美国钢铁工业的水污染控制技术

美国钢铁工业由大约400家工厂组成,其中有63家是钢铁联合企业,即拥有烧结、炼铁、炼钢、轧钢和精整等设备的企业。美国钢铁工业总设备能力在1亿3千万吨/年以上,但近年来开工率颇低。 钢铁生产过程中形成多种废水。在这些废水中,有的仅温度有所升高,有的则含有某些污染物,包括:(1)悬浮物,如高炉煤气洗涤水中的瓦斯泥、轧钢冲铁皮废水中的氧化铁皮;(2)油,如焦化废水中的浮     

黑炭负载零价铁对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果及生物有效性影响

采用直接热解法和碳热还原法分别制备了黑炭(BC)和黑炭负载零价铁(BF)材料,通过土壤稳定化培养实验和盆栽实验,考察了BC和BF对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果及其对生物有效性的影响。实验结果表明,BC可提高土壤pH,BF则降低土壤的pH。在投加量为5 g·kg-1的情况下,处理30 d后,BC和BF对土壤中TCLP-Cu的去除率分别为76.99%和69.83%;BC对TCLP-Crtotal和TCLP-Cr(VI)去除率分别为91.07%和92.47%,BF对TCLP-Crtotal和TCLP-Cr(VI)的去除率均接近100%,两者均能有效降低土壤重金属迁移性。形态分析表明,投加BC和BF均促进了铜由酸可提取态向可还原态和可氧化态转化,同时使铬的酸可提取态降低,可氧化态增加。盆栽实验表明,BC和BF均大大降低了土壤中铜和铬的生物有效性,减弱了其由植物根部向地上迁移的能力。相比而言,BF在对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果、形态转化以及迁移性方面整体优于BC。     

铁炭微电解法降解1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的研究

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)是一种常用的离子液体,被越来越多地应用于精细化学品及药物的合成。由于其对水生生物有毒性的影响且难于生物降解,提出了采用铁炭微电解法来降解[BMIM]BF4,并探讨了影响处理效果的主要因素、工艺条件及其反应动力学。结果表明,影响铁炭微电解降解[BMIM]BF4的因素按从小到大的顺序为:炭铁比、反应时间、pH;铁炭微电解降解[BMIM]BF4的最佳工艺条件是:铁粉用量3 g/L、水样pH2.5、炭铁比2、反应时间为60~90 min;在此条件下,[BMIM]BF的去除率可以达到80%以上,且该降解反应为二级反应。     

异化铁还原细菌Klebsiella sp.KB52还原重金属Cr(Ⅵ)

以分离自海洋沉积物中异化铁还原细菌Klebsiella sp. KB52为研究对象,分析微生物异化铁还原过程对还原Cr(Ⅵ)的影响。菌株KB52是一株非典型耐铬细菌,在Cr(Ⅵ)浓度10～50 mg·L~(-1)范围内,该菌株生长受到明显抑制。当将Fe(OH)~3添加至培养体系,菌株KB52能够良好生长并具有铁还原性质,同时提高了Cr(Ⅵ)还原效率。Fe(OH)~3浓度为300 mg·L~(-1)时,菌株KB52细胞生长指标OD600和累积产生Fe(Ⅱ)浓度最高,分别是1.4760±0.04和(39.79±1.45)mg·L~(-1),Cr(Ⅵ)还原率(42%)是对照组的5.25倍。当柠檬酸铁作为电子受体,菌株KB52还原Fe(Ⅲ)效率最高,Fe(Ⅱ)累积浓度达到(109.87±1.27)mg·L~(-1),Cr(Ⅵ)还原率提高至67%。上述结果表明,菌株KB52能够利用可溶性和不可溶性Fe(Ⅲ)作为电子受体进行生长,同时其异化铁还原过程偶联Cr(Ⅵ)还原。研究结果可为利用异化铁还原细菌还原Cr(Ⅵ)提供理论依据,拓宽微生物治理重金属污染的应用范围。     

