焦化废水纳滤浓水除氟试验研究

焦化废水采用纳滤工艺进行深度处理会产生大量高浓度的含氟纳滤浓水.针对高氟离子的纳滤浓水,对比考察了Ca(OH)2和CaCl2两种钙盐在焦化纳滤浓水中的除氟效果.研究了Ca(OH)2和CaCl2除氟药剂投加量,合适的pH值,以及纳滤浓水中氯离子、硫酸根离子对除氟的干扰作用.试验结果表明:采用CaCl2可将F-降至10 mg/L以下,最佳条件为初始pH调至10.0,CaCl2投加量为6 000 mg/L,出水pH呈弱碱性,出水中的氟离子低于10 mg/L,达到国家规定的废水排放标准,且采用工艺简便,运行稳定.     

壳聚糖混凝剂除氟的研究

合成了壳聚糖和丙烯酰胺改性壳聚糖两种高分子混凝剂,并以NaF溶液为研究对象,考察了两种壳聚糖混凝剂投加量、pH值、接触时间及温度对除氟性能的影响.实验结果表明:丙烯酰胺改性壳聚糖的除氟效果优于未改性的壳聚糖;随着两种混凝剂投量的增加,除氟效率增大,当剂量分别大于50 mg/L和60 mg/L时,除氟效率趋于稳定;壳聚糖与改性壳聚糖混凝剂分别在pH值为6.2和5.4时,获得了最佳的除氟效果;接触时间小于12 min时,随着接触时间延长,除氟效率快速增加,大于20 min时,除氟率趋于稳定;混凝温度升高有利于提高除氟率,两种混凝剂在25℃即达到最大除氟率.     

桂东地区地热水中氟的分布及其富集过程研究

为查明桂东地区地热水中氟的分布规律及其富集过程,对桂东地区典型高氟地热水分布区27件地热水样品进行水化学特征及其水文地球化学作用分析.结果表明:高氟地热水主要分布在桂东地区东北部区域,F浓度(指质量浓度)最高可达17.1 mg/L;高氟地热水以Ca-HCO3型或Na-HCO3型偏碱性水为主,水温为26.7～83.4℃,平均水温为46.0℃,TDS普遍低于1 g/L,属于低矿化度低温地热水;地热水中高浓度F-主要来源于花岗岩中萤石、铝硅酸盐等含氟矿物的溶解;利用PHREEQC软件模拟计算地热水中萤石(CaF2)和方解石(CaCO3)矿物饱和指数结果表明,地热水中CaCO3全为过饱和状态,而CaF2饱和指数随地热水中F含量的增加而逐渐升高,由不饱和逐渐达到过饱和状态,当水温较高时,含氟矿物溶解释放F-进入水相中,同时溶解进入地热水中的Ca2+与围岩表面吸附的Na+发生了离子交换作用,使地热水中Na+大量富集,并降低水相中Ca2+含量,从而促使CaF2矿物的溶解,增加地热水中F-含量,形成高氟地热水.     

氟化钙诱导结晶处理除氟再生废液试验研究

为了解决矿井水吸附过滤除氟过程中产生的除氟再生废液二次污染和氟化钙回收利用等问题,该文提出了氟化钙诱导结晶流化床处理工艺,进行了静动态诱导结晶除氟试验,考察了初始氟浓度、石灰占总钙摩尔比、钙氟比、晶种粒径、pH值和反应时间等多种因素对除氟效果的影响,分析了氟化钙诱导结晶除氟机理。结果表明:在进水流量20 L/h,初始氟浓度500～1 500 mg/L条件下,当石灰占总钙摩尔比约为60%、钙氟比约为0.9,氟化钙晶种平均粒径约为100～130μm、pH值为8～9和反应时间约为1.0～1.2 h时,试验出水氟浓度约为12.5～15.0 mg/L,氟化钙泥渣含水率约为28%～31%,易于后续达标处理和回收利用。     

硫酸铜对亚硫酸钠除氧性能的影响

研究了Na2 SO3的除氧性能与特点 ,讨论了 pH值、水的温度、Na2 SO3的过剩以及添加剂CuSO4 对Na2 SO3除氧性能的影响。实验结果表明 :单独使用Na2 SO3除氧 ,除氧率最高 ,仅能达到 90 % ,而且Na2 SO3的用量过大 ,对水泵有负面的影响。pH值约在 5到 9之间除氧效果较好 ,水温越高 ,除氧效果越好。CuSO4 的添加能够明显提高Na2 SO3的除氧性能 ,且降低Na2 SO3的使用量。当Na2 SO3的加入量是理论加入量约为 6.0mg/L ,CuSO4 的加入量为 2 .0mg/L时 ,除氧率大于99 .5 % ,且pH值在 7～ 11之间 ,除氧率变化很小     

