铬(Ⅵ)在粘土衬层中迁移转化的研究

对有毒有害物质在粘土衬层中的自然渗透、迁移及转化加以研究,可为有毒有害废物的安全填埋场的设计、施工和污染预测提供实验依据及关键参数:铬(Ⅵ)是填埋场渗滤液中有代表性的重金属,通过铬(Ⅵ)在击实粘土中的渗透实验与浸提实验,发现铬(Ⅵ)的渗透系数约为水的４倍;铬(Ⅵ)可被粘土中还原性物质转化为毒性较小的铬(Ⅲ):粘土击实到最大干密度可大大提高其防渗效果。      

白泥复合衬层防渗稳定性的研究

为考察白泥复合防渗衬层的防渗稳定性和对污染物的阻滞去除能力,利用自制击实渗透仪对白泥和亚粘土防渗衬层进行了对比研究. 结果表明:白泥/亚粘土“夹层结构"复合衬层能保持低于国家防渗规范(10－7 cm/s)的防渗性,并对渗滤液中的重金属,COD_Cr和NH₄＋-N具有较强的阻滞去除能力,可以与常用的亚粘土防渗衬层相媲美,不过其淋滤出水ρ(Cl－)高,因此其长期防渗稳定性需进一步研究;60%白泥+40%亚粘土“混合式"复合衬层和白泥防渗衬层在渗滤液渗透作用下,其防渗性能不好,渗透系数超过国家防渗规范要求,因此不宜用于填埋场防渗.      

沸石改性天然粘土防渗层性能研究

用不同比例的沸石对天然粘土进行改性,对改性粘土防渗层的渗透性、去除主要污染物的有效性和控制渗滤液渗透的可行性进行研究。实验结果表明改性粘土防渗层的渗透系数随沸石比例的增加而增大,如果沸石的配比适当,其渗透系数可达到低于1×10-7cm/s的现行标准,而且提高了防渗层的污染物去除能力。因此,沸石改性粘土作为垃圾填埋场防渗材料是可行的。     

赤泥渗滤液对钠基膨润土黏土衬垫的渗透机理分析

赤泥渗滤液的高离子强度可以抑制蒙脱石的膨胀,从而导致钠基膨润土黏土衬垫（GCL）的渗透性过强,并无法用作赤泥处理设施中的防渗衬层。通过2种钠基膨润土黏土衬垫与2种赤泥渗滤液的渗透过程,研究强碱性赤泥渗滤液与钠基膨润土黏土衬垫的渗透机理。结果表明:天然钠基膨润土（Na-GCL）和人工钠化钠基膨润土（Ar-GCL）的渗透系数与赤泥渗滤液的离子强度密切相关,随着离子强度的增加,渗透系数呈递进式系统性增大,对高离子强度的山东赤泥渗滤液的渗透系数最大,分别为7.8×10-7,3.2×10-7 m/s。且两者的渗透系数与膨胀指数呈正相关,SEM扫描的微观结构分析发现,膨润土的膨胀机理控制着其渗透作用。高离子强度会使膨润土中的蒙脱石矿物层间发生渗透性膨胀,并吸收大量的水分,减小孔隙度的同时改变流体的流动路径,从而导致渗透系数提高。该结果可为赤泥堆场底部防渗设计提供更为可靠的理论参考,有效降低我国赤泥堆场渗滤液污染风险。     

粘土渗透仪的改进与探讨

改进后的粘土渗透仪,采用了直接击实法测定粘土渗透系数,可防止渗透实验中易出现的侧渗现象,减少实验误差,实验中用气体加压,可使粘土渗透系数的测定周期从1～2个月缩短至2～3 d。实测数据与常规标准渗透仪数据可比。并可进行有害物质渗滤液在粘土中渗透速度、转化、吸附、交换等方面的实验研究,使用方便。      

