离子交换耦合膜分离技术回用电镀废水中Cr(Ⅵ)技术研究

为实现电镀废水中6价铬离子(Cr(Ⅵ))回用,将纳滤技术与离子交换技术耦合,建立了1 m3/h中试试验装置.含Cr(Ⅵ)废水经离子交换纤维吸附处理,出水Cr(Ⅵ)质量浓度≤0.08 mg/L,可达标排放;将离子交换纤维吸附饱和后再生,获得5 000 mg/L以上Cr(Ⅵ)浓缩液,同时含有Cl-.采用纳滤膜处理该浓缩液,将Cr(Ⅵ)与C1-分离.对比研究了运行压力和离子质量浓度对分离效果的影响,由此筛选较适宜膜产品.结果表明:进水Cr(Ⅵ)质量浓度为3 680 mg/L,Cl-质量浓度为16 049 mg/L,运行压力为0.7 MPa,Cr(Ⅵ)截留率为80％,Cl-完全透过;溶液pH=8和pH=11时纳滤膜对Cr(Ⅵ)、Cl-分离效果无显著差异;经过60d试验纳滤膜的脱盐性能无衰减.将离子交换与纳滤技术耦合,连续运行,能获得Cr(Ⅵ)质量浓度为3 200 mg/L、Cl-质量浓度为20 mg/L的浓缩液.研究表明,集成工艺整体可行,具有潜在应用价值.     

电解法处理高浓度含铬废水回收铬的研究

采用电解法处理Cr(Ⅵ)质量浓度为2.6～ 10.4 g/L的废水,研究电解电流、电解时间、NaCl、H2SO4对去除率的影响.结果表明,NaCl可以增加溶液电导率,Cl-可以穿透阴极表面生成的致密Cr(OH)3膜,从而降低阴极极化,同时活化铅阳极表面形成的PbO2膜,降低阳极极化.溶液中加入NaCl可以提高Cr(Ⅵ)去除率.最佳工艺条件为:Cr(Ⅵ)质量浓度7.8 g/L,电解电流1.4A,电解时间10 min,NaCl添加量2 g,H2SO4添加量2 mL,温度25℃.此时Cr(Ⅵ)去除率为99.9％.     

不同条件下活性啤酒酵母对Cr(Ⅵ)吸附的研究

研究吸附时间、pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对活性啤酒酵母吸附Cr(Ⅵ)的影响及最佳条件.采用制备的啤酒酵母菌体吸附剂在摇床(145 r/min)中对Cr(Ⅵ)进行吸附试验,当吸附时间分别为5 min、10 min、20 min、30 min、60 min、120 min、180 min、240 min和300 min时,Cr(Ⅵ)去除率随吸附时间的增加而增加并趋于稳定;当吸附4 h时,去除率达到最大值94.33%,而当吸附1 h时,去除率可达到最大去除率的94.67%.当溶液pH值分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10时,33 ℃下去除率随着溶液pH值的增加先增大后减小;当pH＝2时吸附效果最好,去除率达到99.31%.吸附温度为25 ℃、33 ℃和40 ℃时,去除率随着温度的升高而增加,但温度过高会使啤酒酵母失活且能耗较大,而常温吸附即可达到较高的去除率(78.19%).当Cr(Ⅵ)初始质量浓度分别为15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L和40 mg/L时,去除率总体上随着Cr(Ⅵ)质量浓度的增加而减小.本研究可为含Cr(Ⅵ)废水的生物吸附处理提供指导.     

壳聚糖吸附废水中Cr(Ⅵ)的工艺研究

利用模拟废水,探讨了壳聚糖吸附处理Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件,以及再生后对其吸附性能的影响,以便为实际应用提供参考.研究表明,壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的最佳条件是pH值为2,温度25℃,吸附时间120 min,废水中Cr(Ⅵ)离子质量浓度≤60mg/L最大的吸附容量为8.6mg/g.再生后的壳聚糖对Cr(Ⅵ)吸附率可达96%...     

