参考文献 1
张浩程. 金沙江某水厂低浊水采用药剂软化法除硬度的试验研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2015.
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参考文献 2
ZHIS, ZHANGK. Hardness removal by a novel electrochemical method[J]. Desalination, 2016, 381: 8-14.
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参考文献 3
黎新. 化学沉淀法去除稀土废水中钙镁的研究[D]. 西安: 长安大学, 2016.
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参考文献 4
LIJ, KONERS, GERMANM, et al. Aluminum-cycle ion exchange process for hardness removal: a new approach for sustainable softening[J]. Environmental Science & Technology, 2016, 50(21): 11943-11950.
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参考文献 5
李巧云, 贺艳, 徐梦雪, 等. 地质聚合物基无机膜去除水中钙、镁离子的研究[J]. 功能材料, 2017, 48 (1): 1215-1220.
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参考文献 6
张显球, 张林生, 吕锡武. 纳滤软化除盐效果的研究[J]. 水处理技术, 2004, 30(6): 352-355.
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参考文献 7
徐浩, 延卫, 汤成莉. 水垢的电化学去除工艺与机理研究[J]. 西安交通大学学报, 2009, 43(5): 104-108.
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参考文献 8
张硕, 王栋, 陈远超, 等. 热水环境中Na+活化斜发沸石吸附钙离子除硬过程研究[J]. 环境科学, 2015, 36(2): 744-750.
查找原文
参考文献 9
JIX D, MA Y Y, PENGS H, et al. Simultaneous removal of aqueous Zn2+, Cu2+, Cd2+, and Pb2+ by zeolites synthesized from low-calcium and high-calcium fly ash[J]. Water Science and Technology, 2017, 76(7/8): 2106-2119.
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参考文献 10
黄京晶, 陈宏, 刘江, 等. 改性水葫芦粉对水体中Hg2+的吸附[J]. 环境工程学报, 2017, 11(2): 798-804.
查找原文
参考文献 11
丁洋, 靖德兵, 周连碧, 等. 板栗内皮对水溶液中镉的吸附研究[J]. 环境科学学报, 2011, 31(9): 1933-1941.
查找原文
参考文献 12
ALII, AL-OTHMANZ A, ALWARTHANA, et al. Removal of arsenic species from water by batch and column operations on bagasse fly ash[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2014, 21(5): 3218-3229.
查找原文
参考文献 13
刘元伟. 沸石负载淀粉对Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附性能[J]. 环境工程学报, 2013, 7(11): 4393-4398.
查找原文
参考文献 14
杨敏. 氢氧化钠改性沸石对水中Cu2+的吸附特性研究[J]. 环境污染与防治, 2017, 39(3): 314-318.
查找原文
参考文献 15
WIBOWOE, ROKHMATM, SUTISNAE, et al. Reduction of seawater salinity by natural zeolite (clinoptilolite): Adsorption isotherms, thermodynamics and kinetics[J]. Desalination, 2017, 409: 146-156.
查找原文
参考文献 16
湛含辉, 罗彦伟. 13X沸石对Ca2+吸附性能的实验研究[J]. 工业水处理, 2008, 28(4): 25-28.
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参考文献 17
秦承欢. 海水中钙离子吸附特征研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2009.
查找原文
参考文献 18
XUEZ, LIZ, MA J, et al. Effective removal of Mg2+ and Ca2+ ions by mesoporous LTA zeolite[J]. Desalination, 2014, 341: 10-18.
查找原文
参考文献 19
逸见彰男, 坂上月朗. 人造沸石的制备方法: CN 1239074A[P]. 1999-12-22.
查找原文
参考文献 20
环境保护部. 土壤阳离子交换量的测定 三氯化六氨合钴浸提 分光光度法: HJ 889-2017[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2017.
查找原文
参考文献 21
LIMC K, BAYH H, NEOHC H, et al. Application of zeolite-activated carbon macrocomposite for the adsorption of acid orange 7: Isotherm, kinetic and thermodynamic studies[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2013, 20(10): 7243-7255.
查找原文
参考文献 22
SALEHT A. Isotherm, kinetic, and thermodynamic studies on Hg(II) adsorption from aqueous solution by silica-multiwall carbon nanotubes[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2015, 22(21): 16721-16731.
查找原文
参考文献 23
燕存岳, 吴景贵, 康倩. 硫酸改性沸石中主要交换性阳离子动态变化研究[J]. 广东农业科学, 2013 (11): 55-57.
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参考文献 24
SEPEHRM N, ZARRABIM, KAZEMIANH, et al. Removal of hardness agents, calcium and magnesium, by natural and alkaline modified pumice stones in single and binary systems[J]. Applied Surface Science, 2013, 274: 295-305.
查找原文
参考文献 25
NIBOUD, MEKATELH, AMOKRANES, et al. Adsorption of Zn2+ ions onto NaA and NaX zeolites: Kinetic, equilibrium and thermodynamic studies[J]. Journal of Hazardous Materials, 2010, 173(1/2/3): 637-646.
查找原文
参考文献 26
叶慧文, 靳是琴, 郑松彦. 红外光谱在铁镁硅酸盐矿物类质同象研究中的应用[J]. 长春地质学院学报, 1982 (2): 65-74.
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参考文献 27
赵世民, 胡岳华, 徐竞, 等. 几种天然铝硅酸盐矿物的成分及结构测定[J]. 分析化学, 2004 (4): 555.
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参考文献 28
窦莎. 粉状和颗粒性13X沸石处理含钙废水的研究[D]. 南昌: 南昌大学, 2013.
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参考文献 29
唐兴萍, 周雄, 张金洋, 等. TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究[J]. 环境科学, 2017, 38(2): 608-615.
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参考文献 30
刘奔逸. 沸石分子筛对钙离子的吸附研究[D]. 苏州: 苏州科技学院, 2010.
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参考文献 31
范春英, 王栋, 陈远超, 等. 4A分子筛与Ca2+在热水中离子交换的实验研究[J]. 工业水处理, 2009, 29(5): 39-42.
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参考文献 32
SEIFIL, TORABIANA, KAZEMIANH, et al. Kinetic study of BTEX removal using granulated surfactant-modified natural zeolites nanoparticles[J]. Water, Air & Soil Pollution, 2010, 219(1/2/3/4): 443-457.
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参考文献 33
SENGILI A, OZACARM, TURKMENLERH. Kinetic and isotherm studies of Cu(II) biosorption onto valonia tannin resin[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 162(2/3): 1046-1052.
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参考文献 34
黄慧, 郝硕硕, 朱家亮, 等. 天然和CPB改性沸石对Hg2+的吸附特征[J]. 环境工程学报, 2013, 7(2): 579-584.
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参考文献 35
QUR, WANGM, SONGR, et al. Adsorption kinetics and isotherms of Ag(I) and Hg(II) onto silica gel with functional groups of hydroxyl- or amino-terminated polyamines[J]. Journal of Chemical & Engineering Data, 2011, 56(5): 1982-1990.
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废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附

