改性SiO2气凝胶对废水中Fe3+的吸附性能

制备了改性SiO₂气凝胶，考察了经不同类型、不同配比的改性剂改性的SiO₂气凝胶对模拟含Fe³⁺废水的吸附处理效果。实验结果表明：改性SiO₂气凝胶的最佳制备条件为三甲基氯硅烷（TMCS）作改性剂，V（TMCS）#x02236;V（正己烷）=1#x02236;5；当改性SiO₂气凝胶加入量为75g/L、吸附时间为4h、Fe³⁺质量浓度为10mg/L时，模拟含Fe³⁺废水的Fe³⁺去除率为98.32%，剩余Fe³⁺质量浓度为0.168mg/L；采用改性SiO₂气凝胶动态吸附处理流量为420mL/h、Fe³⁺质量浓度为100mg/L的模拟含Fe³⁺废水，吸附后废水中剩余Fe³⁺质量浓度仅为0.196mg/L。     

改性沸石复合材料的制备及对废水同步脱氮除磷

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)溶液和LaCl3溶液对人造沸石进行改性,以实现其对废水的同步脱氮除磷。通过正交试验确定了改性沸石制备的最佳条件,并运用SEM、BET、EDS、FTIR、XRD和TG技术对改性沸石进行了表征。实验结果表明:改性可提高人造沸石对废水中氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)的去除率;改性沸石制备的最佳条件为HDTMA质量浓度12 g/L、LaCl3质量浓度9 g/L、HDTMA溶液和LaCl3溶液的体积比1∶5,固液比1∶90;采用该条件下制备的改性沸石吸附处理NH4+-N和TP的质量浓度分别为23.78 mg/L和11.78 mg/L的废水,NH4+-N和TP的去除率分别达96.88%和95.12%。表征结果显示,改性后,HDTMA和LaCl3有效负载于人造沸石表面,且未改变人造沸石的基本骨架。     

负载型金属催化剂的制备及印染废水的催化氧化处理

采用浸渍沉淀法制备负载型金属催化剂，考察了载体种类、活性组分种类、活性组分配比（n（Fe2+）∶n（Mn2+））、浸渍液浓度（以Mn2+计）、煅烧温度和煅烧时间对催化剂性能的影响。实验结果表明：活性炭负载FexOy-MnOx型催化剂具有较高的活性；将在浸渍液浓度0.5 mol/L（以Mn2+计）、n（Fe2+）∶n（Mn2+）=1∶2、煅烧温度250 ℃，煅烧时间8 h条件下制备的催化剂用于印染废水（COD=584 mg/L、色度500倍）的处理，在臭氧流量0.8 L/min、废水pH 7、催化剂加入量40 g/L、反应时间60 min的条件下，印染废水COD的去除率为83.2%；该催化剂具有良好的稳定性，连续使用6次后的COD去除率仍可达到61.1%。     

羟基磷灰石去除废水中的Fe3+

以天然磷矿粉制备的羟基磷灰石(HAP)作为吸附剂，处理模拟含Fe3+废水。实验结果表明，在HAP加入量为1.0g/L、初始模拟废水pH为3.00、反应温度为室温的最佳条件下，处理初始Fe3+质量浓度为150mg/L的模拟废水，反应90min后Fe3+去除率为99.89%，处理后模拟废水中Fe3+质量浓度为0.15mg/L，低于0.30mg/L，达到GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》的要求。     

沸石-壳聚糖吸附剂吸附废水中的Ni2+

采用沸石-壳聚糖吸附剂吸附废水中的Ni2＋。将粒径为180μm的天然沸石与脱乙酰度90％的壳聚糖混合，制成沸石一壳聚糖吸附剂。考察了沸石一壳聚糖吸附剂对模拟含镍废水中的Ni2＋静态吸附效果的影响因素。正交实验结果表明，在壳聚糖与天然沸石质量比为0．05、吸附剂加入量为14g/L、Ni2＋初始质量浓度为40mg／L、模拟含镍废水pH为6—7、吸附时间为40min的条件下，模拟含镍废水中Ni2＋去除率大于96％。对实际电镀含镍废水的动态吸附实验结果表明，NP的质量浓度由38．0mg／L减少到0．8mg／L，小于GB8978-96《污水综合排放标准》规定值（1．0mg／L）。     

吸附—光催化氧化法处理模拟亚甲基蓝废水

以粉煤灰基沸石为载体制备TiO2/沸石光催化剂,采用SEM和XRD对产物进行表征,并考察其对模似废水中亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性及再生后的催化性能.实验结果表明:光催化剂中的TiO2主要为锐钛矿晶型;MB降解过程遵循—级Langmuir-Hinshelwood动力学方程;当光照时间为3h、MB质量浓度为10 mg/L、废水pH为7、TiO2/沸石加入量为1.5 g/L时,MB废水的脱色率可达96.46％;经200 W超声波、450℃热再生处理40 min后,再生催化剂对废水的脱色率为73.04％;再生催化剂重复使用8次后,废水脱色率仍可达43.27％.     

