超支化聚合物制备及其在水处理中的研究进展

为进一步改善水环境质量,提高水处理效率,开发新型高效的水处理剂尤为重要.聚合物作为一种常见的水处理剂,能够借助自身聚合特性与各类污染物通过静电力、氢键等作用力结合,从而高效分离水体中污染物.超支化聚合物是一类高度支化、具有三维结构的大分子聚合物,该聚合物支化位点多、末端官能团丰富、分子链不易缠结,且易接枝改性、易修饰,能够合成多种功能化新材料.本文根据超支化聚合物的不同末端官能团结构,分别综述了3种超支化聚合物(端氨基超支化聚合物、端羟基超支化聚合物、端羧基超支化聚合物)的合成制备,并研究超支化聚合物的接枝改性及其在水处理中的应用.由于超支化聚合物独特的三维大分子结构和丰富的末端官能团(—NH2、—COOH、—OH等),超支化聚合物及其接枝改性产物能够在多种污染水体(重金属废水、染料废水、含油废水等)中表现出高效去除性能.今后,可进一步对超支化聚合物的接枝改性进行深入研究,制备新型超支化复合材料,以提高超支化复合材料的循环再生及再使用性能,提升水处理效能,降低处理成本,为研发新型环境友好型的水处理剂提供理论基础和技术支撑.     

新型钢渣水处理剂去除水体污染物的研究现状

钢渣是炼钢生产过程中产生的固体废弃物,具有较高的碱度、机械强度和比表面积。钢渣化学成份较复杂,直接排放会对环境造成严重的污染,加强钢渣的处置及综合利用具有重大意义。作为一种新型的水处理剂,钢渣用于去除水体污染物不仅减少了水体、土壤等生态环境的污染,而且达到了以废治废的目的。文章分析了钢渣水处理剂去除水体污染物的作用机理,认为钢渣水处理剂对水体中污染物的去除主要通过吸附和沉淀两种作用,而还原作用和离子交换作用相对较小。阐述了钢渣水处理剂处理重金属废水、有机废水和无机废水的研究现状,提出了在开发液态钢渣新型处理工艺的基础上,实现钢渣水处理剂的应用。     

基于HBPs接枝的PVDF膜亲水改性及抗污染性能

在聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜表面接枝超支化聚合物聚乙烯亚胺（HPEI）,并通过环氧丙醇与氨基的开环反应在PVDF膜表面形成高密度的多羟基结构,实现PVDF膜的亲水改性.实验对膜的表面亲水性、抗粘附性能和抗污染性能进行表征,并采用原子力显微镜（AFM）测量膜与污染物探针之间的粘附力以进一步探究改性膜的抗污染机理.实验结果显示,改性后,PVDF膜的接触角从85°减小至42°,润湿时间从20s缩短至10s,表面亲水性显著提高;在静态吸附实验中,改性膜表面粘附的蛋白质和多糖数量明显减少;在动态污染实验中,改性膜的水通量恢复率（FRR）较高,不可逆通量下降率（IFR）较低,说明其较强的抗污染性能.AFM界面粘附力的测试结果表明污染物探针与改性膜面的粘附力较弱,进一步证实改性膜表面丰富的亲水基团以及超支化结构的位阻效应可以有效改善PVDF膜的抗污染性能.     

石墨烯复合材料在水处理中的应用研究

新型碳材料石墨烯,因其比表面积大,物理、化学特性优异,通常作为吸附剂或复合材料载体,用于难降解有机废水处理.载体石墨烯改性后,可优化复合材料性能,包括溶解性和可控性.基于复合材料制备,选取典型污染物废水,如染料废水、苯酚废水、农药废水,从吸附处理和催化降解两方面展开,简要介绍石墨烯复合材料的应用研究及作用效果,显示出复合材料可有效提高污染物降解效率,回用效果好.此外,石墨烯复合材料在回用及实际应用方面仍有待进一步研究.     