HAP结晶法回收生活污水中磷的主要影响因素分析

为了探究羟基磷酸钙(HAP)结晶法应用于生活污水中磷回收的可行性,采用改性珊瑚砂为晶种,考察了晶种投加量、pH值、水力停留时间(HRT)、n(Ca)/n(P)和曝气量对HAP结晶效率的影响。试验结果表明:HAP结晶回收生活污水中的磷,不需要额外加碱调节pH,通过曝气吹脱CO_2而致碱度提高,足以满足HAP结晶对OH-的需求;HRT是影响反应结晶效率的一个较重要的因素,HRT越短,污水磷回收效率越差。室温条件下,当进水磷浓度稳定在3~6 mg/L,HAP结晶法回收生活污水中的磷的最佳运行条件为:pH值为8.3,水力停留时间HRT为6 h,n(Ca)/n(P)为8∶1,曝气量为200 L/h,改性珊瑚砂晶种投加量为83.64g/L。以上结果表明,以改性珊瑚砂为晶种的HAP结晶法应用于生活污水磷回收是可行的。     

沸石的载铁改性及饮用水除氟试验研究

为避免使用含铝材料,采用新方法制得载铁改性斜发沸石,并通过一系列静态及动态试验对其除氟性能及影响因素进行了研究.结果表明:经过改性活化的斜发沸石滤料的除氟容量(DC)得到显著提高,静态达0.665 mg/g,动态达0.2 mg/g,分别约为原沸石除氟容量(0.03 mg/g)的20和7倍.载铁改性斜发沸石对F的吸附符合Langmuir吸附等温模式,其最适pH为6～7,氟吸附速率快,再生稳定;同时其也能高效去除饮用水中的锰离子,除锰容量(MRC)达2.442 mg/g.对高氟地下水的处理效果证明,该滤料不仅降氟达到国家饮用水标准,而且具有再生简易、使用寿命长等特点.     

高分子重金属絮凝剂MAPEI的制备及性能研究

通过酰胺化反应将重金属络合剂巯基乙酸(TGA)接入高分子絮凝剂聚乙烯亚胺(PEI)的分子链中,合成了新型高分子重金属絮凝剂巯基乙酰聚乙烯亚胺(MAPEI),以达到用同一种絮凝剂既能除重金属又能除浊的目的.实验结果表明:①该絮凝剂对Cu2 有很好的捕集功能,Cu2 的最高去除率可达95%以上;②pH值对MAPEI除Cu2 、去浊的效果有一定的影响但影响不大,pH值低时除浊效果较好,pH值较高时除Cu2 效果较好;③当Cu2 和致浊物质共存时,会互相促进彼此的去除;④废水中Ca2 的存在会促进Cu2 的去除,Fe3 的存在会抑制Cu2 的去除.     

聚合氯化铝及聚合氯化铝铁处理微污染地表水效果

选用两种无机高分子混凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铝铁(PAFC),与传统混凝剂Al2(SO4)3处理微污染地表水。以浊度和CODMn去除率为主要指标,考察投药量和pH对混凝效果的影响。通过考察沉淀时间对浊度去除效果的影响,结合实验现象,讨论三种混凝剂生成矾花的大小和沉降性能。结果发现,PAC和PAFC在5mg/L的投药量下可以取得较好的混凝效果,出水符合GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》。三种混凝剂的最佳pH为6,PAFC受pH影响较小,当pH为5～8时可取得较好的CODMn去除效果。PAFC生成的矾花体积较大,沉降性能较好,在实际应用中可缩短沉淀池的水力停留时间。     

聚合硫酸铁和钙盐除氟试验研究

通过试验研究了单独投加聚合硫酸铁(PFS)去除氟的最佳反应pH值、最佳振荡时间、投加量,以及钙盐(CaCl2)与聚合硫酸铁联合投加对除氟效果的影响,结果表明:采用单独投加聚合硫酸铁絮凝沉降法除氟时,pH值为5.5～6.5,有利于氟的吸附,最佳振荡时间为120 min;先投加氯化钙后投加聚合硫酸铁的方法除氟效果更好.     