沈阳市固定燃烧源挥发性有机化合物2007年排放清单研究

挥发性有机化合物(VOCs)与.OH的反应是对流层臭氧形成的重要化学过程,是导致城市光化学烟雾的根本原因。为建立沈阳市固定燃烧源VOCs排放清单,选取了电力热力行业、钢铁行业和秸秆燃烧3个主要排放源进行研究。结果表明:(1)2007年,沈阳市固定燃烧源VOCs排放总量为8 544.539 t,其中排放量最大的是秸秆燃烧,为6 317.115 t;其次是电力热力行业,为2 225.780 t;最小的是钢铁行业,为1.644 t。(2)沈阳市各区县固定燃烧源VOCs排放量由大到小排序依次为新民市、法库县、东陵区、康平县、辽中县、于洪区、苏家屯区、大东区、沈北新区、铁西区、沈河区、皇姑区、和平区;VOCs排放强度由大到小排序依次为大东区、沈河区、铁西区、东陵区、皇姑区、和平区、于洪区、苏家屯区、法库县、康平县、辽中县、沈北新区、新民市。     

微生物硫氧化-硫还原回收垃圾焚烧飞灰中Cu和Zn

利用正交实验确定了飞灰中重金属生物淋滤浸出的最佳条件:pH 4.0、飞灰固体浓度1%和硫粉添加量5 g·L~(-1)。在此条件下,飞灰中Cu、Zn、Pb和Cd的去除率分别为47.3%、72.9%、12.4%和75.8%。通过氮气吹脱硫酸盐生物还原产生的H_2S,在pH为2.2和4.0时可分别以硫化物沉淀形式选择回收生物淋滤产生的淋滤液中的Cu和Zn。X射线能谱分析发现,沉淀得到的铜和锌纯度分别达90.6%和99.9%。X射线衍射分析铜沉淀的晶体类型主要为靛铜矿(CuS)、蓝辉铜矿(Cu_7S_4)和雅硫铜矿(Cu_9S_8);锌沉淀主要为纤维锌矿(ZnS)。综合分析,微生物硫氧化-硫还原可以以纯净硫化物形式回收飞灰中47.3%的Cu和64.0%的Zn。     

循环水养殖系统六级生物滤池运行效果分析

对硬头鳟(Oncorhynchus mykiss)和虹鳟(O. mykiss)鱼苗循环水养殖系统生物滤池运行效率以及其不同部位主要功能进行比较。于2017年5—11月,测定了六级生物滤池的基本水质指标(TAN、NO_2~--N和NO_3~--N等),并计算了六级生物滤池对TAN、NO_2~--N和NO_3~--N的去除率。于养殖中期,测定了六级生物滤池不同部位(BF1～BF6)的硝化速率、亚硝氮氧化速率和反硝化速率。结果表明:六级生物滤池对TAN、NO_2~--N和NO_3~--N的平均去除率分别为75.00%、44.00%和17.70%,其主要去除效果发生在BF1～BF3;六级生物滤池中BF1的硝化速率最高,与BF1较高的初始TAN浓度、充足的溶氧和最适pH有关;BF3的亚硝氮氧化速率最高,与BF3较高的初始NO_2~--N浓度有关;BF5的反硝化速率最高,与BF5较低的pH和较高NO_3~--N浓度有关。结果表明适当缩减生物滤池级数,并在循环水养殖系统中加入反硝化反应器,有利于提高系统运行效率。     

直接还原法回收铜渣中铁、铜和锌的热力学

为了实现铜渣中的铁与硅及其他元素分离,提出了含碳球团-转底炉直接还原工艺综合回收铜渣中的铁、铜和锌等有价元素,首先对水淬铜渣配碳还原进行了热力学分析,然后采用Fact Sage热力学计算软件中的Equilib模块对碳热还原过程进行了理论计算,研究了温度、碱度和配碳量等工艺参数,对水淬铜渣碳热还原产物组成及收得率的影响。计算结果表明:Fe的收得率主要受温度的影响较大,碱度的影响不大,配碳量有一定影响,铁的收得率最高可以达到91%以上;Zn的收得率主要受温度的影响较大,900℃左右达到最大;Cu的收得率最高可达99%,并且受上述因素的影响相对小。为了保证铁的收得率,建议优化的工艺条件为:配碳量(C/O比)大于1.2、还原温度大于1 200℃、碱度大于0.6。     