活性炭纤维在水处理中的应用现状

活性炭纤维(ACF)是有机纤维材料经碳化、活化制成的一种新型吸附材料,具有独特的物理、化学结构和吸附速度快、容量大、含碳量高、再生容易的特点,比传统活性炭具有更好的吸附性能,应用前景广阔,目前已用于水质净化、废水的常规处理和深度处理、回收废水中有用物质等方面,而且处理效果明显、应用价值高.但由于其价格较高、对大分子污染物的吸附性较差等因素,使得活性炭纤维在水处理中的广泛使用受到一定程度的限制,因此,应当对其加强开发研究,拓宽在水处理中的应用范围.     

蒙脱石粘土改性吸附剂处理印染废水实验研究

通过实验得到天然蒙脱石粘土改性和提高蒙脱石粘土吸附剂处理印染废水效果的方法,阐述了蒙脱石粘土改性和吸附有机污染物的机理。研究结果表明,天然蒙脱石经钠化和无机聚合物改性处理后,大幅度地提高了天然蒙脱石粘土对有机污染物的吸附能力。改性粘土吸附剂在投加量为0.1％时,处理红色印染废水,COD去除率85％,脱色率88％以上;处理兰色废水,COD去除率94％,脱色率达98％。处理后的水质达到回用要求。模拟实验表明,该吸附剂对含有各种类型染料的印染废水都有稳定的处理效果。本研究为印染废水处理提供了廉价高效的吸附剂。     

共价有机骨架复合材料去除水体中重金属离子的研究进展

共价有机骨架复合材料（covalent organic framework composites,COFs）是由轻元素C、O、N、B等以强共价键结合而成的一类具有二维或三维晶体结构的新兴多孔聚合物材料.由于它们具有孔道有序可调、比表面积大、孔隙率高、结构稳定及官能团丰富可进行后修饰等优点,在污染物吸附去除领域受到了广泛关注.本文总结了COFs复合材料的最新合成策略（"自下而上"、合成后修饰和混合合成策略）和COFs复合材料在水体中去除重金属离子方面的研究进展,并对其应用前景进行了展望.近年来,运用吸附方式从环境水体中去除重金属离子在环境治理领域颇受关注.COFs复合材料作为一种新型多孔结晶材料,具有优异的吸附性能,可从水溶液中有效去除重金属离子,因此具有广阔的应用前景.COFs复合材料吸附重金属离子的方式由化学吸附和物理吸附组成,且化学吸附占主导地位.现有的COFs复合材料合成方法因其存在时间较长、成本较高及产率较低等缺点,阻碍了其在环境分析领域中的实际应用,为增加效率、节约成本及实现工业化生产,迫切需要进一步开发合成COFs及复合材料的更多新方法.      

新型三维多孔光热材料制备及其高盐废水处理应用

高盐废水处理存在处理难度大和能耗成本高等问题.近年来发展的界面光蒸汽水处理技术以绿色、高效和低能耗等特点成为了目前水资源回收利用领域的研究热点.本研究以纤维状结构的碳化氮（h-CN）修饰石墨烯（r-GO）,通过水热反应制备了新型三维多孔石墨烯复合材料（3D h-CN/r-GO）,并以硝基苯和苯酚作为模拟污染物,考察了其光热蒸发处理高盐废水的性能.研究结果表明,所制备的3D h-CN/r-GO材料具备宽光谱吸收范围和多级孔道结构,并呈现出快速热响应的特点.在模拟太阳光照条件下,光蒸汽转化效率可达90.4%.并且在处理过程中可实现硝基苯和苯酚等常见挥发性污染物的吸附,其吸附容量分别为67.6 mg·g^-1和57.5 mg·g^-1.而且,3D h-CN/r-GO可实现长时间稳定的光热水体蒸发回收,且对污染物及盐分截留率高达98%左右,冷凝水体达到污水处理的排放标准.因此,本研究为高盐废水的低能耗和低成本处理提供了一种新的技术.     

