CPC/CaO_2氧缓释复合材料的制备及其释氧性能探讨

利用过氧化钙(CaO2)遇水释放氧气的特性,采用混合法将CaO2载入到磷酸钙骨水泥(CPC)中,并通过挤出-滚圆造粒方法制备出CPC/CaO2氧缓释复合材料,旨在为污染地下水的好氧生物修复技术提供一种长期、高效的供氧源。由X射线衍射(XRD)分析可知,通过固相反应制取的CPC主要成分为Ca5(PO4)3(OH)和Ca10(PO4)6(OH)2,具有较快的固化时间和固化效果;CPC/CaO2氧缓释复合材料分3个阶段进行释氧,其中2、3阶段分别符合一级和零级释氧动力学特征,且其释氧速率和释氧周期得到明显改善。本研究成果可用于实际地下水修复工程,解决污染地下水原位生物修复过程中溶解氧(DO)的输送问题。     

地下水修复系统中释氧材料的改进及pH调控

在采用释氧材料的地下水污染修复系统中,释氧材料提供溶解氧的同时,往往造成体系pH的升高。针对这一问题,将过氧化钙(CaO2)、水泥、河沙、膨润土和KH2PO4按一定比例混合在一起制作了3种释氧材料,并在柱实验中观测了不同释氧材料对水体溶解氧(DO)及pH值的影响。实验数据表明,水泥对释氧材料的缓释作用明显,有助于保证释氧速率平稳,避免由于释氧材料反应过快所带来的高pH问题;在释氧材料中添加一定量KH2PO4(质量分数小于10%),可以起到缓冲体系pH值的作用,并且不会造成修复系统磷污染;电气石具有降低溶液高pH值的作用,以粒径为1～2 mm的电气石作缓冲介质可以将体系pH值由11.3降至10.2。     

地下水PRB原位生物修复中一种释氧材料的改进技术及效果分析

释氧材料经济有效的释氧是地下水原位生物修复的关键因素。实验通过在释氧材料中加入膨润土、磷酸二氢钾和硫酸铵等,改进释氧材料的性能。柱实验结果显示,该释氧材料释氧速率缓慢,释氧时间长,可以使溶液中DO长期保持在5 mg/L以上;另外,释氧材料中添加的缓冲剂及天然含水层介质对pH值有较好的缓冲作用,可以使pH值达到后续生物修复的要求。     

聚乙烯/CaO复合材料在堆肥条件下的降解性能初探

以光钙型环境友好塑料——聚乙烯(PE)/CaO复合材料作为研究对象,通过自制的污泥堆肥与材料老化综合反应器,利用扫描电镜(SEM)与傅立叶红外光谱(FTIR)分析仪对比研究了其在高温好氧堆肥条件下的降解情况。结果表明,PE/CaO复合材料在受控高温好氧堆肥条件下,具有比纯PE材料更优的可堆肥性能。PE/CaO复合材料的CaO颗粒能吸收堆肥环境中的H2O和CO2而生成相应的产物Ca(OH)2或CaCO3,发生涨大与脱落,从而使复合材料的表面产生孔洞,而这些孔洞不仅增大了材料与环境的接触面积,同时更为降解细菌进入材料内部提供了通道,大大加速了材料的降解速度。     

钙基脱硫剂高温固硫性能的影响因素试验分析

对含硫量为1．51％的大同煤，在不同的气氛和工况下加入钙基脱硫剂，并辅以添加剂，在800—1200℃的高温下开展了较为系统的试验和分析。与CaCO3和CaO相比，Ca（OH）2具有更好的高温固硫性能；Ca（OH）2、CaCO3和CaO在900℃左右均表现出很好的固硫率；氧化气氛较适用于1000℃以下固硫；高温取Ca／S比为2．0～2．5时较适合；按一定比例添加Fe2O3、SiO2和Al2O3配置的复合脱硫剂脱硫效率更高（试验值66．67％），复合添加剂能提高1000℃以上的固硫率，加宽了最佳固硫温度范围，且能维持比较稳定的高温固硫效果；不同条件下，CaSO4分解特性不同。     