凹凸棒石负载壳聚糖吸附废水中Cr(Ⅵ)的研究

为得到合理有效、低成本的废水处理方法,利用凹凸棒石的离子交换特性和壳聚糖在酸性溶液中带正电荷的特点,以脱乙酰度90%的壳聚糖为原料,对用不同温度活化的凹凸棒石黏土作表面改性,制备了凹凸棒石黏土负载壳聚糖颗粒.壳聚糖包覆率的测定结果表明,活化温度为700 ℃时,凹凸棒石黏土的负载率达到最大值32.6%.凹凸棒石黏土负载壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的适宜条件为常温、pH值=4～6、吸附时间为35 min、凹土-壳聚糖用量为12 g/L,此时,凹土-壳聚糖吸附剂对质量浓度为40 mg/L的Cr(Ⅵ)的吸附率可达90%.凹土-壳聚糖颗粒对Cr(Ⅵ)的吸附适合用Langmuir吸附等温方程来模拟.研究表明,凹凸棒石黏土经过改性制成的凹凸棒石－壳聚糖颗粒可用于含Cr(Ⅵ)废水的处理.     

单因素对复合固定化烟曲霉小球去除Cr(Ⅵ)的影响

利用聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭粉末制作固定化烟曲霉小球,并以其为吸附介质,在30℃、120 r/min的培养条件下,考察了不同初始pH值、葡萄糖质量浓度、NaCl质量浓度和Cr(Ⅵ)质量浓度时固定化烟曲霉小球对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果.结果表明,固定化烟曲霉小球在中性偏酸环境中对Cr(Ⅵ)有更好的吸附效果,且吸附效率随葡萄糖初始添加量的增加呈增大趋势;NaCl在初始添加量较低时对Cr(Ⅵ)吸附效果影响不大,质量浓度较高时,则会对Cr(Ⅵ)的吸附效果产生显著影响;固定化烟曲霉小球对Cr(Ⅵ)的吸附效率随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递减趋势,而吸附量随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递增趋势.     

铝盐改性活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附

采用铝盐浸渍法制备改性活性炭。研究了铝盐种类、浸渍液浓度和不同吸附条件对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:采用0. 1 mol/L Al_2(SO_4)_3浸渍法制得的改性PAC吸附效果最好,Cr(Ⅵ)的吸附量由0. 75 mg/g提高到4. 86 mg/g。当温度为30℃时,Al-PAC的最佳吸附条件为:投加量0. 2 g(每100m L),p H为4,吸附时间30 min,溶液中Cr(Ⅵ)浓度由10 mg/L降至0. 45 mg/L以下,低于排放限值。吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附过程为以离子交换为主要机制的化学吸附。     

改性柚皮对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以柚子皮为原料,经乙醇处理,得到改性柚皮吸附剂,并将其用于对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,研究了吸附剂用量、温度、水样初始p H值、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、吸附时间等对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,各因素中p H值对改性柚皮吸附Cr(Ⅵ)的影响较大。对初始质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,改性柚皮投加量为20 g/L、温度为25℃、水样初始p H=1时,吸附420 min后,Cr(Ⅵ)的去除率达99%以上。Freundlich吸附等温模型和二级吸附动力学模型可以很好地对改性柚皮的吸附过程进行线性拟合,决定系数R2分别为0.975 1和0.996 6。     

活性炭吸附处理含砷废水的研究

通过活性炭的静态吸附实验,研究溶液中砷的去除率与溶液初始pH值、溶液浓度、反应温度和时间、以及溶液中其他共存离子的关系,以确定活性炭吸附去除砷的最佳工艺条件.研究表明,质量浓度为10 mg/L的含砷溶液,在25 ℃,溶液初始pH值为4.5,反应300 min时,砷的去除率达最大值98.6%;若溶液中同时含有Cr(Ⅵ)离子,可提高活性炭对砷的吸附去除率至99%以上.由此可见,活性炭吸附法处理含砷废水的去除率较高,处理后砷含量能够达到国家规定的排放标准.     