水处理剂的绿色化及其在印染废水中的应用研究

印染废水存在污染重、处理难等污染特征,对水环境的生态安全造成严重影响和潜在威胁,使其成为污废水治理研究的重点领域.不同水处理剂的处理效果差异大,通过对比传统水处理剂与绿色水处理剂的技术参数,绿色水处理剂体现了处理高效、环境友好、功能多元的技术优势.同时对绿色水处理剂在印染废水处理中的应用状况进行了评价,分析了关于绿色水处理剂的研发、应用过程中的问题与不足,并对未来绿色水处理剂的研究发展方向进行了展望.     

抗生素与重金属复合污染废水处理的研究进展

随着越来越多的污染物进入环境,水体抗生素和重金属复合污染问题已引起学者们的关注.在归纳和总结抗生素和重金属相互作用机理的基础上,综述了抗生素和重金属复合污染废水主要处理技术的研究进展,并总结了其作用机理及优缺点.结果表明:抗生素和重金属的相互作用主要受到抗生素官能团的种类、重金属离子的类型和溶液pH的影响;吸附法是当前应用最多的方法,而光催化法和人工湿地法具有广阔的应用前景,将絮凝剂或零价铁基改性能够增强抗生素和重金属复合污染废水的处理效果,各种方法相结合对处理水体抗生素和重金属复合污染有较大潜力.建议今后研究应着重关注以下几个方面:①各种处理技术在实际环境水体中的应用;②复合污染的环境影响及相关法规标准的制订与完善;③新污染物抗性基因的生成机理及其影响因素.      

硫酸盐还原菌处理含硫酸盐有机废水的原理及其应用

含硫酸盐有机废水多元污染物并存,严重影响水体生态环境,危害人体健康,是目前水污染控制领域面临的难题与关注的焦点。在目前所采用的生物法水处理中,硫酸盐还原菌(SRB)是降解该类废水的关键微生物。重点阐述了SRB处理含硫酸盐有机废水的原理和相关技术的研究进展,详细介绍了SRB的分类、相关检测技术及其在水处理领域的应用现状和存在的问题,并通过分析SRB在醇类、羧酸、烃类和大分子有机物降解方面的应用,指出将硫酸盐最终转化为单质硫并回收高纯度硫是SRB处理含硫酸盐有机废水今后的发展方向。     

改性硅藻土在污废水中应用现状及发展趋势

为了更好地探索改性硅藻土在水处理领域的应用,介绍了硅藻土的三类改性方式(无机改性、有机改性、活化处理)与基本原理,总结了国内外应用改性硅藻土处理生活污水、含重金属离子废水、造纸废水与印染废水的研究现状,讨论了改性硅藻土作为一种新型吸附材料在水处理领域的发展趋势与挑战。     

生物炭材料在水体有机污染治理中的研究进展

随着工农业的发展,大量有机物被排入水体,造成水生生态系统严重破坏。生物炭及其改性材料以其优良的理化特性,在水处理中发挥着越来越重要的作用。该文分别从去除机理、影响因素、改性方法等方面进行了总结分析,对在应用过程中存在的问题进行了探讨,指出低成本高吸附性能新型生物炭的研发、生物炭与催化剂及微生物联合应用技术的深入研究以及生物炭对新型污染物去除机理研究等将会成为今后生物炭在污染治理领域的研究重点。通过对生物炭及其改性材料在水体有机污染处理中研究进展的综述,以期为生物炭及其改性材料在水处理中的应用提供有价值的借鉴和参考。     

炼化一体工业废水污染物全过程控制

针对当前炼化一体工业废水污染物治理存在"重末端,轻过程"的问题,从全过程控制实现该类废水的污染物减排。依据炼油及化工废水特征采用经济高效的技术措施形成"源头─过程─末端"的全过程减排链。在生产过程推行清洁生产,从源头控制减少污染物的产生;通过预处理资源化利用废水中污染物,强化降解对末端处理影响大的污染物,过程控制减少污染物排放;末端分质处理性质不同的炼油与化工废水,确保废水达标排放。     

