活化赤泥吸附除磷及其机理的研究

以铝矿工业赤泥为原材料,采用酸活化、焙烧活化、热酸活化方法进行活化处理,得到除磷吸附剂,考察了pH值、反应时间和磷初始浓度等因素对除磷吸附剂吸附效果的影响.结果表明,活化赤泥具有较好的除磷能力,酸活化赤泥和焙烧活化赤泥对磷的饱和吸附量分别为155.2、144.2 mg·g-1.热酸活化赤泥除磷能力更强,其对磷的饱和吸附量可达202.9 mg·g～,经过热酸活化后的赤泥即使在pH值波动较大时也能很好处理高浓度含磷废水.溶液pH显著影响磷去除效果,在pH为7时得到最大去除量.     

Adsorption removal of phosphate from aqueous solution by active red mud

Red mud is the waste of alumina industry and has high TiO_2 and Fe_2O_3 content which are active components for the adsorption of anion pollutants.In this study,the uptake of phosphate by red mud activated by heat treatment and acid-heat treatment was investigated. The factors influencing the adsorption were also investigated.The result showed that the red mud sample treated using acid-heat method at 80℃with 0.25 mol/L HC1 for 2 h achieved the highest phosphate removal.For the heat-activated red mud,the sample heated at 700℃for 2 h preformed better than the other heat treatment.Phosphate removal by the activated red mud was significantly pH dependent,and pH 7 was the optimal pH for phosphate removal.The adsorption fits Langmuir isotherm model well and the maximum adsorption capacities of the acid-heat activated red mud and the heat activated samples were 202.9 mgP/g and 155.2 mgP/g,respectively.     

酸活化赤泥催化臭氧氧化降解水中硝基苯的效能研究

以铝工业废物赤泥为原料,采用酸化的方法活化赤泥,提高其在多相催化臭氧氧化除污染体系中的催化活性,并对其催化臭氧除污染效能及机制进行探讨.研究发现,和赤泥原矿相比,酸化赤泥表现出十分显著的催化能力;酸化赤泥(RM6.0)催化臭氧氧化硝基苯的去除率随臭氧浓度的增加而增加;当臭氧浓度由0.4 mg.L-1增加至1.7 mg.L-1时,硝基苯的去除率由45%提高到92%.溶液pH对RM6.0催化体系利用臭氧能力的影响与其催化臭氧氧化降解NB的影响表现出一致的结果.初始pH变化所带来的RM6.0催化活性的变化,主要是由于体系中氢氧根浓度的变化,导致臭氧分解形成羟基自由基所致;过高pH值导致的羟基自由基的猝灭显促使RM6.0催化臭氧氧化NB活性的降低.通过RM6.0对臭氧的利用能力及羟基自由基抑制实验结果发现,RM6.0催化臭氧降解NB的主要作用机制是催化剂表面吸附臭氧,实现臭氧在催化剂表面的富集,进而实现对NB有机污染物的氧化降解.在这个过程中羟基自由基是存在的,主要是在臭氧与硝基苯在界面氧化过程中分解而成,并进一步氧化NB.     

赤泥吸附垃圾渗滤液中COD和氨氮的实验研究

在不同的环境条件下,以北京昌平小汤山的阿苏卫垃圾卫生填埋场渗滤液为研究对象,以COD、氨氮为评价指标,进行了赤泥吸附垃圾渗滤液中有害物质的实验,研究了赤泥的COD、氨氮吸附效果与其用量、渗滤液pH、温度、振荡时间的关系.实验表明:赤泥对氨氮有一定的吸附能力,其最大吸附量约为32mg/g,吸附氨氮的最佳条件为赤泥用量30 g/L、pH值8、温度4℃、振荡时间60min;赤泥对COD也有一定的吸附能力,其最大吸附量约为87mg/g,吸附COD的最佳条件为赤泥用量30g/L、pH值8、温度4℃、振荡时间80min.根据实验结果,对赤泥吸附COD、氨氮的机理进行了探讨.     

几种吸附材料对磷吸附性能的对比研究

针对白洋淀府河水体磷污染问题,研究了天然沸石、硅藻土、粉煤灰、赤泥、铁铝泥五种材料对磷的吸附性能,并利用盐酸改性铁铝泥、铁盐改性粉煤灰和赤泥,对比研究了改性后材料对磷的吸附能力,探讨了水体pH值和其他离子对其吸附性能的影响。结果表明:沸石、硅藻土、粉煤灰、赤泥对磷的吸附符合一级动力学模型,而铁铝泥和改性后材料吸附磷符合准二级动力学模型;改性前后各材料吸附磷等温线均符合Langmuir方程。各材料吸附磷能力为:改性赤泥>改性粉煤灰>改性铁铝泥>铁铝泥>赤泥和粉煤灰>沸石>硅藻土,改性材料吸附磷能力明显提高。溶液pH值显著影响改性材料吸附磷效果,pH为7时吸附量最大;硫酸根和碳酸氢根离子抑制磷的吸附,氯离子和硝酸根离子没有明显影响。     