氢氧化钙清液加氯化钙处理酸性高浓度含氟废水

研究了pH值、氯化钙投加量、搅拌时间及沉淀时间等因素对酸性高浓度含氟废水处理效果的影响;提出了采用氢氧化钙清液加氯化钙作为新型沉淀剂处理酸性高浓度含氟废水的工艺参数：pH值在8．5－9．5,按照nCa／F=0．7加入5％CaCl2溶液,搅拌45min、沉降90min;采用此工艺参数处理氟离子浓度为2600mg／L、pH值为2．97的废水,能把废水氟离子的浓度降至20mg／L以下,达到国家二级排放标准;采用本工艺取代传统工艺的好处是：沉渣中氟化钙纯度高,有利于废水中氟的回收利用。     

钙盐沉淀法处理集成电路工业含氟废水影响因素研究

研究了钙盐的投加量、pH值以及反应后的静置时间等因素在常温下对氢氧化钙和氯化钙两种钙盐用于处理某集成电路工业含氟废水的影响。结果表明,氢氧化钙在处理该废水过程中优于氯化钙;当达到理论投加量的200%时,pH=8.0左右,静置60m in后,处理初始氟浓度为500mg/L的集成电路工业废水,其出水可以达到污水排放一级标准。     

化学沉淀法处理除氟吸附剂再生尾液的试验研究

通过试验研究了投加石灰法、投加氯化钙法、石灰-氯化钙联合法、石灰-盐酸联合法4种化学沉淀法对除氟吸附剂再生尾液的处理效果和影响因素。结果表明:静置沉淀90min后,使用投加石灰法处理pH值为12、含氟浓度为2 000mg/L的除氟吸附剂再生尾液,处理后残余氟离子浓度大于50mg/L,使用投加氯化钙法,处理后残余氟离子浓度小于20mg/L,使用石灰-氯化钙联合法和石灰-盐酸联合法,处理后残余氟离子浓度均小于10mg/L;4种方法的最佳搅拌强度为150r/min,最佳反应pH值为12左右,最佳静置时间为90min;其中,采用石灰-盐酸联合法处理pH值为12、含氟浓度为2 000mg/L的高氟再生尾液,在石灰投加量超过理论量60%(即为6.231 6g/L),加入65.4mL/L 2M的HCl时,出水可以达到国家污水排放一级标准,且pH值在7左右。     

氟化铵制备氟化钙最优条件研究

试验采用氟化铵与石灰石粉、石灰乳反应制取氟化钙,研究了反应温度、物料浓度、物料过量系数等各主要参数变化对氟化钙结晶、过滤速度、氟收率及其含量的影响,摸索出最优反应条件。     

缺钙型羟基磷灰石对溶液中氟离子的吸附作用研究

利用一种含磷废水处理副产物--缺钙型羟基磷灰石(d-HAp)作为吸附剂,研究了其对氟离子的去除分离性能,探讨了溶液pH值、d-HAp投加量、共存钙镁离子及氯离子等因素对吸附作用的影响.结果表明,该缺钙型羟基磷灰石能够在较宽的pH范围(4～7)内有效吸附氟离子,并保持85%以上的去除率.高达200倍的Ca2+、Mg2+离子及Cl-离子的存在并未对氟离子的吸附产生明显影响,可适用于广大高氟水地区.该缺钙型羟基磷灰石对氟离子的吸附动力学符合Lagergren拟二级反应动力学方程,吸附速率快.吸附氟离子的过程可用Langmuir吸附等温模型描述,静态吸附容量可达26.11 mg·g-1.在实验条件下的吸附体系中,吸附机制主要为离子交换作用.     

石煤暴露环境发氟分布规律及影响因子

为了探明石煤暴露环境中发氟含量的分布规律及影响因子,结合病情调查,采集发样进行元素含量测定.结果表明,石煤暴露环境发氟含量个体差异显著,呈非正态分布,平均值为67.08±64.68μg/g,变异系数为96.42%;发氟含量同Ca、Mn、Se的含量呈显著正相关,同Ti含量呈显著负相关;因子分析显示发氟含量分布除受体内生化反应控制外,与表生地球化学环境、膳食结构以及饮用水的水质等因子也密切相关.     

