Biosorption of cadmium(II) and lead(II) ions from aqueous solutions onto dried activated sludge

The removal of heavy-metal ions from aqueous solutions by using dried activated sludge has been investigated in batch systems. Effect of solution pH, initial metal ion concentration, and temperature were determined. The results of the kinetic studies showed that the uptake processes of the two metal ions（Cd（Ⅱ） and Pb（Ⅱ）） followed the pseudo-second-order rate expression. The equilibrium data fitted very well to both the Langmuir and Freundlich adsorption models. The FT-IR analysis showed that the main mechanism of Cd（Ⅱ） and Pb（Ⅱ） biosorption onto dried activated sludge was their binding with amide I group.

Adsorption behavior of sulfamethazine in an activated sludge process treating swine wastewater

Swine wastewater is an important pollution source of antibiotics entering the aquatic environment. In this work,the adsorption behavior of sulfamethazine（SMN）,a commonlyused sulfonamide antibiotic,on activated sludge from a sequencing batch reactor treating swine wastewater was investigated. The results show that the adsorption of SMN on activated sludge was an initially rapid process and reached equilibrium after 6 hr. The removal efficiency of SMN from the water phase increased with an increasing concentration of mixed liquor suspended solids,while the adsorbed concentration of SMN decreased. Solution pH influenced both the speciation of SMN and the surface properties of activated sludge,thus significantly impacting the adsorption process. A linear partition model could give a good fit for the equilibrium concentrations of SMN at the test temperatures（i.e.,10,20 and 30°C）. The partition coefficient（Kd） was determined to be 100.5 L/kg at 20°C,indicating a quite high adsorption capacity for SMN. Thermodynamic analysis revealed that SMN adsorption on activated sludge was an exothermic process. This study could help to clarify the fate and behavior of sulfonamide antibiotics in the activated sludge process and assess consequent environmental risks arising from sludge disposal as well.

Experimental Design Technique on Removal of Hydrogen Sulfide using CaO-eggshells Dispersed onto Palm Kernel Shell Activated Carbon：Experiment,Optimization,Equilibrium and Kinetic Studies

This study presents the use of chicken eggshells waste utilizing palm kernel shell based activated carbon（PKSAC） through the modification of their surface to enhance the adsorption capacity of H2S. Response surface methodology technique was used to optimize the process conditions and they were found to be： 500 mg/L for H2S initial concentration, 540 min for contact time and 1 g for adsorbent mass. The impacts of three arrangement factors（calcination temperature of impregnated activated carbon（IAC）, the calcium solution concentration and contact time of calcination） on the H2S removal efficiency and impregnated AC yield were investigated. Both responses IAC yield（IACY, %） and removal efficiency（RE, %） were maximized to optimize the IAC preparation conditions. The optimum preparation conditions for IACY and RE were found as follows： calcination temperature of IAC of 880 ℃, calcium solution concentration of 49.3% and calcination contact time of 57.6 min, which resulted in 35.8% of IACY and 98.2% RE. In addition, the equilibrium and kinetics of the process were investigated. The adsorbent was characterized using TGA, XRD, FTIR, SEM/EDX, and BET. The maximum monolayer adsorption capacity was found to be 543.47 mg/g. The results recommended that the composite of PKSAC and Ca O could be a useful material for H2S containing wastewater treatment.

大型油田含油污泥无害化处理技术及其应用研究

为了减少或消除污泥对环境和人体健康的危害,并实现对其资源化、能源化或再利用,提出大型油田含油污泥无害化处理技术。首先,在预处理阶段,将含油污泥进行破碎和混合均匀。破碎的目的是使污泥中的原油和水分尽可能均匀地分散在每个颗粒中,混合则是为了使污泥中的各种成分充分混合在一起。然后,借助化学氧化处理、活性炭吸附处理、生物处理方式,分别降低含油污泥中固体杂质、含油量,以及有机物质含量。最后,采用深度处理方法,如高温焚烧方法,对生物处理后的含油污泥进行减量化和资源化处理。在测试结果中,含油污泥的含油量下降幅度为5.01%,水分含量的下降幅度为6.61%,固体杂质含量的下降幅度为6.00%。