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张亚峰, 安路阳, 尚书, 宋迪慧, 张立涛, 徐歆未, 马红超. 废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附[J]. 环境工程学报, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
引用本文: 张亚峰, 安路阳, 尚书, 宋迪慧, 张立涛, 徐歆未, 马红超. 废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附[J]. 环境工程学报, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
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ZHANG Yafeng, AN Luyang, SHANG Shu, SONG Dihui, ZHANG Litao, XU Xinwei, MA Hongchao. Aqueous calcium ion adsorption performance of artificial zeolite made from waste glass and aluminum slag[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
Citation: ZHANG Yafeng, AN Luyang, SHANG Shu, SONG Dihui, ZHANG Litao, XU Xinwei, MA Hongchao. Aqueous calcium ion adsorption performance of artificial zeolite made from waste glass and aluminum slag[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
shu

废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附

  • 1.

    中钢集团鞍山热能研究院有限公司环境工程院士专家工作站，鞍山114044

  • 2.

    大连工业大学轻工与化学工程学院，大连116034

  • 基金项目:

    国家重点研发计划（2017YFB0603500）

Aqueous calcium ion adsorption performance of artificial zeolite made from waste glass and aluminum slag

  • 1.

    Environmental Engineering Academician Experts Workstation, Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo-Energy Co.Ltd., Anshan 114044, China

  • 2.

    School of Light Industry & Chemical Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China

  • Fund Project:

摘要

  • 摘要: 利用废玻璃和铝渣制备沸石，进而表征沸石结构特征并研究其对水中Ca2+的吸附性能。采用批式实验考察不同温度下沸石用量、初始pH、振荡频率、接触时间对吸附量的影响，并研究吸附过程热力学、动力学特征。结果表明，吸附量随沸石用量增加而减小、随接触时间延长而增大。初始pH和振荡频率对吸附量影响较显著。温度变化对平衡吸附量影响不大，但升高温度可显著缩短吸附平衡时间。最佳工艺参数为：沸石用量20 g·L-1，初始pH 6~8，振荡频率150 r·min-1，接触时间60 min，此时吸附量约16 mg·g-1。Langmuir等温线最符合沸石吸附水中Ca2+过程，表明该过程是均质单分子层吸附。动力学特征最符合准二级动力学方程，证实该过程主要受离子交换、颗粒外液膜扩散和颗粒内扩散控制。该沸石对水中Ca2+吸附过程是物理吸附和化学吸附并存的自发、吸热、熵增过程。该沸石可较好地去除水中Ca2+，故具有一定软化硬水能力。
    Abstract: The zeolite was made from waste glass and aluminum slag, and its structure and performance on aqueous calcium ion adsorption was studied. At different temperatures, the impacts of zeolite dosage, initial pH, vibrating frequency and contact time on the adsorption capacity were investigated through batch experiments, as well as the corresponding thermodynamic and kinetic characteristics. The results show that the adsorption capacity decreased with the increase of zeolite dosage, while increased with the extension of contact time. Both the initial pH and the vibrating frequency have significant effects on the adsorption capacity. Although the temperature had little effect on the equilibrium adsorption capacity, the increased temperature could significantly shorten the adsorption equilibrium time. The optimal process parameters were following: zeolite dosage of 20 g·L-1, initial pH of 6~8, vibrating frequency of 150 r·min-1, contact time of 60 min, and the adsorption capacity under this condition was approximately 16 mg·g-1. The calcium ion adsorption on the zeolite was fitted well to the Langmuir isotherm, indicating a homogeneous monolayer adsorption process. The dynamic data fitted well to the pseudo-second-order kinetic model, which demonstrated that a process was mainly dominated by ion exchange, extra-particle liquid membrane diffusion and intra-particle diffusion. The above adsorption was an endothermic, entropy-increasing and spontaneous process with the coexistence of physisorption and chemisorption. With the capability of efficient removal of calcium ion from water, the zeolite could be used to soften hard water.
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  • [1] 张浩程. 金沙江某水厂低浊水采用药剂软化法除硬度的试验研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2015.
    [2] ZHI S, ZHANG K. Hardness removal by a novel electrochemical method[J]. Desalination, 2016, 381: 8-14.
    [3] 黎新. 化学沉淀法去除稀土废水中钙镁的研究[D]. 西安: 长安大学, 2016.
    [4] LI J, KONER S, GERMAN M, et al. Aluminum-cycle ion exchange process for hardness removal: a new approach for sustainable softening[J]. Environmental Science & Technology, 2016, 50(21): 11943-11950.
    [5] 李巧云, 贺艳, 徐梦雪, 等. 地质聚合物基无机膜去除水中钙、镁离子的研究[J]. 功能材料, 2017, 48 (1): 1215-1220.
    [6] 张显球, 张林生, 吕锡武. 纳滤软化除盐效果的研究[J]. 水处理技术, 2004, 30(6): 352-355.
    [7] 徐浩, 延卫, 汤成莉. 水垢的电化学去除工艺与机理研究[J]. 西安交通大学学报, 2009, 43(5): 104-108.
    [8] 张硕, 王栋, 陈远超, 等. 热水环境中Na+活化斜发沸石吸附钙离子除硬过程研究[J]. 环境科学, 2015, 36(2): 744-750.
    [9] JI X D, MA Y Y, PENG S H, et al. Simultaneous removal of aqueous Zn2+, Cu2+, Cd2+, and Pb2+ by zeolites synthesized from low-calcium and high-calcium fly ash[J]. Water Science and Technology, 2017, 76(7/8): 2106-2119.
    [10] 黄京晶, 陈宏, 刘江, 等. 改性水葫芦粉对水体中Hg2+的吸附[J]. 环境工程学报, 2017, 11(2): 798-804.
    [11] 丁洋, 靖德兵, 周连碧, 等. 板栗内皮对水溶液中镉的吸附研究[J]. 环境科学学报, 2011, 31(9): 1933-1941.
    [12] ALI I, AL-OTHMAN Z A, ALWARTHAN A, et al. Removal of arsenic species from water by batch and column operations on bagasse fly ash[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2014, 21(5): 3218-3229.
    [13] 刘元伟. 沸石负载淀粉对Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附性能[J]. 环境工程学报, 2013, 7(11): 4393-4398.
    [14] 杨敏. 氢氧化钠改性沸石对水中Cu2+的吸附特性研究[J]. 环境污染与防治, 2017, 39(3): 314-318.
    [15] WIBOWO E, ROKHMAT M, SUTISNA E, et al. Reduction of seawater salinity by natural zeolite (clinoptilolite): Adsorption isotherms, thermodynamics and kinetics[J]. Desalination, 2017, 409: 146-156.
