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为了给市政污泥寻找一种合适的处理方法,以市政污泥为原材料,用热解和氯化镧改性两种方法制备生物质炭材料,用于处理含磷废水。探析了pH值、磷初始浓度以及干扰离子对污泥生物质炭除磷效果的影响,并讨论了污泥生物质炭磷吸附的热力学过程。结果表明：氯化镧改性污泥生物质炭对磷的最大平衡吸附量为58.76 mg·g-1,是热解污泥生物质炭磷最大吸附量(5.50 mg·g-1)的近11倍;热解污泥生物质炭磷吸附的最适pH值为6.0～10.0,而氯化镧改性污泥生物质炭磷吸附的最适pH值为4.0～6.0。Langmuir等温吸附模型能够很好地拟合热解污泥生物质炭吸附磷的热力学过程(R2=0.9436),Freundlich等温吸附模型能很好地拟合氯化镧改性污泥生物质炭吸附磷的热力学过程(R2=0.9652)。氯化镧改性污泥生物质炭对磷吸附有较高的选择性,当干扰阴离子Cl-、NO3-和SO42-在很高浓度(0.5 ... 相似文献
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利用铁改性生物炭从富营养化水体中捕集磷,将其回用于农田,是高效利用生物质、促进磷资源高效利用的有效途径之一。然而,铁改性生物炭对磷的吸附效率受制备方式和水环境的影响极大。为促进富营养化水体磷的捕集效率和再利用,本文总结了国内外铁改性生物炭（Fe-B）的制备方法及其对水体中磷酸盐的吸附性能,阐述了Fe-B对磷的吸附机制,分析了pH值、共存离子、生物炭用量和温度对Fe-B吸附磷酸盐性能的影响,分析了富营养化水体中磷的农田资源化再利用潜力。本研究结果可为富营养化水体磷捕集与资源化再利用提供理论参考。 相似文献
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为研究纳米生物炭对铵态氮的吸附-解吸效果,以稻草秸秆为原料制得本体生物炭,并采用球磨法制备纳米生物炭,通过室内吸附-解吸试验与模型模拟相结合的方法开展研究。结果表明：相对于本体生物炭,纳米生物炭对铵态氮的吸附-解吸效果均表现出极显著的优势。纳米生物炭对铵态氮的吸附量随其投加量和初始溶液氮浓度的增大呈增加趋势,随后趋于平衡;其在pH为7的条件下对铵态氮的吸附效果最好;吸附时间为210 min时,吸附反应达到动态平衡。纳米生物炭对铵态氮的最大吸附量为6.91 mg/g,是相同条件下本体生物炭吸附量的2倍。纳米生物炭对铵态氮的吸附等温线和吸附动力学过程更适合用Langmuir方程和准二级动力学方程描述。纳米生物炭在解吸时间为240 min时,解吸反应达到动态平衡。纳米生物炭最大解吸量为6.051 mg/g,是相同条件下本体生物炭解吸量的1.9倍。准二级动力学方程能更好地描述纳米生物炭对铵态氮的动态解吸过程。纳米生物炭对铵态氮的吸附主要为单分子层吸附,以化学吸附方式为主,解吸过程可以看作是吸附反应的逆向过程。研究结果可为田间施用纳米生物炭减少氮素流失、提高氮肥利用率提供理论依据。 相似文献
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为探究棉秆生物炭(棉秆炭)对重金属Zn(Ⅱ)的去除作用,利用水平管式炉分别在400℃、500℃、600℃热解温度下制备棉秆炭,进行Zn(Ⅱ)的吸附试验。对比棉秆炭、木质和煤质活性炭对不同浓度溶液中Zn(Ⅱ)的去除效果。分析棉秆炭的元素含量和官能团变化等性质,以揭示吸附机理。结果表明,棉秆的DTG曲线在327℃出现最大值,温度高于600℃时,DTG曲线趋于稳定,棉秆的热解基本完成。随热解温度的升高,炭产率、H/C和O/C元素比均下降,说明棉秆炭芳香化程度和碱性增强,含氧极性官能团数量减少,红外分析印证了以上结论。去除率上,棉秆炭与Zn(Ⅱ)初始浓度和热解温度负相关,木质活性炭与Zn(Ⅱ)初始浓度正相关;吸附量上,棉秆炭、木质和煤质活性炭与Zn(Ⅱ)初始浓度正相关,棉秆炭与热解温度负相关。当Zn(Ⅱ)溶液浓度为2 mg/L时,棉秆炭的吸附性能优于木质和煤质活性炭,当Zn(Ⅱ)溶液浓度为10 mg/L、50 mg/L时,木质活性炭的吸附性能优于棉秆炭和煤质活性炭。棉秆炭吸附Zn(Ⅱ)的机理包含配位反应和离子交换。 相似文献