通航水域泥沙固磷效应研究

通航水域污染治理难度大,限制了水运交通绿色发展,泥沙是影响通航水域水体磷负荷的重要因素。通过室内试验和野外现场试验,分析了航道泥沙对磷的等温吸附特性,提出酸性活化和钙性活化方法,比较了活化泥沙的磷吸附特征及动力学过程,探讨了泥沙活化除磷方法的适用性。结果表明,航道泥沙粒径和含量是影响磷平衡吸附量的重要因子,减小泥沙粒径和降低泥沙含量可增加对磷的平衡吸附量,最高可达0.944 mg/g;等温吸附和动力学分析表明,酸性活化泥沙对磷以物理吸附为主,钙性活化泥沙对磷以化学吸附为主;钙性活化泥沙最大磷饱和吸附量可达16.50 mg/g,在相同泥沙含量条件下,分别是酸性活化泥沙和天然泥沙的8.1、17.5倍。泥沙活化可提升天然泥沙吸附磷性能,作为潜在的水体除磷方法可为通航水域水质提升和污染治理提供基础研究支撑。

生物质活性炭的制备及其染料废水中的应用

以城市污水厂活性污泥为原料,用3 mol/L ZnCl2溶液活化,通入水蒸气作活化气制备活性炭吸附剂。实验结果表明,温度为600℃条件下,活化时间为1 h,制得的活性炭其碘吸附值为374.10 mg/g,比表面积为381.62 m2/g,孔容积为0.25 cm3/g,微孔容积为0.11 cm3/g。并进一步将生物质活性炭应用于染料废水的处理,考察了吸附时间、活性炭投加量和pH对色度及TOC的脱除效果的影响。室温下,酸性大红GR染料废水初始浓度为300 mg/L,污泥活性炭的最佳投加量为2%(质量分数),吸附15min,废水色度脱除率可达99.6%,TOC去除率可达99.7%,利用等温吸附实验作吸附等温线,吸附等温线可以用Freundlich或Langmuir方程描述。

污泥基活性炭去除水中重金属离子效能与动力学研究

以城市污泥为主要原料制备了污泥基活性炭（SAC）,考察了其对重金属离子的吸附去除效能和吸附动力学规律.并选择了2种商品活性炭（煤质炭,MAC和椰壳炭,YAC）作为对比,以初始浓度为50mg/L的Cu（II）,Pb（II）,Cd（II）,Cr（VI）4种重金属离子为去除对象,分别进行了3种活性炭的表面理化性质分析及其对4种重金属离子的吸附试验.结果表明,SAC的比表面积和微孔容积仅为YAC和MAC的1/3~1/2,吸附速率也相对较慢,但其对Cu（II）,Pb（II）,Cr（VI）,Cd（II）的平衡吸附量却远大于2种商品活性炭,分别为9.9,8.9,8.2,5.4mg/g,说明SAC表面的高酸性基团含量对重金属离子的吸附起到了关键作用;Langmuir与Freundlich吸附等温模型均能较好地拟合SAC对Cu（II）和Pb（II）的吸附,SAC对Cr（VI）的吸附过程更符合Langmuir模型,而SAC对于Cd（II）的吸附过程用Langmuir与Freundlich两个模型均不能较好地拟合,说明SAC表面缺少能够与Cd（II）发生反应的结合位点.

城市污水强化一级处理新工艺——活化污泥法

根据絮凝动力学和生物吸附理论，提出了“絮凝吸附—沉淀—活化”的城市污水强化一级处理工艺，即活化污泥法。工艺对污染物去除的强化作用主要包括污泥的絮凝作用、吸附作用和生物代谢作用，而以前两者的作用为主。对城市生活污水的处理试验结果表明，该工艺能够较大程度地提高ＳＳ、ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＳＣＯＤ 等污染物的去除率，具有明显的强化一级处理效果。

饮用水深度处理中活性炭的筛选试验研究

目前国内生产的适合于不同水源水质的饮用水处理的活性炭品种较多，性能不一。研究表明，用作饮用水深度处理的活性炭的选炭工作至关重要，要针对所处理的水质进行吸附等温线测定、动态吸附柱试验和对实际有机物的去除效果试验测定后经综合分析、合理评定才能选择确定合适的活性炭，而不能单采用碘值及亚甲蓝值。

秸秆-污泥复合基活性炭的制备及其对1,2,4-酸氧体的吸附特性

以污水处理厂剩余污泥与芦苇秸秆为原料,采用化学活化和高温热解的方法制备了秸秆-污泥复合基活性炭,研究了其各项性质及对1,2-重氮氧基萘-4-磺酸(1,2,4-酸氧体)的吸附性能.结果显示,当污泥与秸秆的质量比为4∶1时,经0.5 mol.L-1的KOH活化并且600℃高温炭化后,复合基活性炭的比表面积和含碳量分别为558.1 m.2g-1和58.9%,比污泥基活性炭提高了9.2%和4.6%,掺杂秸秆能有效提高污泥制备活性炭的比表面积和含碳量;扫描电镜观察显示,复合基活性炭表面呈多孔状.热分析研究发现复合基活性炭前躯体的高温热解过程主要伴随低温区域的脱水以及高温区域的造孔,其800℃热解时的烧失率为43%;N2吸附脱附曲线表明添加秸秆有利于增加活性炭微孔及中孔数量;在25℃下对酸氧体的吸附等温线结果显示,经秸秆掺杂的复合基活性炭其吸附性能明显提高,最大吸附量为56.4 mg.g-1,而同等条件下污泥基活性炭的最大吸附量仅为20.4 mg.g-1,表明复合基活性炭对该染料具有较好的吸附性能.从而本研究也为更好地实现污泥的资源化利用提供了一条有效途径.

