两段式还原铬渣中Cr(Ⅵ)的试验研究

比对了多种还原剂处理六价铬的解毒效果,确定了焦亚硫酸钠、硫酸亚铁两段式还原处理铬渣浸出液中六价铬和总铬的还原剂投加顺序和投加量。结果表明,该技术能使解毒后铬渣中Cr6+浓度达到0.17 mg/L,满足HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》解毒后铬渣六价铬≤0.5 mg/的要求,且具有较好的长期稳定性,解毒彻底,可为该技术的工程应用提供理论依据。     

不同还原剂处理实验室Cr(Ⅵ)废水研究

采用焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、氯化亚铁及硫酸亚铁五种常见的还原剂对实验室产生的六价铬废水进行还原处理,研究不同还原剂在不同pH值条件下对六价铬废水的去除效果,从经济性、去除率等不同方面对不同还原剂处理六价铬废水的优劣进行综合分析。结果表明:焦亚硫酸钠在pH=2.5的条件下对六价铬去除率达到99.84%;亚硫酸钠和硫代硫酸钠在pH=2.0的条件下对六价铬的去除率分别达到99.06%和99.28%;硫酸亚铁和氯化亚铁在反应溶液pH为2~3的条件下去除效果相差不大,两者的去除率都接近100%。处理相同浓度的六价铬废水,不同还原剂处理成本不同,焦亚硫酸钠处理每吨浓度为100 mg/L的六价铬废水所需要的试剂费用为2.86元,亚硫酸钠、硫代硫酸钠、氯化亚铁及硫酸亚铁四种还原剂处理相同废水所需要的试剂费用分别为3.575,7.08,14.28,6.72元。综合处理率和经济性两方面因素考虑,焦亚硫酸钠为五种还原剂中最佳还原剂。     

水合肼解毒铬渣的研究

本文考查了铬渣含水率、温度、反应时间、药渣比对解毒效果的影响。结果表明,当铬渣含水率为10％、温度为60℃、反应时间为10min、水合肼：铬渣=1：100时,六价铬浸出浓度为0．587mg／L,远小于国家规定的危险废物鉴别标准值。     

硫代硫酸钠、磷酸钠联合处理铬渣中的六价铬

以硫代硫酸钠为还原剂,将铬渣中的六价铬(Cr(VI))解毒转化为三价铬(Cr(III)),并加入磷酸盐作为稳定剂稳定解毒后的铬渣,考察不同反应时间和药剂用量对铬渣中Cr(VI)去除效果的影响.结果表明:硫代硫酸钠可以有效去除铬渣中的Cr(VI),当其与Cr(VI)的摩尔比为理论摩尔比的12倍、处理时间15d时铬渣中Cr(VI)的去除率达到最高(70%),继续增加还原剂用量或延长反应时间均不能有效提高Cr(VI)的去除率.随后加入磷酸钠作为稳定剂,当其物质的量为生成Cr(III)的4倍时,硫代硫酸钠与磷酸钠分步加入(两步法)比同时加入(一步法)处理铬渣的效果较好,处理效果最好时总铬浸出浓度为6.1mg/L,低于危险废物浸出鉴别的总铬标准(15mg/L),而且形成稳定的铬的化合物(CrPO4·6H2O).铬渣pH值变化、五态变化、XRD及XPS分析等结果表明,两步法的处理效果好于一步法.     

铬污染土壤还原—固化稳定化过程研究

以我国某铬渣堆场六价铬污染土壤为研究对象,探讨硫酸亚铁、氧化钙、水泥等作为还原—固化稳定化药剂对六价铬污染土壤还原—固化稳定化效率的影响。试验结果表明:土壤六价铬浓度与七水合硫酸亚铁投加倍数呈指数关系,当七水合硫酸亚铁投加剂量为理论值的6.5倍,土壤中六价铬浓度未检出(<0.002mg/kg)。氧化钙的加入抑制了土壤中水溶性六价铬的浸出,正交试验的所有样品中水溶性六价铬浓度在4~56.6 mg/L。水泥加入后,初始浓度为3880 mg/kg的土壤水溶性六价铬浓度浓度降低至19.9mg/L。造成反应后水溶性六价铬浓仍较高的可能原因是含水量较低,土壤颗粒内部六价铬未全部溶出。因此在实际工程中,可考虑增大体系含水率、加酸调节pH值或提高添加氧化钙、水泥比例等方法提高土壤还原—固化稳定化效率。     

