采用可再生胺法脱除烟气中SO_2

为加快可再生胺法脱硫工艺的工业化进程,开发了一套撬装式脱硫再生中试装置,通过SO_2连续吸收解吸实验验证装置性能。分别考察吸收剂质量分数、pH、液气比(L/G)、解吸温度、SO_2进口含量对吸收和解吸效率的影响,结果表明:随吸收剂质量分数、pH、液气比的增大吸收率升高,而解吸率下降;解吸温度升高,吸收率变化不大,解吸率增速较快;SO_2进口浓度增大,吸收率和解吸率迅速降低。确定适宜工艺条件为:吸收剂质量分数30%,pH=6~8,吸收温度30℃,解吸温度(90±5)℃,液气比L/G=5.0 L·m-3。通过微分法导出体积总传质系数KGa的计算公式,并与相关工艺参数进行关联拟合,回归出填料吸收塔K_Ga经验模型:K_Ga=0.081(L/G)~(0.232 0)(8.91 w~(0.107 3)pH~(0.24)8e-0.32yA-1)。     

离子交换树脂处理二甲胺废水的研究

通过ZGSPC106型树脂对水中二甲胺(DMA)的静态吸附、动态吸附和解吸试验,探讨了溶液pH、初始浓度、温度和流速等对树脂吸附DMA的影响以及合适的再生条件。结果表明,该树脂对DMA有较强的吸附能力,293K下树脂的静态饱和吸附量为138.89mg/g;动态吸附试验表明,进液流速为20mL/min较为适宜;以2mol/L的HCl溶液为洗脱剂,在洗脱流速为10mL/min条件下,4倍树脂体积的HCl溶液对饱和树脂的洗脱率达90%以上;该树脂具有良好的稳定性,可多次重复利用。     

发酵麸皮对酸性含铬废水中Cr(Ⅵ)的吸附与解吸研究

以发酵行业产生的发酵麸皮废弃物为生物吸附剂处理酸性含铬废水中的Cr(Ⅵ),研究了pH、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度、发酵麸皮投加量对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,确定发酵麸皮吸附去除Cr(Ⅵ)的适宜条件。分别以NaOH、HCl、NaCl为解吸剂处理吸附饱和的发酵麸皮,利用正交实验研究解吸剂种类、解吸时间、解吸剂浓度、发酵麸皮投加量等因素对Cr(Ⅵ)解吸效果的影响。结果表明,在强酸条件下发酵麸皮对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,发酵麸皮吸附Cr(Ⅵ)的适宜条件为pH=1,吸附时间90min,Cr(Ⅵ)初始质量浓度20mg/L,发酵麸皮投加量0.35g。发酵麸皮解吸Cr(Ⅵ)的正交实验结果表明,最佳解吸条件为以0.20mol/L NaOH为解吸剂,发酵麸皮投加量0.50g,解吸时间60min。各因素对Cr(Ⅵ)解吸效果的影响程度排序为解吸剂种类解吸时间解吸剂摩尔浓度发酵麸皮投加量。吸附饱和后的发酵麸皮可以通过解吸再生,但再生第4次已经失去了重复利用的价值。     

硫化镍异相结晶法处理含镍废水

针对含络合剂的重金属废水,以含镍废水为例,探索了以气体硫化氢为结晶药剂的硫化镍异相结晶技术。废水以薄层液膜方式铺展于结晶载体表面,硫化氢气体穿过气液界面进入液相,硫离子与金属离子在载体表面异相结晶析出,重金属得以去除。以含酒石酸的模拟化学镀镍废水为对象,静态实验与动态实验均表明该技术具有可行性,硫化镍沉淀在结晶载体表面异相结晶析出,且附着稳定;络合剂对反应影响小;进水流速为4 mL/min,硫化钠流速为0.65 g/min,氮气流速为0.16 L/min时,出水镍浓度为49～53 mg/L,单位面积滤布表面结晶平均去除镍量为0.98 g/(m2.h)。     