SBR活性污泥吸附水中重金属离子的研究

研究了SBR活性污泥对重金属离子（Cu^2＋、Zn^2＋、Mn^2＋、Fe^3＋）的吸附作用。结果表明：在30℃温度下,pH为5时,其对Cu^2＋、Zn^2＋、Mn^2＋的去除率达到最大值50%左右;当pH为3时,对Fe^3＋的去除率达到最大值73.6%。吸附动力学过程可用二级吸附速率方程描述。在10-30℃温度范围内,随着温度的升高,Cu^2＋、Zn^2＋、Mn^2＋、Fe^3＋的去除率分别由54.6%、46.3%、45.3%6、8.9%,增大到58.6%、51.3%、49.6%、73.6%。当重金属离子初始质量浓度为50 mg/L,污泥投加量为0.2 g时,Cu^2＋、Zn^2＋、Mn^2＋和Fe^3＋的去除率达到最大值,分别为61.5%、54.3%、53.3%和76.2%。吸附等温线结果表明,Cu^2＋、Zn^2＋、Mn^2＋、Fe^3＋在吸附剂上的吸附可用Freundlich方程描述。

软锰矿改性污泥活性炭对Cu^(2+)吸附特性的研究

文章对比研究了污泥活性炭(AC)和1%软锰矿改性的污泥活性炭(ACP)对溶液中Cu2+的吸附特性,考察了时间、pH值和吸附剂投加量等因素对吸附反应的影响。结果表明:室温下,180 min后Cu2+吸附达到平衡,pH=4.8时吸附效果最优;伪二阶动力学方程和Langmuir吸附等温方程能很好地拟合两种污泥活性炭的吸附反应。通过计算,室温下,改性前后的污泥活性炭Langmuir模型的饱和吸附量Qm分别是78.13 mg/g和94.34 mg/g。在初始浓度200 mg/L,pH=5,吸附剂投加量为2g/L时,1%软锰矿改性的污泥活性炭对Cu2+的最大吸附量为90.15 mg/g,比未改性时提高了23.33%。

污泥灰对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附作用研究

在静态条件下,以改性城市污泥为吸附剂,研究了污泥灰(MSSA)对重金属离子的吸附性能,着重探讨了改性污泥灰去除工业电镀废水中重金属离子Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的适宜条件。结果表明,pH值是影响污泥灰对重金属离子吸附的重要因素,镉(Ⅱ)、镍(Ⅱ)吸附的最佳pH值为6.0和6.5;当吸附剂最佳用量为10 g/L时,Cd(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)的吸附容量分别达到1.21 mg/g和1.02 mg/g;吸附等温线可以用Freundilich和Langmuir模型描述,吸附过程基本符合Langmuir和Freundilich吸附等温式。该吸附剂吸附性能优越,可有效地去除废水中的相关金属离子。

城市污水处理厂污泥对水中硫化物的吸附特性

为研究城市污水厂污泥对水中硫化物的吸附特性,从3座城市污水处理厂采集回流污泥,考察了硫化物浓度、温度、pH值和其他离子对污泥吸附硫化物的影响.结果表明,污水厂回流污泥对硫化物的吸附等温线可以用 Langmuir 方程很好地描述,其最大硫化物吸附量为15-27mg/g-干污泥.在温度为5-35℃条件下,吸附量随温度上升而增加,表明该吸附为吸热过程.pH值在2-7范围内,pH值对污泥吸附硫化物的影响不大,当pH值低于2时,污泥对硫化物的吸附量随pH降低显著减小.硫化物可能以离子形式被污泥吸附,该过程为化学吸附过程.水中存在0-25mg/L Cl-或0-12mg/L SO2-4不影响污泥对硫化物的吸附量.

