抗坏血酸和铁系还原剂修复铬污染土壤

通过投加抗坏血酸(C₆H₈O₆)或铁系还原剂(FeCl₂,(NH₄)₂Fe(SO₄)₂,FeS)对重庆某化工厂的Cr污染土壤进行修复。除FeS外,其余3种还原剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率均达80%以上,稳定效率均超73%,且投加量为理论值3倍和4倍时的效果相差不大。C₆H₈O₆相比于铁系还原剂表现出更好的长期稳定性,4~30 d的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中Cr(Ⅵ)的浸出限值(1.5 mg/L)。投加3倍理论值C₆H₈O₆的土壤在30 d时的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度仅为0.83 mg/L,稳定效率高达98.3%。除FeS外,其余3种还原剂均显著增加了土壤中Cr的残渣态占比。FeCl₂和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂会导致土壤pH降低。4种还原剂均未对土壤晶体结构产生明显影响。     

干式还原法处理铬渣的机理及应用

采用干式还原法处理铬渣。在多级还原焙烧炉中于高温条件下，将过量的煤粉和铬渣混合后与O₂反应，经冷却、擦磨、磁分离后可得到铁精砂和处理后铬渣。介绍了干式还原法处理铬渣的机理和工艺参数。以3种铬渣试样进行应用试验，经多级还原焙烧—磁分离后，铬渣中的Cr（Ⅵ）质量浓度为0.05~0.18 mg/L，低于HJ/T301—2007标准中的要求（0.50 mg/L），可作为建材原料加以利用。磁分离得到的铁精砂产品中铁的质量分数大于50%，铁回收率大于70%。目前设计的多级还原焙烧炉单炉处理铬渣能力为150 kt/a，标煤消耗为35 kg/t，处理成本约为60元/t。     

Cr（Ⅵ）对活性污泥系统反硝化过程的影响

采用反硝化反应器,研究了Cr（Ⅵ）对活性污泥系统反硝化过程的影响。在进水Cr（Ⅵ）投加量2.5 mg/L条件下,活性污泥反硝化过程中COD和硝酸盐氮的去除率受到的影响较小,而在10.0 mg/L条件下受到的影响较大,COD和硝酸盐氮的去除率分别从最初的97.1%和99.0%降至70.6%和24.7%。在停止投加Cr（Ⅵ）后的恢复期内,反硝化系统可以逐渐恢复对COD和硝酸盐氮的去除,亚硝酸盐氮仍会有积累,但随着时间的延长可恢复至初始状态。硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮的过程比亚硝酸盐氮的还原过程更易受到Cr（Ⅵ）的影响。     

多酚原位固化茶渣对水中Cr（Ⅵ）的吸附

通过甲醛与茶渣中多酚类组分的反应制备了多酚原位固化茶渣吸附材料,并将其用于对水中Cr（Ⅵ）的吸附。表征结果显示：茶渣多酚的原位固化提高了其热稳定性,同时对茶渣粒料起到了修补增强作用。固化茶渣对Cr（Ⅵ）的吸附量随溶液pH的减小而增大。在吸附温度303 K、初始Cr（Ⅵ）质量浓度60 mg/L、吸附剂投加量1.0 g/L、吸附时间300 min、溶液pH为2的条件下,固化茶渣对Cr（Ⅵ）的吸附量为56.56 mg/g,去除率达94.3%。固化茶渣对Cr（Ⅵ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,吸附是一个自发的、吸热过程,303,318,333 K下的Langmuir饱和吸附量分别为83.26,107.64,129.20 mg/g。     

混合菌修复石油污染土壤

选取4种从石油污染土壤中分离出的石油降解菌（包括根瘤菌（A）、节细菌（B）、嗜盐菌（C）和芽孢杆菌（D）），对模拟石油污染土壤进行了微生物修复实验。考察了4种菌单独使用时的石油降解率，确定了混合菌的最佳配比和菌群的最优培养条件，并对比了微生物修复前后土壤的各项性质。实验结果表明：4种菌均可提高微生物修复石油污染土壤的修复效果，使用D菌时石油降解率最高；当混合菌的w（A）∶w（B）∶w（C）∶w（D）=12∶2∶21∶65时，在培养条件为混合菌接种量122.0 mL/kg、土壤含水率14%（w）、鸡粪加入量90 g/kg、麦糠加入量150 g/kg和表面活性剂加入量22 mL/kg的情况下，土壤的修复效果最好，40 d后石油降解率达66.95%；经混合菌修复的石油污染土壤，其肥力明显升高，脱氢酶、过氧化酶和脲酶的活性均升高，微生物数量也有明显增加。     