酸性溶液中铝-氟反应动力学

研究了酸性溶液中铝氟反应的动力学，结果表明，铝氟之间的反应速率随温度和ｐＨ的升高而增加．低ｐＨ下以Ａｌ３＋＋Ｆ－＝ＡｌＦ２＋反应为主，较高ｐＨ下由于ＡｌＯＨ２＋参与反应及ＯＨ－的催化作用，反应速率加快．在铝的浓度比氟过量１０倍的情况下，铝氟之间的反应可以用一级反应动力学方程来拟合，即为假一级反应．当ｐＨ＜３８时，柠檬酸和草酸的存在使反应速度加快，而当ｐＨ＞３８时，有机酸使铝氟反应速度变慢．有机酸在不同的ｐＨ下存在不同的作用机制．     

土壤中不同粘粒矿物在高温下释放氟污染物的研究

研究了蒙脱石、高岭石、水铝英石、蛭石和针铁矿在高温下释放氟污染物的特征.结果表明:高温下氟化物从这些矿物中的逸出率不仅随矿物种类而变化,而且与烧成温度、比表面积、矿物结构水含量的变化以及高温加热时间密切相关.蒙脱石的晶格瓦解温度比高岭石的滞后,可能是不同高温下蒙脱石氟化物逸出比高岭石滞后的原因之一.含钙化合物能降低氟从蒙脱石中的逸出率.以CaCO₃处理蒙脱石为例,800℃时,氟化物逸出率比对照降低了59.6%,800℃时,5种含钙物质的固氟能力的大小顺序为:CaCO₃＞CaO＞Ca₃(PO₄)₂＞Ca(OH)₂＞CaSO₄.     

共存氯离子对饮用水纳滤除氟的影响研究

采用深井地下水配水试验研究了高氟饮用水纳滤除氟的可行性、膜污染及共存氯离子浓度对纳滤除氟的影响.结果表明,纳滤对原水中的所有共存阴离子均有截留效果,原水F^-浓度低于6 mg/L,纳滤出水的F^-浓度低于1.2 mg/L,能满足农村地区的生活饮用水标准.随着F^-浓度的增加,其截留率下降;进水共存Cl^-浓度的增加,F^-的截留率呈下降的趋势,F^-的截留率降低的百分数在Cl^-每增加1个mol数和氟离子增加0.1个mol数时相当,当Cl^-浓度>220 mg/L时,F^-的截留率有所上升,但变化没有达到显著水平.环境扫描电子显微镜、能谱分析和X-射线衍射(XRD)对膜污染成分分析表明,膜污染主要是晶体颗粒形状规则的无机碳酸钙,柠檬酸+氨水清洗可有效清除污染成分,恢复膜通量.     

地下水回补引发含水层氟释放次生风险的模拟研究

地下水回补过程中,含水层沉积物中部分微量组分（As、F等）可能因为环境条件改变释放进入地下水中造成次生污染.为探究回补入渗后含水层F-释放的次生风险,依托潮白河南水北调回补区及我国北方8个具有高F地下水的典型区域,应用PHREEQC软件模拟回补入渗对含水层萤石矿物溶解平衡及地下水F-浓度的影响.研究含水层沉积物典型矿物组分、回补水源与地下水水质差异对F-释放次生风险的控制作用.结果表明:①由于回补水源水质、地下水水质及含水层矿物差异,回补后不同地区地下水中F-浓度的呈现趋势有显著差异,部分地区由于地下水水质差异大,F-浓度存在上升及下降两种趋势.②地下水Ca2+浓度相对较低的区域回补后F-浓度呈下降趋势,增大回补量有利于降低F-释放风险,而对于Ca2+浓度高、甚至萤石饱和的区域,增大回补量会增加F-释放风险.③地下水中F-浓度同时受到萤石及其他含钙矿物的控制,当含水层存在萤石矿物且其他含钙矿物较少时,回补后F-释放的风险增大.因此在具有F背景的区域,对地下水Ca2+浓度较高的含水层或除萤石外含钙矿物含量有限的含水层进行回补时,可能导致地下水F-浓度升高引发回补次生风险.对于回补水源、地下水与含水层矿物组分相互作用的深入研究是保证地下水安全回补的关键,回补后F-释放反应动力学的进一步研究将加深F-释放次生环境风险的认识.