钢铁厂冷轧废水污泥中铬回收实验研究

钢铁厂冷轧废水污泥中含有10%以上的铬、20%以上的铁和1.5%以上的锌(均以质量分数计).为了从污泥中回收铬,首先研究了污泥中铬的形态,确定为Cr(Ⅲ);然后以碳酸钠为氧化助剂,将污泥与碳酸钠按一定比例混合后焙烧,再用水浸取.研究了碳酸钠的添加量、焙烧温度和时间、浸取时间和浸取方式对铬回收率的影响.研究表明,每克干污泥中添加0.6 g或以上碳酸钠,在固定床上700 ℃焙烧4 h以上,可实现60%以上的总铬浸出率,残渣为Fe2O3基脱硫剂原料.     

电镀污泥的还原焙烧-酸浸

将电镀污泥作为一种重要的重金属资源加以回收利用,逐渐成为了国内外研究的重点。以电镀污泥为研究对象,在不同的温度及不同的焙烧时间下进行直接焙烧和还原焙烧,并对焙烧底渣进行酸浸,分别研究了污泥减量率以及Cu、Ni、Zn和Cr 4种重金属的含量和浸出率,并探索了还原剂(煤粉)和催化剂(CaCO3)投加量的影响。实验结果表明,原始电镀污泥中,Cu含量最高,达到10.05%,因此,电镀污泥中Cu具有回收价值;焙烧后电镀污泥得到了减量化,同时污泥中的金属得到了富集;还原焙烧比直接焙烧更有利于Cu的选择性浸出,当煤粉投加量为10%,CaCO3投加量为0.5%,在700℃下焙烧20 min时,Cu的浸出率达到98.73%,Cu的含量达到15.07%。     

还原焙烧-酸浸回收电镀污泥中的铜

采用还原焙烧—酸浸工艺处理电镀污泥,可以实现对铜的选择性回收.研究了不同焙烧条件下,电镀污泥的失重率和金属含量,并探索了焙烧温度、焙烧时间、煤粉用量、CaCO3投加量对金属浸出率的影响.结果表明,还原焙烧有利于污泥减量和金属富集；并且经还原焙烧污泥中金属的浸出效果明显优于直接焙烧；在电镀污泥中添加10％(质量分数)的煤...     

电镀污泥中无定型铝的选择性浸出

针对电镀污泥加碱、石灰焙烧灰渣水浸过程铝浸出率较低的问题,在分析电镀废水处理工艺的基础上,根据污泥中铝、铬、锌、铜等金属的存在相态以及焚烧过程所发生的化学反应,拟采用低浓度氢氧化钠溶液先选择性浸出污泥中的铝。研究了稀氢氧化钠溶液浸出铝的工艺条件,结果表明,电镀污泥用2 mol·L~(-1)氢氧化钠在90℃浸出60 min,铝的浸出率可达95%以上,而铬、锌和铜等金属则大部分进入浸出渣,基本上达到铝与其他金属的初步分离的目的。研究结果为混合电镀污泥中铝的回收以及铝及其他金属的选择性分步分离工艺流程的选择提供理论与技术支持。     

湿法回收砷碱渣中锑的工艺研究

本研究先以水浸实现砷碱渣中的砷锑分离,再对水浸渣进行盐酸浸出,得到了可作为工业原料氯化锑溶液.研究结果表明,在液固比为6∶1,温度40℃,浸出时间40 min的条件下,可使水浸过程中锑的浸出率低于3%,砷的浸出率达到99%;盐酸浸出中,控制酸浓度为1∶1,液固比10∶1,温度60℃,浸出时间30 min,能使锑的浸出率达到88%以上.经过水浸和盐酸浸出,锑的直接回收率为85.36%.     

