碳酸盐对电解锰渣中可溶性锰固定和硫酸钙转化的研究

电解锰渣是电解锰生产过程中碳酸锰矿经酸浸、中和、压滤工序后产生的废渣。重金属锰是电解锰渣中的主要污染物,在渣中主要以可溶化合物MnSO_4·H_2O,(NH_4)_2Mn(SO_4)_2·6H_2O等形式存在。采用碳酸盐碳化处理电解锰渣,研究渣中可溶性锰固定、硫酸钙转化的矿物学特征和机制。结果表明,Na_2CO_3能够有效固定渣中的锰离子形成MnCO_3矿物。反应时间90 min,Na_2CO_3与渣质量比为0.05时,Na_2CO_3对锰的固定率达到99.9%,渣浆中锰离子质量浓度下降至5.7 mg/L。反应机制主要是渣中MnSO_4·H_2O,(NH_4)_2Mn(SO_4)_2·6H_2O与碳酸盐反应形成球状MnCO_3矿物;当Na_2CO_3与渣质量比大于0.4时,渣中柱状、条状CaSO_4·2H_2O转化为CaCO_3。     

电解锰渣的水泥固化与浸出毒性研究

针对电解锰渣产量大且渣中水溶性锰严重超标的问题,采用水泥作为固化剂对电解锰渣进行处理,研究了水泥掺量对破碎固化体(颗粒粒径d<5 mm)浸出毒性的影响,模拟了酸雨对固化体表面浸出率和破碎固化体浸出毒性的影响,并采用XRD分析了电解锰渣固化前后的矿物组成.结果表明,水泥质量分数为15%～45%的破碎固化体中锰的浸出质量浓度低于国家标准(2 mg/L);水泥质量分数为45%的固化体在pH>3.0的酸雨中的早期表面浸出率数量级仅为10-5 g/(cm2·d),后期则检测不到;水泥质量分数为25%～45%的破碎固化体在pH=1.0的酸性环境中的锰浸出浓度均不超标.电解锰渣水泥固化前后的矿物组成结果显示,电解锰渣水泥固化后的锰浸出率减小是由于其中的水溶性锰被水泥水化产物包容吸附,且固化后水溶性Mn2+转化为不溶、低毒性的MnO2也有利于消除锰对环境的危害.     

钙化焙烧与湿法酸浸提钒废渣浸出毒性研究

对钙化焙烧和湿法酸浸提钒废渣的化学成分和矿物组成进行分析,主要含SiO2、Al2O3、Fe2O3及少量其他氧化物,矿物组成主要为石英。研究在不同pH值浸提剂作用下两种钒渣的重金属浸出毒性,探讨以超纯水为浸提剂时重金属的浸出规律。利用发光细菌试验和种子发芽试验研究两种钒渣浸出液的生物毒性。结果表明:以pH值为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0的稀H2SO4溶液和超纯水为浸提剂时,除V与As外,湿法酸浸钒渣的重金属浸出质量浓度均高于钙法钒渣;两种钒渣浸出液的pH值都较稳定。发光细菌试验和种子发芽试验结果均表明,湿法酸浸钒渣浸出毒性比钙法钒渣浸出毒性强。     

酸碱度对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响

主要研究p H值对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响,以生物量干重为指标研究p H值对光合产氢细菌生长的影响,以产氢速率和产氢量为指标研究p H值对光合细菌产氢的影响。利用Logistic模型和MMF模型分别对光合细菌生长和玉米秸秆酶解液光合生物产氢进行了回归模拟,提出了p H值对光合细菌生长动力学和玉米秸秆酶解液产氢动力学的影响规律。结果表明:p H值对光合细菌生长及产氢过程都有显著影响,随碱性增强,光合细菌生物量逐渐增大,当p H值为8时,光合细菌生物量达到最大,为0.543 7 g/L,最佳接种时间为84~96 h;光合细菌产氢量随p H值增加同样呈现先递增再递减的趋势,当p H值为6时,产氢速率和产氢量达到最大,分别为29.72 m L/(L·h)、168.96 m L。     