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为解决农村稻秆的资源化利用问题,将稻秆用NaOH改性做吸附剂处理亚甲基蓝染料废水;考察pH值、吸附剂投加量、染料浓度和温度对染料吸附性能的影响;分析改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附动力学过程。研究结果表明,亚甲基蓝浓度为150mg/L,pH值为12、吸附剂投加量为4g/L时,改性稻秆对亚甲基蓝染料有很好的去除效果,染料的吸附率达到98.1%;改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附符合Freundlich等温模型,最大吸附量为52.910mg/g,升高温度能够增加吸附剂对亚甲基蓝染料的吸附效果;改性稻秆吸附亚甲基蓝是一个快速吸附过程,符合伪二级吸附动力学方程。 相似文献
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为研究不同处理方式对生物炭理化性质、表征及镉吸附性能的影响,以猪粪、猪粪渣为原料,采用2种不同的前处理方式(热解前、后过筛),分别于300~700℃制备生物炭,通过SEM、XRD和FTIR对其进行表征并分析其理化性质,探讨不同处理生物炭理化性质及镉吸附能力之间的相关关系。随着热解温度的升高,生物炭的产率、H/C减小,pH值、灰分含量、BET比表面积增加。猪粪生物炭的化合物的种类比猪粪渣生物炭复杂,且在热解温度较高时(500~700℃),猪粪生物炭镉吸附量(最大吸附量为36.4 mg/g)显著高于猪粪渣生物炭(最大吸附量为23.5 mg/g);4种不同处理生物炭的产率与灰分含量呈极显著的负相关关系,与H/C比值呈显著的正相关关系,灰分含量也与pH值有较强的正相关关系;生物炭的镉吸附量关键因子是H/C,其次是BET比表面积、灰分含量、O/C等。 相似文献
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以炭化处理后的水竹为吸附剂,研究了竹炭对重金属Cr(Ⅵ)的吸附性能,分别考察了溶液的pH、竹炭用量、溶液初始浓度和接触时间等因素对吸附过程的影响,探究了竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附热力学机理。结果表明:当反应体系pH值为2、竹炭投加量0.6g、初始浓度135mg/L、反应温度25℃、吸附时间150min时,处理吸附量可达14.2mg/g,水竹炭最大饱和吸附值为14.6mg/g。用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,发现Langmuir模型能更好地反映竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程特征。 相似文献
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针对再生水灌溉镉污染问题,研发新型低成本高效重金属吸附材料。以农业废弃小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭为研究对象,研究了麦秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附性能及影响因素。结果表明,麦秆和小麦秸秆生物质炭对Cd~(2+)的吸附特性符合Langmuir方程,且吸附作用主要发生在吸附开始的10 min,试验条件下,生物质炭对Cd~(2+)去除率达90%以上,麦秆对Cd~(2+)去除率为70%左右;pH值对麦秆吸附Cd~(2+)影响显著,对生物质炭吸附Cd~(2+)影响极显著,pH值为3~6时生物质炭对Cd~(2+)的吸附效果较好。温度显著影响麦秆对Cd~(2+)的吸附,温度对生物质炭吸附Cd~(2+)无显著影响,当吸附材料投加量大于0.5 g/L即固液比大于0.45 g/mg时,增大二者投加量对其吸附Cd~(2+)没有显著影响。 相似文献