电镀污泥氨浸渣中铬的回收

以电镀污泥氨浸渣为研究对象,采用钠化氧化焙烧方法,实现了铬物相的转化和回收。钠化氧化焙烧过程以Na_2CO_3作为钠化剂,掺量为20%(质量分数),在750℃下焙烧2.5h,铬的转化效果最佳。X射线光电子能谱结果表明,钠化氧化焙烧实现了氨浸渣中铬由非水溶态Cr(OH)_3向水溶态Na_2CrO_4的有效转变。在室温条件下水浸,固液比1g∶10mL,浸出5min,铬浸出率可达到91.36%。热力学计算结果显示,Cr(OH)_3与O_2、Na_2CO_3反应的吉布斯自由能为负值,表明Cr(OH)_3易于生成Na_2CrO_4,Na_2CrO_4易溶于水,易于回收。     

电镀污泥回收重金属的新工艺

合理、经济地处理混合电镀污泥,回收其中有价值的金属具有重要意义。以不同的酸作为浸出剂对电镀污泥中的金属进行了浸出效果实验。结果表明,在相同条件下,各酸的浸出效果顺序为:硫酸>盐酸>王水>硝酸;液体水与固体电镀污泥比为3,干污泥为5 g,硫酸加入量为15 mL,时间1 h条件下,混合电镀污泥中金属铜锌的浸出率最大,达到97.38%。分别采用铁和铁锰合金还原剂常温还原低熔点重金属离子铜、锌,浸出液中99%以上含量的铜、锌沉淀,使低熔点重金属与黑色金属铁、锰、铬有效分离。低熔点混合重金属可以用来做铜合金添加剂使用,最后沉淀的混合黑色金属氢氧化物处理后可以用来做炼钢合金添加剂使用。     

脱水污泥基铁炭复合材料用于光Fenton催化降解有机污染物

为实现市政脱水污泥资源化并达到简化制备工艺、节省试剂的目的,采用提前掺杂铁盐的方式一步热解制备铁炭复合催化材料。首先,固定温度为850℃,探究铁盐的最佳掺杂量;随后,固定铁盐掺杂比,对其制备温度进行优化。实验共制备了8种材料,选取其中4种代表性材料做XRD、FT-IR、SEM等表征,并选取催化效果最佳的材料探究其可循环性及其在不同pH下对罗丹明B和对硝基苯酚的去除效果。结果表明:铁盐与干污泥的质量比为1∶1、焙烧温度为750℃条件下制备材料的催化效果最佳;材料表面形成了具有一定孔隙和花型片状结构,而且存在多种含铁化合物;在pH=7的条件下,对罗丹明B、对硝基苯酚的降解率分别可达88.6%和97.5%。这表明,该材料具有良好的催化性能及宽广的pH适用范围。铁炭复合材料经5次循环使用后,罗丹明B的降解率仍然可达到93.7%,该材料具有较好的稳定性能。     

还原焙烧电镀污泥中的金属形态和浸出性

分别以煤粉和稻杆为还原剂对电镀污泥进行还原焙烧，并通过酸浸回收焙烧渣中的金属。研究了焙烧温度、焙烧时间和还原剂投加量对目标金属Cu浸出率的影响以及主要杂质金属的浸出性，并采用BCR逐级提取法分析了焙烧前后污泥中的金属形态分布。结果表明，当在电镀污泥中投加30％的煤粉在600℃下焙烧1h后Cu的浸出率达到97．78％，当投加50％的稻杆时浸出率为89．47％，而氧化焙烧后浸出率仅为37．71％；并且还原焙烧渣中多数杂质金属的浸出率较低，从而可以实现Cu与杂质金属的初步分离。氧化焙烧容易导致金属从易浸出的非残渣态向难浸出的残渣态转化，而还原焙烧则能抑制这种转化过程，金属形态是决定其浸出性的重要因素。     

氧化-解胶联合法分离含铬铝型材污泥中的铬铝金属

以广东某铝型材厂产生的含铬铝型材污泥为研究对象,在不影响污泥含铝量的前提下,采用次氯酸钠氧化-硫酸钠解胶联合法单独分离污泥中的Cr(Ⅲ)。结果表明:通过次氯酸钠氧化Cr(Ⅲ)并浸出Cr(Ⅵ),在最佳条件下,铬浸出率为46.47%;然后水洗1次滤渣,去除残留的可溶性Cr(Ⅵ),再以硫酸钠为解胶剂去除被滤渣吸附的酸溶性Cr(Ⅵ),在最佳条件下,水洗-解胶除铬率为63.64%;经联合法处理后,污泥含铬量为0.80 mg·g-1,总除铬率为80.50%,含铝量损失率仅为1.08%。氧化后的含Cr(Ⅵ)废水经氯化钡处理后可在工艺中回用。利用联合法处理含铬铝型材污泥所需成本比HW17危险废物的处置费用低。     

