铝炭微电解去除废水中六价铬的可行性研究

以铝屑和活性炭微粒为原料,采用铝炭微电解的处理方法对重金属废水中Cr（Ⅵ）的去除效果进行了研究,考察了反应时间、铝炭质量比、初始pH值、震荡速度、震荡时间等因素对Cr（Ⅵ）离子去除效果的影响.采用扫描电镜（SEM）、比表面积分析仪（BET）、X射线能量色散谱仪（EDS）和电子能谱仪（XPS）等测试手段,研究铝炭微电解反应前后铝屑和活性炭的表面物理形貌及物质组成的变化,分析铝炭微电解原理.结果表明,影响Cr（Ⅵ）离子去除效果的影响因素的主次为：初始pH值 > 震荡速度 > 铝炭质量比 > 震荡时间,得到最佳处理条件为：初始pH值为3.0,铝炭质量比为2：1,震荡速度为150r/min,震荡时间为40min,在该条件下Cr（Ⅵ）的去除率可达95.40%.实验证明,以铝炭微电解法替代纯铝的直接还原法或铁炭微电解法可以大大提高对Cr（Ⅵ）的去除率.Cr（Ⅵ）的主要去除机理是在微电解过程中炭阴极通过还原作用将Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）.     

不溶性腐殖酸对六价铬离子的吸附研究

研究了不溶性腐殖酸（IHA）对六价铬（Cr（Ⅵ））的吸附作用及反应接触时间、pH、IHA投加量、温度等对吸附作用的影响,确定了最佳反应条件。实验表明,在反应接触时间60min、酸性pH7左右的水溶液条件下,IHA对Cr（Ⅵ）去除率可达98%。绘制了IHA对Cr（Ⅵ）的反应动力学曲线和吸附等温线。     

双极膜电渗析法去除水溶液中Cr(Ⅵ)

运用双极膜电渗析法（BMED）去除模拟废水中的Cr（Ⅵ）并以H₂CrO₄的形式对其进行回收。探究了电解质浓度、电流密度、Cr（Ⅵ）初始浓度对Cr（Ⅵ）去除的影响。结果表明:当Cr（Ⅵ）初始浓度为500 mg/L时,电解质浓度为1 g/L,电流密度为2 mA/cm2时,Cr（Ⅵ）去除率最高为97.6%。当在BMED中串联2个和3个废水室时,可有效降低单位去除能耗,提高电流效率,且所有废水室中Cr（Ⅵ）去除率均>97.0%。随着废水室的数量从1增加到2和3,单位去除能耗分别从19.49×10-3 kW·h/g降低到7.76×10-3,4.17×10-3 kW·h/g,电流效率分别从31.5%提高到125.8%和284.4%。双极膜电渗析法可作为一种从水溶液中去除和回收Cr（Ⅵ）的有效方法。     

液膜法法去除水中Cr（Ⅵ）的研究

本文采用液膜法去除并回收水中Ｃｒ。对膜溶剂，载体，稳定剂的种类及用量进行了优选。用优选出的膜配方制成认处理含Ｃｒ水样，对制膜速度及时间，混合速度及时间，内外水相ＰＨ，膜内比及乳水比等操作条件对Ｃｒ去除率的影响进行了研究。     

