化学沉淀法去除稀土湿法冶炼废水中钙与高浓度氨氮研究

离子型稀土湿法冶炼过程中会产生大量氨氮废水,由于废水中含有大量Ca2+,而Ca2+是影响磷酸铵镁沉淀法脱氮效率的重要因素.向废水中投入Na2CO3固体生成CaCO3沉淀物,去除废水中的Ca2+,再利用磷酸铵镁(MAP)沉淀法去除废水中的氨氮.实验采用响应面实验设计方法中的中心复合设计法,利用响应面分析法对磷酸铵镁沉淀法反应参数进行优化,得到最优反应条件及最优反应条件下沉淀产物.利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对最优反应条件下两种沉淀物进行分析.结果表明,当n(Ca2+)∶n(CO23-)=1∶1.05,搅拌速率为1 500 r.min-1,反应时间为30 min时,Ca2+去除率接近100%;对除钙后废水进行磷酸铵镁法脱氮处理的最优反应条件为:pH=9.03,n(Mg)∶n(N)=1.20,n(P)∶n(N)=1.1,反应时间为30 min,搅拌速率为1 000 r.min-1,氨氮去除率达到95.40%,剩余总磷浓度为5.65 mg.L-1;沉淀物分别为纯净的CaCO3及MgNH4PO4.6H2O.     

化学沉淀法处理高盐含磷废水

高盐含磷废水具有盐含量高、污染物成分复杂和生物处理难等特点。生产鸟粪石后的浓海水因添加过量的Na₂HPO₄及NH₄HCO₃等诱导剂和稀释剂,其上清液中会有PO3-₄-P残留。针对其上清液磷含量超标的问题,使用化学沉淀法进行除磷实验。选用聚合氯化铝(PAC)、FeCl₃、Ca (OH)₂、聚丙烯酰胺(PAM)作为实验药剂,研究了反应时间、单一药剂添加量和药剂复配等因素对除磷效果的影响,筛选出2种满足出水磷含量要求(0.5 mg/L)的工艺条件。方案1:添加n (Ca)/n (P)=4.5的Ca (OH)₂,处理后溶液PO3-₄-P含量为0.2 mg/L;方案2:添加n (Al)∶n (P)=0.5的PAC+n (Ca)/n (P)=4.0的Ca (OH)₂+0.5 g/L PAM,处理后溶液PO3-₄-P含量为0.4 mg/L。综合分析,方案1操作方便,方案2有助于固液分离,二者均可以用作废水处理方案,研究结果为高盐含磷废水处理提供了一个切实可行的思路。     

Fe-PTFE-nano-PbO_2/Ti电极电催化氧化对硝基酚废水研究

研究了模拟废水对硝基酚(p-NP)的电化学降解情况,实验中以Fe-PTFE-nano-PbO2/Ti为阳极,石墨为阴极,讨论了电流密度、p-NP初始浓度、电解质(Na2SO4)浓度、溶液初始pH这些因素对p-NP降解的影响。实验表明,电流密度越大,生成的·OH更多,去除效果越好;p-NP初始浓度越小,电解速度高于扩散速度,反应速率越快,浓度越高,产生的更难降解的与p-NP竞争有机物中间产物越多,反应速率越低;Na2SO4浓度越大,SO42-产生的中间产物因具有氧化作用,在一定浓度范围内促进有机物的降解;溶液pH越小,析氧电位越低,越不容易发生析氧副反应,提高降解效率,有利于有机物降解。实验中电流密度20 mA/cm2,p-NP起始浓度100 mg/L,Na2SO4浓度0.02 mg/L,pH为5.1时条件最优,有机物降解效果较好,120 min时p-NP去除率99.23%,COD去除率77.38%,矿化率较高。     