硅胶键合醛基型吸附材料的制备及对重金属离子的吸附

以无机材料硅胶为基体,利用有机硅烷偶联剂KH550、乙二醛和戊二醛为原料进行希夫碱反应,分别合成含有C=N的硅胶键合醛基型吸附材料(乙二醛修饰的为SG-1、戊二醛修饰的为SG-2),并采用红外光谱、热重、扫描电子显微镜和孔结构等分析手段对吸附材料进行了表征。结果表明:(1)从微观上看,硅胶表面较光滑;SG-1、SG-2表面的粗糙度、孔隙率都较硅胶明显增加,有利于吸附实验的进行。(2)拟二级动力学方程更适合描述SG-1、SG-2对重金属离子的吸附行为,吸附过程由化学吸附过程决定。SG-1、SG-2对4种重金属离子的吸附热力学过程适合用Langmuir等温吸附方程解释,其过程是单分子层吸附。(3)SG-1、SG-2对4种重金属离子的静态饱和吸附量均表现为Cu(Ⅱ)Ni(Ⅱ)Pb(Ⅱ)Cr(Ⅵ)。SG-1、SG-2对Cu(Ⅱ)静态饱和吸附量分别达到9.401、9.738mg/g。(4)SG-1、SG-2对4种重金属离子解吸率与解吸液(5%(质量分数)硫脲+0.1mol/L盐酸)体积并不呈现正相关,解吸率基本可达到90%,再生性能良好,当解吸液体积为6mL时解吸率最大。     

含锌铅废物碱法浸出工艺

各种工业过程中产生的大量含锌铅废物中含有大量的有毒重金属.必须在危险废物处置场所进行处置,这导致处置成本增加.采用强碱浸出的方法回收含锌铅废物中的Zn和Pb,考察了浸出温度、NaOH浓度、液固比(浸提液体积/原料质量)和搅拌速率等工艺参数对Zn、Pb和杂质金属浸出率的影响,得出其最佳工艺条件.在温度为70℃、液固比为13:1、搅拌速率为800r/min条件下.用5 mol/L的NaOH浸出含锌铅废物,浸出液中Zn和Pb的质量浓度分别达33.47、11.21 g/L,浸出率分别达到94.24%和93.47%.     

膜吸收法处理高氨氮废水的研究

对影响膜吸收过程的几个因素进行了正交实验和其他相关实验 ,结果表明 ,在一般情况下 ,废水中的pH为显著影响因素 ,而温度、废水流速和废水中氨氮浓度都不是显著影响因素 ;吸收液 (H2 SO4 )浓度在 0 .5mol/L以上时 ,传质系数K值变化很小。     

废弃脱硝催化剂碱浸提取钒和钨的浸出动力学研究

针对不同NaOH浓度和浸出温度进行碱浸提取废弃脱硝催化剂中钒、钨的实验研究。在NaOH浓度为7.5 mol·L~(-1),碱浸温度为100℃的条件下,V_2O_5和WO_3的碱浸效率分别可达到92.94%和97.30%。基于液-固浸出过程中的核收缩模型研究了碱浸过程中钒、钨的浸出动力学,考察了NaOH浓度、碱浸温度对V_2O_5、WO_3浸出反应速率的影响,进而确定浸出过程中的控制步骤。结果显示,在100℃温度下,NaOH浓度在0.5~7.5 mol·L~(-1)范围内,V_2O_5、WO_3的浸出过程为固膜扩散控制过程,其表观反应级数分别为0.305、0.436。在7.5 mol·L~(-1)NaOH浓度下,V_2O_5、WO_3的浸出过程在30~100℃的反应温度范围内均为固膜扩散控制过程,浸出反应的表观活化能分别为17.74和37.88 k J·mol-1。     