零价铁去除堆浸采铀工艺废水中U(Ⅵ)的研究

研究了零价铁(Zero-valent iron,ZVI)粉和废铁屑分别去除堆浸采铀工艺废水中以铀酰离子形式(UO2+2)存在的U(Ⅵ),分析了p H值、震荡时间、反应温度、ZVI投加量、共存离子等因素对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明:在p H=6,震荡时间为80 min,ZVI投加量为1.5 g,铀去除量为0.18 mg/g,ZVI对U(Ⅵ)的去除率可达到98.6%,零价铁粉比废铁屑去除效率略高,共存离子Mg2+,Mn2+,Cl-,NO-3对ZVI去除U(Ⅵ)影响不超过3%,CO2-3和Cu2+影响显著。ZVI去除溶液中U(Ⅵ)以还原沉淀和吸附作用为主,吸附-还原反应遵循一级化学反应动力学方程,探讨出零价铁去除堆浸采铀工艺废水中U(Ⅵ)的机理。     

SO2-4对厌氧折流板反应器中颗粒污泥性能的影响

利用取自厌氧折流板反应器中的颗粒污泥,通过间歇试验,研究不同质量浓度的SO2-4对厌氧颗粒污泥性能的影响.结果表明,SO2-4对厌氧颗粒污泥性能的影响具有多重性,当SO2-4质量浓度≤3 000 mg/L时,SO2-4对颗粒污泥的厌氧生物降解过程有促进作用;当SO2-4质量浓度>3 000 mg/L时,SO2-4对颗粒污泥的厌氧生物降解过程有抑制作用,且抑制作用随SO2-4质量浓度的提高而迅速增大.当颗粒污泥有机负荷为4 kg COD/(m3·d)、COD与SO2-4质量浓度比为2.7～4、SO2-4质量浓度为2 000～3 000 mg/L时,ABR反应器运行效果最佳,此时系统COD去除率和出水碱度分别稳定在85%和2 500 mg/L以上;出水挥发酸(VFA)在200 mg/L以下;污泥比产甲烷活性(SMA)最高;SO2-4的去除效果最佳.本研究为用厌氧生物处理高浓度硫酸盐废水提供必要依据.     

致变因子COD/SO42-值对废水中硫酸盐去除率的影响研究

利用CSTR 反应器,考察了COD和硫酸盐浓度致变下的COD/SO42-比值对硫酸盐还原的影响.发现在(34±1) ℃、水力停留时间20 h、进水碱度(ALK)300-500 mg/L、pH 6.0-6.2等条件下:①相同 COD/SO42-值下,硫酸盐致变与COD致变时硫酸盐的去除率并不相同,其中硫酸盐致变时的去除率要高于COD致变时的去除率;②要使产酸脱硫反应器保持较高的SO42-去除率(大于80%)和运行稳定性,须将系统的COD/SO42-值控制在不小于2.0的水平.     

一株抗铬细菌的分离鉴定及其还原特性研究

拟通过筛选出高效还原Cr(Ⅵ)的菌株来修复铬污染土壤,从重庆废弃化工厂铬污染土壤中分离得到一株高效还原菌株,对该菌进行形态和生理生化特征研究,并结合分子生物学进行测序分析,同时对该菌在不同条件下还原Cr(Ⅵ)的能力进行检测,探讨了pH值、接种量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度及温度对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明,该菌株为革兰氏阳性杆菌,命名为NO.1.经形态和生理生化特征及16S rDNA序列比对分析,鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)(相似度为99％).该菌株具有较强的还原Cr(Ⅵ)的能力,在pH=8.0、接种量50％(体积分数)及30℃条件下,100 mg/L的Cr(Ⅵ)在处理3d后可基本被还原.研究表明,该细菌有望用于铬污染土壤的修复.     

