铁/铝泥免烧陶粒对Tl(I)的吸附性能

为探究给水厂残泥免烧陶粒(UCWTR)作为吸附剂用于含铊(T1 (I))废水治理的可行性,采用免烧法制备出铝泥免烧陶粒(UCWTR-A1)和铁泥免烧陶粒(UCWTR-Fe)用于水中T1 (I)的吸附研究.通过批量吸附、改进三级连续提取法(BCR法)分级提取、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法分析了两种陶粒对水中T1 (I)的吸附特性,并探究了两种陶粒对T1 (I)的吸附机理.结果表明,准二级动力学模型更适合描述两种陶粒对T1 (I)的吸附过程.Langmuir模型拟合UCWTR-A1和UCWTR-Fe最大吸附量分别为5.360mg·g^(-1)和5.421mg·g^(-1),且其吸附量与p H值呈正相关.共存离子实验表明K^(+)对T1 (I)吸附的抑制作用最为显著.吸附(T1 (I))后UCWTR-A1和UCWTR-Fe中T1的赋存形态主要以可还原态存在.FT-IR、XPS等表征分析显示,UC-WTR-A1和UCWTR-Fe所含的A1/Fe—O、Si—O—Si、O—Ca—O、—OH基团可与T1 (I)发生化学吸附,形成了Fe/A1—O—T1的络合物和C—S—H凝胶与T1结合的螯合产物.研究结果证实了UCWTR-A1和UCWTR-Fe是一种稳定去除T1 (I)的高效吸附剂,为其在含T1 (I)废水治理的实际应用提供了科学依据与技术支撑.

给水厂残泥免烧陶粒对Pb与Cd的吸附特征

针对高效低廉的吸附材料——WTR(water treatment residuals,给水厂残泥)因颗粒细小在水处理工艺中难以应用的问题,利用免烧法制备出WTR陶粒,研究其对Pb和Cd的吸附特征.批量吸附试验结果表明,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能较好地描述WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附动力学(R^2>0.995 8)与等温吸附过程(R^2>0.994 8).在溶液pH为5、恒温25℃、振荡24 h下,Langmuir等温吸附模型计算得到的WTR免烧陶粒对Pb和Cd的最大吸附容量分别为13.97和18.60 mg/g.单因素条件试验结果表明,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量均随溶液初始pH的升高而增加,当pH由3升至9时,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量分别增加了1.44和0.95倍;离子强度的增加不利于WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附.批量等温解吸试验结果表明,在pH为4~8的溶液中,Pb和Cd较难从WTR免烧陶粒中解吸出来,解吸率均在3.5%以内;当溶液pH为3时,Pb和Cd的解吸率分别高达65.88%和45.01%.BCR分级提取结果表明,Pb和Cd均主要以酸提取态形式(占比在68.18%以上)存在于WTR免烧陶粒中;同时,随着初始吸附量的增加,酸提取态比例显著减少,而还原态和残渣态比例显著增加.研究显示,WTR免烧陶粒对Pb和Cd具有较强的吸附能力,可作为一种高效的重金属吸附材料应用于水处理工艺中.

给水厂残泥免烧陶粒的制备与性能表征

本研究以给水厂残泥为主要原料,采用免烧法制成了给水厂残泥免烧陶粒(UCWTR),通过正交试验,确定了UCWTR制备的最佳配比。结果表明:原料的最佳质量配比为给水厂残泥60%、水泥15%、添加剂20%、激发剂5%,另外每100 g原料用水30～35 mL,水玻璃2 g。最佳质量配比条件下,WTR免烧陶粒在水中解体率为3.66%,强度较好,吸水率为31.76%,比表面积为17.837 m2/g,总孔容0.058 25 cm3/g,孔径3.920nm,破损率与磨损率之和为0.35%,含泥量为0.5%,堆积密度为900～950 kg/m3,表观密度1 000～1 200 kg/m3,满足规范要求。本研究制得的UCWTR性能良好,可作为一种陶粒滤料材料应用于水处理中。

给水厂残泥免烧陶粒对铅、镉解吸再生性能研究

为全面探究给水厂残泥免烧陶粒(UCWTR)在实际重金属废水处理应用中的可行性,该研究利用批量解吸与动态吸附实验,研究了UCWTR对Pb、Cd的解吸与再生性能.研究结果表明:EDTA、稀HCl、柠檬酸、草酸溶液对UCWTR中Pb、Cd的解吸效果较好,解吸率均可达到80%以上;盐类和碱性溶液对Pb、Cd的解吸效果较差,解吸率均低于15%;对解吸过程中UCWTR质量损失而言,稀HCl解吸后,UCWTR质量损失率高达8.3%,EDTA、柠檬酸和草酸解吸造成的UCWTR质量损失率均在3%左右.综合考虑解吸剂重金属敖合能力与解吸过程中UCWTR质量损失,EDTA和柠檬酸适宜作为UCWTR中Pb、Cd解吸剂.EDTA和柠檬酸对UCWTR中Pb、Cd的最佳解吸时间分别为8 h和6 h,最佳解吸浓度均为0.1 mol/L,解吸后的UCWTR与新制备的UCWTR动态吸附Pb、Cd的能力相近.可见,EDTA和柠檬酸作为解吸剂可实现UCWTR有效再生,UCWTR可作为吸附材料在重金属废水处理中循环利用.