双碱法烟气脱硫工艺实验研究

在工业规模装置上对双碱法烟气脱硫工艺进行了系统实验研究了,主要考察了Na OH和Ca(OH)2浓度、烟气含尘量、钙硫比(脱硫剂中钙的摩尔数与煤中硫的摩尔数之比)、液气比(脱硫剂流量L与烟气流量G之比)、烟气温度、烟气与脱硫剂接触时间以及加氧量对脱硫效果的影响。结果表明:烟气脱硫率随Na OH浓度在5%~30%范围内的增加逐渐增加,Na OH浓度高于30%对脱硫率影响不大,Ca(OH)2浓度为10%~12%时脱硫率最高;烟气含尘量由1 600 mg/m3降低到400 mg/m3,脱硫率从95%线性降低到84%;钙硫比为1.1时脱硫效果最好;脱硫率随液气比的增加逐渐升高,当液气比高于15.5 L/m3,脱硫率变化不大;较低的烟气进口温度利于SO2的吸收,脱硫率越高;烟气与脱硫剂接触时间越长,脱硫率越高;氧气的通入将亚硫酸盐氧化为硫酸盐,提高了脱硫率,同时可避免结垢。     

诱导结晶反应中介稳区的研究

CaCl₂-Na₂CO₃溶液体系中c(Ca2+)和c(CO₃2-)处于介稳区中,是该体系诱导结晶反应能够进行的前提条件.临界值点是介稳区的边界点,应用电导率法测定CaCl₂-Na₂CO₃溶液体系的临界值点,对影响临界值的温度,pH,反应时间和搅拌强度等因素进行了研究,绘制了不同条件下CaCl₂-Na₂CO₃溶液体系的介稳区.结果表明,降低温度,增加溶液的pH,搅拌强度适中能够降低出现临界值时的电导率,增加介稳区的面积.考虑到试验的可操作性和成本等因素,确定CaCl₂-Na₂CO₃溶液体系诱导结晶反应的最佳条件:温度为25 ℃,pH为9.0,反应时间为10 min,搅拌强度为200 r/min.在最佳反应条件下,c(Ca2+)和c(CO₃2-)满足3.496×10-10［Ca2+］-1.182 6<［ CO₃2-］<4.96×10-9［Ca2+］>/sup>-1时,诱导结晶反应能够在介稳区中进行.      

位阻胺混合甘氨酸盐溶液吸收CO2的研究

在双搅拌反应釜中研究了位阻胺2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)与甘氨酸钠(SG)混合溶液吸收CO2的性能.实验温度293~313K,混合溶液的浓度为AMP(1.5kmol/m3)+SG (0.2,0.4,0.6,0.8kmol/m3),SG浓度每增加0.2kmol/m3,200min内的平均吸收速率分别提高11.47%,10.07%,9.18%和5.33%.与AMP单一溶液相比,混合溶液在200 min时的吸收容量增加了11.5%~41.1%.在293~313K,吸收速率随温度上升而提高.使用加热的方法进行再生实验,得到1.5 kmol/m3 AMP + 0.6 kmol/m3 SG混合液的最适再生温度为378K.AMP + SG混合溶液的再生效率高于单一SG溶液及AMP + MEA/DEA混合溶液.     

从阳极泥中提取结晶形Al（OH）3的绿色化研究

采用碱中和阳极泥中的Al2O3和无定形Al(OH)₃,再通入CO₂,从铝型材生产线阳极沉积下来的废泥中成功制备出结晶形Al(OH)₃,研究了温度,pH及CO₂气流速率对形成结晶形Al(OH)3产量的影响。结果表明,在强烈搅拌下,当温度为70~80℃,pH为8~9,CO₂气流速率为50~60mL/min时,Al(OH)3产量最高。该研究实现了回收铝资源,净化环境,且副产品Na₂CO₃可回收利用的目的,从而达到综合利用资源,变废为宝的绿色目标。      