水泥窑协同处置Cr污染土壤过程中Cr的化学形态转化

为了对水泥熟料中的水溶性类Cr（Ⅵ）化合物从源头入窑废物控制以达到合理处置铬污染土壤的目的,以生料中Cr（Ⅲ）转化为熟料中Cr（Ⅵ）及水溶性Cr（Ⅵ）转化率为切入点展开探究。采用实验室模拟实验结合现场实验分别对含Cr污染土壤（CCS）中Cr元素煅烧前后质量平衡,Cr（Ⅲ）转化为Cr（Ⅵ）的转化率以及水溶性Cr（Ⅵ）的转化率进行研究。结果发现:Cr总量在煅烧前后基本未发生改变;在模拟煅烧实验中,Cr（Ⅲ）→Cr（Ⅵ）的转化率仅为40%左右,但在现场实验中可达到90%左右;水溶性Cr（Ⅵ）仅在现场实验工况下的熟料中检测到,Cr（Ⅵ）中水溶性Cr（Ⅵ）占比为60%~69%,水溶性Cr（Ⅵ）的转化率为35.40%。水泥产品中的水溶性Cr（Ⅵ）检测结果中复合型硅酸盐水泥中水溶性Cr（Ⅵ）含量低于GB 31893-2015《水泥中水溶性铬（Ⅵ）的限值及测定方法》中的相应限值10 mg/kg。     

共存Zn(Ⅱ)抑制Pannonibacter phragmitetus BB还原Cr(Ⅵ)的分子机理

通过电子传递体系活性、酶活性以及实时定量PCR技术,揭示共存Zn（Ⅱ）延迟Pannonibacter phragmitetus BB（BB）生长,抑制Cr（Ⅵ）还原的分子机理。结果表明:共存Zn（Ⅱ）抑制BB菌还原Cr（Ⅵ）主要表现为胞内和胞外抑制,共存Zn（Ⅱ）通过降低电子传递体系活性和细胞色素c氧化酶活性,抑制其胞外Cr（Ⅵ）还原;共存Zn（Ⅱ）通过降低铬转运效率的方式,抑制其胞内Cr（Ⅵ）还原。SOD、CAT、POD、GST 4种抗氧化酶活性的研究表明:共存Zn（Ⅱ）引起的胞内氧化压力较小,对BB菌造成的毒性较低,从侧面印证了共存Zn（Ⅱ）对BB菌生长的延迟作用。     

豆角秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）吸附性能研究

为了解生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附效果,本文选用蔬菜废物豆角秸秆为原材料,采用限氧升温法在400℃和700℃温度下制备了两种生物炭。并研究了投加量、初始浓度、pH值、吸附时间、温度等因素对生物炭吸附Cr（Ⅵ）的影响。研究结果表明,2种豆角秸秆生物炭对水中Cr（Ⅵ）均有较好的吸附率,吸附最佳条件略有不同;D400对水中Cr（Ⅵ）的最佳吸附条件为投加量8g/L,初始浓度小于40mg·L^-1,pH值2—3;D700对水中Cr（Ⅵ）的最佳吸附条件为投加量8g/L,初始浓度小于60mg·L^-1,pH值2—4;基本达到吸附平衡的时间均为60min;温度对生物炭吸附Cr（Ⅵ）的影响很小。     

Cr（Ⅵ）对海洋浮游植物生长的影响

采用一次培养实验方法,研究了Cr（Ⅵ）污染物对海洋浮游植物生长的影响.结果表明高浓度Cr（Ⅵ）对8种浮游植物的生长普遍有抑制作用,而较低浓度Cr（Ⅵ）则易促进旋链角毛藻、青岛大扁藻及中肋骨条藻的生长.并且在Logistic生长模型的基础上结合Lorentz方程和GaussAmp方程,引入Cr（Ⅵ）污染物浓度项,建立Cr（Ⅵ）污染物条件下海洋浮游植物生长动力学模型,来描述Cr（Ⅵ）存在条件下海洋浮游植物的生长过程,其中Lorentz方程可描述Cr（Ⅵ）浓度的变化对浮游植物生长速率参数的影响,而GaussAm     