铬污染土壤的稳定化处理及其长期稳定性研究

利用不同投加比例的FeS、FeSO4、Fe0和Na2S2O4,分别对铬污染土壤进行处理,通过土壤浸出浓度和六价铬含量的测定,考察这4种还原剂对铬污染土壤的短期(3 d、28 d)和长期(1 a)稳定作用.结果表明,将FeS和Fe0直接用于铬污染土壤的稳定化时,由于其溶解度很低,稳定效果不好.而FeSO4对铬污染土壤的稳定化具有很好的效果,可以在短期内降低总铬和六价铬的浸出浓度,减少土壤中的六价铬含量,且其效果随着投加浓度的增加而提高.在长期稳定过程中,由于铁的氢氧化物的逐渐形成,其稳定化效果进一步提高.Na2S2O4同样有利于铬污染土壤的稳定化.在适当的投加比例下,FeSO4和Na2S2O4对土壤pH值影响很小,维持在6~8.     

六价铬污染场地还原修复及其稳定性研究

以某铬污染场地土壤为修复对象,采用化学还原技术对土壤中六价铬进行"解毒"。对比分析五类还原剂对Cr(Ⅵ)的修复效果,并结合修复后土壤的pH及其他重金属的浸出特性,筛选出MetaFix药剂为最佳修复药剂。MetaFix~(TM)药剂修复后土壤中六价铬及其他重金属均达到了相应标准要求,并且具有很好的稳定性。     

二氧化铅的水溶液体系还原研究

分别采用硫酸亚铁和亚硫酸钠对PbO_2进行还原研究,考察了还原剂浓度(过量系数)、反应时间、反应温度等工艺参数对PbO_2还原率的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析还原产物的物相和形貌。结果表明:硫酸亚铁为还原剂时,PbO_2的还原率随着还原剂浓度的降低、反应温度的升高而增加,反应时间对PbO_2还原率影响较小。硫酸亚铁还原最佳条件为:硫酸亚铁过量系数为1~1.1,反应时间为60 min,反应温度为90℃,n(H_2SO_4)∶n(PbO_2)为3∶1,二氧化铅还原率最高仅为52.4%;亚硫酸钠作为还原剂时,PbO_2的还原率随着亚硫酸钠过量系数增加和反应温度的提高而增大,反应时间对PbO_2还原率影响较小,当亚硫酸钠过量系数为6.0、反应温度为90℃、反应时间为60 min时,PbO_2还原率可达100%,完全还原后,粉体由近球形演变为短棒状。     

铬渣的细菌解毒实验研究

采用从铬渣堆埋场附近的污泥中分离到的高效还原Cr(Ⅵ)的Ch-1菌进行细菌浸出的摇瓶实验,分别考察了不同液固比,温度,初始pH值情况下浸出液的pH值变化,Cr(Ⅵ)浓度变化及浸出过程铬渣中六价铬的浸出率变化和最终渣浸出毒性.实验结果表明,在细菌的作用下,浸出液Cr(Ⅵ)浓度均能解毒为0ppm,同时,浸出液pH值降低到8～9之间, 细菌浸出渣毒性降低到0.05ppm以下,远低于GB5085.3-1996危险废物浸出毒性鉴别标准1.5ppm.同时,渣中的Cr(Ⅵ)也大部分被有效浸出后还原为Cr(Ⅲ) 沉淀.特别是在液固比10:1,温度28℃,初始pH＝10.0的条件下,铬渣中六价铬浸出率达到了95.43%,同时浸出液pH值＝8.20,Cr(Ⅵ)浓度为0ppm,浸出渣浸出毒性0.007 ppm,均达到国家排放标准,取得了较好的解毒效果.     

