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环境工程学报 2013年第5期7卷 1646-1650页

作者：申中正赵华章薛安北京大学环境工程系教育部水沙科学重点实验室

为了更为有效地利用微生物燃料电池(MFC)所产电能并提高零价铁(ZVI)去除污染物工艺的效率,构建了微生物燃料电池-零价铁(MFC-ZVI)耦合工艺,并将其应用在三价砷水溶液的处理中。实验结果表明,在该耦合系统中,ZVI直接利用了MFC所产生的低... 详细信息

为了更为有效地利用微生物燃料电池(MFC)所产电能并提高零价铁(ZVI)去除污染物工艺的效率,构建了微生物燃料电池-零价铁(MFC-ZVI)耦合工艺,并将其应用在三价砷水溶液的处理中。实验结果表明,在该耦合系统中,ZVI直接利用了MFC所产生的低压电能,铁腐蚀速率和除砷效率因此得到显著提高。实验所用MFC的最高稳定产电电压为0.52 V,电解过程中MFC的库伦效率为4.59%,以二价铁离子计算的电流效率为72.74%。反应结束后,溶液的pH值由反应前的8.0升高到8.5。两体系中铁氧化物产生量的差异以及铁氧化物形态分布的不同可能是导致其除砷效果不同的主要原因。

关键词：微生物燃料电池零价铁耦合工艺三价砷去除

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喷雾干燥法制备铁基吸附剂及吸附除砷性能研究

喷雾干燥法制备铁基吸附剂及吸附除砷性能研究

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作者：王献辉湖南大学

学位级别：硕士

砷是最毒的无机元素之一,广泛存在于工业废水和天然水中。目前水中砷的污染已经引起人类广泛的关注。水溶液中砷主要是以砷酸根和亚砷酸根的形式存在。WHO推荐的饮用水标准中砷的浓度为10μg/L,对饮用水源的砷去除工艺提出了更高的要求... 详细信息

砷是最毒的无机元素之一,广泛存在于工业废水和天然水中。目前水中砷的污染已经引起人类广泛的关注。水溶液中砷主要是以砷酸根和亚砷酸根的形式存在。WHO推荐的饮用水标准中砷的浓度为10μg/L,对饮用水源的砷去除工艺提出了更高的要求。在各种砷去除方法中,吸附法被认为是最简便、有效的方法之一。本文设计了一种喷雾干燥-焙烧法制备铁基氧化物吸附剂的新工艺。在探索实验的基础上,确定了硝酸铁-葡萄糖喷雾干燥体系,通过喷雾干燥法-焙烧法分别制备了磁性一元和二元铁基吸附剂,并用于水溶液中三价砷的去除。首先,以硝酸铁为铁源,葡萄糖为致孔剂,采用喷雾干燥-焙烧法制备了一元铁基磁性吸附剂,重点考察了硝酸铁/葡萄糖质量比、焙烧温度、焙烧时间及p H、共存离子和初始砷浓度等影响因素,并开展了吸附动力学研究。实验结果表明,当硝酸铁与葡萄糖的质量比为3:1时,300℃焙烧3h得到的吸附剂的三价砷去除率可达80.18%;在p H为40的宽范围内,吸附剂的三价砷去除率都在70%以上;阴离子的存在对三价砷去除率影响较大,其影响顺序为HPO42->Si O32->CO32-;吸附过程动力学更符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,拟合得到的三价砷饱和吸附容量为81.41mg/g。其次,考察了喷雾干燥法所制备的几种不同组成Fe-M二元吸附剂,筛选出Fe-Mn组合吸附效果最好,然后考察了p H、共存离子和初始砷浓度等因素对其三价砷去除率的影响,开展了吸附动力学研究和再生实验。结果表明,Mn O2的添加可显著提高吸附剂三价砷的去除率;当Fe/Mn摩尔比为3:1时,制备的二元吸附剂的三价砷去除率达89.76%;HPO42-的存在对砷的吸附影响最大;再生实验表明,经过Na OH-Na Cl-Na Cl O脱附-氧化再生工艺,二元吸附剂的三价砷去除率为86.04%,具有良好的再生循环利用性;动力学研究表明砷在Fe-Mn二元磁性吸附剂上的吸附符合Freundlich等温吸附和准二级吸附动力学模型,其三价砷的饱和吸附容量可达92.62mg/g,高于一元吸附剂。最后,通过SEM、XRD、XPS、Zeta电位分析和BET等方法对所制吸附剂进行表征。结果表明,所制备的吸附剂为具有磁性的无定形结构的介孔微球材料,且比表面较大;吸附剂中Fe和Mn分别是以Fe3O4和Mn O2的形式存在;吸附后吸附剂表面的三价砷被氧化成五价砷。Fe-Mn二元氧化物磁性吸附剂制造成本低、吸附容量大,具有较好的应用前景。

关键词：喷雾干燥铁基吸附剂磁性三价砷去除吸附动力学再生

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钢渣对水溶液中砷的吸附动力学和热力学特性试验

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净水技术 2015年第2期34卷 83-89页

作者：杨长明陈氏秋张沈烁同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室上海200092

以炼钢厂固体废弃物钢渣为材料，通过批量平衡吸附法，并结合宏观热力学和动力模型应用，分析和研究了钢渣对水溶As（III）的吸附特征。结果表明钢渣在吸附As（III）过程中，初始阶段吸附量迅速增加，随着浓度的增加，吸附逐渐趋于饱和... 详细信息

以炼钢厂固体废弃物钢渣为材料，通过批量平衡吸附法，并结合宏观热力学和动力模型应用，分析和研究了钢渣对水溶As（III）的吸附特征。结果表明钢渣在吸附As（III）过程中，初始阶段吸附量迅速增加，随着浓度的增加，吸附逐渐趋于饱和，最后达到平衡，具有“快速吸附、缓慢平衡”的特点。钢渣吸附材料具有极高的最大吸附容量，高达3．58×10^4mg／kg。钢渣对As（III）的吸附均符合Langmuir和Freundlich吸附等温线，其中钢渣对As（III）的吸附特征与Freundlich等温吸附方程吻合性最好，相关系数（R^2）达到0．99以上。钢渣对As（III）的吸附动力学数据均符合一级动力学方程、Elovich方程和双常数方程，拟合优度用相关系数（R^2）为0．92～0．98，相比较而言，钢渣对As（III）的吸附以Elovich方程为最佳模型。

关键词：钢渣三价砷去除吸附动力学热力学过程

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