Cr（Ⅵ） reduction inFe（Ⅲ）-citrate system under ultraviolet radiation

研究了在紫外光照射下,Fe（Ⅲ）-柠檬酸盐溶液对Cr（Ⅵ）的光还原反应.同时,考察了溶液pH值、Fe（Ⅲ）浓度、柠檬酸盐浓度、Cr（Ⅵ）初始浓度对光还原效率的影响,并分析了光还原反应的动力学.研究结果表明,Fe（Ⅲ）-柠檬酸盐体系能光还原Cr（Ⅵ）,在pH为2.0～6.0的范围内,Cr（Ⅵ）的还原率随着溶液初始pH值的降低而增大.当pH值为2.0、Fe（Ⅲ）浓度为10μmol·L-1、柠檬酸盐浓度为250μmol·L-1及Cr（Ⅵ）初始浓度为19.2μmol·L-1时,光照反应8min后Cr（Ⅵ）的最大还原率达到100%,但当pH值增加到6.0时,Cr（Ⅵ）的最大还原率下降到19%;当Cr（Ⅵ）的初始浓度在9.6～96.0μmol·L-1的范围内时,Cr（Ⅵ）光还原反应的初始速率随着Fe（Ⅲ）、柠檬酸盐（cit3）、Cr（Ⅵ）初始-浓度的增加而增加.表观动力学方程为：-dCCr（Ⅵ）/dt=0.1019[Cr（Ⅵ）]0.[Fe（Ⅲ）]0.[cit3]0..536-25     

膨润土的改性及其对废水中铬的吸附性能研究

探讨了膨润土的改性方法,系统地研究了活化钙基膨润土所需无机酸的浓度、活化时间及活化温度对膨润土活性的影响,确定出最佳改性条件;对改性机理进行了一定的探讨。然后做了用改性钙基膨润土吸附污水中的Cr（Ⅵ）的条件试验,证明了改性钙基膨润土对重金属离子Cr（Ⅵ）有比较强的吸附性能。     

木棉生物炭对水体中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机制研究

选取木棉为原材料,在不同温度下制备成生物炭.实验考察了溶液初始pH、不同热解温度及生物炭投加量对吸附效果的影响,并利用吸附动力学、吸附等温线及SEM-EDS、FTIR、XPS、Zeta电位等手段研究木棉生物炭对水溶液Cr（Ⅵ）的吸附特性及吸附机理.结果表明,热解温度为400℃,固液比为2∶1,pH=2.0时,木棉生物炭对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附效果最好.吸附动力学和吸附等温线结果显示,颗粒内扩散方程和Langmuir模型更能较好地拟合吸附过程.由Langmuir模型可以看出,400、550、700℃热解温度下制备的木棉生物炭对水溶液中Cr（Ⅵ）的最大吸附量分别为25.325、20.602、19.616 mg·g^-1.FTIR和Zeta结果表明,木棉生物炭主要通过官能团络合和静电吸附作用去除水溶液中Cr（Ⅵ）.XPS分析结果显示,生物炭表面大部分Cr（Ⅵ）被还原为Cr（Ⅲ）,其中,Cr（Ⅵ）占比为26.6%,Cr（Ⅲ）占比为73.4%.研究表明,木棉生物炭作为去除水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附剂具有较大的应用潜力.     

活性炭吸附处理实验室含Cr（Ⅵ）废水的研究

采用静态和动态吸附实验,探讨了溶液pH值、活性炭用量对Cr（Ⅵ）吸附的影响以及活性炭动态吸附含Cr（Ⅵ）废水的效果及活性炭的再生。结果表明,利用活性炭处理实验室含Cr（Ⅵ）废水,具有处理效果好、再生容易等特点。     

碱性系统中铁对铬的还原作用及其对飞灰中铬的浸出控制

为了控制焚烧飞灰中铬的浸出,将FeSO4加入焚烧飞灰-水系统中和Cr（Ⅵ）的碱性水溶液中,试验二价铁（Fe（Ⅱ））对Cr（Ⅵ）的还原效果,并检验了Cr（Ⅵ）的还原产物的稳定性.热力学分析表明,碱性系统中Fe（Ⅱ）对Cr（Ⅵ）的还原受到Fe（Ⅱ）与O2反应的强烈竞争.实验结果也证实了暴露于空气的飞灰-水系统中的Fe（Ⅱ）对铬没有明显的控制效果,但在碱性溶液相中过量的Fe（Ⅱ）却能快速有效地还原Cr（Ⅵ）,且还原产物十分稳定.此外,焚烧飞灰中铬的溶出受到Pb、Ba、Ca等元素的干扰,不利于Cr（Ⅵ）的还原稳定.为了有效地稳定Cr（Ⅵ）,Fe（Ⅱ）稳定飞灰的过程可分两步进行.试验结果还表明,在碱性系统中铁的氧化物/氢氧化物对Cr（Ⅵ）的吸附和沉淀效果十分有限.     