赤泥强化型河岸带模拟系统对再生水中磷去除效果的研究

为了探讨不同比例赤泥施入量对再生水磷去除效果的影响以及植物在再生水净化过程的作用,利用赤泥中富含钙、铁、铝等金属氧化物对磷具有较强吸附性能的特点,构建了室内赤泥强化型河岸带模拟系统.结果表明,赤泥最适施入质量分数为2.5%～5.0%,此时TP去除率为82%～76%,出水磷浓度约为0.22～0.29 mg/L,SRP/TP比值为74%～75%.当赤泥施入量为2.5%时,相比无植物系统,有植物系统的磷净化效率提高了4%,约为86%,出水磷浓度为0.17mg/L.这些结果表明赤泥可以适当比例直接掺混于河岸带的土壤中,这为其提高对再生水中磷的去除能力提供了一种新途径.     

赤泥强化型岸边缓冲带模拟系统对再生水中磷净化机理初探

为了探讨赤泥对再生水中磷的净化机理,利用烧结法得到了比表面积大、孔隙众多且均匀,钙、铁金属元素含量高,对磷具有较好的吸附作用的赤泥,并通过室内模拟河岸缓冲带系统研究了不同赤泥施入比例对再生水中磷的净化效果及机理.结果表明,赤泥投加量控制在2.5%～5.0%之间时,不仅对再生水中磷的去除效果最好,而且可促使系统基质中铁铝...     

焦作市某赤泥堆放场周围地下水水质评价

焦作市某赤泥堆放场一期工程采用了在堆放场底部铺设赤泥加石灰垫层和防渗膜的工程防渗处理措施.基于其防渗处理现状,文章探讨了该区域地下水对赤泥冲灰水的日最大允许入渗量,和赤泥冲灰水的实际日渗透量.评价了该防渗处理措施的可行性和在地下水日活动量稳定的状况下,该赤泥堆放场对周围地下水的影响.结果表明:将赤泥加石灰垫层用作防渗的措施值得大力推广;该堆放场在使用年限内不会对周围区域地下水水质造成太大的影响.     

Cleaner red mud residue production at an alumina plant by applying experimental design techniques in the filtration stage

Red mud is a residue obtained by the Bayer process during alumina production, and its disposal is an environmental problem due to its caustic nature, metal and radionuclide content and alkalinity. The present study analyzed five different filtration factors with two levels each in order to improve filtration and, thus, reduce the caustic content of this residue. This study was conducted at the Alumina do Norte do Brasil S.A (ALUNORTE) alumina plant, located in Pará, Brazil, in one of the six filters at the plant. Results show that the condensate is the primary factor in caustic red mud concentrations, followed by dilution, rotation and level of the basin filter. The interactions between dilution and the level of the basin filter were considered significant, as was the interaction amongst the three effects: dilution, level of the basin filter and vacuum. The model adjustment regarding the filtration process allows for the production of a final red mud product with lower caustic concentrations, resulting in economic advantages due to higher caustic recovery in filtration and lower caustic concentration in the red mud residue, which leads to an environmentally safer residue.     

工业废渣制备生物质裂解用催化剂载体及其性能

以赤泥和粉煤灰为原料,无水碳酸钠为造孔剂,制备了用于生物质裂解的催化剂载体。探讨了载体的焙烧工艺、最佳配方及其最高焙烧温度,并对按最佳工艺条件所制备的载体进行了性能测试。     

酸化赤泥吸附环丙沙星的特征、机理及过程优化

为提高赤泥的资源化利用及抗生素有机废水的深度处理,以酸化赤泥为吸附剂、环丙沙星为目标污染物,研究了酸化赤泥吸附环丙沙星的条件、特征和机理.采用响应面法中Box-Behnken设计方法,以吸附温度、溶液pH值、环丙沙星初始浓度、酸化赤泥投加量为自变量,吸附量为响应值建立4因素3水平优化模型,确定了最佳吸附条件,并对吸附过程的动力学模型、等温线模型、热力学特性及吸附机理进行了研究.结果表明,溶液pH值、环丙沙星初始浓度、酸化赤泥投加量为影响吸附量的显著因素.酸化赤泥吸附环丙沙星的最佳条件为：温度45℃、pH=3.04、环丙沙星初始浓度29.20mg/L,酸化赤泥投加量3.40g/L,预测最大吸附量为7.30mg/g.酸化赤泥吸附环丙沙星的过程遵循伪二级反应动力学模型及Langmuir-Freundilich吸附等温线模型,经过拟合最大吸附量分别为7.90和7.35mg/g.根据Van Tehoff公式计算吸附热力学状态函数ΔG⁰为-82.13~-94.37kJ/mol、ΔS⁰为0.61J/（mol·K）、ΔH⁰为100.25KJ/mol,吸附为自发进行的吸热反应.FTIR表明环丙沙星分子中-COO与酸化赤泥的Al-O键发生络合反应,C=O与Fe-O键发生微弱的静电或内球面键合作用.研究表明,酸化赤泥是一种极具潜力的廉价吸附剂,可用于处理抗生素污染废水.     