低温结晶净化柠檬酸盐解吸贫液中硫酸根

在柠檬酸盐吸收—解吸脱硫技术中,完成循环吸收过程的吸收液由于烟气杂质催化和高温解吸变成了含低二氧化硫浓度、中高硫酸根浓度、多种有机酸共存的柠檬酸盐解吸贫液,造成吸收效率下降、SO2平衡容量严重降低,必须进行溶液净化,特别是净化硫酸根。针对这一问题,实验室采用低温结晶法净化柠檬酸盐脱硫解吸贫液模拟液,通过对溶液中硫酸根浓度分析,研究了不同反应时间、温度、初始硫酸根浓度、柠檬酸根总浓度和溶液p H对硫酸根去除效率的影响。结果表明,硫酸根去除率与冷冻温度和溶液p H有关。在柠檬酸根总浓度1.5 mol/L,初始硫酸根浓度40 g/L,冷冻温度3℃,p H 4.5的条件下,可将硫酸根净化至16.9 g/L。     

醇胺溶液吸收与解吸CO2的研究

在温度333K、常压条件下,在羟乙基乙二胺(AEE)总量一定的溶液中,研究了不同浓度AEE对CO2的吸收性能;在总胺质量分数为40%的溶液中,研究了不同配比的AEE N-甲基二乙醇胺(MDEA)对CO2的吸收性能.考察了吸收过程中吸收速率、吸收量、吸收时间、AEE浓度以及吸收液温度的相互关系.控制解吸过程温度为393K,考察了CO2解吸量与解吸时间的关系.实验表明,适当降低AEE浓度有利于充分发挥AEE溶液的CO2吸收性能;在MDEA溶液中加入适量AEE,可以明显提高CO2的吸收与解吸性能;其中质量分数为20?E 20%MDEA的复合溶液在CO2吸收与解吸过程中表现出良好的实际操作性.     

温度和表面活性剂对菲在土壤中吸附的影响

通过静态吸附实验,研究了北京地区土壤对菲的吸附行为,考察了温度和表面活性剂对菲吸附的影响.结果表明,6种土样对菲的吸附等温线均较好地符合Freundlich吸附模式,其吸附能力的大小顺序为:轻壤土>轻粘土>砂壤土>中壤土>重壤土>紧砂土;温度升高不利于菲在土壤中的吸附;十二烷基苯磺酸钠(LAS)和十六烷基三甲基澳化铵(CTAB)均利于菲在土壤表面的解吸,LAS和CTAB对菲的解吸率最高可达66.2%和31.8%,且LAS的解吸效果更好.     

CeO_2-CuO/粉煤灰吸附SO_2/NO性能分析

利用室温液相浸渍法将粉煤灰制备成CeO_2-CuO/粉煤灰,提高了粉煤灰对SO_2/NO的吸附效率。采用XRF、XRD、SEM等手段对其进行表征测试,结果表明,粉煤灰的晶相结构主要为石英和莫来石,且改性后表面变得更为粗糙,孔隙增多。利用吸附反应装置优化SO_2/NO的反应条件,结果表明:在样品量为0.3 g、温度为50℃、SO_2流速为8 mL·min~(-1)、O_2流速为4 mL·min~(-1)时,CeO_2-CuO/粉煤灰对SO_2吸附效果最佳;在样品量为0.4 g、温度为70℃、NO流速为6 mL·min~(-1)、O_2流速为4 mL·min~(-1)时,对NO吸附效果最佳。共吸附会降低各自的吸附效率。利用原位FTIR分析表明:SO_2在CeO_2-CuO/粉煤灰表面主要生成硫酸盐和亚硫酸盐物种;NO则主要生成硝酸盐和亚硝酸盐物种。     