不同条件下Fe(Ⅲ)催化有机酸光化学还原 Cr(Ⅵ)的比较研究

为开发含Cr(Ⅵ)废水处理工艺提供必要资料,对不同条件下Fe(Ⅲ)催化有机酸光化学还原Cr(Ⅵ)进行了比较研究.研究结果表明,Cr(Ⅵ)的还原不仅受pH、Fe(Ⅲ)或有机酸的起始浓度以及共存阳离子的影响,而且还与有机酸种类有关.低pH的酸性条件有利于cr(Ⅵ)的光化学还原,在pH 3.0条件下经3h后的还原率达89.9％,在pH 5.0经3h后其还原率为37.3％.Fe(Ⅲ)或有机酸起始浓度增高会促进Cr(Ⅵ)的还原,在pH3.0和Fe(Ⅲ)浓度高于Cr(Ⅵ)浓度条件下导致在3h后Cr(Ⅵ)的光化学还原率达100％.共存Al(Ⅲ)或Cu(Ⅱ)会抑制Cr(Ⅵ)的光化学还原.由Fe(Ⅲ)催化3种有机酸对Cr(Ⅵ)的光化学还原作用大小次序为:酒石酸＞柠檬酸＞苹果酸.还对不同条件影响Cr(Ⅵ)的光化学还原可能机制作了讨论.     

铁碳材料还原NO络合吸收体系中Fe(Ⅲ)EDTA的性能

在湿法烟气脱硝中,Fe(Ⅱ)EDTA是一种常用的螯合剂,对NO有良好的络合吸收能力,但是Fe(Ⅱ)EDTA容易被O2氧化成对NO无络合能力的Fe(Ⅲ)EDTA。因此,选择合适的还原剂实现Fe(Ⅲ)EDTA的高效还原是络合脱硝的关键技术之一。比较了铁碳(Fe/AC)和铁粉(Fe)在不同搅拌速度下对Fe(Ⅲ)EDTA的还原,系统探讨了铁碳质量比、O2浓度、铁碳中Fe与Fe(Ⅲ)EDTA的摩尔比、pH值和Fe(Ⅲ)EDTA初始浓度对铁碳还原Fe(Ⅲ)EDTA的影响,考察了Fe/AC投加前后NO吸收效率的变化,同时通过BET、XRD表征技术对铁碳材料进行了分析。结果表明:Fe/AC能很好地再生Fe(Ⅱ)EDTA,从而提高NO吸收效率。提高搅拌速度、铁碳中Fe与Fe(Ⅲ)EDTA的摩尔比、Fe(Ⅲ)EDTA初始浓度,Fe(Ⅲ)EDTA的还原速率会相应增大;O2浓度及pH增大会降低Fe(Ⅲ)EDTA的还原速率。表征结果表明,铁碳表面形成的氢氧化物为γ-Fe OOH。     

印染污泥与铁尾矿磁化焙烧回收铁资源

我国铁尾矿累计堆存量超1×10¹⁰ t,主要为难选的赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等,由于脉石矿物组成复杂,重金属等有害杂质含量高,难以直接资源化利用。利用铁尾矿与印染污泥共同磁化焙烧,回收铁尾矿和印染污泥中铁资源,研究了焙烧温度、焙烧时间和印染污泥掺烧量对铁品位和铁回收率的影响及作用机制。最佳焙烧条件为,800°C、30 min、印染污泥掺烧量15%,对焙烧产物进行120 mT的湿法磁选,得到铁品位63.78%,回收率92.58%的铁精矿。铁尾矿中的针铁矿失水留下孔隙转化为赤铁矿,进而被还原为磁铁矿,其还原路径为FeO(OH)→Fe₂O₃→Fe₃O₄。SEM+MAPPING分析结果表明,磁化焙烧后赤铁矿和铝化合物的连生体被破坏,通过磁选可提升铁精矿品位及回收率。本研究可为印染污泥和铁尾矿的协同处理及资源化利用提供参考。     