    [16] 湛含辉, 罗彦伟. 13X沸石对Ca2+吸附性能的实验研究[J]. 工业水处理, 2008, 28(4): 25-28.
    [17] 秦承欢. 海水中钙离子吸附特征研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2009.
    [18] XUE Z, LI Z, MA J, et al. Effective removal of Mg2+ and Ca2+ ions by mesoporous LTA zeolite[J]. Desalination, 2014, 341: 10-18.
    [19] 逸见彰男, 坂上月朗. 人造沸石的制备方法: CN 1239074A[P]. 1999-12-22.
    [20] 环境保护部. 土壤阳离子交换量的测定 三氯化六氨合钴浸提 分光光度法: HJ 889-2017[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2017.
    [21] LIM C K, BAY H H, NEOH C H, et al. Application of zeolite-activated carbon macrocomposite for the adsorption of acid orange 7: Isotherm, kinetic and thermodynamic studies[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2013, 20(10): 7243-7255.
    [22] SALEH T A. Isotherm, kinetic, and thermodynamic studies on Hg(II) adsorption from aqueous solution by silica-multiwall carbon nanotubes[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2015, 22(21): 16721-16731.
    [23] 燕存岳, 吴景贵, 康倩. 硫酸改性沸石中主要交换性阳离子动态变化研究[J]. 广东农业科学, 2013 (11): 55-57.
    [24] SEPEHR M N, ZARRABI M, KAZEMIAN H, et al. Removal of hardness agents, calcium and magnesium, by natural and alkaline modified pumice stones in single and binary systems[J]. Applied Surface Science, 2013, 274: 295-305.
    [25] NIBOU D, MEKATEL H, AMOKRANE S, et al. Adsorption of Zn2+ ions onto NaA and NaX zeolites: Kinetic, equilibrium and thermodynamic studies[J]. Journal of Hazardous Materials, 2010, 173(1/2/3): 637-646.
    [26] 叶慧文, 靳是琴, 郑松彦. 红外光谱在铁镁硅酸盐矿物类质同象研究中的应用[J]. 长春地质学院学报, 1982 (2): 65-74.
    [27] 赵世民, 胡岳华, 徐竞, 等. 几种天然铝硅酸盐矿物的成分及结构测定[J]. 分析化学, 2004 (4): 555.
    [28] 窦莎. 粉状和颗粒性13X沸石处理含钙废水的研究[D]. 南昌: 南昌大学, 2013.
    [29] 唐兴萍, 周雄, 张金洋, 等. TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究[J]. 环境科学, 2017, 38(2): 608-615.
    [30] 刘奔逸. 沸石分子筛对钙离子的吸附研究[D]. 苏州: 苏州科技学院, 2010.
    [31] 范春英, 王栋, 陈远超, 等. 4A分子筛与Ca2+在热水中离子交换的实验研究[J]. 工业水处理, 2009, 29(5): 39-42.
    [32] SEIFI L, TORABIAN A, KAZEMIAN H, et al. Kinetic study of BTEX removal using granulated surfactant-modified natural zeolites nanoparticles[J]. Water, Air & Soil Pollution, 2010, 219(1/2/3/4): 443-457.
    [33] SENGIL I A, OZACAR M, TURKMENLER H. Kinetic and isotherm studies of Cu(II) biosorption onto valonia tannin resin[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 162(2/3): 1046-1052.
    [34] 黄慧, 郝硕硕, 朱家亮, 等. 天然和CPB改性沸石对Hg2+的吸附特征[J]. 环境工程学报, 2013, 7(2): 579-584.
    [35] QU R, WANG M, SONG R, et al. Adsorption kinetics and isotherms of Ag(I) and Hg(II) onto silica gel with functional groups of hydroxyl- or amino-terminated polyamines[J]. Journal of Chemical & Engineering Data, 2011, 56(5): 1982-1990.
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出版历程
  • 刊出日期:  2019-01-08
张亚峰, 安路阳, 尚书, 宋迪慧, 张立涛, 徐歆未, 马红超. 废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附[J]. 环境工程学报, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
引用本文: 张亚峰, 安路阳, 尚书, 宋迪慧, 张立涛, 徐歆未, 马红超. 废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附[J]. 环境工程学报, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
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ZHANG Yafeng, AN Luyang, SHANG Shu, SONG Dihui, ZHANG Litao, XU Xinwei, MA Hongchao. Aqueous calcium ion adsorption performance of artificial zeolite made from waste glass and aluminum slag[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
Citation: ZHANG Yafeng, AN Luyang, SHANG Shu, SONG Dihui, ZHANG Litao, XU Xinwei, MA Hongchao. Aqueous calcium ion adsorption performance of artificial zeolite made from waste glass and aluminum slag[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(1): 49-61. doi: 10.12030/j.cjee.201806101
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废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附