SDBS在土壤中的吸附及对淋洗柴油效果的影响

为考察污染土壤淋洗修复过程中表面活性剂的动态吸附解吸过程及其对淋洗效果影响,以北京潮土为例,采用土柱淋洗实验,对4种浓度(600、1 800、3 000和4 200 mg·L~(-1))的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)淋洗柴油污染土壤的过程进行模拟。结果表明,土柱淋洗过程中北京潮土对SDBS的吸附过程可分3个阶段:快吸附阶段、慢吸附阶段及动态平衡阶段。吸附动力学较好地符合颗粒内扩散方程。SDBS淋洗柴油污染潮土时,初期由于表面活性剂在土壤中的吸附未达到平衡而无法在溶液中形成胶束,导致淋洗液中柴油浓度很低。此后SDBS在土壤中的吸附逐渐达到平衡状态,溶液中SDBS的浓度超过临界胶束浓度(CMC)开始形成胶束,土壤中残留的柴油开始大量解吸。淋洗液中柴油浓度总体呈先升到峰值,而后呈锯齿状波动下降的变化规律。淋洗到400 h时,4种浓度SDBS溶液对柴油的去除率分别为1.06%、1.52%、25.55%和27.99%,柴油去除率与表面活性剂浓度呈正相关。但表面活性剂浓度过高时,会降低土柱中土壤渗透系数,导致淋洗流量显著降低,采用SDBS淋洗柴油污染潮土时,表面活性剂浓度在3 000~4 200 mg·L~(-1)较佳。     

未燃尽碳表面卤化汞的解吸反应机理

研究燃煤电厂未燃尽碳表面卤化汞的解吸反应机理对于燃煤电厂飞灰的再利用具有重要的指导意义。建立未燃尽碳表面饱和簇模型以及未燃尽碳表面卤化汞模型,采用量子化学中的密度泛函理论对未燃尽碳表面卤化汞的解吸特性进行了研究,详细讨论了解吸过程中间态产物的能量变化,计算了298~1 500 K温度范围内的热力学参数、动力学参数以及反应速率常数,拟合得到了解吸反应的反应速率计算公式。结果表明,在未燃尽碳表面含汞卤化物的解吸反应为吸热反应,在高于1 070 K时各解吸才可以自发进行,并且随着温度的升高各解吸反应吸收的热量减少、自发性增强;Hg Cl_2在未燃尽碳表面解吸反应的活化能最低,其次为Hg Br_2Hg BrHg Cl;在同一温度下卤化汞在未燃尽碳表面发生解吸的反应速率由快到慢依次为Hg Cl_2、Hg Br_2、Hg Br、Hg Cl。     

模拟酸雨对氧化锰吸附砷(Ⅲ)的解吸行为研究

以合成的氧化锰为吸附剂研究了酸雨pH值、酸雨离子强度、解吸时间和解吸次数等因素对模拟酸雨解吸砷(Ⅲ)的影响。实验结果表明:氧化锰对砷(Ⅲ)吸附容量较大,等温平衡吸附量为:48.38 mg/g。模拟酸雨的pH值与离子强度对砷(Ⅲ)的解吸影响不大;解吸反应在90 min后基本达到平衡,平衡解吸量为2.69×10-2mg/g;随解吸次数的增加解吸量变化不大。氧化锰对砷(Ⅲ)的吸附主要是专性的配位吸附,吸附砷(Ⅲ)后难以被模拟酸雨解吸。     

电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的效果与影响因素

以含氟地下水为研究对象,采用自制电促吸附除氟反应器,开展电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的动态实验,研究了不同电压、极板间距、地下水碱度和流速对吸附除氟效果的影响。实验结果表明,在负载炭纤维毡的电极一端加正电,可以提高除氟效果。当电压为1.6 V时除氟效果较好,单位面积炭毡处理达标水量为56.7 L/m2;极板间距设置为4mm时电吸附反应器除氟效果最佳;通过调节pH改变地下水碱度,当地下水pH调节为5.5时,电吸附反应器除氟效果较未调节前提高50%;当采用3对电极板,流速为1.88 m/h时,达到最高表面处理负荷2 073.6 L/(m2.d);探究了反应器的反洗再生方式,并连续进行了吸附再生的动态实验;穿透的反应器以Al2(SO4)3溶液为再生液并采用反向加电1.6 V的方式,可以达到较好的再生效果,实现连续动态运行。     