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稻壳炭对铵态氮的吸附机理研究 总被引：4，自引：0，他引：4
研究了500℃连续热解制备的稻壳炭对水溶液中NH+4-N的吸附特性和稻壳炭用量、颗粒粒径、NH+4-N初始质量浓度、p H值、振荡时间等因素对NH+4-N吸附特性的影响。结果表明,随着NH+4-N溶液初始质量浓度、p H值的不断升高,稻壳炭对NH+4-N的平衡吸附量不断增加,而随着振荡时间的推移,平衡时稻壳炭对NH+4-N的单位吸附量不断增加,60 min内吸附较快,在吸附90 min左右时保持不变,这说明稻壳炭对NH+4-N的吸附在1.5 h左右基本达到平衡,对于初始质量浓度为3 mg/L和5 mg/L的NH+4-N溶液,稻壳炭对NH+4-N的最大吸附量分别为31.26、81.14 mg/kg。稻壳炭的颗粒粒径越小,单位吸附量越高,0.25 mm以下的稻壳炭对NH+4-N的吸附容量较大。从热力学和动力学角度探究了吸附机理,结果表明,稻壳炭对NH+4-N的等温吸附过程符合Freundlich模型,表明稻壳炭对水溶液中的NH+4-N吸附为不均一的多分子层吸附;准二级吸附模型能较好地描述吸附的全过程,稻壳炭吸附NH+4-N主要包含液膜扩散、表面吸附、颗粒内部扩散过程,主要以物理吸附为主。 相似文献
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采用盆栽试验模拟人工湿地净化污水,研究分析了在4个不同浓度5、10、15、20 mg/L磷溶液灌溉下,芦苇的株高、茎粗、叶面积以及地上生物量的变化,试验同时设计对照组用清水灌溉芦苇进行比较.结果表明:不同浓度的磷溶液灌溉后对芦苇的株高、茎粗、叶面积的影响不同,在污水灌溉条件下芦苇的株高、茎粗及叶面积均优于对照组,说明含磷污水灌溉有利于芦苇的生长.浓度为10 mg/L的磷溶液灌溉后芦苇的地上生物量最大,植株最高;浓度为15 mg/L的磷溶液灌溉后芦苇的茎粗最大.在固定浓度磷溶液灌溉下,7-9月灌溉对芦苇的生长影响最大.芦苇地上生物量季节动态曲线呈典型的单峰式,前期的生物量积累迅速,随着时间的推移,生物量累积速率逐渐减少,9月以后开始下降. 相似文献
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在农业生产中,过量偏施氮肥导致的硝酸盐富集是次生盐渍化、酸化等土壤障碍的重要诱因。生物炭因良好的吸附特性逐渐成为缓解盐渍化的土壤调理剂,但果菜秸秆生物炭对硝酸盐等离子的吸附研究鲜见报道。以甜椒、番茄和茄子3种果菜秸秆为原料热解制备生物炭,进行硝态氮吸附试验。通过扫描电镜（SEM）和傅里叶近红外光谱（FTIR）等技术对生物炭吸附前、后表面形貌、官能团等进行表征分析,利用吸附动力学模型和等温吸附模型等进行拟合分析,综合模型参数和形貌表征解析果菜秸秆生物炭的吸附性能和机制。研究结果表明,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有一定吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,最大理论平衡吸附量为114.788mg/g,其次为番茄（29.736mg/g）和甜椒（9.759mg/g）;茄子和甜椒秸秆生物炭吸附性能优于玉米、稻壳等大田作物秸秆生物炭,吸附过程符合准二级动力学模型,受化学键吸附、表面吸附和内扩散吸附过程的控制,番茄秸秆生物炭吸附过程符合准一级动力学模型,主要为物理吸附;FTIR分析显示,3种生物炭均含有羟基、甲基、亚甲基、羧基和羰基官能团,除此之外,甜椒和茄子秸秆生物炭还含有醚键,番茄秸秆生物炭含有醇羟基。因此,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,受孔隙填充、官能团和络合作用等多种理化机制的影响,具有消减土壤次生盐渍化的潜力。本研究对盐渍化土壤修复和果菜秸秆资源化利用具有理论意义。 相似文献