青萍生长特征及其对受污染河水的修复效果

以浮萍优势品种青萍（Lemna minor）为研究对象,开展受污染河水修复。分析了青萍在不同营养盐浓度条件下的生长特征,探讨了青萍对受污染河水的修复效果。在表面积为0.0095 m2的限制空间条件下,青萍在1、2和5 mg总氮（TN）/L营养液中的生长特征都能较好地服从Logistic生长模型,受制约的临界鲜重（FW）分别为1.20、1.36和1.36 g;青萍对受污染河水中氮磷污染物具有较好的去除效果,氨氮（NH＋4-N）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为56.87%、1.22 mg/d和0.0466 mg/（g FW·h）,正磷酸盐（PO3-4-P）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为66.95%、0.25 mg/d和0.0088 mg/（g FW·h）。根据相关性分析,进水NH＋4-N和PO3-4-P浓度与其对应去除量之间极显著相关;青萍FW与NH＋4-N去除速率之间显著负相关,但与PO3-4-P去除速率之间不存在显著相关性;NH＋4-N进水浓度与去除速率相关性不显著,但PO3-4-P进水浓度与去除速率显著正相关。     

复合介质渗透反应格栅去除地下水中的氨氮

针对受低浓度氨氮污染的地下水,实验筛选组合了不同的反应介质,利用串联的多介质填充柱模拟渗透反应格栅,通过物理吸附及生物硝化-反硝化作用来实现氮的去除。结果表明,在进水氨氮浓度为10 mg/L、流速为0.5 m/d的条件下,模拟柱对氨氮的去除率达到98%以上,且不会出现亚硝酸盐及硝酸盐浓度的升高。水体经过释氧柱后溶解氧由2mg/L升高至10 mg/L以上,表明释氧材料可提供硝化细菌所需的好氧环境。好氧柱中填充易于生物挂膜的生物陶粒及对氨氮有较强吸附能力的沸石,二者联用通过生物硝化-物理吸附协同作用实现对氨氮的去除,其中生物作用实现的氨氮去除量占总去除量的50%左右。后续厌氧反应柱填充海绵铁除氧并利用松树皮颗粒作为碳源,创造反硝化菌生长条件,硝酸盐氮浓度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下,实现对好氧反应阶段所产生的硝酸盐的去除,避免了地下水的二次污染。     

无机抗菌剂在建筑涂料中的应用研究

研究了5种无机抗菌剂：锌型沸石抗菌剂、银型沸石抗菌剂、氧化锌晶须复合抗菌剂、纳米TiO2光催化抗菌剂和Ca10-x-yTixZny（PO4）6（OH）2复合抗菌剂在涂料中的应用.以对大肠杆菌（E.coli）的灭菌效果评价抗菌性能.结果表明：锌型抗菌涂料的抗菌效果较差,后4种类型抗菌涂料具有很好抗菌效果.但是,银型抗菌剂和氧化锌晶须复合抗菌剂在涂料中存在易引起涂料变色和难分散问题;纳米TiO2光催化型抗菌剂在涂料中易加快涂料老化;而Ca10-x-yTixZny（PO4）6（OH）2复合抗菌剂既具有良好的抗菌性能,又对涂料的基本性能没有影响,它能够应用到抗菌涂料中.     

Ca5（AsO4）3OH的溶解度与稳定性研究

通过在不同pH值,温度等条件下Ca5（AsO4）3OH的溶解,确定其稳定存在的pH值范围,得出它的溶度积和生成的自由能（ΔG0f）。结果表明,Ca5（AsO4）3OH在水中的溶解度和稳定范围与pH和温度有关,在酸性条件下（初始pH=2）它的溶解度较大,而且在水中的溶解度随着温度的升高而降低。利用PHREEQC程序计算确定Ca5（AsO4）3OH的溶度积为10-40.86,生成自由能ΔG0f为-5 063.53 kJ/mol。利用JADE5软件计算得到其晶格参数a=b=9.696,c=6.967和晶胞体积为567.304 3。     

场地污染土壤和地下水修复中受监控的自然修复/恢复技术的应用与研究进展

场地污染土壤和地下水的修复可以分为两个阶段,第1阶段是以消除对人体可能产生的健康风险为主要目标的工程修复,第2阶段是以消除对生态环境的影响为主要目标的自然修复/恢复.受监控的自然修复/恢复技术和强化自然修复/恢复技术具有成本低廉、修复作用持续等优点,在场地污染土壤和地下水的修复中具有广泛的应用潜力,其在消除生态影响和规避修复工程风险方面的作用是工程修复无法取代的.介绍了受监控的自然修复/恢复技术的4种主要途径及其在欧美国家污染土壤和地下水修复中的应用情况,提出了受监控的自然修复/恢复技术的方法步骤,以及这项技术在中国污染土壤和地下水修复中的应用潜力,以期为中国在受监控的自然修复/恢复技术上的科学研究和修复实践提供参考.     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究