不同碱液处理对玉米秸秆中温发酵产气的影响

通过自行设计的恒温厌氧发酵装置,研究NaOH、KOH和Ca(OH)_23种碱液预处理对玉米秸秆中温(35℃)厌氧发酵的影响。结果表明,玉米秸秆中温厌氧发酵时,NaOH预处理效果要好于Ca(OH)_2,而KOH预处理则达不到提高产气效率和累积产气量的效果,其中4‰Ca(OH)_2、4‰和8‰Na OH对玉米秸秆预处理效果要强于自来水对照,整个发酵过程均未出现产气停滞,分别在115、116和118 d时发酵完全,发酵结束时的累积产气量相比自来水对照分别提高了17.70%、21.87%和2.34%。最优组合预测模型显示,Na OH在中温条件下对玉米秸秆预处理的最佳质量浓度为4‰,120.0 d发酵完全,产气速率达51.07 m L/d,最大干物质累积产气量为383.00 m L/g;Ca(OH)_2在中温条件下对玉米秸秆预处理的最佳质量浓度为2‰,114.9 d发酵完全,产气速率为46.43 m L/d,最大干物质累积产气量为348.22 m L/g。可见,在玉米秸秆中温厌氧发酵时,利用质量浓度4‰Na OH和2‰Ca(OH)_2对其进行预处理是可行的,其中4‰Na OH的预处理效果要强于2‰Ca(OH)_2。     

硫酸盐还原-氨氧化反应的特性研究

将接种的ANAMMOX污泥进行自养条件下的硫酸盐还原-氨氧化反应,实验发现硫酸盐还原-氨氧化反应是pH下降的过程,其产物为单质硫和氮气,NO-3-N是其中间产物.NH+4-N/SO2-4-S的转化比随着原水n(N)/n(S)比的减小而减小,其中原水n(N)/n(S)比对氨的转化率影响不大,低的n(N)/n(S)比可以提高SO2-4-S的转化率,但却使NH+4-N转化为NO-3-N的比率增大,导致n(TN)/n(TS)的去除比减小.这表明硫酸盐还原-氨氧化反应不是基元反应.硫酸盐能把氨氧化为NO-2-N或NO-3-N,其中转化为NO-3-N的反应是限速步骤,缩短反应时间有利于氮损失.     

Fenton/絮凝协同处理含镍及高浓度DMP的废水研究

Cu2+能够促进Fenton反应,Ni2+与Cu2+均为第一系的过渡金属。采用Fenton/絮凝法处理含镍(Ni2+)及邻苯二甲酸二甲酯(DMP)废水,考察Ni2+浓度对Fenton反应的影响,以及该体系下Fenton反应时间、n(H2O2)/n(Fe2+)、H2O2初始浓度、絮凝剂Ca(OH)2投加量、助凝剂PAM投加量对DMP、COD及Ni2+去除率的影响,并对废水沉淀物的微观结构和元素组成进行了探究。通过单因素试验和正交试验确定试验的最佳参数为:n(H2O2)/n(Fe2+)=4∶1,H2O2初始浓度为200 mg/L,絮凝剂Ca(OH)2投加量为475 mg/L,助凝剂PAM投加量为1.0 mg/L;此时,DMP、COD及Ni2+去除率分别为100%、65.80%及99.08%,出水中Ni2+浓度为0.10 mg/L,远优于GB 8978—1996《污水综合排放标准》。     

Ca(OH)2解吸并固定混合吸收液中CO2的实验研究

CO₂化学吸收法分离纯度高,技术成熟,但能耗过高及成本是困扰该技术发展的瓶颈.在常压条件下对利用Ca（OH）₂直接矿物碳酸化固定MDEA/PZ混合吸收富液中CO₂进行了一系列实验研究,考察了吸收液负荷、Ca（OH）₂投加量、pH、温度及搅拌速率等因素对解吸率的影响,并利用动态吸收-解吸循环实验研究了其CO₂吸收性能和循环使用稳定性,最后对碳酸化反应产物进行了XRD、TEM分析.结果表明,在常压条件下,Ca（OH）₂可以通过液相直接矿物碳酸化对CO₂进行直接固定,并实现吸收富液的再生;随着负荷的升高及Ca（OH）₂投加量、pH、搅拌速率的增大,解吸率随之增加;随着溶液温度升高,解吸率下降;经过5次动态吸收-解吸循环实验后CO₂吸收量可以达到并保持在0.57 mol·L^-1,显示出了良好的循环稳定性.     