超声萃取法处理含油污泥

应用超声强化技术,对以汽油为萃取剂的超声萃取法处理含油污泥的工艺进行了研究,筛选了调整剂、絮凝剂、破乳剂,探讨了萃取温度、萃取时间、超声频率、超声功率等对处理效果的影响。结果表明:在调整剂为采油废水、物料配比为v(萃取剂)∶v(调整剂)∶v(油污泥)=4∶4∶1的条件下,萃取工艺为萃取温度40℃、萃取时间15 min、超声频率40kHz、超声功率150 W时,可回收含油污泥中83.7%的油品。     

电镀污泥的热处理特性以及对金属回收的影响

焙烧-酸浸法可有效回收电镀污泥中的有价金属,而污泥的热处理特性是决定能否采用焙烧预处理的重要因素。研究了氧化焙烧和还原焙烧对污泥成分和金属浸出性的影响,并对焙烧前后的污泥进行了金属形态分析和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,焙烧预处理实现了污泥减量和金属富集;ES1经氧化焙烧后金属浸出率接近原泥,Cu的浸出率达99%;ES2的还原焙烧效果优于氧化焙烧,特别是Cu的浸出率超过97%,XRD分析发现,还原焙烧过程中金属Cu被还原为铁铜合金;2种焙烧均造成了ES3中目标金属Ni的浸出率的降低;金属浸出性的下降与残渣态的形成有关。     

Investigation of Cr(VI) reduction in continuous-flow activated sludge systems

The aim of this research was to investigate hexavalent chromium, Cr(VI), reduction by activated sludge and to evaluate the use of continuous-flow activated sludge systems for the treatment of Cr(VI)-containing wastewater. Three series of experiments were conducted using two parallel lab-scale activated sludge systems. During the first experiment, one system was used as a control, while the other received Cr(VI) concentrations equal to 0.5, 1, 3 and 5mg l(-1). For all concentrations added, approximately 40% of the added Cr(VI) was removed during the activated sludge process. Determination of chromium species in the dissolved and particulate phase revealed that the removed Cr(VI) was sorbed by the activated sludge flocs mainly as trivalent chromium, Cr(III), while the residual chromium in the dissolved phase was mainly detected as Cr(VI). Activated sludge ability to reduce Cr(VI) was independent of the acclimatization of biomass to Cr(VI) and it was not affected by the toxic effect of Cr(VI) on autotrophic and heterotrophic microorganisms. During the second experiment, both systems were operated under two different hydraulic residence time (theta equal to 20 and 28h) and three different initial organic substrate concentration (COD equal to 300, 150 and 0mg l(-1)). Cr(VI) reduction was favored by an increase of theta, while it was limited by influent COD concentration. Finally, at the last experiment the effect of anoxic and anaerobic reactors on Cr(VI) reduction was investigated. It was observed that the use of an anoxic zone or an anaerobic-anoxic zone ahead of the aerobic reactor favored Cr(VI) reduction, increasing mean percentage Cr(VI) reduction to almost 80%.     

铬离子对SBR工艺活性污泥毒性作用研究

针对重金属铬离子对SBR工艺系统中活性污泥的毒性作用,通过检测不同初始污泥容积指数(SVI)下SBR工艺活性污泥在不同铬负荷下的COD值、挥发性污泥浓度以及受铬离子影响的污泥容积指数(SVI),研究重金属铬离子对活性污泥的毒性作用以及对SBR工艺系统处理污水的影响。研究表明,重金属铬离子会导致SBR工艺系统出水COD升高;将铬离子对活性污泥的毒性作用按照挥发性污泥(MLVSS)铬负荷可划分为耐受范围、非耐受范围、细胞失活范围以及细胞分解范围。耐受范围铬负荷低于约30 mg Cr3+/gMLVSS,此范围内铬离子对于活性污泥的毒性作用不大,不致于导致系统出水水质变差;非耐受范围铬负荷在约30~65 mg Cr3+/g MLVSS,在铬离子作用下系统出水COD值明显高于对照系统;细胞失活范围铬负荷在约70~100 mg Cr3+/gMLVSS范围内,SVI大幅下降,微生物部份死亡和失活,出水COD尽管有一些下降,但与进水COD相比差不了多少;细胞分解范围铬负荷在约100 mg Cr3+/gMLVSS以上,微生物大量死亡,部分死亡细胞分解,系统出水COD值因微生物的死亡分解而超出进水COD值,受铬离子影响的系统SVI值大幅度降低。     