根据EPA1311、HJ／T299—2007、HJ／T300—2007和HJ557—2009等国内外不同标准，研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性，探讨了六硫代胍基甲酸（sixthioguanidineacid，SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodiumdimethyldithiocarbamate，SDD）和Ca（OH）2浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明，随着浸提液pH的降低，该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大，焚烧飞灰浸出液中的cd、Ni、Ph和zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085．3—2007）规定值的4．75倍、1．47倍、6．72倍和2．20倍，属于危险废弃物，必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0．1mol／kg时，稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准，且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）2；当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）2加入量为0．5mol／kg时，稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB5085．3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）：相比，SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

改性剂协同热脱附多环芳烃污染土壤效率提升研究

通过对多环芳烃(PAHs)污染土壤的异位热脱附实验，探究了碱基类(Ca(OH)₂、CaO、NaOH)、氧化类(过硫酸钠、过氧化苯甲酰、过碳酸钠)和其他类(FeCl₃、CuCl₂、颗粒活性炭)改性剂对PAHs热脱附效率的提升作用，优选最佳改性剂及配比。3类改性剂的优选结果为2.0%(质量分数，下同)Ca(OH)₂、5.0%过氧化苯甲酰和5.0%FeCl₃。添加2.0%Ca(OH)₂在300℃下脱附10 min、添加5.0%过氧化苯甲酰在200℃下脱附60 min或添加5.0%的FeCl₃在150℃下脱附60 min均可使各PAHs组分残留量达到《场地土壤环境风险评价筛选值》(DB11/T 811—2011)的修复标准。添加2.0%Ca(OH)₂对土壤PAHs热脱附去除效果最好，300℃下PAHs热脱附去除率最高，可达96.31%,而5.0%过氧化苯甲酰对PAHs热脱附去除率提升更明显。     

不同Ca/P比下碳酸根对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响

以模拟污水处理厂污泥厌氧消化液为处理对象,进行磷酸钙沉淀除磷小试实验,考察了不同Ca/P物质的量比下碳酸根(CO2-3)对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对沉淀产物进行表征。结果表明,磷酸钙沉淀反应是一个快速过程,CO2-3的存在并未改变这一显著特征。磷酸钙沉淀反应过程中,CO2-3的存在降低了磷的去除率,改变了沉淀物形貌、结构和组分;实验设定范围内,磷酸钙的过饱和度越高,越难形成晶体态羟基磷灰石((Ca5(PO4)3OH,HAP);当pH值为9.0,Ca/P比为1.67时,CO2-3取代HAP晶格中的PO3-4,形成碳磷灰石(CHAP);当pH值为9.0,Ca/P比为3.33和5.01时,CO2-3和PO3-4之间竞争,形成碳酸钙(CaCO3);增大Ca/P能有效提高磷的去除率,降低CO2-3对磷酸钙沉淀反应的抑制作用,但综合考虑实际效果,选择Ca/P比为3.33作为适宜的反应条件。     

复合赤泥在高浓度含磷废水处理中的应用

赤泥与石灰粉（CaO和Ca（OH）₂）按不同比例混合制成复合赤泥，通过投加实验考察了复合赤泥的除磷效果。结果证明，对于磷酸盐浓度为45 000 mg/L左右（以P计）的酸性工业废水，复合赤泥（赤泥与Ca（OH）₂按质量比1：1混合）投加量为240 g/L，去除率为99.97%；对于10 mg/L左右的含磷废水，赤泥的最佳投加浓度为15 g/L，上清液磷浓度可降至0.30 mg/L，出水低于0.5 mg/L的排放标准。根据以上研究结果，提出了对高浓度酸性磷酸盐废水的处理宜采用复合赤泥再加原状赤泥的二级处理方法。     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究简

根据EPA 1311、HJ/T 299-2007、HJ/T 300-2007和HJ 557-2009等国内外不同标准，研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性，探讨了六硫代胍基甲酸（sixthio guanidine acid，SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodium dimethyl dithio carbamate，SDD）和Ca（OH）₂浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明，随着浸提液pH的降低，该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大，焚烧飞灰浸出液中的Cd、Ni、Pb和Zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085.3-2007）规定值的4.75倍、1.47倍、6.72倍和2.20倍，属于危险废弃物，必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0.1 mol/kg时，稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准，且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）₂；当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）₂加入量为0.5 mol/kg时，稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB 5085.3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）₂相比，SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