  • 1. 中钢集团鞍山热能研究院有限公司环境工程院士专家工作站，鞍山114044
  • 2. 大连工业大学轻工与化学工程学院，大连116034
基金项目:

国家重点研发计划（2017YFB0603500）

摘要: 利用废玻璃和铝渣制备沸石，进而表征沸石结构特征并研究其对水中Ca2+的吸附性能。采用批式实验考察不同温度下沸石用量、初始pH、振荡频率、接触时间对吸附量的影响，并研究吸附过程热力学、动力学特征。结果表明，吸附量随沸石用量增加而减小、随接触时间延长而增大。初始pH和振荡频率对吸附量影响较显著。温度变化对平衡吸附量影响不大，但升高温度可显著缩短吸附平衡时间。最佳工艺参数为：沸石用量20 g·L-1，初始pH 6~8，振荡频率150 r·min-1，接触时间60 min，此时吸附量约16 mg·g-1。Langmuir等温线最符合沸石吸附水中Ca2+过程，表明该过程是均质单分子层吸附。动力学特征最符合准二级动力学方程，证实该过程主要受离子交换、颗粒外液膜扩散和颗粒内扩散控制。该沸石对水中Ca2+吸附过程是物理吸附和化学吸附并存的自发、吸热、熵增过程。该沸石可较好地去除水中Ca2+，故具有一定软化硬水能力。

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