从废水处理渣中选择性浸出钴铜研究

用氨水和硫酸铵浸出废水处理渣中的钴铜,考察了浸出时间、反应温度、液固比、硝酸铵加入量和氨水浓度对钴铜浸出率的影响。结果表明,含钴铜废水处理渣的最佳浸出条件为:浸出时间5 h,浸出温度50℃,氨水浓度3 mol/L,硫酸铵浓度1 mol/L,液固比8∶1。在此条件下钴和铜的浸出率分别为70%~80%和60%~70%。     

电絮凝法处理电镀废水中重金属的研究

采用电絮凝法处理电镀废水中的重金属,考察了电极种类、溶液初始p H值、电流强度、电絮凝时间等因素对重金属离子去除效果的影响。结果表明:金属铁、铝分别作为电极,铝电极对重金属的的处理效果优于铁电极的处理效果;初始p H值在6~9时,重金属离子去除率最高,当p H值低于6或高于9时,去除率下降;随电流强度和电絮凝时间增加,金属离子的去除率增加;在初始p H=6、电流强度为30 A、电絮凝时间为2 min的条件下,电镀废水中Cu2+和Ni2+的去除率分别为98.98%和95.29%,出水重金属离子质量浓度均满足GB21900—2008《电镀污染物排放标准》的规定;以金属铝作为电极,电絮凝时间为2 min时,吨水处理电耗为6 k W·h/m~3。     

电解锰渣库失稳概率分析

以流固耦合的极限平衡法为基础,运用了泰勒级数法,对一铺膜防渗锰渣库在不同堆积高度的可靠度和失稳概率进行了计算分析,并参照美国陆军工程兵团对于岩土边坡的失稳概率评价标准,对锰渣库在运行过程中的边坡失稳风险进行了评估。分析表明:铺膜防渗的电解锰渣坝,当沿用常规不防渗尾矿坝设计时,边坡失稳概率过高,应通过增加导渗体数量、降低边坡坡度、放缓渣库上升速度等设计优化措施,降低锰渣库边坡失稳风险;对于影响渣库边坡稳定的重要参数,如抗剪强度、渗透系数、界面抗剪强度等,有必要通过高质量的取样和审慎的试验获得可靠的试验数据,以降低参数的不确定性,进而增加预期安全水平。     

铬渣中铬的浸出行为

采用BCR法连续浸提研究铬渣中铬的存在形态,结果表明:铬渣中总铬和六价铬主要以残渣态和可氧化态形式存在;通过铬渣动态连续浸提实验与静态浸提实验研究了浸提剂和活性炭对铬渣中铬浸出行为的影响,研究发现p H值为3.1的醋酸浸提剂浸出液中铬浓度最低,且添加活性炭后的静态浸出液中铬的浓度有不同程度降低。     

机械力活化制备电解锰渣基复合充填材料的性能及其机理研究

以电解锰渣为基体,外加粉煤灰、氢氧化钙及硅酸盐水泥制备电解锰渣基复合充填材料（CFM）,研究了原料机械力球磨前后CFM性能的变化。机械力球磨可显著降低混合原料粒径（D90降低50.92%）、增加原料间的接触面积,提升原料反应活性,使水化反应的需水量增加、反应速度加快,并促进基体中生成更多水化产物,进而提升CFM的性能。原料经球磨后制备的CFM-B2（电解锰渣掺量55%）的流动性、凝结时间、泌水率、线性收缩和抗压强度均满足充填材料使用要求,且其重金属、氨氮浸出浓度满足标准（GB 5085.3—2007和GB 31573—2015）要求。     

孝感锰铁厂用渣滤法处理高炉冲渣水和煤气洗涤水

湖北省孝感地区锰铁厂高炉炼锰铁过程中,产生大量锰渣冲渣污水,煤气洗涤污水,其中浮渣和污水直接排入河流,使河水污染。为此,1973年厂党委组织专门班子进行污水处理试验,取得了较好的效果。试验工艺流程是:高炉水力冲渣后,渣、水混合物经冲渣沟以8～10米/时的滤速     

枣金属硫蛋白基因工程菌去除废水中的镍

以枣金属硫蛋白基因工程菌作为生物吸附剂处理含镍废水,对其影响因素(填料类型、p H值、重金属负荷率、吸附时间)进行了研究。通过正交实验,得到理论上的最佳条件,通过进一步分析找出实际废水处理中镍去除的适宜条件。结果表明,理论上在间歇实验中用枣金属硫蛋白基因工程菌去除镍的最优条件为:填料为陶粒,p H=11,重金属负荷率为0.2,吸附时间30 min。实际废水处理中为了减少碱的用量,缩短处理时间,可控制条件为:填料为陶粒,p H=9,重金属负荷率为0.2,吸附时间10 min。     