底泥修复对城市污染河道水体污染修复的影响研究

为开发城市黑臭河道的有效治理方法，利用人工模拟河道就河道底泥对上覆水体的二次污染、底泥污染生物修复对其氮磷营养盐释放及河道水体污染生物修复的影响进行了研究，并对实验结果进行了工程现场应证。研究结果表明：河道污染底泥生物修复状况对上覆水体水质产生大的影响，在底泥不加修复时，底泥污染物释放使水体COD、TP、NH₃-N浓度分别达到30～35 mg/L、0.4～0.5 mg/L和3.0 mg/L，底泥修复后分别为15～20 mg/L、0.1 mg/L和2.5 mg/L；底泥G值（y）与底泥氮、磷污染物释放量（x）呈负相关关系，关系式分别为：y=0.5124x-0.1394（R₂=0.9222），y=0.17772x-0.4781（R₂=0.8701）；结合底泥的生物修复，采用曝气增氧投加生物制剂措施对水体进行生物修复时COD、NH₃-N和PO^3-₄的去除率分别提高13.6%、25.0%和15.7%；对古廖涌的现场治理工程表明，在未对河道底泥进行生物修复的情况下，经过氧化塘预处理河道水体增氧-水体原位强化生物修复等措施的治理，河道中、下游水体又逐渐恢复黑臭，在对河道底泥进行修复后，河道污染水体水质得到显著的改善和提高。     

CaCO3类吸收剂净化焚烧烟气中HCI气体的研究

通常烟气中的酸性气体采用Ca（OH）2净化，然而当烟气温度在300℃以上时，Ca（OH）2喷入到烟气中将快速生成CaCO3。研究了两种CaCO3的反应特性，比较了200-900℃内CaCO3类吸收剂和Ca（OH）2与烟气中HCl气体的反应率，发现在600℃左右和800℃及以上，CaCO3类吸收剂的反应率与Ca（OH）2相当或更高；CaCO3类吸收剂、特别是改性CaCO3可替代Ca（OH）2作为干式净化HCl气体的吸收剂，合适的反应温度在600℃左右。     

污泥回流比对厌氧/好氧工艺除磷效果影响的研究

以长距离输送的合流制污水为进水,考察不同污泥回流比下厌氧/好氧(A/O)工艺对COD、N、P的去除效果,深入研究污泥回流比对生物除P代谢过程的影响.结果表明,污泥回流比对COD及NH+4-N的去除没有明显影响,但对TN、TP、PO3-4-P的去除影响较大.随着污泥回流比的增大,聚磷菌(PAO)的厌氧释P量逐渐减小,P的去除率逐渐降低.减小污泥回流比,可延长A/O工艺厌氧池实际HRT,增加PAO在厌氧池可有效利用的碳源,使PAO在厌氧池充分释P,从而提高除P效率.     

水体中常见无机阴离子对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响

选择了5种水体中常见的阴离子（Cl^-,SO4^2-,HPO4^2-/HPO4^2-,HCO3^-/CO3^2-和NO3^-）,分别考查了其对TiO2薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的影响;从上述离子的光吸收,对.OH的捕获及其生成的相应的无机自由基的氧化作用以及与甲醛的竞争吸附3个方面讨论了上述离子影响TiO2薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的原因。结果表明,HCO3^-/CO3^2-对TiO2薄膜光催化降解甲醛具有抑制作用,Cl^-和SO4^2-的影响不大,H2PO4^-/HPO4^2-和NO3-具有促进作用。造成上述结果的主要原因是HCO3^-/CO2^3-具有很强的.OH捕获作用;Cl^-,SO4^2-对.OH捕获作用以及竞争吸附都较弱;H2PO4^-/HPO4^2-在TiO2表面具有较强的吸附能力,释放出的H＋起到了酸催化剂的作用;NO3^-在紫外光的照射下可以产生.OH,此外NO3^-作为电子受体而降低了TiO2表面光生电子和空穴的复合几率。     

电厂脱硫灰烧成硫铝酸盐水泥的试验研究

电厂脱硫灰由于成分复杂和高硫高钙的特点,为其综合利用造成了很多困难.试验证明,只需添加部分CaO或CaCO2,用脱硫灰作生料即可在1 300℃左右烧成硫铝酸盐水泥.这种方式可以完全利用脱硫灰中的游离CaO,CaCO3,Ca(OH)2和含硫矿物CaSO3与CaSO4,使其转化为水泥熟料矿物,如硫铝酸钙(Ca4Al6O12SO4)、硅酸二钙(Ca2SiO4)等,还能完全利用脱硫灰中的未燃烬碳,因而能达到物尽其用,是一种全新高效的利用方式,具有广阔的应用前景.