聚乙烯亚胺改性UiO-66-NH2对水中U(Ⅵ)的吸附

采用聚乙烯亚胺(PEI)改性氨基化锆基金属有机骨架材料(UiO-66-NH₂)制备了UiO-66-NH₂/PEI,利用XRD、SEM和FTIR对产物进行了表征,并将其用于吸附水中的U(Ⅵ)。考察了UiO-66-NH₂/PEI吸附U(Ⅵ)的影响因素,并研究了吸附动力学和等温线。实验结果表明:UiO-66-NH₂/PEI对U(Ⅵ)具有良好的吸附效果,PEI与UiO-66-NH₂质量比为30%、溶液pH为6、吸附剂投加量为80 mg/L、吸附时间为120 min、初始U(Ⅵ)质量浓度为10 mg/L时,UiO-66-NH₂/PEI对U(Ⅵ)的去除率达98.2%(303 K下);UiO-66-NH₂/30%PEI对U(Ⅵ)的吸附在60 min内达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,最大吸附量达452.49 mg/g。     

化学还原法在Cr污染土壤修复中的应用

综述了Cr的地球化学特性和毒理学特性、化学还原反应机理和作用特点,分析了原位和异位化学还原法在Cr污染土壤修复中的应用,并对技术的工程实践提出建议.     

炭化核桃壳对废水中Cr（Ⅵ）的吸附

制备了炭化核桃壳,采用SEM,EDX,FTIR等方法对炭化核桃壳进行了表征,研究了炭化核桃壳对废水中Cr（Ⅵ）的吸附效果。表征结果显示,炭化后的核桃壳为片状结构,且形成了大量的微孔,微孔数量的增加使得核桃壳的比表面积明显增大。实验结果表明,炭化核桃壳吸附处理含Cr（Ⅵ）废水的最佳工艺条件为：初始废水pH 2.0、炭化核桃壳加入量16 g/L、吸附温度25 ℃、转速150 r/min、吸附时间180 min,在此最佳工艺条件下吸附处理Cr（Ⅵ）质量浓度为20 mg/L废水,Cr（Ⅵ）去除率高达98.7%,最大吸附量为8.731 mg/g。Langmuir吸附等温模型可更好地描述炭化核桃壳对Cr（Ⅵ）的吸附过程,吸附属于单分子层吸附。拟二级动力学方程能更好地描述炭化核桃壳对Cr（Ⅵ）的吸附行为,此吸附过程以化学吸附为主控步骤。     

铬污染土壤处理中的铬含量及形态变化

采用FeSO_4和Na_2S作为还原剂处理铬污染紫色土壤,研究了还原过程中铬的含量及形态的变化。实验结果表明:当FeSO_4加入量为1.5%(w,下同)时,浸出Cr(Ⅵ)含量由(1 745.13±27.93)mg/kg降至(17.65±2.28)mg/kg,浸出总铬含量由(1 768.83±57.24)mg/kg降至(69.79±8.61)mg/kg,铬形态由水溶+碳酸盐结合态转变到较稳定的铁锰结合态;当Na_2S加入量为0.4%时,浸出Cr(Ⅵ)含量由(1 745.13±27.93)mg/kg降至(25.50±0.12)mg/kg,浸出总铬含量由(1 768.83±57.24)mg/kg降至(410.87±12.83)mg/kg,铬形态由水溶+碳酸盐结合态转变到铁锰结合态和有机结合态。     

Ti-MCM-41分子筛对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以发烟硅胶为硅源、钛酸四丁酯为钛源,采用水热合成法制备了一系列不同n（Si）∶n（Ti）的Ti-MCM-41分子筛,采用XRD、UV-Vis、BET及ICP技术对其进行了表征,考察了其对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能及重复使用性能。结果表明：制备的Ti-MCM-41分子筛保持了MCM-41的介孔结构,但随着Ti含量的增加分子筛的比表面积、孔径和总孔体积均降低;在初始Cr（Ⅵ）质量浓度为100 mg/L、Ti-MCM-41分子筛（投料n（Si）∶n（Ti）为40）投加量为1 g/L、吸附时间为60 min、吸附温度为323 K、溶液pH为6的条件下,Cr（Ⅵ）吸附率可达96.3%;Ti-MCM-41分子筛对Cr（Ⅵ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型;Ti-MCM-41分子筛的重复使用性能良好。     