柠檬酸淋洗去除土壤中铬的实验研究

铬渣污染场地常常对其周边的土壤及地下水造成严重污染,因此,亟需探索修复铬污染土壤及地下水的技术方法.本文以某典型铬渣堆存场地内采集的污染土壤为研究对象,配置了浓度分别为0.01、0.05和0.1 mol·L-1的柠檬酸溶液,通过振荡洗脱批实验和淋洗柱实验对柠檬酸去除土壤中铬的效果和机理进行探讨.实验结果表明,柠檬酸对土壤中可还原态与可氧化态铬的淋洗效果显著优于去离子水,其对土壤中总铬的淋洗率可达80.7%,而去离子水仅为49.9%;在振荡洗脱批实验初期,土壤中50%左右的铬可以快速扩散到溶液中,且不同淋洗剂间淋洗效果无显著差异;柠檬酸的存在,使得反应体系中的六价铬逐渐被还原为三价铬,且还原速率随柠檬酸浓度的升高而增大;p H并非影响柠檬酸去除土壤中铬效果的唯一主要因素,柠檬酸对土壤中铬的去除机制还缘于其对土壤中三价铬的解吸作用.     

γ-射线辐照法去除水中的六价铬

以人工配制的含Cr水溶液[Cr(VI)=42mg/L]为研究对象,从动力学的角度考察了不同实验条件对γ-射线辐照还原Cr(VI)的影响.结果表明,初始pH值对Cr(VI)还原影响较大,酸性条件有利于Cr(VI)的还原,在15kGy的辐照强度下,pH2时,Cr(VI)的去除率达86.2%,而pH5和pH7时,Cr(VI)的去除率仅分别为36.3%和22.2%.乙醇的存在提高了Cr(VI)的辐照还原动力学常数.在乙醇添加量为0.1%(体积比),pH2的条件下,在较低的辐照强度(5kGy)下就可获得较高的Cr(VI)去除率(99.9%).中性条件下(pH7),添加1mmol/L的碳酸钠对Cr(VI)的还原有一定促进作用,而酸性条件下(pH2)则效果不明显.试验还考察了充N₂或充O₂对Cr(VI)辐照还原效果的影响,充N₂气可增强Cr(VI)的还原效果,而充O₂则抑制Cr(VI)的还原.     

Weak magnetic field accelerates chromate removal by zero-valent iron

Weak magnetic field(WMF) was employed to improve the removal of Cr(VI) by zero-valent iron(ZVI) for the first time. The removal rate of Cr(VI) was elevated by a factor of 1.12–5.89 due to the application of a WMF, and the WMF-induced improvement was more remarkable at higher Cr(VI) concentration and higher p H. Fe2+was not detected until Cr(VI) was exhausted, and there was a positive correlation between the WMF-induced promotion factor of Cr(VI) removal rate and that of Fe2+release rate in the absence of Cr(VI) at pH 4.0–5.5. These phenomena imply that ZVI corrosion with Fe2+release was the limiting step in the process of Cr(VI) removal. The superimposed WMF had negligible influence on the apparent activation energy of Cr(VI) removal by ZVI, indicating that WMF accelerated Cr(VI)removal by ZVI but did not change the mechanism. The passive layer formed with WMF was much more porous than without WMF, thereby facilitating mass transport. Therefore,WMF could accelerate ZVI corrosion and alleviate the detrimental effects of the passive layer, resulting in more rapid removal of Cr(VI) by ZVI. Exploiting the magnetic memory of ZVI, a two-stage process consisting of a small reactor with WMF for ZVI magnetization and a large reactor for removing contaminants by magnetized ZVI can be employed as a new method of ZVI-mediated remediation.     