铬渣中Cr(Ⅵ)制取铬黄颜料的资源化技术研究

用蒸馏水在直径52 mm和80 mm的有机玻管中淋浸风化铬渣,在渣水比为250 g/200mL、500 g/400 mL和750 g/600 mL的3种方案中,750 g/600 mL的效果最佳.在2种不同管径装置中,可分别得到Cr(Ⅵ)总溶出率为94.0%、98.7%的良好淋浸效果.将含Cr(Ⅵ)的淋滤液替代商品重铬酸钠成功地制备出柠檬铬黄、中铬黄、浅铬黄,PbCrO4含量指标符合国标要求.相对于铅盐、Na2CrO4的理论反应用量,Cr(Ⅵ)浓度为26.21 g/L时,不仅可获取理想的铬黄生成量,而且可使沉淀分离液中检不出Cr(Ⅵ)残留量,但高于此浓度则会出现Cr(Ⅵ)残留.理论值1.15倍的铅盐用量可使Cr(Ⅵ)沉淀完全,铬黄达最高产率.廉价矿物材料改性磷灰石等可用于外排废液中Pb2+的吸附去除,以控制二次污染.利用铬渣中Cr(Ⅵ)溶出液直接制取铬黄颜料,可为铬渣资源化处理开辟一条新途径并获得明显的经济效益.     

电解法处理含铬废水的研究

采用电解法处理Cr(Ⅵ)质量浓度为20 mg/L的废水,研究了阴阳极间距、电解电压、电解时间、添加药剂、阴阳极面积比、pH值和温度对去除率的影响.结果表明,阳极表面附着一层不导电的r(OH)3膜时,会增加阳极电阻,提高电解反应阻抗,降低去除宰,电解反应生成的H2具有搅拌作用,使Cr(OH),膜不易附着,可减弱该膜的不利作用;由此,阴阳极间距取最小值,电解电压取最高值,电解时间取中问值可提高去除率.并得出最佳工艺条件为:阴阳极间距4 mm,电解电压2.4 V,电解时间45 min,添加药剂2.5 g/L的NaCl,阴阳极面积比为5:1,废水pH值为9.0,温度25℃.最佳工艺条件下Cr(Ⅵ)的去除率为99.80%.     

掺硼金刚石膜电极电化学氧化双酚A的影响因素及机理研究

采用响应曲面法系统研究了掺硼金刚石(Boron-doped Diamond,BDD)膜电极电化学氧化双酚A (BisphenolA,BPA)的影响因素及含氯副产物的生成。结果表明,电流密度是影响降解速率常数(k)和氯离子消耗量(Δc(Cl-))的最主要因素。以BPA有效降解的同时生成较少量的含氯副产物为标准,通过响应曲面法计算得到的最优反应条件为:对0. 06 mmol/L BPA、40 mmol/L NaCl(pH=8)的溶液,当电流密度为15 mA/cm2时,k为0. 318 min-1,Δc(Cl-)仅为3. 55 mmol/L。BDD电极电解不仅生成了高浓度的高氯酸盐,还生成了1,1,2,2-四氯乙烷、2,3,4,6-四氯苯酚和五氯苯酚等仅在BDD体系中被检测到的含氯有机副产物。综上,经BDD电极电化学氧化处理后尽管整个BPA溶液的毒性明显降低,但还需特别关注反应过程中生成的含氯副产物。     

金属离子及盐分对苯胺好氧生物降解过程的影响

以苯胺废水处理反应器内污泥为菌源,采用间歇反应的方法考察了Fe3 、Ni2 、Zn2 、Cr(Ⅵ)和Cu2 5种金属离子及盐分对苯胺好氧降解过程的影响.结果表明,适宜浓度的Fe3 、Ni2 、Zn2 、Cr(Ⅵ)和Cu2 可以促进苯胺的降解,苯胺降解速率提高了5.7%～26.6%.但当Fe3 、Ni2 、Zn2 、Cr(Ⅵ)和Cu2 的质量浓度分别大于50 mg/L、5 mg/L、2.5 mg/L、2.5 mg/L和1 mg/L时,开始对苯胺降解菌产生抑制作用.按毒性从大到小的顺序排列为: Cu2 、Cr(Ⅵ)、Zn2 、Ni2 、Fe3 .苯胺降解菌生长最佳盐度(NaCl质量分数)介于0.5%～1.0%.研究表明,在苯胺废水处理实践中应把金属离子和盐度控制在适宜的范围内.     

桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂对磷的吸附研究

采用原位合成法制备桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂(MSAC/Fe-Mn),用红外光谱、X射线衍射等对其表征,探讨MSAC/Fe-Mn对磷的吸附机理。研究pH值、吸附时间、初始浓度、温度和共存离子等因素对吸附效果的影响,结果表明,pH值为5时,其对磷的去除效果最好;共存离子对磷的吸附影响大小顺序为CO2-3 SO2-4 NO-3;随着离子强度由0. 05 mol/L(Na NO3)增大到0. 50 mol/L,复合吸附剂对磷的去除率降低了40. 6%;准二级动力学模型较好反映了吸附过程,Langmuir等温吸附模型适合拟合MSAC/Fe-Mn对磷的吸附,在温度为25,35,45℃时,其对磷的最大吸附量分别为16. 26,17. 78,20. 82 mg/g。MSAC/Fe-Mn吸附磷的机制包括静电、离子交换、物理-化学吸附等,MSAC/Fe-Mn中铁锰氧化物和其表面羟基和酚羟基均参与了吸附反应。     

一种新型壳聚糖交联树脂的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

采用改进的滴加成球法合成壳聚糖树脂,用环氧氯丙烷对树脂进行交联,制备新型壳聚糖交联树脂.研究了交联树脂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,探讨了溶液pH值、吸附时间、温度、Cr(Ⅵ)初始质量浓度等因素对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学.结果表明,各因素中pH值对壳聚糖交联树脂吸附Cr(Ⅵ)影响较大.对初始质量浓度为120 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,壳聚糖交联树脂投加量为1 g/L,pH=3,温度为25℃,吸附2h时可达到最大吸附容量(72 mg/g).用Langmuir 等温模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,R2分别为0.999 9和0.999 7,模型计算的饱和吸附容量qmax(73.53 mg/g)和平衡吸附量qe(29.23mg/g)与试验结果(72.10 mg/g和27.73 mg/g)基本吻合.Fick扩散模型表明,树脂对Cr(Ⅵ)的吸附可分为3个阶段,说明Cr(Ⅵ)的去除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果.     

花生壳吸附Cr(Ⅵ)动力学方程研究

通过试验对粒径介于0.25～0.50mm的花生壳颗粒吸附Cr(Ⅵ)的动力学行为进行探讨,从吸附时间、pH值、吸附剂投加量、温度、Cr(Ⅵ)的初始质量浓度方面对吸附性能的影响进行研究.结果表明,最佳吸附条件为:Cr(Ⅵ)初始质量浓度100 mg/L,pH=2.0,振荡速度140 r/min,温度30℃.此时Cr(Ⅵ)的吸附率可达到90%以上.用Lagergren一级吸附速率方程、二级吸附速率方程及平均绝对偏离率对以上因素对吸附件能的影响数据进行处理,发现二级吸附动力学模型可以更好地描述各种影响因素条件下的吸附过程.二级吸附速率常数随着溶液pH值和Cr(Ⅵ)初始质量浓度的减小而增大.在低浓度和低pH值的条件下,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形式存在,并且HCrO4-是花生壳主要吸附的Cr(Ⅵ).二级吸附速率常数随着溶液温度的升高而快速的增加.温度对反应速率的影响可以通过Arrhenius方程来描述,所得曲线近似为直线方程,决定系数R2=0.986 2,反应的活化能Ea为8.67kJ/mol,该反应活化能在物理吸附反应活化能范围(0～40 kJ/mol)内.