四川省加油站挥发性有机物排放及控制现状

四川省汽车保有量2017年位列全国第7位,油品储运销过程中挥发性有机物(VOCs)排放压力巨大。利用排放因子法,结合四川省4 492座加油站的油品销售量,编制了四川省2017年加油站VOCs排放清单。另一方面,对四川省不同片区的VOCs排放特征及油气回收关键参数进行了现场实测。结果表明:四川省加油站VOCs排放量共12 294.54t,排放区域主要集中在成都市、绵阳市和宜宾市等地区;四川省四大片区VOCs排放浓度,加油环节攀西片区最高,达到7 076.86μg/m~3,卸油环节川东北片区最高,达到9 638.53μg/m~3,均是其他片区的2～3倍,加油和卸油环节排放的异戊烷最高占比(质量分数)可分别达到70.1%和67.4%;四川省油气回收系统达标情况仍然比较严峻,不达标率高达47%,密闭性和气液比不达标率尤为显著,集中式油气回收系统不达标率高于分散式。     

SCR脱硝在燃煤电厂超低排放中的适用性分析

通过流场模拟、化学动力学计算、并结合物理实验,全过程研究SCR反应器内烟气组分的动量/能量/质量传递及脱硝还原反应,计算在不同入口NO_x浓度下SCR出口NO_x和氨逃逸的排放量及空间分布,确定SCR在NO_x超低排放要求下的适用范围。研究结果表明,为实现NO_x50 mg·Nm~(-3)并同时满足NH_32.28 mg·Nm~(-3)的要求,2层SCR催化剂可处理的入口烟气NO浓度上限为240 mg·Nm~(-3),而3层SCR催化剂则可对NO浓度380 mg·Nm~(-3)的烟气实施超低排放治理,为合理选择SCR超低排放设计方案提供了数据支撑。     

鱼糜加工废水治理工程实例分析

采用凝聚回收-气浮-厌氧折流板反应器(ABR)-A/O工艺处理高浓度鱼糜加工废水.工程设计处理能力为800m3/d,进水COD为8 439 mg/L,处理后出水达到<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)一级标准.实际运行结果表明,该废水处理工艺不仅能保证出水水质,而且高效低耗,是一种切实可行的处理技术.     

火电厂排放CO_2的分离回收和固定技术的研究开发现状

本文论述了火电厂排放CO_2的分离回收和固定技术的研究开发现状,下述从火电厂排气分离回收CO_2的方法:(1)胺液吸收,(2)物理吸附,(3)膜分离,(4)O_2/CO_2燃烧及下述回收CO_2的固定方法:(1)物理固定(深海处置,EOR),(2)化学固定(CO_2有机合成),(3)生物固定(培养藻类),在技术上是可行的。但目前这些技术还处在基础试验阶段,离实用还有一段距离。今后应在现有的基础上继续试验研究,开拓思路,加强国际合作,争取在技术的实用性和经济性方面有所突破。     

中国燃煤电厂汞达标排放分析

通过对中国16家燃煤电厂32台机组的汞排放浓度开展手工监测和自动监测,分析得出:基于手工监测和自动监测的汞排放质量浓度分别为0.13~14.19、1.50~12.30μg/m3,平均值分别为4.83、5.08μg/m3。依照《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011),所有机组均达标排放;依照美国《汞和有毒气体排放标准》(MATS),手工监测和自动监测的数据显示,分别有66.7%、77.4%的机组汞排放超标。汞的排放浓度与煤种及煤中汞、碳含量存在关联。超低排放改造技术中,选择性催化还原(SCR)脱硝技术有助于烟气中汞的去除。     