实验室重金属废水处理研究

根据实验室废水中Hg2+和Cr3污染特点,以硫酸亚铁、硫化钠作为还原剂,将废水中的Cr6+还原为Cr3+,Hg2+和Cr3+以沉淀的形式混凝去除。分别考察pH值、反应时间及还原剂投加量对两种重金属去除率的影响,结果表明过低的反应时间不利于Cr6+和Hg2+的去除,pH2.0时,Cr6+和Hg2+的还原效率较高,FeSO4和Na2S加量分别在1 000 mg/L和667 mg/L时,Cr6+和Hg2+具有较高的去除效率。利用正交实验对污染物去除条件进行优化,结果表明,两种无机还原剂投加比例对铬、汞两种重金属离子的去除率影响大,pH值次之,反应时间对去除率的影响最小,在pH为2.0、FeSO4和Na2S加量分别在1 000 mg/L和667 mg/L,反应时间为30 min时,废水中Hg2+和Cr6+的去除率最高,分别达到98.23%、95.97%,处理后废水达到国家污水排放标准。     

油菜秸杆外壳对水溶液中六价铬的吸附作用

为探讨油菜秸秆外壳去除水溶液中重金属铬的可能性及其影响因素,并研究其吸附性能和吸附机制.采用Box-Behnken Design实验设计研究了水溶液中六价铬[Cr(VI)]初始浓度、pH值范围、油菜秸秆外壳添加量和吸附温度4个因素对油菜秸秆外壳去除溶液中Cr(VI)的影响作用;用吸附等温方程、吸附动力学方程与热力学方程分别探讨了油菜秸秆外壳去除水溶液中Cr(VI)的行为;采用红外光谱技术对油菜秸秆外壳吸附水溶液Cr(VI)前后进行表征,探讨其吸附机制.油菜秸秆外壳去除溶液中Cr(VI)的最佳条件组合为:在吸附时间为1440min时,Cr(VI)初始浓度为99.15mg/L、pH值为1.01、油菜秸秆外壳添加量为2.90g/L和吸附温度35.70℃,Cr(VI)去除率为91.97%;吸附等温线拟合,吸附Cr(VI)行为符合Freundlich方程,为优惠吸附;热力学研究表明:溶液中Cr(VI)吸附属吸热反应,且为自发吸附行为;吸附动力学显示:油菜秸秆外壳去除溶液Cr(VI)符合准二阶动力学方程,吸附过程中存在离子交换;红外光谱提示:吸附过程中,O—H、C—H、NH3+、N—H和C—O基团与Cr(VI) 络合吸附发挥了重要作用.油菜秸秆外壳能够有效吸附水溶液中的Cr(VI),pH值是最为重要的影响因素.     

层状双氢氧化物即时合成处理含Cr(Ⅵ)废水

利用LDH合成原理,提出了即时合成层状双氢氧化物去除Cr(Ⅵ)的新方法.其基本原理是,在废水处理中由于Mg²⁺、Al³⁺水解共沉淀形成LDH,Cr(Ⅵ)阴离子优先进入LDH结构层间平衡结构电荷,从而使Cr(Ⅵ)阴离子以LDH沉淀的形式被去除.这一原理已为模拟废水实验和沉淀物结构分析证实.研究结果表明,影响处理效果的因素是Mg/Al比值、pH值以及Cr(Ⅵ)浓度,当pH值为8.5～9、Mg/Al为1∶1～2∶1时Cr去除率最高,Mg、Al利用率也比较高,出水水质满足工业排放要求,从而显示这种废水处理技术具有非常好的效果.     