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全蛋液营养全面,含有人体所需的蛋白质、脂类、糖类和维生素等多种成分。基于肾病患者低磷饮食的需求,采用水滑石(Layered double hydroxide,LDH)吸附法减少全蛋液中磷的含量,开发一款低磷型液蛋制品,为肾病患者提供专用型饮食。实验研究了不同吸附温度下,吸附时间、磷初始质量浓度及LDH添加量对LDH磷吸附量及蛋白质溶解度的影响,并对其动力学模型进行分析;同时探究了解吸液体积、解吸时间对LDH解吸特性的影响以及LDH重复利用情况。实验结果表明:在1～7 h内,吸附量与吸附时间成正比;各温度下(20～45℃)吸附量和溶解度均随磷初始质量浓度的增加而升高;当LDH添加量为10 g/L时,各温度下吸附效果均较好。在模型分析中,Langmuir等温式和准二级动力学模型拟合度较高,尤其吸附温度在25℃和30℃时拟合效果最佳。解吸实验中,最佳条件为解吸时间5 h,液料比1. 00 L/g,且循环利用前2次可维持较好吸附效果。脱磷后必需氨基酸占总氨基酸的质量分数大于40%,必需氨基酸与非必需氨基酸的质量百分比大于60%,对蛋白质营养性的影响较小。综上可知,LDH是一种适于去除全蛋液中磷的吸附材料,可用于专用型液蛋制品的开发。 相似文献
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以玉米秸秆为原料,采用不同质量分数（10%和30%）的硝酸溶液在水热炭化前、后对样品进行改性处理,结合理化结构表征以及等温吸附模型、吸附动力学模型的拟合结果,探究了硝酸改性秸秆水热炭对铅离子的吸附机制。结果表明,经硝酸改性处理的秸秆水热炭均会形成丰富的含氧基团,水热炭化前,经HNO3改性的秸秆炭（10%N-JG和30%N-JG）呈现粗糙多孔的表面形貌和发达的中孔结构,并形成了三维无序的大尺寸微晶结构;水热炭化后,经HNO3改性的秸秆炭（JG-10%N和JG-30%N）产生了大量分布均匀、尺寸相近的微孔,并形成了三维有序的小尺寸微晶结构。通过对比发现,10%N-JG和30%N-JG对铅离子吸附效果最优,分别在3.5h和3h达到吸附平衡,理论最大吸附量可达247.51mg/g和280.09mg/g。10%N-JG和30%N-JG均符合准一级、准二级动力学模型以及Freundlich等温吸附模型,说明物理扩散和化学吸附在铅离子吸附过程中的作用同等重要。研究发现,秸秆水热炭主要依靠含氧官能团的化学吸附作用脱除水中的铅离子,其发达的中孔结构更有利于铅离子进入颗粒内部,增大了内部孔道上含氧基团对铅离子的捕捉机率,从而保证了水热炭对铅离子的高效吸附。 相似文献
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利用从农村生活污水中筛选、驯化的高效菌SHJ-1,以沸石为载体进行固定化,研究了固定化细胞的降解特性.实验表明采用菌体附着载体生长的方法来制备固定化细胞是可行的.沸石固定化细胞去除磷受温度、pH值、生物沸石投加量和接触时间的影响,其中温度是最显著因子,最优条件为温度30℃,pH值8,接触时间60 min,生物沸石投加量15 g/L,则磷去除率为89.90%. 相似文献
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温度对生物质三组分热解制备生物炭理化特性的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