低渗透性多孔介质室内弥散实验及弥散度求解研究

低渗透多孔介质在浅部含隔水层中分布广泛,是地下水污染物迁移的重要载体,然而其弥散度的取值目前研究还不足。针对此问题,以溴化钠为示踪剂开展了低渗透多孔介质的室内弥散实验研究,介质渗透系数为0．048 m/d,通过离子选择电极法测定溴离子浓度,并分别采用解析法和数值法进行了弥散度的求解,解析法和数值法求得的弥散度分别为0．0048 m 与0．0065 m,研究成果可以为低渗透多孔介质中污染物迁移预测提供弥散度值参考。     

基于敏感性分析的危险废物填埋场工程和地质屏障参数优化

为优化危险废物填埋场地下水污染风险控制的工程/地质屏障参数,基于过程模型模拟-参数敏感性分析-参数优选的系统框架和方法,分析关键参数对于地下水中渗滤液所携带污染物浓度的影响和敏感性,基于分析结果推荐技术参数的取值区间和最低的技术参数要求.结果表明:①各参数对地下水污染风险的敏感性排序依次为导排支管间距>含水层厚度>导排层坡度>天然衬层渗透系数>导排层渗透系数>地下水流速.②当导排支管间距>25 m、导排层坡度 < 2%、导排层渗透系数 < 0.000 1 cm/s、天然衬层渗透系数>1×10-6 cm/s时,地下水污染风险急剧增大;反之,当导排支管间距 < 10 m、导排层坡度>3%、导排层渗透系数>0.01 cm/s、天然衬层渗透系数 < 5×10-7 cm/s时,对地下水污染风险的管控并无明显影响.③导排支管间距最低为25 m,但不宜 < 10 m,导排层坡度最低为2%,但不宜>3%,导排层渗透系数最低为0.01 cm/s,天然衬层渗透系数最低为1.0×10-6 cm/s.研究显示,现有标准中给出的参数取值具有合理性,但范围较广,应结合水文地质参数与填埋场参数确定.      

安全填埋场粘土衬层渗透性的试验研究

工业危险废物填埋场为防渗透,要求两层粘土的渗透系数k<1×10-7cm/s。为满足设计要求,沈阳工业危险废物填理场通过实验确定与其相关的施工参数。如铺土厚度,碾压遍数,碾压机具,粘土的最优含水量,干密度。同时按设计要求测试碾压过的场地渗透系数。     

改性粘土防渗层性能研究及影响因素分析

以十六烷基三甲基溴化铵 (HDTMA)、聚铝阳离子为改性剂 ,对天然粘土分别进行有机、无机和有机 无机混合改性 ,对改性土防渗层去除污染物和控制渗滤液渗透的有效性和可行性进行研究 ,分析影响改性防渗层性能的各种因素。实验结果表明 ,各种改性土的吸附能力和容量均得到了提高 ,渗透系数在经过一定时间后可达到 1× 10 - 7cm s以下。因此 ,改性土作为防渗材料是可行的。pH、改性剂的浓度、Al 土比等对防渗层污染物的去除有重要影响。     

垃圾填埋场渗滤液穿过垂直防渗帷幕的渗漏分析

为避免垃圾填埋场内的污染物对地下水造成污染,填埋场常采用垂直防渗帷幕.目前,我国南方的垃圾填埋场内渗滤液水位普遍较高,在高水头作用下污染物可能透过灌浆帷幕渗漏从而污染周边环境.分析了对流、扩散和吸附作用对污染物迁移的影响规律,以苏州七子山填埋场为例,分析了高水头作用下渗滤液透过防渗帷幕的渗漏,通过现场测试进行了验证,研究了灌浆帷幕渗透系数和灌浆深度对渗漏的影响.结果表明,在高渗滤液水位下,对流对污染物迁移起主导作用.实际工况下污染物穿过防渗帷幕需 19.5a,污染区域主要集中在场底含碎石粘土层中,目前污染物尚未渗漏至防渗帷幕下游,分析结果与现场实测结果一致;若防渗帷幕渗透系数能达到标准,则穿过防渗帷幕的时间将延长至填埋场稳定化之后,从而大大降低污染周边环境的可能性;但若帷幕灌浆深度不足,这一时间又将缩短至7a.防渗帷幕渗透系数和灌浆深度的控制对防止污染物向下游地区渗漏极为关键.     

