的影响。结果表明:在温度为30℃,pH值为5,H2O2(30%)投加量为300mg/L,FeSO4·7H2O投加量为80mg/L,反应时间为120min,活性炭投加量为50mg/L且与Fenton试剂同时加入时,COD去除率可达68.5%,处理出水达到了国家一级排放标准。

Fenton氧化与活性炭吸附深度处理高含盐难降解海上采油废水的研究

采用Fenton高级氧化和活性炭吸附法处理经自然沉降、粗粒化高效聚结、分离工艺、气浮工艺、混凝沉降工艺处理后的高含盐难降解的采油废水中的COD和油污,考察了Fenton试剂的配比和活性炭吸附时间等因素的影响。结果表明,废水p H=3,Fenton试剂配比c(H2O2)/c(COD)=2,n(H2O2)/n(Fe)=10,氧化40 min时,Fenton高级氧化对废水中COD、含油量去除效果最佳。氧化对活性炭吸附具有促进作用,吸附时间45 min,COD去除率达75%,出水COD为48.31 mg/L,含油量为1.76 mg/L,达到《辽宁省地方标准污水综合排放标准(DB 21/1627—2008)》要求。

树脂吸附—Fenton氧化法处理高浓度焦化废水

采用树脂吸附—Fenton试剂氧化组合工艺对某焦化企业产生的高浓度焦化废水进行处理。实验确定的最佳工艺条件:(1)树脂吸附——双柱串联吸附,吸附流量1 BV/h,处理水量20 BV;(2)树脂脱附——脱附剂2 BVNaOH+1 BV H2O,流量0.5 BV/h,温度为70℃;(3)Fenton试剂氧化——温度40℃,反应时间2 h,按体积比1%投加H2O2,投加Fe2+为4.03 g/L。实验结果表明:在上述最佳工艺条件下对该废水进行处理,酚类污染物去除率接近100%,COD去除率为74.82%,废水的COD/BOD5由0.11提高到0.19。

Fe/C微电解-超声波/Fenton氧化-活性炭吸附处理仲丁灵农药废水

采用Fe/C微电解-超声波/Fenton氧化-活性炭吸附处理高色度、高COD、高盐分、高毒性的仲丁灵农药废水。试验结果表明:(1)Fe/C微电解处理仲丁灵农药废水的最佳条件:pH为4,铁屑投加量为0.5mol/L,Fe与C摩尔比为2∶1,反应时间为4h。(2)Fenton氧化的最佳条件:pH为4,FeSO4.7H2O投加量为0.03mol/L,H2O2投加量为0.4mol/L,反应时间为2h。(3)在Fenton氧化的最佳条件下,超声波/Fenton氧化对COD去除率最高(平均约为80%)。(4)当吸附时间为2h、pH为6、活性炭投加量为20g/L时,COD去除率可达90.5%。(5)采用Fe/C微电解-超声波/Fenton氧化-活性炭吸附处理后,COD、色度均可达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级标准。

矿化垃圾吸附-Fenton-NaClO氧化深度处理垃圾渗滤液

采用矿化垃圾吸附-Fenton-NaClO氧化联合深度处理垃圾渗滤液。吸附实验在矿化垃圾粒径为<2 mm,用700℃焙烧改性的矿化垃圾作为吸附剂,投加量为60g/L、pH=9的条件下进行,COD和氨氮的去除率分别达到最大的53.15%和78.77%;吸附出水在初始pH为6、H_2O_2投加量为60 mmol/L、n(H_2O_2):n(Fe^(2+))为4:1、反应时间为75 min的条件下进行Fenton氧化,COD和氨氮的去除率分别达到最大的52.37%和11.5%;Fenton氧化出水在NaClO,投加量为60 mmol/L、pH为6、温度为50℃和反应时间为60 min的条件下进行NaClO氧化,NaClO对COD和氨氮的去除率分别达到最高的81.86%和98.96%,此时COD为78 mg/L,氨氮的质量农度为0.42mg/L,均可满足GB16889-2008规定的排放标准。

聚丙烯腈/Hummers氧化莲房碳复合材料对铀的吸附性能

天然水体中铀分离回收对非常规铀资源开发具有重要意义。本工作合成了一种新型聚丙烯腈/Hummers氧化莲房碳复合材料,考察其在弱碱性条件下于U(Ⅵ)-CO_(3)体系中对U(Ⅵ)吸附行为。静态吸附实验表明,室温下、pH=8.0、ρ(U(Ⅵ))=50 mg/L、c_(T)(CO_(3))=2 mmol/L时,复合材料在840 min达到最大吸附容量约51.92 mg/g。pH值、钙离子浓度、镁离子浓度、氟离子浓度和碳酸盐浓度增加会抑制U(Ⅵ)吸附。热力学分析表明,吸附过程主要为自发吸热的化学吸附。表征分析结果证实了复合材料对U(Ⅵ)吸附的结构稳定性,其表面—OH和—COOH(C=O)为主要U(Ⅵ)吸附位点。钙/镁离子存在下,U(Ⅵ)在复合材料上的吸附亲和力顺序为:Mg-U(Ⅵ)-CO_(3)体系>Ca-U(Ⅵ)-CO_(3)体系。本工作研究结果有助于对天然含铀水体中铀的分离和提取提供新材料和新方法。

Fenton试剂氧化结合活性炭吸附处理聚磺钻井液体系钻井废水

聚磺泥浆体系钻井废水经化学混凝处理后,化学需氧量(CODCr)仍然较高,有时高达1000mg/L以上,须进一步进行处理。用Fenton试剂的强氧化性结合活性炭吸附对聚磺钻井液体系钻井废水处理实验,结果表明,废水中化学需氧量(CODCr)去除率可达90.7%,水质达到污水综合排放一级标准(GB8978-1996),可生化性也得到提高。该方法可在浓度较高的聚磺钻井液体系钻井废水处理中应用。

Fenton氧化-混凝-活性炭吸附联合工艺处理酚醛树脂废水

采用Fenton试剂氧化-混凝-活性炭吸附联合工艺处理酚醛废水,考察了废水初始pH,H2O2投加量,[Fe2+]/[H2O2],反应时间和温度及混凝液pH,混凝剂质量浓度,吸附剂质量和吸附时间对处理过程的影响,探讨了废水的降解途径和机理.结果表明,在体系初始pH4,温度40℃,H2O2投加量800 mg/L,[Fe2+]/[H2O2]=0.1,反应时间60 min,混凝液pH为8及混凝剂质量浓度为500 mg/L,吸附剂用量30 g,吸附时间60 min的条件下,废水的COD去除率为97.85%,挥发酚去除率为99.75%,甲醛去除率为99.81%,可为后续的生物处理提供良好的前提.