新型废水处理剂──膨润土

膨润土具有一系列特殊性质，在工农业生产中应用很广。80年代后，国外将膨润土作为新型水处理剂用于工业及生活废水处理，美国用于处理造纸厂、纺织厂、电镀厂的废水，俄罗斯、德国用于处理含氟、氰等毒性废水，日本在处理废水的配方中也广泛使用膨润土。我国从SO年代末开始试验研究膨润土在环境保护领域中的应用．至今仍处于起步阶段。膨润土吸水后体积膨胀10～30倍，可以吸附水中的有机物，还可以通过离子交换反应吸附水中的阳离子。天然膨润土一般含Ca~(2+)，如作为水处理剂需经改性处理。改性后的膨润土称为改性膨润土或活性膨润土。…     

PDMDAAC改性膨润土处理染料废水的实验研究

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土,被广泛应用于染料废水脱色、有机废水处理等领域.实验以寻求一种新型水处理剂为目标,采用膨润土为原料,PDMDAAC为改性剂,制备新型改性膨润土——PDMDAAC改性膨润土,并应用于染料废水处理中.PDMDAAC改性膨润土最佳制备条件为改性剂为6 g原土投加量为12 g、改性时间为40 min、改性温度为45℃.单因素实验确定PDMDAAC改性膨润土处理分散深蓝染料废水100 mL的最佳处理工艺条件为:改性膨润土投加量为3 g、pH9、搅拌时间为45 min、搅拌速度250 r/min,分散深蓝染料废水原水浓度为100 mg/L.正交实验对工艺条件进行验证,结果表明:分散深蓝染料废水100 mL,分散深蓝染料废水原水浓度小于150 mg/L,改性膨润土投加量为3 g,搅拌时间60 min,搅拌速率为250 r/min,pH为9,在此基础上进行实验,染料废水脱色率可达98％.     

重金属捕集剂的应用进展研究

从源头减少重金属排放是控制重金属污染的重要途径,采用重金属捕集剂处理含重金属废水时,不仅可有效去除重金属,得到的沉淀渣可进一步回收处理,具有广泛的应用前景.重金属捕集剂结构可分为线性结构及空间立体架桥结构,捕集剂的作用机理主要通过官能团与重金属离子配位结合,生成不溶性螯合物沉淀,均对废水重金属具有良好的去除效率.生产成本较高是制约其广泛应用的一个主要因素,开发成本低廉、高效、工艺简单的重金属捕集剂,并寻求与其他改性技术联用,是重金属捕集剂的重要研究方向.     

改性淀粉絮凝剂的性能研究

介绍了合成淀粉接枝丙烯酰胺淀粉改性高分子絮凝剂,考察了淀粉单体浓度、引发剂浓度、投料顺序对絮凝效果的影响,并将其处理模拟废水,考察了其絮凝性能。实验结果表明:引发剂浓度为3.0×10-3mol/L,淀粉用量为5g/200(mL.溶液),先加入引发剂后加入单体有利于接枝共聚。     

膨润土改性及其在分散大红溶液脱色处理中的应用

采用新型无机—有机改性方法，对浙江临安膨润土进行改性，有效地将双长链阳离子表面活性剂引入膨润土层间，从而提高了有机膨润土的亲油性和对废水中有机污染物的吸附能力。     

新型除磷剂应用于滇池富营养化水体的试验研究

对新型除磷剂应用于滇池富营养化水体的污染治理进行了相关的试验研究。小试及现场扩大试验表明:新型除磷剂能有效去除滇池水体中的磷,对磷酸盐的去除率可达94.7%,对总磷的去除率可达85%,同时对水体中的其他污染物也具有一定的去处效果。经新型除磷剂处理后的富营养化水体的透明度有明显上升,水体中的藻类降低明显。同时,新型除磷剂的底泥覆盖作用有效地防止了底泥中的污染物重新释放到水体中造成二次污染问题。