MgO改性赤泥复合材料对废水中氮磷的同步回收

为处理高浓度氮磷废水同时实现赤泥资源化利用,通过赤泥负载氧化镁制备高效氮磷回收材料(MgO-RM),用以对废水进行氮磷同步回收.考察了废水初始pH值、废水氮磷比和MgO-RM投加量对氮磷同步回收效果的影响.采用动力学模型和等温吸附模型对回收特性进行了描述,在此基础上利用FTIR、XRD、SEM、BET测试手段对MgO-...     

用赤泥制备复合混凝剂的研究

对用赤泥为原料制备水处理用复合混凝剂的条件进行了较详细的研究 ,包括酸浸时酸的浓度、浸出时的液固比、浸出温度及时间 ;活化时的碳酸镁用量、活化pH值、活化温度和时间 ,确定了用赤泥制备复合混凝剂的的最佳工艺条件 ,制取了有较好脱色效果的复合混凝剂     

黄腐酸用于磷石膏脱碱赤泥土壤化的可行性研究

黄腐酸呈酸性,含有丰富的营养成分,是一种植物调节剂且能促进植物生长。为研究黄腐酸用于磷石膏脱碱赤泥土壤化的可行性,通过磷石膏脱碱赤泥试验与磷石膏-黄腐酸联合脱碱赤泥试验,对脱碱液和脱碱渣进行理化性质测定,并进行盆栽试验分析验证其可行性。结果表明:1)磷石膏脱碱可使赤泥的pH值由初始的11.08降低到9.00左右,而使用磷石膏-黄腐酸联合脱碱,可使赤泥的pH值降至8.50左右;2)分析结果表明,黄腐酸的加入促进了赤泥大粒径团聚体的形成,增加了大粒径团聚体的含量,增强了团聚体的稳定性;3)脱碱渣及脱碱液的元素分析结果表明,黄腐酸的加入使得赤泥中残留的重金属离子和Na+含量增加;4)盆栽试验结果表明,较高的重金属离子和Na+浓度将黑麦草种子的萌芽时间推迟了4 d,发芽率降低了8%。将赤泥进行脱碱以及去除重金属离子,使磷石膏脱碱赤泥中相应离子含量更少,而黄腐酸的加入有利于磷石膏脱碱赤泥的土壤化。     

赤泥质催化剂载体的制备研究

用赤泥做主要原料掺杂粉煤灰、膨润土、碎玻璃等制备了用于除尘脱氮柱状催化剂载体材料,考察了材料配比、烧结温度、保温时间等操作条件对材料气孔率和抗压强度的影响,结果表明:烧结温度为(1 025±25)°C,保温时间为1.5 h时制备的材料达到最优,其强度是40MPa~50 MPa,孔隙率是50%~60%。透反射显微镜显示催化剂载体气孔呈圆孔蜂窝状结构。     

赤泥对堆肥腐熟度及其产品对稻米Cd阻控效果

以赤泥作为堆肥添加剂进行鸡粪好氧堆肥试验,分析了堆肥过程中赤泥对温度、pH值、电导率（EC）及种子发芽指数（GI）的影响.通过三维荧光与紫外-可见光光谱特征解析堆肥过程中腐殖酸（HA）组分的演变特征.并利用盆栽实验探索堆肥产品对矿区土壤中稻米镉的阻隔效果.结果表明,赤泥的添加提高了堆体高温期的温度.EC较堆肥前均显著降低,但赤泥堆肥EC （4.29mS/cm）显著高于鸡粪堆肥EC （3.59mS/cm）.鸡粪堆肥与赤泥堆肥的GI随着堆肥时间的增长而升高,在堆肥结束时分别达到100.2%和96.44%,说明2种堆肥产品均未表现出植物毒性.2种堆肥HA中类蛋白质等物在堆肥过程中均转化为较为稳定的类腐殖质物质,HA的SUVA₂₅₄、SUVA₂₈₀和A_226~400在堆肥结束后也显著提高,表明堆肥的腐殖化程度升高.此外,赤泥的添加提高了腐殖化参数数值,证明赤泥的加入能够加速堆肥腐殖化进程.在盆栽实验中,鸡粪堆肥与赤泥堆肥均提高了土壤的pH值,降低了土壤中DTPA-Cd和糙米中Cd的含量.其中,施用2g/kg赤泥堆肥后,糙米Cd含量降低幅度最大,为58.68%,水稻糙米中Cd的含量由未施用堆肥的0.42mg/kg降低至0.17mg/kg.因此,赤泥的添加可以在一定程度上提高堆肥效率,同时施加堆肥产品对土壤Cd的生物有效性及水稻植株内Cd起到抑制与阻隔作用,且施加赤泥堆肥效果更为显著.     