JYZ0315菌吸附水体中Cr(Ⅵ)Cd(Ⅱ)共存重金属离子

采用JYZ0315菌种进行水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)去除实验研究,结果表明:JYZ0315菌吸附水中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)效果显著。吸附C(rⅥ)的最佳条件是:pH 3、1h、10℃,菌体的吸附容量为8.51mg/g;吸附Cd(Ⅱ)的最佳条件是:pH 5、30min、30℃,菌体的吸附容量为11.99mg/g。     

重金属絮凝剂DTMPAM去除Cr (Ⅵ)的性能与机理

以二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺（DTMPAM）作为高分子絮凝剂,研究DTMPAM对水中Cr （Ⅵ）的去除性能,考察了DTMPAM投加量、pH值、Cr （Ⅵ）初始浓度以及共存浊度、无机物质、有机物质对DTMPAM处理含Cr （Ⅵ）废水性能的影响.结果表明,DTMPAM在酸性条件下对不同Cr （Ⅵ）初始浓度的含Cr （Ⅵ）水样均具有良好的去除效果,且Cr （Ⅵ）的去除率随着体系初始pH值的降低而升高;当pH值为3.0时,DTMPAM对Cr （Ⅵ）初始浓度为5,15,25和50mg/L水样中Cr （Ⅵ）的最高去除率分别达到94.78%,96.52%,96.53%和97.49%.共存浊度对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有抑制作用.在低DTMPAM投加量下,共存无机阳离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺,共存无机阴离子SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-,以及共存有机物质柠檬酸钠、乙酸钠、三氯乙酸和氨基乙酸等对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）均具有一定的抑制作用;而在高DTMPAM投加量下,这些物质的存在会对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）表现出较小的促进作用.无机阳离子Fe³⁺、Ni²⁺、Ba²⁺的存在对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有较明显的抑制作用,其中Ba²⁺的抑制作用最显著.红外光谱和能谱分析显示,DTMPAM高分子链上的二硫代羧基可将水样中Cr （Ⅵ）还原为Cr （Ⅲ）,Cr （Ⅲ）进一步和DTMPAM分子链上的二硫代羧基、胺基发生螯合反应形成絮体.     

Fabrication of asymmetric poly (m-phenylene isophthalamide) nanofiltration membrane for chromium(VI) removal

The feasibility of employing nanofiltration for the removal of chromium(VI) from wastewater was investigated. Poly (m-phenylene isophthalamide) (PMIA) was used to fabricate asymmetric nanofiltration membrane through the phase-inversion technique. Scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) were used to characterize the obtained membrane, and the both confirmed a much smoother surface which could reduce membrane fouling. The PMIA membrane showed di erent rejections to electrolytes in a sequence of Na2SO4 > MgSO4 > NaCl > MgCl2, which was similar to the sequence of the negatively charged nanofiltration membranes. Separation experiments on chromium(VI) solution were conducted at various operating conditions, such as feed concentration, applied pressure and pH. It is concluded that chromium(VI) could be e ectively removed from chromiumcontaining wastewater by the PMIA nanofiltration membranes while maintaining their pollution resistance under alkaline condition.     

Kinetics and mechanism of hexavalent chromium removal by basic oxygen furnace slag

Basic oxygen furnace slag(BOFS) has the potential to remove hexavalent chromium(Cr(VI))from wastewater by a redox process due to the presence of minerals containing Fe2+. The effects of the solution p H, initial Cr(VI) concentration, BOFS dosage, BOFS particle size, and temperature on the removal of Cr(VI) was investigated in detail through batch tests. The chemical and mineral compositions of fresh and reacted BOFS were characterized using scanning electron microscope(SEM) equipped with an energy dispersive spectrometer(EDS)system and X-ray diffractometer(XRD). The results show that Cr(VI) in wastewater can be efficiently removed by Fe2+released from BOFS under appropriate acidic conditions. The removal of Cr(VI) by BOFS significantly depended on the parameters mentioned above. The reaction of Cr(VI) with BOFS followed the pseudo-second-order kinetic model. Fe2+responsible for Cr(VI) removal was primarily derived from the dissolution of Fe O and Fe3O4 in BOFS. When H2SO4 was used to adjust the solution acidity, gypsum(Ca SO4·2H2O)could be formed and become an armoring precipitate layer on the BOFS surface, hindering the release of Fe2+and the removal of Cr(VI). Finally, the main mechanism of Cr(VI) removal by BOFS was described using several consecutive reaction steps.