铁矿石烧结烟气脱硫灰处理含铬废水

在分析铁矿石烧结烟气脱硫灰成分的基础上,利用脱硫灰中的亚硫酸盐还原废水中的Cr(Ⅵ),再加碱中和,通过沉淀去除铬。在初始废水pH 1.0、脱硫灰加入量0.06 g/mg(以Cr(Ⅵ)计)、振荡转速160 r/min、振荡时间25 min、中和pH 7.5的最佳工艺条件下处理模拟含铬废水,Cr(Ⅵ)质量浓度由10.00 mg/L降至0.18 mg/L,去除率达98.2%。最佳工艺条件下处理3种实际含铬废水,处理后出水的Cr(Ⅵ)和总铬的质量浓度及pH均满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》。实现了对脱硫灰的综合利用、化害为利和以废治废的目标。     

改性沸石负载纳米β-FeOOH对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用恒温水浴法制得纳米β-Fe OOH,将其负载在改性沸石(SMZ)上制得复合材料β-Fe OOH/SMZ。用β-Fe OOH/SMZ吸附溶液中的Cr(Ⅵ)。考察了吸附时间、溶液p H、初始Cr(Ⅵ)质量浓度等因素对其吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。实验结果表明:β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的最佳吸附时间为5 h,适宜的溶液p H为6.0;随着初始Cr(Ⅵ)质量浓度的增加,β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的吸附量逐渐增加;在β-Fe OOH/SMZ加入量为5.0 g/L、溶液p H为6.0、初始Cr(Ⅵ)质量浓度为250 mg/L、吸附温度为25℃的条件下,吸附量最高(为22.1 mg/g)。准二级动力学方程适用于描述β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的吸附过程。该吸附由多个过程共同控制,颗粒内扩散并非唯一控速步骤。Freundlich等温方程比D-R等温方程更适于描述Cr(Ⅵ)在β-Fe OOH/SMZ上的吸附行为,β-Fe OOH/SMZ对Cr(Ⅵ)的吸附为多层吸附。     

改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的吸附

采用甲醛-硫酸改性法制备改性核桃壳吸附剂,利用静态吸附法研究了改性核桃壳对模拟废水中低浓度Cr(Ⅵ)的吸附性能,并采用SEM和FTIR技术对改性前后的核桃壳进行表征。表征结果显示,改性后的核桃壳表面更粗糙,孔隙轮廓更清晰,更有利于对Cr(Ⅵ)的吸附。实验结果表明:在初始Cr(Ⅵ)质量浓度为20 mg/L、初始废水p H为1、吸附温度为30℃、吸附时间为100 min、改性核桃壳加入量为24 g/L的条件下,改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除率为98.4%,高于在相同条件下未改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除率(93.1%);改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的吸附更符合Freundlich等温吸附方程,对Cr(Ⅵ)的吸附行为满足拟二级动力学方程。     

白腐菌改性的中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以白腐菌的典型菌种黄孢原毛平革菌为改性菌种，对中药渣进行改性处理，研究了改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能。采用SEM技术对改性中药渣进行表征。研究了废水pH、改性中药渣加入量、吸附温度和吸附时间对Cr（Ⅵ）吸附效果的影响。表征结果显示，中药渣经过改性后表面出现许多孔隙，比表面积增大，为吸附Cr（Ⅵ）提供了更多的吸附位。实验结果表明：在初始Cr（Ⅵ）质量浓度50 mg/L、改性中药渣加入量5 g/L、废水pH 2、吸附温度45 ℃、吸附时间20 h的条件下，改性中药渣对Cr（Ⅵ）的去除率达99.5%，吸附量可达9.82 mg/g；改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程；准二级动力学方程能很好地对改性中药渣吸附Cr（Ⅵ）的数据进行拟合。     

磁性氧化石墨烯和磁性竹炭对Cr（Ⅵ）的吸附

制备了两种磁性碳基材料——磁性氧化石墨烯（MGO）和磁性竹炭（MBC），并将其用于模拟含Cr（Ⅵ）废水的吸附。采用SEM，BET，FTIR技术对吸附剂进行了表征。表征结果显示：MBC具有与MGO相似的薄片层结构，且MBC的BET比表面积更大（为32.872 6 m²/g），可为Cr（Ⅵ）提供大量的吸附位点。实验结果表明：向100 mL废水中加入20.0 mg吸附剂，在废水pH为1.0、吸附温度为30 ℃、初始Cr（Ⅵ）质量浓度为10.0 mg/L的条件下，MGO和MBC的平衡吸附时间分别为50，70 min，平衡吸附量分别为37.7，49.7 mg/g，吸附平衡时的Cr（Ⅵ）去除率分别为75.4%和99.4%;两种磁性材料对Cr（Ⅵ）的吸附均很好地符合Langmuir等温吸附模型;在酸性介质中，MGO和MBC的表面基团与HCr₂O₇^-和Cr₂O₇^2-之间有氢键作用。