粉煤灰-粉煤灰合成沸石对Cs~+的固化

以电厂废弃物粉煤灰为原料、采用碱熔-水热法制备了粉煤灰合成A型沸石(以下简称沸石),再以沸石对溶液中的Cs+进行分离富集,最后在碱激发剂的作用下以粉煤灰和吸附后的沸石制得地聚合物固化体。对固化体的性能进行了评价,并探讨了固化机理。实验结果表明:在吸附温度25℃、初始Cs+质量浓度100 mg/L、固液比10.0 g/L的条件下,沸石对的Cs+的吸附率达98%,比粉煤灰提高了2倍以上;沸石掺量为20%~30%(w)时,固化体的抗压强度符合GB 14569.1—2011要求,固化体中Cs+的42 d浸出率和累计浸出分数均远优于GB 14569.1—2011限值,表现出优异的抗浸出性能。     

改性高分子絮凝剂去除水中悬浮物和Hg2+

采用自制改性高分子絮凝剂巯基乙酰聚乙烯亚胺处理含Hg²⁺废水。实验结果表明：当Hg²⁺的质量浓度100 mg/L、絮凝剂的加入量3.7 mg/L、废水pH=5.0、浊度为0时，Hg²⁺的去除率达到88%；Hg²⁺和悬浮物在废水中共存时，当Hg²⁺的质量浓度100 mg/L、浊度127 NTU时，Hg²⁺和悬浮物可相互促进彼此的去除，浊度的去除率由40%左右增至95%以上；用该絮凝剂处理实际废水（Hg²⁺的质量浓度 20~25 mg/L、浊度126 NTU、pH=3.5），当絮凝剂加入量为4.2 mg/L时，Hg²⁺的去除率为84%，浊度的去除率为97%，且处理效果明显优于相同条件下的传统絮凝剂。     

常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺的研究

采用浸渍焙烧法制备了几种负载型催化剂，以偶氮染料模拟废水为处理对象，考察了这几种催化剂在常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺中的催化活性。研究结果表明，Fe／γ～Al2O3的催化活性和稳定性最好。处理质量浓度为500mg／L的甲基橙模拟废水，当Fe／γ-Al2O3和H2O2加入量分别为30g/L和330mg／L时，处理3h后，废水的脱色率为79．67％，COD去除率为80．92％，总有机碳去除率达72．88％。在上述相同工艺条件下，分别处理质量浓度为500mg／L的甲基橙、酸性橙和活性黑模拟废水，其中，甲基橙较易被降解，酸性橙次之，活性黑最难被降解。     

改性高分子絮凝剂去除水中悬浮物和Hg~(2+)

采用自制改性高分子絮凝剂巯基乙酰聚乙烯亚胺处理含Hg2+废水。实验结果表明:当Hg2+的质量浓度100 mg/L、絮凝剂的加入量3.7 mg/L、废水pH=5.0、浊度为0时,Hg2+的去除率达到88%;Hg2+和悬浮物在废水中共存时,当Hg2+的质量浓度100 mg/L、浊度127 NTU时,Hg2+和悬浮物可相互促进彼此的去除,浊度的去除率由40%左右增至95%以上;用该絮凝剂处理实际废水(Hg2+的质量浓度20~25 mg/L、浊度126 NTU、pH=3.5),当絮凝剂加入量为4.2 mg/L时,Hg2+的去除率为84%,浊度的去除率为97%,且处理效果明显优于相同条件下的传统絮凝剂。     

粉煤灰吸附—石灰沉淀处理高浓度含氟废水

采用粉煤灰吸附—石灰沉淀处理高浓度含氟废水.正交实验得到的最佳工艺条件为:反应温度10℃,石灰加入量3.0 g/mL,反应时间60 min,废水pH 6.88.在此最佳工艺条件下处理F质量浓度为150 mg/L的含氟废水,Fˉ去除率为97.53％.Mn2+,Fe3+,Mg2+,A13+,Zn2+单独存在时,随5种阳离子质量浓度增大,Fˉ去除率略有增加;当5种阳离子共同存在且质量浓度均大于500 mg/L时,Fˉ去除率下降.PO43-,SO42-,CO32-,NO3-单独存在时对Fˉ去除率影响不大;当4种阴离子共同存在且质量浓度均大于800 mg/L时,Fˉ去除率低于对照实验.     

Kinetics and thermodynamics of copper ions removal from wastewater by use of zeolite.