Supercritical water oxidation of tannery sludge: Stabilization of chromium and destruction of organics

The supercritical water oxidation (SCWO) of industrial tannery sludge was investigated to understand the simultaneous destruction of organic pollutants and recovery of high content chromium. Experiments were performed in a batch reactor at temperatures of 350–500 °C, reaction time of 150–300 s and different oxygen ratios, to exhibit the effect of operation conditions. Results showed that removal efficiency of chemical oxygen demand (COD) increased with higher temperature, larger oxidant amount and reaction time; a maximum value of 96% was obtained. Meanwhile, destruction yield was much higher under supercritical conditions than that in subcritical water. In addition, removal efficiency of Cr from sludge reached more than 98% under all conditions; higher temperature played a positive role. Further, leaching toxicity tests of heavy metals in solid products were conducted based on toxicity characteristic leaching procedure. All heavy metals except nickel showed a greatly reduced leaching toxicity through their stabilization. The chromium oxide recovered in ash was amorphous below 550 °C, so that the structure of Cr could not be identified by X-ray diffraction pattern. Special attention should be paid on nickel as its leaching toxicity increased due to the corrosion of reactor surface under severe reaction conditions.     

一种活性污泥总DNA提取方法的优化

对3种活性污泥DNA提取方法———传统蛋白酶K-SDS-氯仿异戊醇法(CPSCI法)、液氮研磨法和脱腐处理法进行了对比,并针对CPSCI法从污泥量、保温时间、裂解方式及沉淀时间等4个方面进行了优化。结果表明,优化的蛋白酶K-氯仿-异戊醇法(OPSCI法)采用污泥量0.10 g、37℃静置10 min,加SDS常温旋涡振荡及异丙醇直接离心等条件可获得长度在23.1 kb左右的DNA,OD260nm/OD280nm为1.86,稀释10倍后即可进行16S rDNA PCR。该方法重复性好,提取得率高,纯度好,操作简便,为常规实验室开展活性污泥微生物多样性研究提供了帮助。     

污泥果肥利用中重金属迁移特征研究

为了厦门城市污泥的安全利用，将石渭头污水处理厂污泥经过好氧堆肥后施用于柚子树，对重金属元素在土壤、树叶及果肉中的迁移特征进行了研究。结果表明：Cd在土壤中的富集能力强；重金属元素从土壤向树叶迁移累积能力比向果肉的大得多，污泥肥料不能用于叶类食用植物的施用；Cr向树叶、Ni向果肉的迁移累积能力强；泥肥的施用加重了土壤中Cd的污染，提高了Cr向树叶、Ni向果肉的迁移能力；污泥果肥利用需降低Ni的浓度，对污泥中含量较高的Cu、Zn、Ni、Cr和Cd需进行跟踪检测。     

改性粉煤灰处理含铬废水的研究

在粉煤灰中添加适量的转炉铁泥经盐酸溶解后 ,制得改性粉煤灰 ,在适宜的工艺条件下 ,对六价铬和总铬都有良好的处理效果。经多项实验证明 ,此工艺方法技术可行 ,适用于小型企业间歇排放。     

Transportation and distribution of chromium in the anaerobic sludge treating the chromium-containing wastewater

The chromium distribution and transportation in the anaerobic activated sludge was investigated using a sequential extraction method. The results showed that Cr(VI) in aqueous solution was reduced by the metabolic product of SRB and form indissoluble Cr(OH)₃ in a solid phase. More than 99% of Cr(III) in the sludge was in a stable residual form (RES) of bio-reduction. The Cr(VI) was mainly present in RES and organic form (OR). With increasing Cr(VI) concentration, Cr(VI) was transferred from RES into OR and even exchangeable form (EXCH). Meanwhile, sulphate and co-existing metal ions affected the occurrence form of Cr(VI).