填料塔中Na_2CO_3吸收高浓度H_2S的传质特性

在填料吸收塔中考察了Na2CO3溶液吸收高浓度H2S气体的气液传质特性。通过测量填料塔进出口气体中H2S浓度计算了Na2CO3溶液吸收高浓度H2S气体的总体积传质系数(KGa),并研究了进气流速、吸收液流量、吸收温度和吸收液浓度对KGa的影响。结果表明,KGa随Na2CO3浓度、吸收液流量的增加而增加,随吸收温度、进气流速的升高而降低;在高浓度H2S吸收过程中液相传质阻力不能忽略。     

维多利亚蓝B与十二烷基磺酸钠相互作用的表征及应用

在pH=4.00的缓冲溶液中,阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)形成带负电荷的胶束,阳离子分子探针维多利亚蓝B(VBB)通过静电作用可吸附在带负电荷的胶束表面上.研究结果表明,VBB在SDS胶束表面上的吸附符合Langumir吸附方程,VBB与SDS之间具有较强的作用,为单分子层吸附,结合常数(K)为2.43×106 L/mol;较高盐度下,VBB分子间发生自聚,结合比(γ)有一定程度的上升;较高温度加快了VBB分子的解吸速度,γ随着温度的升高而下降;利用VBB与SDS之间的相互作用,结合光吸收比差法,对水样中阴离子表面活性剂浓度进行了测定,方法检测限为0.027 mg/L;干扰实验和水样测定结果表明,该方法具有较好的选择性和准确度,是一种测定水体中阴离子表面活性剂浓度的快捷简便的方法.     

生物炭对抗生素的吸附/解吸研究进展

抗生素的滥用使得其在环境中被频频检出,并且由此导致的抗性基因污染已严重威胁到人类和动物健康。抗生素的吸附/解吸行为是其进入环境后发生迁移转化的重要途径之一。生物炭因具有成本低廉、制备简单、吸附效果好等优点,近年来被学者广泛关注。从动力学、热力学角度阐述生物炭对抗生素的吸附/解吸机理,分析生物炭对抗生素吸附/解吸过程的影响因素,包括生物炭自身特性(比表面积、官能团、微孔结构)、生物炭释放的溶解性有机质(DOM)、生物炭中的持久性自由基以及pH、温度、离子强度、腐殖酸、生物炭老化等环境因素,试图系统探究生物炭对抗生素吸附/解吸的本质。虽然生物炭对抗生素吸附行为的研究已日渐成熟,但有关生物炭对抗生素的解吸机理、生物炭衍生DOM对吸附/解吸过程的影响、生物炭施用后带来的环境风险以及改性生物炭的实际应用等方面的研究还不够完善,今后对这些方面的研究仍有待加强。     

工艺参数对表面活性剂洗涤修复PAHs污染土壤的影响

采用土壤洗涤(soil-washing)技术,分别用TritonX-100和Tween-80为强化洗涤剂研究了搅拌强度、洗涤时间、表面活性剂浓度、液固比、温度和间歇搅拌6个工艺参数对PAHs污染土壤洗涤效果的影响。通过一系列烧杯搅拌实验得到最佳洗涤工艺参数。TritonX-100和Tween-80的最佳洗涤时间分别是30 min和60 min,其他工艺参数最佳条件均相同。分别是搅拌强度为250 r/min,表面活性剂浓度为5 g/L,液固比为10∶1,温度为室温和连续搅拌。在此最佳工艺参数条件下,污染土中PAHs的残留率<10%,基本上满足目标污染物的修复目标。应用表面活性剂强化洗涤技术修复PAHs污染土壤是合理和可行的。