含油污泥的热解及尾渣制陶粒工艺研究

对长庆油田落地油泥热解和尾渣制陶粒工艺进行研究，以尾渣含油率为评价指标，考察了进料速率、热解终温和热解时间对尾渣含油率的影响，优选出最佳的热解工艺参数，并对尾渣的性能及制陶粒工艺进行了研究。结果表明，当进料速率为7.0 t/h、热解终温和热解时间分别为550℃和2.5 h时，热解尾渣的含油率可降至0.3%以下，且污染物含量均满足GB 4284—2018要求；在尾渣与黏土的质量比为7∶3、预热温度为500℃、预热时间为40 min、烧结温度为1 050℃、烧结时间为30 min、升温速度为20℃/min的条件下，制备的陶粒性能符合GB/T 17431.1—2010要求。此技术达到了含油污泥无害化处理和资源化利用的目的。     

新型后置反硝化处理石油烃类废水的可行性研究

在新型后置反硝化工艺中验证了石油烃类废水治理的可行性并进一步探究p H的影响。结果表明新型后置反硝化工艺能够有效处理石油含烃类废水,稳定运行期COD,氨氮和烃类物质的去除率分别为85.2%,84.1%和86.3%。p H对COD和含烃类物质去除影响较大,而对氨氮去除影响小,并且p H=8是石油含烃类物质废水治理的最佳p H值。当p H值由6升高至8时,NO-3-N出水含量由1.9 mg/L下降至0.98mg/L,而胞内聚合物聚羟基烷酸酯(PHA)的含量却由4.85 mg/g升高至5.62 mg/g,PHA含量升高利用其在好氧和缺氧期分解产能用于反硝化。而过高p H不利于新型后置反硝化工艺烃类物质去除,脱氮和胞内聚合物的合成和积累。     

高铁锌焙砂还原焙烧-酸性浸出选择性分离铁锌研究

传统湿法炼锌中的氧化焙烧阶段产生大量铁酸锌,在常规条件下铁酸锌难以溶出,不利于铁锌的分离和回收.铁酸锌的生成导致后续沉铁工序复杂,渣量大,既浪费了锌铁资源又污染环境.提出了一种新的还原焙烧方法,使高铁锌焙砂中的铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁.以北京某锌冶炼厂的锌焙砂为研究对象,研究铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁过程中的变化规律,寻找最佳还原焙烧条件.采用化学分析法和XRD检测技术研究了锌焙砂还原焙烧过程中焙烧温度、焙烧时间、CO体积分数和CO/CO2配比等网素对亚铁生成量、可溶锌率及锌浸出率的影响.结果表明,在750℃、CO体积分数为4％、CO/(CO+ CO2)体积比为20％、焙烧60 min的焙烧条件,以及浸出酸度为150 g/L H2SO4、液固比为15∶1、转速为500 r/min、30℃的浸出条件下,锌的浸出率为93.24％,实现了铁锌的有效分离.     

乙二胺四乙酸合钴吸收一氧化氮的研究

采用乙二胺四乙酸合钴对NO气体进行络合吸收实验,以实现湿法脱硝。试验初步研究Co2+EDTA络合吸收NO的反应条件,主要影响因素包括氧含量、p H值、反应温度和吸收剂浓度。研究结果表明,有氧存在时,Co2+EDTA具有一定的脱除NO能力。在50℃时,鼓泡反应装置中当氧质量分数为10%,溶液p H=9.0时,以0.01 mol/L的Co2+EDTA作为吸收液与NO进行反应,脱硝率可达到74%以上,并可维持一定时间的脱硝作用。     

吸收液pH值对锌合金白烟处理效果的影响

为了治理同时含有气态和粒状污染物的锌合金白烟,采用填料塔对其进行洗涤和吸收,考察了吸收液的pH值以及喷淋密度对锌合金白烟处理效果的影响,并根据碱洗和酸洗的特点,考察了碱酸两级处理的效果.结果显示,吸收液的喷淋密度与氯化铵烟尘、氯化氢和氨的处理效率成正比.吸收液的pH值也会影响白烟的处理效果,主要是通过吸收液与污染物之间的化学反应来进行,碱洗时氯化铵烟尘和氯化氢获得了较高的处理效率,但碱洗过程有氨生成,限制其应用;酸洗对氨的处理效率较高,但氯化铵烟尘和氯化氢的处理效率都比较低,达不到国家排放标准.尽管对锌白烟的处理效果还不理想,但试验结果对于锌白烟的治理具有重要的参考价值和指导意义.     