赤泥对电解锰渣中可溶性锰离子固化效果研究

为了探讨赤泥固化电解锰渣中可溶性锰离子的固化效果和可行性,本文采用X射线衍射（XRD）、电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光光谱（XRF）等分析手段,对比评估了新鲜赤泥、陈旧赤泥（堆放1年以上）、生石灰以及陈旧赤泥复合生石灰等固化剂在不同添加剂量下对电解锰渣中可溶性锰离子的固化效果,并初步阐释了赤泥固化电解锰渣中可溶性锰离子的作用机理。结果表明,新鲜赤泥的固化效果优于陈旧赤泥,但差于生石灰;当添加量为30%时,新鲜赤泥对可溶性锰离子的固化率为93.7%,而陈旧赤泥仅为58.6%。这种差异主要是由于陈旧赤泥在堆存过程中部分碱性物质流失所致。另外,30%陈旧赤泥复合5%生石灰时,固化率可达99.8%,与10%生石灰固化效果相近,表明利用赤泥取代部分生石灰同样可以取得较好的固化效果,并且降低了固化成本。总之,赤泥具有作为电解锰渣固化剂的潜力,但考虑到电解锰渣和赤泥还存在其它的危害物质,因此大规模利用时还需要综合评估其使用过程中是否会引起次生风险。     

赤泥改良过程中微生物群落及酶活性恢复研究

本研究选用蛭石、粉煤灰为基质改良剂,以园林落叶为改良基质的有机质来源,通过长期取样分析培养基质pH值、EC、CEC等基本理化指标、氮素（NO₃^--N）含量以及微生物群落功能多样性、群落结构、酶活性等微生物指标的动态变化,来评估赤泥生态修复效果.结果表明,赤泥基质改良处理能显著降低赤泥比重,增加其孔隙率;经近1a的室外培育,基质的pH值、EC分别由11.25和1.05mS/cm降至8.49和0.27mS/cm,硝态氮含量也由8.72mg/kg增至72.17mg/kg;相应的脱氢酶、脲酶及碱性磷酸酶活性也日趋接近对照土壤,微生物群落多样性逐渐增加,群落结构显著变化,其整体代谢功能逐渐恢复.综合比较各处理的修复效果,可知在相同有机质添加量下,粉煤灰添加的处理效果优于蛭石添加,可加速赤泥的土壤化进程,为赤泥土壤化修复和规模化处理研究提供科学依据.     

高山镇赤泥尾矿库溃坝风险评价研究

为研究河南高山镇赤泥尾矿库溃坝风险评价问题,首先分析了高山镇赤泥尾矿库特征和现阶段运行情况以及可能存在的溃坝风险因素,并确认该尾矿库是重大危险源;然后对汛期溃坝事故进行了故障树分析,在此基础上,建立了高山镇赤泥尾矿库溃坝风险评价指标体系,并采用层次分析法确定了各个评价指标的权重,运用多层模糊模式识别理论综合评价了高山镇赤泥尾矿库的溃坝风险等级。研究结果表明:赤泥尾矿库属于Ⅱ等库,存在轻微病害,基本具备安全运行条件,但应加强库区和坝体的日常管理和维护;汛期应采取有效的排洪措施及时降低赤泥库水位;建立了高山镇赤泥尾矿库环境应急管理体系,对尾矿库的风险预测和预防以及突发事故的应急行动有很强的指导作用,也可以结合GIS进行更高效的风险管理。     

铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究

以氧化铝生产废渣--赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂.研究考察了吸附剂吸附砷效能、投加量、吸附时间和pH值对吸附除砷效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、比表面积(BET)等仪器对吸附剂进行了表征,并探讨了吸附机制.结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始砷浓度为1 mg·L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50.6mg·g-1时,除砷率高达99.9%,吸附后出水砷含量可达到0.01 mg·L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式;溶液pH值显著影响砷去除效果,吸附机制主要为羟基铁的表面吸附机制;吸附后的吸附剂可通过NaOH溶液再生,脱附率达到92.1%.