电晕放电等离子体同时去除水中Cr(Ⅵ)和苯酚的实验研究

采用电晕放电等离子体同时去除水中Cr（Ⅵ）和苯酚,考察了输出功率、空气流速、初始pH值、初始浓度以及Cr（Ⅵ）和苯酚的比例关系对Cr（Ⅵ）和苯酚去除效率的影响.实验结果表明,电晕放电等离子体对水中Cr（Ⅵ）和苯酚有好的去除效率.在初始浓度均为30mg·L-1、pH=2.1、空气流量0.05m3·h-1、初始电导率2.26mS·m-1、电极间距6mm、输出功率为60W的条件下,反应时间40min,Cr（Ⅵ）的去除率可达98.8%,苯酚去除率99.9%.实验结果证明,苯酚的存在可以提高Cr（Ⅵ）的去除效率,过量的苯酚对Cr（Ⅵ）的去除没有促进作用,Cr（Ⅵ）的存在对苯酚的去除没有影响.     

硫脲修饰超高交联聚苯乙烯树脂吸附Cr（Ⅵ）

以氯甲基聚苯乙烯树脂（CMPS）为前体,经后交联反应合成超高交联树脂（J-2）,再经硫脲胺基改性得到硫脲修饰超高交联聚苯乙烯树脂（TU-PS）.通过BET、FTIR等对树脂结构进行表征,并考察了pH、吸附温度、接触时间等因素对TU-PS改性树脂吸附Cr（Ⅵ）性能的影响.结果表明,改性树脂（TU-PS）对Cr（Ⅵ）吸附的最佳条件为：Cr（Ⅵ）初始浓度为500 mg·L^-1、初始pH值为2、树脂用量为2.5 g·L^-1、吸附温度为45 ℃、吸附时间为6 h.在此最佳条件下,TU-PS树脂对Cr（Ⅵ）的最大吸附量为140.00 mg·g^-1,去除率为70.18%.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和 准二级动力学模型,吸附过程以单分子层化学吸附为主.TU-PS树脂对Cr（Ⅵ）的吸附是静电吸附和化学吸附共同作用的结果.     

氢自养还原菌同步去除水中Cr(Ⅵ)和NO3-

本实验研究了序批式条件下Cr（Ⅵ）和NO₃^-浓度、pH值和H₂含量对于氢自养还原菌同步去除水中Cr（Ⅵ）和NO₃^-的性能及微生物群落的影响.结果表明：系统中存在氢气时,正常活性的氢自养还原菌可实现Cr（Ⅵ）的还原;Cr（Ⅵ）初始浓度不高于2000 μg/L时,Cr（Ⅵ）和NO₃^-的还原速率及氢自养还原菌的活性不会受到Cr（Ⅵ）初始浓度的影响;作为一种优先电子受体,NO₃^-会与Cr（Ⅵ）争夺电子,降低Cr（Ⅵ）的还原速率;氢自养还原菌同步还原Cr（Ⅵ）和NO₃^-的最佳pH值为7.0左右,酸性或碱性环境都会抑制Cr（Ⅵ）还原,且NO₂^-会随着pH值的升高逐渐积累;作为电子供体,H₂是还原Cr（Ⅵ）和NO₃^-的必要条件,但H₂足量后,过量提供H₂不能提高Cr（Ⅵ）和NO₃^-的还原速率.     