活化剩余污泥对Pb^(2+)的吸附热力学研究

以城市污水处理厂脱水干污泥为原料,以浓硫酸为活化剂,制备活化剩余污泥吸附剂,采用正交试验法考察了Pb2+初始质量浓度、初始p H值、吸附温度、活化剩余污泥投加量对活化剩余污泥吸附性能的影响。结果表明,活化剩余污泥对Pb2+的最佳吸附条件为Pb2+初始质量浓度60 mg/L、初始p H值5、活化剩余污泥投加量100mg、吸附温度288 K,影响从高到低的各因素为Pb2+初始质量浓度、吸附温度、初始p H值、活化剩余污泥投加量。采用Langmuir、Freundlich、D-K-R吸附等温方程对不同温度下的吸附平衡试验数据进行拟合。Langmuir吸附等温方程可以较好地描述活化剩余污泥对Pb2+的吸附平衡过程。其吸附过程吉布斯自由能ΔG为-3.35^-0.32 k J/mol,焓变ΔH和熵变ΔS均为负值,表明活化剩余污泥对Pb2+的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应。

污泥基活性炭的两步热解优化制备及其性能表征

以城市污水处理厂的污泥为原材料,添加一定量的玉米秸秆,利用两步热解化学活化法制备污泥基活性炭.选择ZnCl2作为活化剂,固液比为1∶2,在400℃的碳化温度下保持60 min对原材料进行碳化,考察了热解活化温度以及玉米秸秆质量分数对活性炭比表面积和产率的影响.结果表明:当活化温度为500℃、玉米秸秆质量分数为25%时,比表面积达756 m2/g;产率随着温度的升高有降低的趋势;在活化温度为450℃、玉米秸秆质量分数为25%的条件下制得的活性炭产率最大,达到43%.

含铝活性炭污泥对磷的吸附特性研究

考察了粒径、pH、温度、磷初始浓度等因素对含铝活性炭污泥吸附磷的影响,确定了其吸附过程的热力学和动力学参数。结果表明,含铝活性炭污泥吸附磷的最佳条件为污泥粒径取1.000~〈2.000mm,温度取25℃,无需调节pH,磷初始质量浓度小于50mg/L。Langmuir方程或Freundlich方程均可以描述含铝活性炭污泥吸附磷的吸附等温线。热力学参数标准吉布斯自由能变（ΔGθ）〈0J/mol、标准吸附焓变（ΔHθ）〉0J/mol、标准吸附熵变（ΔSθ）〉0J/（mol·K）表明,含铝活性炭污泥吸附磷为自发的、吸热的、熵增的过程。吸附动力学研究表明,拟二级动力学模型能够模拟含铝活性炭污泥对磷的吸附过程。

活性污泥对垃圾渗滤液吸附等温线的研究

采用MLSS为6000mg／L的活性污泥为吸附剂，对水样进行三级吸附试验，研究了在不同的曝气时间、pH和污泥浓度对活性污泥吸附量的影响及活性污泥吸附深度处理垃圾渗滤液的吸附等温线。试验结果表明：活性污泥吸附平衡时间为2h，pH为3～9时，活性污泥吸附量几乎不变。随着污泥浓度的升高，活性污泥的吸附量增大，污泥浓度升至6000mg／L后吸附量变化不大。一级、二级活性污泥吸附等温线更好的符合Freundlich公式等温式，吸附常数n介于1～10之间，说明活性污泥是良好的吸附剂，三级活性污泥吸附等温线则更好的符合Iangmuir公式等温式。

颗粒状污泥活性炭流化床吸附处理含铜矿山废水

以城市污水处理厂活性污泥为原料,通过高温热解制备了颗粒状污泥活性炭吸附剂。在自制的流化床吸附装置上研究了该吸附剂对含铜矿山废水的吸附处理效果。实验结果表明:在初始废水pH 6、吸附剂加入量15g/L、废水循环流量6.0 L/min、吸附时间120 min的最佳吸附条件下,废水中Cu2+去除率达98.2%。

掺杂泡沫塑料污泥活性炭对4-氯苯酚的吸附特性研究

以市政污泥和废弃泡沫塑料为原料,选取ZnCl_(2)为活化剂,通过化学活化法制备了污泥活性炭和掺杂泡沫塑料污泥活性炭。选取4-氯苯酚(4-CP)为目标污染物,将制得的活性炭作为吸附剂,应用到模拟吸附该污染物的试验中,探讨了溶液初始浓度、吸附时间、吸附剂投加量及溶液pH值对去除率的影响。Langmuir等温模型能够较好地对试验中的数据进行拟合(R^(2)> 0.98), Langmuir等温式的计算结果表明,2种活性炭对4-CP的理论饱和吸附量与试验结果基本吻合;2种活性炭对4-CP的吸附动力学特性更符合准二级动力学方程(R^(2)> 0.99)。