雷州半岛土壤重金属分布特征及其污染评价

在雷州半岛采集了106个土壤表层样品,分析了其中8种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、Hg和As)的全量.结果表明,雷州半岛土壤重金属污染由高到低排序为Ni＞Cr＞Hg＞Cu＞Zn＞Cd＞As＞Pb,Zn、Cd、As和Pb质量浓度均没有超标,Hg和Cu质量浓度超标率亦不高,但Ni和Cr平均质量浓度达49.81、87.13 mg/kg,高于国内外其他对照区域,超标率分别为25.47%和24.53%;重金属元素在雷州半岛各土壤利用类型中分布规律不明显,按4种主要土壤利用类型受重金属污染程度大小排序为甘蔗地＞果园土＞水田＞菜地;雷州半岛土壤综合污染指数总平均为0.970,土壤总体上尚清洁,重金属污染处于警戒水平;雷州半岛各区域中,徐闻、雷州两地土壤重金属质量浓度明显高于其他地区,其主要原因是徐闻、雷州两地成土母质主要为玄武岩,造成土壤Cr、Ni及其他重金属背景值较高.     

硝基苯类废水的全混态零价铁-芬顿组合预处理工艺优化与工程验证

针对企业硝基氯苯装置产生的高毒性、难降解的硝基苯类废水,开发出全混态零价铁-芬顿组合预处理工艺,并分别优化了零价铁还原和芬顿氧化的工艺条件。结果表明,pH为2.0、零价铁投加量为220 mg/L时,废水中硝基苯类物质的去除率可达98.5%以上。出水pH约为3.0,继续投加3000 mg/L的H₂O₂,Fe²⁺投加比按C(Fe²⁺,mg/L):C(H₂O₂,mg/L)=1:10,1 h内COD去除率可达90%以上,且B/C由0.08提高到0.45。可见该组合预处理工艺可大幅削减废水毒性、改善可生化性,且直接运行成本仅为26.28元/吨,具有良好的环境和经济效益。     

生物铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的性能及机理

以活性污泥与生物铁作为修复剂,对比时间、pH、污泥投加量、Cr(VI)初始浓度对活性污泥、生物铁去除土壤中Cr(VI)的影响;考察生物铁对土壤中Cr(VI)的还原率;采用SEM、XRD、XPS对生物铁修复前后的Cr(VI)污染土壤进行表征分析。实验结果表明:在土壤中,生物铁对Cr(VI)的修复效果优于活性污泥,当pH为6.0,Cr(VI)初始浓度为300 mg·kg~(-1),生物铁和活性污泥的投加量均为19.57 mg·g~(-1),修复时间为45 d时,土壤中Cr(VI)经活性污泥与生物铁修复后浓度分别为31.42、19.69 mg·kg~(-1),去除率分别为89.52%、94.12%。生物铁修复土壤Cr(VI)以还原作用为主,吸附为辅。Cr(VI)污染土壤被生物铁修复后出现了FeOOH、Fe_3O_4以及Fe_3O_4与FeCr2O4的混合物,部分Cr(VI)被还原为Cr(III),铁被氧化为Fe~(2+)、Fe~(3+)。     

不同工艺再生水补给对景观湖水质变化的影响

再生水回用于景观水体过程中,为了比较不同再生水工艺对景观水体富营养化的影响,以"二级出水+BAF+O3+GFH"和"二级出水+O3"作为再生水处理工艺,以岸滤(bank filtration,BF)作为水质维持工艺,进行再生水景观水体水质保障技术研究。结果表明,"二级出水+O3"出水流量较大,水力流动快,每天运行24 h,平均出水流量25.5 m3/d,氮磷含量偏高;"二级出水+BAF+O3+GFH"出水的氮磷指标控制在较低水平,GFH出水流量8～14 m3/d,水力流动较缓,湖中出现蓝藻。2套系统中BF对NH4+-N的去除率分别为30.5%和20.8%。"二级出水+O3+BF"系统中人工湖进水TN平均浓度24.309 mg/L,TP平均浓度0.583 mg/L,N/P=41,适宜水网藻生长,对湖中N(主要是NH4+-N)、P有较强的去除能力;"二级出水+BAF+O3+GFH+BF"系统中人工湖进水TP<0.05 mg/L,适宜蓝藻生长。