Natural Bulgarian zeolite was tested for its ability to remove Cu2+ from model wastewater. Influence of process variables was investigated. It was found that the optimum wastewater to zeolite ratio is 100:1 and the optimum pH value of water to be treated is 5.5 to 7.5. Zeolite with finer particles shows a higher uptake capacity. The simultaneous presence of Ca2+ and Mg2+ in concentrations similar to their concentrations in Bulgarian natural water does not significantly influence the uptake of Cu2+. Zeolite modification by treating it with NaCl, CH3COONa and NaOH increases its uptake ability. Copper ions are strongly immobilized by modified zeolite and secondary pollution of water caused by its contact with preloaded zeolite is very low (1.5-2.5% of Cu2+ preliminary immobilized have been released back into acidified water). Contacting with 2 mol dm(-3) NaCl can easily regenerate loaded zeolite; best results were obtained for zeolite modified with NaCl. Requirements of Bulgarian standards for industrial wastewater can be met by a one-stage process for an initial Cu2+ concentration of 10 mg dm(-3), and by a two stage process for an initial Cu2+ concentration of 50 mg dm(-3). Uptake of Cu2+ by zeolite from neutral wastewater has proved to be as effective as Cu2+ removal by precipitation of copper hydroxide. The process of Cu2+ uptake by natural zeolite is best described by the kinetic equation for adsorption. This fact, together with the correlation found between the Cu2+ uptake and the amount of Na+, Ca2+ and K+ released into solution by zeolite shows that the ion exchange sorption plays the basic role in Cu2+ uptake by natural zeolite. The value obtained for the apparent activation energy (26.112 kJ mol(-1) implies that the process can be easily carried out with a satisfactory rate. The uptake equilibrium is best described by the Langmuir adsorption isotherm, with Langmuir constants KL= 6.4 x 10(-2) dm3 mg(-1) and M = 6.74 mg g(-1). The apparent equilibrium constant found shows moderate affinity of zeolite for Cu2+. Values of deltaG degrees and deltaH degrees found show the spontaneous and endothermic nature of the process of Cu2+ uptake by natural zeolite.     

分步沉淀法处理酸性矿山废水

采用分步沉淀工艺处理酸性矿山废水,考察了工艺条件对废水中有价金属元素回收效果的影响。实验结果表明:Ca(OH)_2为适宜的废水pH调节剂;调节废水pH至4.00左右并投加0.05 mL/L的H_2O_2,可首先去除Fe~(2+)及Fe~(3+),得到富Fe渣(w(Fe)=51.00%);调节废水pH至6.00~6.50,先投加50 mg/L的Na_2S,去除废水中的Cu~(2+),获得富Cu渣(w(Cu)=10.89%),再将Na_2S的投加量增至100 mg/L,去除废水中的Zn与Mn,获得富Zn-Mn渣(w(Cu)=2.37%,w(Mn)=6.79%,w(Pb)=1.61%);进一步调节废水pH至8.40,可去除剩余的Zn、Mn及其他重金属。分步沉淀工艺处理后的废水可达标排放,产生的富Fe渣、富Cu渣及富Zn-Mn渣可直接出售或具有利用价值。分步沉淀工艺可实现有价金属元素的高效回收,大幅度降低废水处理的实际成本,值得工程应用与推广。     

羟基乙叉二膦酸镀铜废液的处理及Cu~(2+)的高附加值资源化回收

采用Na BH4还原法将羟基乙叉二膦酸(HEDP)镀铜废液中的Cu~(2+)制备成纳米铜粉,并采用聚丙烯酰胺(PAM)对还原反应后的废液进行絮凝处理。研究了n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)、还原反应温度、还原反应时间及PAM添加量对废液中剩余Cu~(2+)质量浓度的影响,并对回收的纳米铜粉进行了XRD和TEM表征。实验结果表明:当n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)=4∶6、还原反应温度为50℃、还原反应时间为2 h时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降低至1.1 mg/L,Cu~(2+)还原率达99.99%;可获得粒径为20~45 nm的近球型、高纯度、由多晶组成的纳米铜粉;当PAM添加量为10 mg/L时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降至0.35 mg/L以下,达到GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》(小于0.5 mg/L)的要求。     

Fe/SiO_2复合材料的制备及其对Cd~(2+)的吸附

以Na_2SiO_3为原料、聚乙二醇-2000为结构导向剂,采用溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备SiO_2微球,再以其为载体,采用液相还原法负载零价纳米铁,制得Fe/SiO_2复合材料。采用SEM,FTIR,XRD技术对Fe/SiO_2复合材料的形貌结构进行表征,研究了Fe/SiO_2复合材料对Cd~(2+)的吸附性能。表征结果显示,纳米铁以毛绒状负载在SiO_2微球上。实验结果表明,在溶液pH为5、n(SiO_2):n(Fe)=2、老化温度为70℃的最佳工艺条件下制备的Fe/SiO_2复合材料在25℃时处理Cd~(2+)初始质量浓度为35 mg/L的模拟含Cd~(2+)废水,Cd~(2+)吸附容量为28.10 mg/g。Fe/SiO_2复合材料对Cd~(2+)的吸附作用较符合准二级吸附动力学方程,对Cd~(2+)的等温吸附过程更符合Langmuir模型。     

Z系列多功能药剂用于处理油田废水

采用Z系列多功能药剂处理油田废水,使絮凝、阻垢、防腐和 杀菌过程一步完成。处理后水中总铁质量浓度≤0.5mg/L,Ca^2 、Mg^2 的质量浓度由1875mg/L降低到350mg/L,其他指标匀达到部颁标准。处理 后水的水质更接近地层水,具有良好的稳定性和配伍性。