氢氧化镧掺杂氧化铝去除水体磷酸盐性能研究

为有效去除水体中的磷酸盐,采用沉淀沉积方法合成了氢氧化镧〔La(OH)₃〕掺杂氧化铝(Al₂O₃)的吸附材料La(OH)₃(X)/Al₂O₃〔X表示吸附剂中的La(OH)₃质量含量〕,并对其吸附磷酸盐的性能进行研究. 结果表明:①Al₂O₃和La(OH)₃是吸附剂中磷酸盐的主要结合位点. ②磷酸盐初始浓度为50 mg/L时,La(OH)₃(19)/Al₂O₃吸附剂在初始阶段吸附较快,且在200 min左右达到吸附平衡. La(OH)₃(X)/Al₂O₃吸附剂对磷酸盐的吸附量随着La(OH)₃负载量的提高而升高,其吸附等温线符合Langmuir模型拟合. La(OH)₃(7)/Al₂O₃、La(OH)₃(13)/Al₂O₃、La(OH)₃(19)/Al₂O₃和La(OH)₃(27)/Al₂O₃对磷酸盐的最大吸附量可分别达到25.32、27.40、43.10和53.76 mg/g (以P计). 这表明La(OH)₃掺杂Al₂O₃后为磷酸盐提供更多的活性位点,有效提高了磷酸盐的吸附容量. ③La(OH)₃(19)/Al₂O₃对磷酸盐的吸附量随pH的升高而降低,共存阴离子影响试验表明,La(OH)₃(19)/Al₂O₃对磷酸盐具有较高的吸附选择性. ④经过5次吸附-脱附循环后,La(OH)₃(19)/Al₂O₃表现出稳定的吸附和再生性能,对实际水体磷酸盐的去除试验结果表明其可用于实际水体中磷酸盐的去除. 研究显示,La(OH)₃(19)/Al₂O₃的磷酸盐吸附速率快、吸附容量高、吸附选择性高,具有潜在的应用价值.      

絮凝浓缩武汉市巡司河底淤泥的研究

目的研究武汉市巡司河底淤泥在不同无机絮凝剂及PAM的助凝作用下淤泥清浑分界面的沉降速率、淤泥浓缩比以及淤泥沉降指数的变化情况。方法采用实验研究的方法,对巡司河底淤泥进行沉降实验,并通过沉降分析找到最佳脱水效果的脱水剂。结果当淤泥质量分数为10%时,Ca(OH)2取得的絮凝脱水效果最好,Ca(OH)2投加比为5 g/L,PAM投加比为0.04 g/L时,淤泥清浑分界面的沉降速率最大可达到3.7 cm/min,淤泥浓缩比为3.94,淤泥沉降指数为24.9%。结论 Ca(OH)2和PAM对巡司河底淤泥的脱水有促进效果,淤泥在Ca(OH)2和PAM共同作用下先后经历了自由沉降、絮凝沉降、区域沉淀和压缩沉降。     

活性污泥对回用净水中钙离子的去除研究

在静态条件下,进行了活性污泥对净水中钙离子的去除实验研究和机理探讨。在去除实验中,考察了活性污泥用量、搅拌强度、搅拌时间、初始钙离子浓度、溶液pH对钙离子的去除效果的影响。结果表明:用活性污泥去除钙离子可以获得较好的效果,去除量可达19mg/g,并且去除速度很快,5min即可完成;且去除机理可能有生物吸附、静电吸附和化学沉淀;适当的剪切力可以加速吸附反应的进程,证实了流体力化学效应的的存在。溶液pH不同,发生的沉淀反应不同,低pH条件下,钙离子与活性污泥中磷酸根生成Ca3(PO4)2沉淀,较高pH条件下,生成的沉淀为Ca5(OH)(PO4)3。     

硫酸盐/氨的厌氧生物转化试验研究

采用厌氧上流式生物膜反应器,通过控制不同的水力停留时间、进水n(NH+4-N)/n(SO2-4-S)和HCO-3浓度研究了无机营养条件下硫酸盐/氨的厌氧生物转化特性.结果表明,反应器中NH+4和SO2-4发生了同步去除,最大NH+4-N和SO2-4-S去除速率分别为47.6 mg·(L·d)-1和16.9 mg·(L·d)-1,稳定去除率最高分别超过了80%和43%;反应过程中有NO-3-N的明显生成,出水NO-3-N浓度最大时为77.6 mg·L-1,整个过程中,未检测到S2-的生成,有单质硫附着在生物污泥表面;由于控制条件的不同,会产生不同的n(NH+4-N)/n(SO2-4-S)转化比,表明NH+4和SO2-4的厌氧生物反应并不是简单地接续反应,反应器中存在更为复杂的反应过程和转化途径.     