Biosorption of cadmium(Ⅱ) and lead(Ⅱ) ions from aqueous solutions onto dried activated sludge

The removal of heavy-metal ions from aqueous solutions by using dried activated sludge has been investigated in batch systems. Effect of solution pH, initial metal ion concentration, and temperature were determined. The results of the kinetic studies showed that the uptake processes of the two metal ions(Cd(Ⅱ) and Pb(Ⅱ)) followed the pseudo-second-order rate expression. The equilibrium data fitted very well to both the Langmuir and Freundlich adsorption models. The FT-IR analysis showed that the main mechanism of Cd(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) biosorption onto dried activated sludge was their binding with amide I group.     

新显色试剂的合成及在环境监测中的应用研究

合成了一种新三氮烯类显色剂--6-甲氧基苯并噻唑重氮氨基-2,6-二溴-4-羧基苯(简称MBTDABPCP),并研究了其与镉的显色反应.拟定了在SDS存在的Na₂₄₇-HCl缓冲溶液(pH为8.5)中,测定镉的新方法.可用于废水中微量镉的测定.      

两种碳酸系Fe-LDHs负载改性沸石对Cd(Ⅱ)吸附特性对比研究

为提升以沸石为代表的天然吸附材料对重金属污染物吸附效果,并将新型功能材料层状双金属氢氧化物（layered double hydroxides,LDHs）有效应用于实际工程,采用水浴-共沉淀法制备两种Fe系碳酸型LDHs即时负载于沸石填料表面,利用场发射扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对改性前后的沸石表面形态、化学成分和晶体结构进行表征;通过等温吸附及解吸附、吸附动力学、吸附热力学、竞争离子吸附和不同pH吸附试验,对比原始及改性沸石对Cd（Ⅱ）的吸附效果及其作用机理.结果表明:①改性沸石对Cd（Ⅱ）的吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型.②相较于原始沸石,两种改性沸石对Cd（Ⅱ）的吸附性能明显提升,且MgFe-LDHs负载改性沸石理论最大饱和吸附容量更高.③沸石改性后对Cd（Ⅱ）的吸附由放热过程变为吸热过程.④吸附时间、竞争离子及pH对沸石吸附Cd（Ⅱ）的效果产生不同程度的影响.研究显示,MgFe-LDHs负载改性沸石最大饱和吸附容量显著提升,吸附能力更强,且在不同条件下均表现出优良的吸附特性,具有作为高效除镉填料的潜力.      

硫酸铵-锌试剂-Tween-80萃取分离废镍镉电池金属

以废旧镍镉电池为原料,探索盐酸溶解废镍镉电池的溶解条件,并用ICP仪检测镍镉电池溶液中金属离子含量。研究了硫酸铵-锌试剂-Tween-80体系萃取分离金属离子Ni（Ⅱ）,Cd（Ⅱ）,Co（Ⅱ）的行为。实验表明：Ni（Ⅱ）,Co（Ⅱ）在pH6-9范围内,与锌试剂形成的螯合物可被Tween-80相完全萃取,而Cd（Ⅱ）基本不被萃取。进而实现了镍镉电池溶液中的Ni（Ⅱ）,Co（Ⅱ）离子与Cd（Ⅱ）离子的分离。     