以纤维素、木聚糖和木质素为研究对象,利用真空气氛炉热解制备生物炭,探究温度对生物质三组分热解制备生物炭理化特性的影响规律,为生物炭的性能调控和机理研究提供理论依据。结果表明:纤维素和木聚糖的热解温度范围主要集中在300~500℃,纤维素生物炭产率由35.38%下降至20.93%,木聚糖生物炭产率由46.28%下降至29.40%,木质素热解温度范围主要集中在300~600℃,木质素生物炭产率由81.22%下降至51.53%;热解温度对生物质三组分制备生物炭的C、H、O、N元素含量的影响规律基本相同,即C元素含量逐渐升高,H、O、N元素含量逐渐降低,C元素质量分数分别由69.42%、72.92%、54.75%升至96.39%、77.26%、67.97%;热解温度对生物质三组分制备生物炭的灰分、挥发分、固定碳和热值的影响规律基本相同,即挥发分逐渐降低,而灰分、固定碳和热值均逐渐升高,挥发分分别由50.67%、44.89%、39.99%降至7.63%、5.52%、14.41%,固定碳分别由47.95%、55.03%、35.41%升至90.18%、94.11%、53.70%,热值分别由25 652.58、26 681.81、21 173.29 k J/kg升至34 602.52、33 965.15、24 142.62 k J/kg;热解温度对木质素生物炭的比表面积和孔径分布影响明显,对纤维素和木聚糖生物炭的影响较小,500℃时纤维素和木聚糖达到最优的比表面积和微孔体积,600℃时木质素达到最优的比表面积和微孔体积;热解温度在500℃时,纤维素和木聚糖制备的生物炭达到最大的碘吸附值,纤维素生物炭碘吸附值为422.46 mg/g,木聚糖生物炭碘吸附值为115.06 mg/g,热解温度在600℃时,木质素制备的生物炭达到最大的碘吸附值,为460.35 mg/g。 相似文献
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《中国农村水利水电》2017,(11)
为利用稻壳灰去除水中低浓度Pb(Ⅱ),对吸附前后的稻壳灰进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,采用静态吸附法考察了稻壳灰对水中低浓度Pb(Ⅱ)的吸附特性。结果表明,稻壳灰表面存在多种基团,部分极性基团参与了Pb(Ⅱ)的吸附;随着p H的升高吸附量增加;当Pb(Ⅱ)初始浓度为20 mg/L、温度为25℃时,稻壳灰去除Pb(Ⅱ)的最佳投加量为1.8 g/L,去除率为98.1%;溶液中Na(Ⅰ)、Ca(Ⅱ)的存在会抑制稻壳灰对Pb(Ⅱ)的吸附,相同浓度的Ca(Ⅱ)对吸附的抑制比Na(Ⅰ)更明显。分析结果显示,Freundlich方程能够更好地拟合不同温度的吸附等温线,该吸附存在多层吸附,温度升高有利于吸附。吸附热力学研究表明,ΔG~θ0、ΔH~θ0和ΔS~θ0,说明该吸附是自发、熵增的吸热过程。准二级方程能够很好地拟合稻壳灰吸附Pb(Ⅱ)的动力学数据,可能是由表面吸附和颗粒内扩散共同控制。 相似文献
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利用磷酸处理微波照射制备花生壳活性炭,以一定浓度的结晶紫溶液为模拟染料废水,研究了吸附剂粒径、溶液pH值、结晶紫的初始浓度、吸附剂用量、吸附时间、吸附温度对结晶紫吸附性能的影响。结果表明花生壳活性炭是具有高去除率的廉价吸附剂,最大去除率达96%。结晶紫染料在花生壳活性炭上的吸附过程符合二级动力学模型和Freundlich等温吸附方程。 相似文献
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《中国沼气》2016,(5)
文章以牛粪为底物的中温厌氧发酵沼液作为产絮基质,利用产絮菌F~+制备的生物絮凝剂絮凝率为83.8%,产量2.36 g·L~(-1)。着重考察了沼液生物絮凝剂投加量、pH值、吸附反应时间和温度等因子对人工模拟电镀废水Cr~(6+),Cu~(2+),Zn~(2+),Ni~(2+)的吸附去除效能。结果表明,生物絮凝剂对金属离子的去除率(η)随投加量的增加而提高,单位絮凝剂吸附量(qe)降低,确定适宜的沼液絮凝剂投加量为20 m L人工模拟电镀废水投加3 m L;当溶液pH值为6时,Cu~(2+),Zn~(2+)与Ni~(2+)的η较为理想,可达到84.3%,89.7%和63.2%;沼液絮凝剂对Cr~(6+)达到吸附平衡所需的时间最长为40 min,而反应温度高于40℃时沼液絮凝剂吸附中心活性显著下降,最终确定适宜的吸附反应时间应控制在40 min,反应温度控制在25℃~30℃进行最佳。 相似文献