碳纳米管对水中低浓度红霉素的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管对自然水体中低浓度红霉素进行吸附试验,测定了其动力学曲线和吸附等温线,并计算了热力学参数,考察了p H值、离子强度和腐殖酸对吸附过程的影响。结果表明:碳纳米管对红霉素的吸附在前40 min为快速吸附阶段,200 min时基本达到吸附平衡,动力学曲线符合准二级动力学模型;Freundlich模型能够更好地拟合吸附试验数据,热力学参数表明多壁碳纳米管对红霉素的吸附为自发吸热过程;吸附活化能Ea表明多壁碳纳米管与红霉素之间的强吸附作用是以化学吸附为主的过程,碳纳米管表面含氧官能团含量决定平衡吸附量;离子强度对吸附有明显的影响;p H值在5~9时,提高溶液p H值有利于提高对红霉素的吸附量;适量的腐殖酸使碳纳米管对红霉素的吸附量显著增加。     

纳米TiO2-x (BN)x材料制备及其光催化性能研究

首次使用常温络合-控制水解法,以TiCl_4、氨水、尿素、硼酸、有机羧酸为主要原料,制备了硼氮共掺杂的纳米TiO_2光触媒乳液。样品的粒径、晶型、元素类型、光吸收能力及结合键能分别通过纳米激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、X射线光电子谱仪(XPS)等进行表征。结果表明:当B和N离子的掺杂物质的量分数为0.1%时,溶液中粒径最小,达到3.4 nm;掺杂少量B和N离子并不会改变TiO_2的晶型;测量值与实际投料值一致;在TiO_2中加入适量B和N离子,会使其光谱吸收范围红移;掺杂的B和N离子进入了TiO_2晶格,分别形成了O—Ti—N键和B—N键。以酸性红3R染料为降解材料,研究了硼氮共掺杂纳米TiO_2光触媒的催化特性。结果表明,当物质的量分数为0.1%、回流时间为10 min、溶液p H=3时,光催化性能最好,原因可能是10 min的回流时间使光触媒复合乳液达到稳定,溶液p H=3时,光触媒表面吸附的染料分子数与表面的羟基数达到了平衡。动力学研究表明酸性红3R染料的降解符合一级反应动力学。试验结果与表征结果一致。     

铁碳微电解法预处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

对垃圾渗滤液膜滤浓缩液采用铁碳微电解法进行预处理,探讨了p H值、反应时间及气液比对COD去除效率的影响。结果表明,当p H值为3、反应时间120 min、气液比10∶1时,COD、TN的去除率分别为79.6%,56.4%;NH3-N由进水的70.9 mg/L上升为77.0 mg/L;预处理效果较好。但是由于铁碳微电解对盐度没有去除效果,影响后续反应进行。如何经济有效地降低含盐量成为今后研究重点。     

木屑型香菇菌菌渣活性炭及其制备方法

以木屑型香菇菌菌渣为原料,采用微波辐照碳酸钾(K2CO3)活化法制备菌渣活性炭。探讨了活化时间、K2CO3与菌渣质量比、活化功率对活性炭得率及吸附性能的影响,得到适宜的制备条件为:活化时间16 min,K2CO3与菌渣质量比0.8∶1,活化功率520 W。该制备条件下所得活性炭碘值为729.94 mg/g,亚甲基蓝吸附值为163.47mg/g,得率为23.4%。SEM、N2吸附、零点电荷p H值的表征结果表明,微波辐照K2CO3活化起到了很好的造孔作用,菌渣活性炭的孔大多为直径介于3~6 nm的中孔。根据BET方程计算的菌渣活性炭比表面积(SBET)为674.2 m2/g,孔容为0.54 m L/g,平均孔径为3.7 nm,菌渣活性炭的p HZPC为5.23。