化学链燃烧中钙基载氧体CaS04再生的氧化反应机理

在热重和红外联用进行等温实验的基础上,探讨了氧体积分数为10%、20%,970-1150℃温度范围内化学链燃烧过程中钙基载氧体再生(cas)的氧化特性-结果显示,CaS氧化的直接产物主要为CaSO4,只有在诱导期生成极少量CaO和SO2;但CaSO4与CaS还可进一步反应,生成更多Can和S02.通过对氧气浓度和温度的实验条件改变,研究了CaS04的转化率、转化速率,并辅以S02析出速率分析,获得了CaSO4相对于CaO的瞬时选择性、Ca.SO4的收率和反应选择率.结果表明,钙基载氧体CaSO.再生过程氧化反应的适宜条件为温度970-1000℃以及较高的氧气气氛.这不仅可以抑制S02的排放量从而得到较高的反应选择率.同时反应过程也具有较高的转化速率.     

V2O5/AC催化剂脱除烟气中SO2的微观动力学研究

利用热重分析仪对V2O3/AC脱除SO2的微观动力学进行了研究,考察了催化剂V2O5的含量[w(V2O5)]、反应物SO2和H2O的浓度[ψ(SO2)和ψ(H2O)]及反应温度对催化剂增重分率的影响,并采用微孔填充模型描述V2O5/AC的脱硫行为.模型研究表明:V2O5/AC脱除SO2反应速率由吸附-催化剂表面化学反应控制,SO2和H2O的吸附可用Langmuir-Hinshelwood模型分析.将活性组分表面分率和V2O5/AC的微孔孔容随反应的变化用参数n表示,n类似于反应级数,以表示二者对反应的影响程度.     

磷酸钙沉淀法去除猪场废水中磷的实验研究

以模拟猪场废水为处理对象,进行了磷酸钙沉淀除磷小试实验,考察了pH值、不同初始n(Ca)/n(P)、CO<'2-><,3>、Mg<'2+>以及CO<'2-><,3>和Mg<'2+>共存对磷酸钙沉淀反应的影响;利用X射线衍射仪(XRD)对沉淀产物进行了表征.结果表明,在溶液pH=8.0和初始n(Ca)/n(P)=3.33...     

强磁粉协同作用预处理垃圾渗滤液

研究了强磁粉(Fe3O4)与无机混凝剂Al2(SO4)3在垃圾渗滤液处理中的协同作用。结果表明:Fe3O4与Al2(SO4)3复合使用混凝效果优于单纯使用Al2(SO4)3的混凝效果。当Al2(SO4)32.0g/L,磁粉(Fe3O4)1.6g/L,搅拌强度150r/min,pH值3.0,沉降时间5min时,可使渗滤液的COD去除率达70%,混凝时的胶粒沉降速率明显加快。     

Fenton-絮凝耦合处理含Cu~(2+)和DMP的废水研究

采用1种新型Fenton联用工艺处理同时含有重金属Cu2+和内分泌干扰素邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的废水。该工艺可分为2步:1)Cu2+催化作用下的Fenton(Fe2++H2O2)反应,旨在氧化DMP;2)依次加入Ca(OH)2和阴离子型聚丙烯酰胺(PAM),通过絮凝过程沉淀去除DMP和Cu2+。通过大量烧杯实验,研究了初始Cu2+浓度、H2O2浓度、n(H2O2)∶n(Fe2+)、p H、Ca(OH)2浓度和PAM浓度对反应效果的影响,并对其中的反应机制进行了一定的探讨,在Cu2+浓度为10 mg/L、H2O2浓度为499.5 mg/L、n(H2O2)∶n(Fe2+)为8∶1、Ca(OH)2浓度为600 mg/L和PAM浓度为2 mg/L时,DMP和Cu2+的去除率最高可分别达到100%和92.7%。这些研究为处理此类有机物和重金属离子共存的废水提供了新途径。