Removal of heavy metals from aqueous solution by sawdust adsorption

The adsorption of lead, cadmium and nicel from aqueous solution by sawdust of walnut was investigated. The effect of contact time, initial metal ion concentration and temperature on metal ions removal has been studied. The equilibrium time was found to be of the order of 60 min. Kinetics fit pseudo first-order, second-order and intraparticle diffusion models, hence adsorption rate constants were calculated. The adsorption data of metal ions at temperatures of 25, 45 and 60~C have been described by the Freundlich and Langmuir isotherm models. The thermodynamic parameters such as energy, entropy and enthalpy changes for the adsorption of heavy metal ions have also been computed and discussed. Ion exchange is probably one of the major adsorption mechanisms for binding divalent metal ions to the walnut sawdust. The selectivity order of the adsorbent is Pb（I1）~Cd（II）〉Ni（I1）. From these results, it can be concluded that the sawdust of walnut could be a good adsorbent for the metal ions from aqueous solutions.     

废啤酒酵母吸附水溶液中Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的性能

用废啤酒酵母吸附水溶液中N(iⅡ)和Cd(Ⅱ),考察了溶液pH值、重金属离子浓度、吸附时间和溶液中盐的浓度对吸附效果的影响。结果表明:溶液pH是影响重金属离子吸附的一个重要参数,中性条件利于吸附。废啤酒酵母对N(iⅡ)和Cd(Ⅱ)吸附速率较快,达到吸附平衡约需120min。废啤酒酵母吸附N(iⅡ)和Cd(Ⅱ)的实验数据对Langmuir等温式的拟合情况良好,pH=7时,废啤酒酵母对N(iⅡ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为5.34mg/g和10.17mg/g。溶液中其它盐类物质的存在对重金属离子的吸附会产生较大的影响,pH=3条件下进行解吸附,解吸附率>90%。     

微波辐射香草醛交联壳聚糖对镉(Ⅱ)的吸附性能

采用微波辐射技术合成了香草醛交联壳聚糖(V-CTS)希夫碱,用红外光谱和扫描电镜对产物结构进行了表征,研究了该吸附剂对镉离子的吸附性能。结果表明,香草醛改性壳聚糖粒径约在5~40μm之间,吸附剂对镉离子的的吸附条件是:pH为6.0,100 mg/LCd2+溶液50 mL,吸附剂投加量为0.02 g,吸附震荡时间5 h,温度20℃,吸附量为39.7 mg/g。与水浴法制备的吸附剂以及其他壳聚糖改性产品相比,该吸附剂的吸附量大大提高,且操作方法简单,工艺条件易于控制。     

改性膨润土对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

研究比较了膨润土与改性膨润土作为吸附剂对Cd2 + 的吸附性能。探讨了膨润土的用量、pH值等因素对膨润土吸附Cd2 + 的影响。改性膨润土对Cd2 + 的吸附能力明显增强 ;膨润土的用量、pH值对Cd2 + 的吸附效率影响较大。当pH =8～ 9时 ,改性膨润土用量为 4g L ,对初始浓度为 4 0mg L的Cd2 + 的去除率达 96 %。膨润土原土、改性膨润土对Cd2 + 的吸附等温线均符合Freundlich方程。     

环境材料对污染土壤中Pb、Cd和As的吸附解吸研究

通过模拟实验考察了环境材料沸石(FS)和蛇纹石(SS)在不同pH值下对土壤Pb、Cd、As的吸附与解吸结果,探索环境材料对土壤重金属的固化效果。结果表明:对于Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)污染土壤,土壤吸附量随pH升高而增加;在酸性条件下,SS促进土壤对Pb(Ⅱ)的吸附;在碱性条件下,FS促进土壤对Cd(Ⅱ)的吸附;同时SS与FS使土壤对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量大幅度降低。SS促进土壤对AsO-2的吸附,但该吸附量与pH变化无关;SS对AsO-2的解吸量影响不大,且该解吸量随pH升高而升高。SEM分析可知,FS与SS吸附重金属后形态变化显著。可见所用的环境材料对重金属Pb、Cd、As有明显的固化作用。