改性锯末吸附含Cr（Ⅵ）废水的实验研究

初步探讨了以改性后的锯末作为吸附剂去除废水中的Cr（Ⅵ）,实验表明改性锯末对于不同浓度的含Cr（Ⅵ）废水都具有较高的去除率。同时通过实验研究了pH值、吸附时间、吸附剂量、初始浓度等因素对吸附去除率的影响。     

改性锯末吸附含Cr（Ⅵ）废水的实验研究

初步探讨了以改性后的锯末作为吸附剂去除废水中的Cr（Ⅵ）,实验表明改性锯末对于不同浓度的含Cr（Ⅵ）废水都具有较高的去除率。同时通过实验研究了pH值、吸附时间、吸附剂量、初始浓度等因素对吸附去除率的影响。     

重金属絮凝剂DTMPAM去除Cr (Ⅵ)的性能与机理

以二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺（DTMPAM）作为高分子絮凝剂,研究DTMPAM对水中Cr （Ⅵ）的去除性能,考察了DTMPAM投加量、pH值、Cr （Ⅵ）初始浓度以及共存浊度、无机物质、有机物质对DTMPAM处理含Cr （Ⅵ）废水性能的影响.结果表明,DTMPAM在酸性条件下对不同Cr （Ⅵ）初始浓度的含Cr （Ⅵ）水样均具有良好的去除效果,且Cr （Ⅵ）的去除率随着体系初始pH值的降低而升高;当pH值为3.0时,DTMPAM对Cr （Ⅵ）初始浓度为5,15,25和50mg/L水样中Cr （Ⅵ）的最高去除率分别达到94.78%,96.52%,96.53%和97.49%.共存浊度对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有抑制作用.在低DTMPAM投加量下,共存无机阳离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺,共存无机阴离子SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-,以及共存有机物质柠檬酸钠、乙酸钠、三氯乙酸和氨基乙酸等对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）均具有一定的抑制作用;而在高DTMPAM投加量下,这些物质的存在会对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）表现出较小的促进作用.无机阳离子Fe³⁺、Ni²⁺、Ba²⁺的存在对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有较明显的抑制作用,其中Ba²⁺的抑制作用最显著.红外光谱和能谱分析显示,DTMPAM高分子链上的二硫代羧基可将水样中Cr （Ⅵ）还原为Cr （Ⅲ）,Cr （Ⅲ）进一步和DTMPAM分子链上的二硫代羧基、胺基发生螯合反应形成絮体.     

凹凸棒黏土对水体和底泥中Cr (Ⅵ)的吸附

为考察凹凸棒黏土对水体和底泥中Cr（Ⅵ）污染治理与修复效果,通过实验室模拟试验,运用Langmuir和Frundlich等温吸附模型及准一级和准二级动力学模型,研究了天然凹凸棒黏土对水体中Cr（Ⅵ）的吸附特性,并研究了pH对吸附过程的影响及凹凸棒黏土对底泥中Cr（Ⅵ）金属形态的影响,通过XRF（X-射线荧光光谱仪）和SEM（扫描电镜）确定凹凸棒黏土的化学组成和微观形貌结构.结果表明:天然凹凸棒黏土内部呈纤维状且多孔隙,成分中含有铁、铝、钙等元素,吸附后的材料中发现了Cr元素;Langmuir-Frundlich吸附等温模型（R2=0.996）和准一级动力学模型（R2=0.993）较好地拟合了凹凸棒黏土对Cr（Ⅵ）的吸附热力学与动力学过程,动力学模拟的Cr（Ⅳ）平衡吸附量及实测值分别为1.38和1.37 mg/g.溶液pH对Cr（Ⅵ）的吸附具有影响,其最佳pH为3,此时吸附率最高,为85.80%.研究显示,向底泥中添加凹凸棒黏土能促使Cr形态由不稳定态（酸溶态和铁铝还原态之和）向稳定态（可氧化态和残渣态之和）转化,从而达到修复底泥中Cr（Ⅵ）污染的目的.